Olin maininnut väärän päivämäärän tämän viikon Suomalaisen Teologisen Kirjallisuusseuran symposiumissa pitämälleni esitykselle "Sattuman siemenet: nykykäsityksemme maailmankaikkeudesta". Oikea ajankohta on torstai 15.11., jossain kello 9.00 ja 10.15 välillä. Tapahtumaan on vapaa pääsy. Kiinnostavalta vaikuttavia esityksiä muutenkin, mm. "Evoluutio ja emergenssi".
Pidän esityksen "Maailmankaikkeuden juuret" tiedekeskus Heurekan planetaariossa viimeisen kerran torstaina 15.11. kello 16.15. Esitys on osa Tiedonjulkistamisen neuvottelukunnan ja Tieteessä tapahtuu -lehden 40 + 30 vuoden syntymäpäiväjuhlia. Tilaisuus ilmainen, mutta sinne on ennakkoilmoittautuminen. Ilmoittautumisaika päättyy maanantaina 5.11..
Keskustelen YLE:n Radio ykkösellä maailmanlopusta pyhäinpäivänä lauantaina 3.11. kello 12.05-14.00. Muina keskustelijoina ovat kirjailija Risto Isomäki, esseisti Antti Nylen, uskontotieteilijä Katja Ritari ja kirjailija Johanna Sinisalo.
Kommentit (8)
Kirjastossa käydessä törmäsin mielestäni erinomaiseen kirjaan Jussi Viitala, Miten maailma loppuu? (Atena 2011) Siinä on kaikki maailmaamme kokonaisuudessaan tai vain elämää uhkaavat asiat, niiden syyt ja niiden mahdolliset vaikutukset käyty poikkeuksellisen selkeästi ja ymmärrettävästi läpi. Jaa, sanoin kaikki, mutta maapallon räjähtäminen kokonaan sisäisistä, ytimeen liittyvistä syistä ei tainnut olla luettelossa.., kaikki muut mahdollisuudet kyllä ovat.
Varsin mielenkiintoinen kaarti keskustelijoita Ylellä. Pitää kuunnella. Kiitos tiedosta.
Kuuntelen korva kiinni radiossa. Jos "yleisö" saa esittää kysymyksiä, minä saattaisin kysyä Syksyltä vaikkapa näin:
Kuinka iso riski Maalle on supernova Linnunradassa?
Ja jotta se olisi riski, kuinka lähellä/kaukana sen pitäisi sijaita meihin nähden?
Entä kuinka todennäköinen tämä riski on esim. seuraavan 100.000 vuoden aikana?
No joo. Kuuntelin keskustelun ja olihan se omalla tavallaan mielenkiintoinen, joskin aihepiiri rönsyili laidasta laitaan, kuten tämäntyyppisten juttujen tapana on. Keskustelun pääpaino ei kuitenkaan ollut varsinaisesti "maailmanlopussa", vaan pikemminkin ihmisen itsensä aiheuttamissa isomman luokan katastrofeissa, kuten ilmastonmuutoksessa, ja niiden mahdollisessa ennaltaehkäisyssä.
Odotin Syksy enemmän kommentteja omasta alastasi. Tarjosit kuitenkin uhkakuvia ihmisen aiheuttamasta ilmastonmuutoksesta. Mitkä ovat mielestäsi mainitsemasi "täysin kiistattomat" merkit ihmisen aiheuttamasta uhkasta ilmastossa?
Metusalah:
Keskustelu oli jo nauhoitettu kun laitoin maininnan siitä tänne, joten en voinut tuoda tuota supernovakysymystä esille. Minun olisikin kyllä pitänyt tarkistaa asia, suoralta kädeltä en osaa sanoa. Erilaisia elämälle tuhoisia astrofysikaalisia ilmiöitähän toki on, gammasädepurkaukset tulevat ensimmäisenä mieleen, mutta arvelisin, että todennäköisyys sille, että sellainen sattuu lähelle on hyvin pieni. (Ja esimerkiksi isojen asteroidien Maahan iskeytymisen aikaskaala on paljon pienempi, jotain 100 miljoonaa vuotta, kuten Isomäki mainitsi.)
