Unto K. Laine tekee tutkimusta, joka ei kiinnosta tieteen rahoittajia pätkän vertaa. Kuva Juha Salminen
Unto K. Laine tekee tutkimusta, joka ei kiinnosta tieteen rahoittajia pätkän vertaa. Kuva Juha Salminen
Jos revontulien äänille löytyy selitys, se voi muuttaa käsityksiä ilmakehän fysiikasta, pohtii professori Unto K. Laine. Kuva Juha Salminen
Jos revontulien äänille löytyy selitys, se voi muuttaa käsityksiä ilmakehän fysiikasta, pohtii professori Unto K. Laine. Kuva Juha Salminen

Taivaan tulien loisteessa kannattaa pitää myös korvansa auki, sanoo Unto K. Laine.

Unto K. Laine on innoissaan. Tietokoneen näyttöön avautuu avaruussääennuste, joka lupaa työteliäitä öitä. Ennusteessa on aimo annos Auringon hiukkaspurkauksia. Se tietää yötaivaalle voimakkaita revontulia – ja kenties kahinaa, pihinää tai poksahtelua. Sellaisia ääniä ovat lukuisat ihmiset kuulleet erityisesti tyynellä ja kirkkaalla säällä taivaan tulien loisteessa. Niin Lainekin.

Lähipäivinä hän hurauttaa ties monennettako kertaa sadan kilometrin päähän Fiskarsiin, missä odottaa viimeisen päälle viritetty laitteisto revontulien äänittämiseen.

– Siellä on minun salainen laboratorioni, Laine virnistää.

Fiskarsista ja muualtakin Suomesta Laineen mikrofonit ovat tallentaneet suuren määrän äänihavaintoja. Samaan aikaan taivaalla on leiskunut, ja Ilmatieteen laitos on raportoinut alueelta geomagneettisia häiriöitä, joita esiintyy revontulien aikaan.

Avaamme yhden äänitiedoston. Kuuluu vaimeita, lyhyitä paukahduksia. Monet ovat niin hiljaisia, että vain vaivoin erottuvat ympäristön kohinasta. Maailman ainoal­la revontuliääniin perehtyneellä akustiikan tutkijalla riittää työmaata. Yhtenä yönä mittalaitteista voi kertyä jopa kaksitoista tuntia dataa. Puhutaan kymmenistä gigatavuista.

Kyykytys harmittaa

– Lisää dataa täytyy kerätä, analysoida ja julkaista, sillä revontulien ääni on yhä mysteeri, Laine sanoo. Tutkijat eivät ole vielä selvittäneet niiden täsmällistä syytä. Kaikki eivät edes usko äänien olemassaoloon, vaan pitävät niitä illuusiona ja korvan sisäisinä tuotoksina. Epäilyjä ovat esittäneet erityisesti geofyysikot, jotka maailmalla hallitsevat revontulitutkimuksen kenttää.

Sekös puheteknologian ja akustiikan ammattilaista närästää.

– Kriitikoiden mielipide tuntuu olevan kovin vakaa, vaikka he eivät ole tutkineet ääni-ilmiöitä eivätkä tunne psykoakustiikan perusteita.

– Minusta se on kummallista. Eihän kukaan mene esimerkiksi gynekologille, jos hänellä on hammas kipeä, Laine kärjistää.

Vielä 1900-luvun alussa sanomalehdissä saatettiin uutisoida revontulihavaintojen lisäksi se, kuuluiko niiden yhteydessä ääniä. Äänihavainnoista kirjoittelu loppui, kun norjalaisfyysikot raportoivat, että revontulet loimottavat yli sadan kilometrin korkeudessa. Sieltä ei voi minkäänlainen pihinä ulottua ihmiskorvaan.

Kiista jatkui, kunnes jonkin aikaa sitten saatiin vihiä, että äänet paikantuvat paljon matalammalle, kymmeniin metreihin. Ikivanha hypoteesi, että revontulien äänet ovat ilmasähköisiä ilmiöitä, näyttää saavan vahvistuksen. Poksahdukset ja suhinat saattavat johtua sähköpurkauksista ilmakehässä.