En Kerro:
Niinpä. Ilmastonmuutoksesta ks. http://www.ipcc.ch/ . Esimerkiksi Fourth Assessment Reportin FAQ-osassa on tiivistelmä ihmiskunnan vaikutuksesta ilmastonmuutokseen.
Keskustelua oli mukava kuunnella, se oli sopuisaa ja kaikkien puheenvuorot tuntuivat rakentavilta.
Gaia-hypoteesi mainittiin vain ohimennen, mutta mieleen tuli ajatus, jospa ihmiskuntakin on osa itseäänkorjaavaa biosfääriä, vaikka ei siltä näyttäisikään.
Ilmestyskirjasta tuli mieleen, että fyysikko ja pappi Bernhard Phillips kirjoitti 70-luvulla suomennetun kuuluisan kirjan "Teknisen aikakauden profetia", jossa hän vertasi Ilmestyskirjan tuhojen kuvausta laajamittaisen ydinsodan vaikutuksiin.
Jos aurinko lähettää hieman odotetunkin purkauksen, auttaisiko mitään jos sähköverkoista poistettaisiin jännite tai ne peräti katkaistaisiin purkauksen ajaksi?
Pentti S. Varis:
En tunne auringon purkausten vaikutuksia sähköverkkoihin.
Nykyaikaiset hiukkaskiihdyttimet ovat kehittyneitä työkaluja, joiden rakentaminen kestää kauan ja maksaa paljon. Kiihdytinten ideana on saattaa hiukkasia suuriin nopeuksiin, jotta nähtäisiin mitä tapahtuu kun korkeaenergiset hiukkaset törmäävät. Kiihdyttimet eivät kuitenkaan ole ainoa keino tämän tutkimiseen: Maapallolle saapuu koko ajan avaruudesta korkeaenergisiä sähköisesti varattuja hiukkasia, joita sanotaan kosmisiksi säteiksi. Suurin osa niistä on arkisia protoneita, seassa on myös jonkin verran raskaampia atomiytimiä ja elektroneita. Hyvin pieni osa kosmisista säteistä on antihiukkasia: antiprotoneita ja elektronin antihiukkasia.
Itse asiassa ensimmäiset antihiukkaset on havaittu juuri kosmisten säteiden avulla. Kvanttimekaniikan ja suppean suhteellisuusteorian yhdistämisen ensiaskelia oli Paul Diracin vuonna 1928 muotoilema ja nykyään hänen nimeään kantava yhtälö, joka kuvaa elektronia. Vuoteen 1931 mennessä oivallettiin, että yhtälön mukaan elektronin lisäksi on olemassa myös hiukkanen, joka on muuten tismalleen samanlainen kuin elektroni, paitsi että sen sähkövaraus on positiivinen eikä negatiivinen. Seuraavana vuonna, 1932, havaittiin, että taivaalta tosiaan sataa tällaisia hiukkasia, ja niiden nimeksi annettiin positroni. Myöhemmin muitakin hiukkasia löydettiin kosmisista säteistä ennen kuin hiukkaskiihdyttimistä tuli pääasiallinen tapa uusien hiukkasten etsimiseen.
Toisin kuin kiihdyttimissä, kosmisten säteiden tapauksessa ei tarvitse huolehtia hiukkasten saattamisesta suuriin nopeuksiin, pitää vain rakentaa laite jolla niitä havaitaan. Tässä on myös kosmisten säteiden heikkous fysiikan luotaamisen kannalta: ei voida vaikuttaa siihen, millaisia hiukkasia tulee ja kuinka paljon. Myöskään törmäyskohteita ei voi valita. Kosmisten säteiden saapuessa Maapallolle ne törmäävät niihin molekyyleihin, mitä ilmakehässä on. Törmäyksessä syntyy uusia hiukkasia, jotka nekin puolestaan törmäävät ilmakehän molekyyleihin, niin että ketjureaktiona muodostuu iso hiukkasryöppy. Toisin kuin kiihdyttimissä, törmäys ei tapahdu detektorin sisällä, mutta sitä voi mitata kahdella tavalla. Voi joko katsoa pimeään aikaan taivaalle ja nähdä törmäyksistä syntyvän valon tai mitata maan päälle (tai avaruudessa olevaan detektoriin) saapuvia sähköisesti varattuja hiukkasia sopivalla laitteella. Näin saadaan tietoa siitä, millaisia kosmiset säteet ovat ja miten hiukkaset käyttäytyvät korkeilla energioilla.
Nykyään kiihdyttimet ovat ylivertaisia uusien hiukkasten löytämisessä, joten kosmisia säteitä tutkitaan lähinnä sen takia, että opittaisiin jotain siitä, mistä ne ovat tulleet ja miten ne ovat matkanneet. Kaksi erityistä mielenkiinnon kohdetta ovat hyvin korkeaenergiset kosmiset säteet ja antihiukkaset, molemmat harvinaisia tapauksia kosmisten säteiden joukossa.
Korkeaenergisimpien Maapallolle saapuvien kosmisten säteiden energia on noin kymmenen miljoonaa kertaa isompi kuin LHC:ssä kiertävien protoneiden energia. LHC:ssä kuitenkin molemmat törmäyksen osapuolet liikkuvat hyvin nopeasti, kun taas kosmisten säteiden tapauksessa ilmakehän hiukkasten liike-energia on mitättömän pieni. Tämän takia törmäysenergia on korkeimmillaan vain vajaa sata kertaa isompi kuin LHC:ssä. Näitä erittäin korkeaenergisiä hiukkasia saapuu Maapallolle noin yksi per vuosisata per neliökilometri. Neliökilometrejä Maapallolla kuitenkin riittää, suurin kosmisten säteiden havaintoasema, Pierre Auger -observatorio, tarkkailee 3000 neliökilometrin kokoista aluetta.
Ennen LHC:n käynnistämistä julkisuudessa esitettiin pelkoja siitä, että sen korkeaenergiset törmäykset tuhoaisivat Maapallon tavalla tai toisella. Mahdollista uhkaa oli itse asiassa pohditty jo aiempien kiihdyttimien kohdalla, kauan ennen LHC:tä. Eräs kiihdyttimien turvallisuuden puolesta esitetty argumentti on se, että Aurinkokunnassa on tapahtunut yhtä rajuja törmäyksiä kosmisten säteiden kanssa vaikka kuinka paljon, eikä mitään katastrofia ole tapahtunut.
Muutama vuosi sitten hyvin korkeaenergiset kosmiset säteet saivat paljon huomiota, koska niitä näytti tulevan Maapallolle paljon odotettua enemmän. Tätä pidettiin hyvin kiinnostavana, koska erittäin korkeaenergiset hiukkaset törmäävät kosmisen mikroaaltotaustan fotoneihin ja hajoavat viimeistään noin sata miljoonaa valovuotta matkattuaan. Niitä pitäisi siis saapua Maapallolle erittäin vähän, ainakin jos ne ovat syntyneet hyvin kaukana meistä. Ei ole yksimielisyyttä siitä, mikä prosessi maailmankaikkeudessa kiihdyttää hiukkasia näihin valtaviin energioihin, mutta yleisesti ajatellaan, että se tapahtuu kosmologisten etäisyyksien päässä, ei lähiseuduilla.
Ongelmaan ehdotettiin erilaisia eksoottisia ratkaisuja, kuten sitä, että spekulatiivisten kvanttigravitaatioefektien takia hiukkasten nopeuden ja energian suhde ei vastaakaan suppean suhteellisuusteorian ennustetta. Toinen mahdollisuus olisi, että korkeaenergisiä kosmisia säteitä syntyisi pimeän aineen hajotessa oman galaksimme tienoilla. Uudempien havaintojen valossa näyttää kuitenkin todennäköiseltä, että kyseessä oli mittausvirhe ja hyvin korkeaenergisiksi luultujen hiukkasten energiat ovatkin odotetuissa rajoissa.
Mitä tulee toiseen mielenkiinnon kohteeseen, antihiukkasiin, niitä odotetaan syntyvän pimeän aineen hiukkasten annihiloituessa antihiukkastensa kanssa galaksin keskustassa ja muissa paikoissa, missä pimeän aineen hiukkasia arvellaan olevan paljon. Niinpä Maapallolle saapuvien antihiukkasten määrä voi olla signaali pimeästä aineesta. Kosmisiin säteisiin liittyviä havaintoja tulee esille tuon tuosta, viime vuosien eniten huomiota saanut tapaus oli PAMELA-satelliittikokeen havainnot. Antihiukkasia tulee kuitenkin myös tavanomaisemmista lähteistä, kuten supernovien jäänteistä, ja on vaikea sanoa varmasti, onko kyseessä todella pimeä aine. Haluttaisiin, että asia voitaisiin varmentaa kosmisten säteiden lisäksi näkemällä myös annihilaatiosta tuleva valosignaali. Eräs tällainen valonhehku galaksin keskustasta onkin raportoitu viime huhtikuussa, mutta asia on vielä epävarma, ja se onkin sitten jo toinen tarina.