– Eniten minua harmittaa kyykytys, joka on kohdistunut aivan tavallisiin ihmisiin. Luotettavan tuntuisia ja tarkkoja äänihavaintoja on vähätelty. Joskus kertojan kuulo, jopa mielenterveys on kyseenalaistettu. Pilkan ja leimaamisen pelossa moni on pitänyt havainnot omana tietonaan.

– Minullekin on tokaistu, että taidat kuulla vain omien korviesi suhinoita.

Täysipäisten ihmisten ja heidän havaintojensa mitätöinti olikin yksi syy lähteä toden teolla ratkomaan äänimysteeriä.

– Koin tutkijana eettisen sydämenpiston, ja oli suorastaan pakko kääriä hihat ja käydä hommiin. Päätin, että teen aiheen parissa työtä vaikka koko lopun elämääni.

Mutta sitä ennen tarvittiin hieman sattumaa.

Alkoi kaamosjatseista

Elettiin lokakuun loppua 1999. Sodankylän geofysiikan observatorion tutkijan Esa Turusen puhelin soi. Meneillään oli Saariselän kaamosjazz, joka aina poikii tavallista enemmän revontulituristien yhteydenottoja. Kaikki haluavat osansa taivaan valonäytelmästä.

Kiihtynyt soittaja kertoi istuneensa myöhään kaveriporukassa revontulia ihailemassa ja kuulleensa outoja ääniä – vaimeita suhinoita ja poksahduksia. Voisiko viime yön äänitallenteita tulla kuuntelemaan paikan päälle sinne observatorioon?

Turusta hieman huvitti. Kaikenlaista tietoa toki kertyy observatorion mittalaitteisiin, mutta ei sentään ääniä. Ei missään päin maailmaa.

Soittaja oli kuitenkin sitkeä, ja pian valkeni, että luurin päässä oli ääniammattilainen Otaniemen teknillisestä korkeakoulusta. Mitä jos yritettäisiin yhdessä nauhoittaa? Aihe oli kovin kiistanalainen, mutta Turunen lämpeni. Miksikä ei. Aurinkokin oli aktiivisessa vaiheessa.

Jo helmikuussa Unto Laine ilmestyi Sodankylään mikrofoneineen, ja ensimmäiset koemittaukset suoritettiin. Äänitteitä kertyi tuntikaupalla – ei kuitenkaan yhtään varsinaista hittiä.

– Esa Turunen ja toinen Sodankylän geofyysikko Jyrki Manninen vihkivät minut revontulien saloihin. Myöhemmin opettajana on toiminut internet, josta löytyy aiheesta valtavasti tutkimustietoa.

Yhteistyö Sodankylän geofysiikan observatorion kanssa on jatkunut näihin päiviin saakka.  Mukana on ollut myös Ilmatieteen laitos. Mittausten lisäksi vuosina 2000–2005 kerättiin kansalaisilta yli 300 kuulohavaintoa. Niissä toistuu johdonmukainen kaava: poikkeava luontoääni, joka on kuultu kirkkaalla, kuivalla ja tyynellä säällä.

– Olen antanut sille nimeksi revonilma.

Laineen mikrofonien saalistamat äänihavainnot on saatu samanlaisissa oloissa, viimeisimmät noin 70–80 metrin korkeudesta.

– Äänien syntyyn tarvitaan revontulipurkauksessa vapautuvaa sähkömagneettista energiaa ja ihanteelliset sääolot, jotka voivat vaihdella paikallisesti hurjankin paljon.

Revontulten aikaan on harvoin kirkas, kuiva ja tyyni pakkasyö. Se voisi selittää, miksi äänihavainnot ovat suhteellisen harvassa. Untonkin äänitteisiin niitä on tarttunut vasta muutama, vaikka työtunteja on takana tuhansia.