Päivitys (01/11/12): Olisin voinut mainita, että kosmisten säteiden löytämisestä tuli tänä vuonna kuluneeksi sata vuotta. Löydöstä voi lukea lisää CERN Courierin kiintoisasta artikkelista, jonka ingressi on seuraava:
Physicists were reluctant to abandon the hypothesis of a terrestrial origin for a mystery penetrating radiation, even when experiments above water showed a clear independence from radioactivity in the Earth’s crust.
Seuraa suosikkiasi!
Kommentit (6)
Hyvä kirjoitus. On mukava taas lukea näinkin paljon tiedettä liippaavaa tekstiä! Lisää tällaista sisältöä nettilehteenne!
Joo. Todella mielenkiintoinen tiedepläjäys; Syksy on alan miehiä! Sattumoisin juuri tämän päivän Hesarissa (31.10. s A6) on artikkeli Pyhäjärvellä mahdollisesti toteutettavasta "suuresta neutriinokokeesta" noin kymmenen vuoden kuluttua. Kansainvälinen projekti on kallis ja vaatii toteutuakseen Suomessa poliittisen päätöksen. Johtaja Eelis Kokko Oulun yliopistosta sanoo: "Hanketta varten pitäisi perustaa ministeriöiden yhteinen työryhmä ja sille arvovaltainen vetäjä."
En ole ihan varma siitä, onko tämä kirjoitukseni nyt täysin metsässä blogin aiheeseen nähden, mutta eikös Syksy Räsänen olisi varsin mallikelpoinen ehdokas tämän Pyhäjärvi-projektin vetäjäksi? Virkaikääkin olisi hänellä jäljellä niin paljon, ettei hankkeen vetäjää tarvitsisi vaihtaa kesken kaiken. Syksy on myös yhteiskunnallisesti suuntautunut ihminen, joten eri intressipiirien linkit ovat hänellä varmaankin hallinnassa.
Metusalah:
Pyhäjärven kokeen tieteelliseen johtoon tarvittaisiin minua ansioituneempi ja enemmän neutriinoja ja kokeellista fysiikkaa tunteva henkilö.
[...] kosmisista säteistä kirjoittaessani, että niitä käytetään pimeän aineen etsimiseen. Ideana on se, että [...]
4 vastausta artikkeliin “Vieraita avaruudesta”, -ja vain kolme viestiä näytettiin...-taisi jäädä oma taannoinen viestini näyttämättä jostain syystä..., no väliäkös tuolla niin...
Hyvä ja valaiseva kirjoitus oli tämäkin.
-Mutta tuohon pimeän aineen olemassaoloon kajoaisin sen verran että pimeää ainetta sanotaan olevan eniten glaksiryhmien tienoilla.
-Myös tässä veikkaan, että tästä eteenpäin tullaan Milky Wayn keskustasta näkemään tuota valohehkua lisääntyvässä määrin...
[...] mittaa sähköisesti varattuja hiukkasia ja antihiukkasia (eli kosmisia säteitä), lähinnä elektroneja, positroneja, protoneita ja antiprotoneita. Koe pitää lukua siitä [...]
Olen Radio Rockin studiossa livenä keskiviikkona 24. päivä kello 9.00. Aiheena ainakin Higgsin hiukkanen ja kuka tietää mitä muuta, viime studiokerralla Heikelä Korporaatiossa puhuttiin muun muassa alkuräjähdyksestä, aikamatkailusta ja vapaasta tahdosta. Higgsistä minua haastateltiin Radio Rockiin lyhyesti viime joulukuussa.
Päivitys 1 (24/10/12): Haastattelu on kuultavissa Radio Rockin sivuilla. Aiheina Higgsin lisäksi mm. Schrödingerin kissa, egyptiläisten matematiikka ja Palestiinan miehitys. Studiossa oli kamera, ehkä kuvamateriaali ilmestyy myöhemmin. Livehaastattelut aina vähän harmittavat jälkeenpäin, kun tajuaa, mitä olisi pitänyt sanoa. (Lipsautin vahingossa "kristillinen nationalismi" kun olisi pitänyt sanoa "kristillinen sosialismi" - tämä ei tosin liity fysiikkaan.) Schrödingerin kissaa en ehtinyt selittää tarpeeksi, siitä lisää täällä.
Päivitys 2 (24/10/12): Kuuntelin nyt haastattelun: murtolukujen kohdalla olisi pitänyt puhua vain egyptiläisistä, roomalaiset toki tunsivat ne.
Kommentit (5)
Heikelä Korporaatiossa kiireisesti mainittiin identiteetti atomien suhteellisena organisaation säilymisenä. Varmaan esim. aivojen kohdalla tämä pitääkin paikkansa. Mutta identiteetin perimmäistä perustaa, tietoisuutta, ei ehditty eikä voitu ottaa tarkasteltavaksi.
Jos aikaa olisi ollut enemmän, olisi ehkä voitu todeta, että tietoisuuden olemassaolo ja luonne vaativat atomitason (ja aivosolujen - neuronien ja glian) lisäksi muitakin oletettavasti täysin naturalistisia, mutta toistaiseksi osittain fysiikan tavoittamattomissa olevia tai vain huomaamatta jääneitä aspekteja.
Näitä ovat monet fyysikotkin yrittäneet etsiä ja näistä toisinajattelevista on muodostunut todellinen klikki tiedeyhteisön "reunalle". Esimerkiksi Stanfordin yliopiston materiaalitieteen professori emeritus William Tiller on kunnostautunut todentamalla tietoisuuden kyvyn muuttaa esim. liuoksen pH:ta ja yrittämällä selittää ilmiötä kvanttifysiikan keinoin:
"Jos aikaa olisi ollut enemmän, olisi ehkä voitu todeta, että tietoisuuden olemassaolo ja luonne vaativat atomitason (ja aivosolujen - neuronien ja glian) lisäksi muitakin oletettavasti täysin naturalistisia, mutta toistaiseksi osittain fysiikan tavoittamattomissa olevia tai vain huomaamatta jääneitä aspekteja"
Tietoisuus on käsite, joka on kuin märkä saippua. Määritelmiä on monenlaisia ja väittelyt yleensä menevät nopeasti pseudofilosofian termeihin verhottuun mutuun.
Mitä tarkoittaa "aspekti" tässä yhteydessä? Jotain paranormaalia vai vain luonnontieteestä enemmän ihmistieteeseen siirtyviä ilmiöitä? Minusta ei ole mitään mieltä soveltaa fysiikkaa tai neurotiedettä johonkin minäkuvan muodostumiseen tai muuhun abstraktimpaan aivotoimintaan, otetaan siihen kvanttimekaniikkaa savuverhoksi tai ei. Neurotiede (tärkoitan tässä sillä siis mm. solutason ja avioalueiden sähköfysiologiaa, biokemiaa, solubiologiaa ja aineenvaihduntaa jne) on menetelmäaä järkevä siihen asti, kun puhutaan aivoalueiden aktivoitumisesta, aivojen sähköisistä rytmeistä, rakenteellisista ja toiminnallisista ratayhteyksistä jne. Näitä voidaan yhdistää mm. emootioihin ja matalan tason kognitioonkin, mutta sen jälkeen on siirryttävä psykologian puolelle. Tietoisuus mekanismina menee (minusta) selvästi tuonne neurotieteen ulkopuolelle, vaikka siihen liittyviä asioita voidaan tutkia myös aivokuvantamisella. Se, että jotain ei ole järkevää tutkia fysiikan menetelmillä ei tarjoita, että se olisi jotenkin mystistä. Epämääräisempää ja subjektiivisempaa se usein on (fyysikon silmin).
Aina, kun yhdistetään "kvanttifysiikka" ja makroskooppiset biologiset ilmiöt (huono termi, mutta tarkoitan esim. juuri näitä mielen ja ulkopuolisen materian väitettyjä yhteyksiä tai outohoitojen vaikutuksia kehoon), homma haiskahtaa huuhaalta. Kvanttimekaniikka on