– Yhteys on sen sijaan 99,9 prosenttisen varma. Nauhalla äänet seuraavat tietyllä viiveellä geomagneettista aktiivisuutta, joka meille näyttäytyy revontulina.

Pioneerityö pikkutunneilla

Professorin pieni työhuone Otaniemen kampuksella akustiikan laboratoriossa on sekaisin. Pöydillä on lehtipinoja ja lattialla lojuu pahvilaatikko poikineen. On ollut muutakin tekemistä kuin siivota.

Eikä se muu liity revontuliin. Puheteknologia on professorin ruisleipää, taivaalliset äänihavainnot enintään mauste.

– Kallis harrastus, joka hoidetaan omasta pussista ja omalla ajalla.

Ulkopuolisia euroja ei ole juuri herunut, vaikka äänet kiinnostavat suurta yleisöä. Suomalaisen revontulitutkimuksen painotukset ovat muualla kuin akustisissa mittauksissa.

– Minusta puhtaan tiedonhalun pitäisi riittää syyksi tutkia revontuliääniä. Meillä on käsissämme aito luonnonilmiö, jolle tiede ei ole keksinyt varmaa selitystä.

Alun perin nuori Tampereen teknillisen korkeakoulun insinööri kaavaili uraa sairaalatekniikasta, mutta puolivallaton yö laboratoriossa muutti kaiken. Musikaalinen Laine pyysi mukaan kollegansa Matti Karjalaisen ja päätti kokeilla, millaisia soundeja uudesta syntetisaattorista saa irti. Syntyi epämääräistä elektronista älämölöä, jota saattoi kutsua myös musiikiksi. Yksi pikkutunneilla tehty kytkentä tuotti yllätyksen: ihmisäänen kaltaista vätkytystä. Voisiko kone tuottaa puhetta?

Öinen oivallus polkaisi käyntiin puhesynteesin tutkimuksen ja vuonna 1977 valmiin tuotteen. Synte 1 hyytyi laborato­rioon, mutta Synte 2:sta tuli maailman ensimmäinen kannettava puhesyntetisaattori, joka noteerattiin laajasti kansainvälisessä lehdistössä. Samalla suomalainen puheteknologian tutkimus nousi kertaheitolla nollasta alan kärkeen.

Synte 2:ta on hyödynnetty muun muassa vammaisten puhuvissa tietokonepäätteissä ja pankkien puhelinpalveluautomaateissa.

Nyt Synten paikan laboratoriossa on napannut virtuaalilapsi. Se on puhumaan opetteleva pää, jolla on äänihuulet ja joka osaa liikuttaa kieltään. Laine insinööreineen pyrkii mallintamaan, miten lapsi oppii tuottamaan omaa ja ymmärtämään muiden puhetta. Suomen akatemia rahoittaa hanketta.

– On todella kiehtovaa huomata, kuinka jokeltelua tuottava lihasten liike muuttuu vähitellen organisoiduksi puheeksi.

Ponnistaa pohjalaisuudesta

Unto Laine ei ole millään muotoa tavanomainen eikä massaan sulautuva insinööritieteiden edustaja. Teekkaripiireissä harva sonnustautuu maripaitaan. Ponnarikaan ei taida kuulua kovin monen Otaniemen professorin vakiovarusteisiin.

Jotain kertoo myös miehen motto. – Mieluummin vastavirtaan nouseva lohi kuin myötävirrassa kelluva silakka.

Ahkera, rehellinen, määrätietoinen ja peräänantamaton, Unto Laine määrittelee itseään. Kärsimätönkin.

Moni elämänasenteista kumpuaa pohjalaisuudesta, jonka vaikutuspiirissä Laine vietti koko lapsuutensa, ensin Ilmajoella ja sitten Kannuksessa.

– Minulle on opetettu, ettei kenenkään edessä pidä pokkuroida eikä periksi pidä antaa, vaikka tulisi lunta tupaan.

Laine on tarvinnut pohjalaista asennetta useasti revontulitutkimuksessaan, joka on saanut osakseen vähättelyä ja torjuntaa.

Miten olet sen kestänyt?

– Minulla taitaa olla pohjalaisuuden lisäksi päässä jokin ”let it be” -nappi, jolla pääsen irti työpaineista.

Viimeistely jääköön fyysikoille

Tänä vuonna tulee kuluneeksi 15 vuotta siitä, kun aiheen tutkiminen alkoi, ja vasta nyt Laine alkaa olla tyytyväinen tuloksiin. Plakkarissa on kaksi kongressijulkaisua, jotka osoittavat, että revontulia tuottavat hiukkaspurkaukset voivat synnyttää ääniä. Lisäksi työn alla on tieteellinen artikkeli akustiikan alan julkaisuun.

Sekään ei tosin vielä riitä. Yksi pääsky ei tieteessä kesää tee. Vasta kun kaksi toisistaan riippumatonta tutkijaryhmää saa saman tuloksen, voidaan asiaa pitää suhteellisen varmana.

Vaikka äänten olemassaolo varmistuisi, jää silti yksi kysymys. Mikä ne aiheuttaa? Mikä on fysiikka ilmiön takana? Laine tunnustaa, ettei hän tiedä. Kaikkiin tapauk­siin ei näytä sopivan mikään aiemmin ehdotettu mekanismi. Niitä voi olla useita. Ilmasähköön liittyvä koronapurkaus on yksi vaihtoehto.

– Saatan jättää tämän kysymyksen fyysikoille.

Yhden vinkin Laine haluaa vielä antaa.

– Kannattaa kulkea korvat valmiiksi höröllä loimuavan taivaan alla. Sattuma auttaa valveutunutta mieltä. 

Jukka Ruukki on Tiede-lehden päätoimittaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 4/2014

Unto Kalervo Laine

  • Ikä 66
  • Syntyi Kannuksessa.
  • Opiskeli elektroniikkaa ja säätötekniikka Tampereen teknillisessä korkeakoulussa sekä filosofiaa Tampereen yliopistossa.
  • Väitös puheen tuottamisen akustiikasta 1989. R Tutkimusala Puheteknologia, erityisesti puheen mallintaminen.
  • Työ Puheteknologian professori Aalto-yliopistossa vuodesta 2002.
  • Perhe Vaimo, kaksi lasta, yksi lapsenlapsi. 
  • Harrastukset musiikki, filosofia, luonto ja kaikki mikä liikkuu tai liikuttaa.
Tilaajille
Tietoliikennesatelliittien määrä kasvaa räjähdysmäisesti viimeistään 2020-luvulla. Kilpajuoksu avaruuden internetistä on alkanut. Kuva: Nasa
Tietoliikennesatelliittien määrä kasvaa räjähdysmäisesti viimeistään 2020-luvulla. Kilpajuoksu avaruuden internetistä on alkanut. Kuva: Nasa
Kymmensenttisiä kuutioita voi  liittää myös yhteen. Osa niistä varmasti välittää nettiliikennettä 2020-luvulla. Kuva: Nasa
Kymmensenttisiä kuutioita voi  liittää myös yhteen. Osa niistä varmasti välittää nettiliikennettä 2020-luvulla. Kuva: Nasa
OneWeb kaavailee kattavansa koko maapallon noin 650 satelliitilla. Kuva: OneWeb
OneWeb kaavailee kattavansa koko maapallon noin 650 satelliitilla. Kuva: OneWeb
03b tarjoaa jo laajakaistayhteyksiä Afrikkaan. Kuva: 03b
03b tarjoaa jo laajakaistayhteyksiä Afrikkaan. Kuva: 03b
SpaceX käyttää avaruusasemalennoilla koeteltuja avaruusaluksia. Kuva: Nasa
SpaceX käyttää avaruusasemalennoilla koeteltuja avaruusaluksia. Kuva: Nasa
Kokenut satelliittiyritys Iridium on rakentamassa uutta satelliittiparvea. Kuva: Iridium
Kokenut satelliittiyritys Iridium on rakentamassa uutta satelliittiparvea. Kuva: Iridium
Avaruussatelliittien pitää kiertää maapalloa matalalla, jotta netti toimii tarpeeksi nopeasti. 1. Geosynkroninen eli saman kohdan yllä pysyvä rata, noin 35 700 kilmetrin korkeudella. 2. Keskitason rata, 2 000- 35 700 kilometrin korkeudella. 3. Matala kiertorata, 180-2 000 kilometrin korkeudella.
Avaruussatelliittien pitää kiertää maapalloa matalalla, jotta netti toimii tarpeeksi nopeasti. 1. Geosynkroninen eli saman kohdan yllä pysyvä rata, noin 35 700 kilmetrin korkeudella. 2. Keskitason rata, 2 000- 35 700 kilometrin korkeudella. 3. Matala kiertorata, 180-2 000 kilometrin korkeudella.

Maan kiertoradalla netti vapautuu valtioiden asettamista rajoista.

Avaruuskilpa on saanut uuden muodon. Nyt ei ole kyse kylmästä sodasta eikä kilpajuoksusta Kuuhun. Nyt internet nousee avaruuteen.

Avaruuden kautta nettiyhteydet laajenevat nopeasti maapallon syrjäseuduille. Samalla ne, jotka hallitsevat internetin viestiliikennettä taivaalta, suojautuvat...

Tilaajille

Haluatko lukea koko artikkelin?

Hyödynnä maksuton tutustumistilaus, niin pääset lukemaan rajoituksetta tämän ja muita kiinnostavia artikkeleita:

Tilaajille
Rikas Eurooppa joutuu miettimään tarkasti, miten perustella heikompiosaisten tulokkaiden torjumista. Kuva: Lehtikuva
Rikas Eurooppa joutuu miettimään tarkasti, miten perustella heikompiosaisten tulokkaiden torjumista. Kuva: Lehtikuva
Intiassa kastijärjestelmän pohjalle syntyneille sälytetään likaisimmat työt, kuten lannan levitys. Kuva: Getty Images
Intiassa kastijärjestelmän pohjalle syntyneille sälytetään likaisimmat työt, kuten lannan levitys. Kuva: Getty Images
Juutalaisia on alistettu ja vainottu niin paljon, että heillä on erityinen muistelupäivä historian suruille. Kuva: Getty Images
Juutalaisia on alistettu ja vainottu niin paljon, että heillä on erityinen muistelupäivä historian suruille. Kuva: Getty Images
Koko Afrikka on saanut ebolaleimaa, vaikka tauti riivaa vain länsinurkkaa. Kuva: Getty Images
Koko Afrikka on saanut ebolaleimaa, vaikka tauti riivaa vain länsinurkkaa. Kuva: Getty Images
Itä-Aasian eläintorien tautiriskien takia joissakin maissa on kartettu kaikkia kiinalaisia. Kuva: Getty Images
Itä-Aasian eläintorien tautiriskien takia joissakin maissa on kartettu kaikkia kiinalaisia. Kuva: Getty Images

Kautta aikain ihminen on löytänyt syntipukit sairauksiin oman yhteisönsä ulkopuolelta. Syytämme taudeista niitä, joita halveksimme.

Siitä lähtien, kun ebola keväällä 2014 nousi maailman puheenaiheeksi, monet afrikkalaistaustaiset ihmiset ovat joutuneet ennakkoluulojen kohteiksi. Yhdysvalloissa heitä on ebolapelon takia kiusattu kouluissa, heiltä on evätty pääsy työpaikoille, heille ei ole tarjoiltu ravintoloissa, eikä heitä...

Tilaajille

Haluatko lukea koko artikkelin?

Hyödynnä maksuton tutustumistilaus, niin pääset lukemaan rajoituksetta tämän ja muita kiinnostavia artikkeleita: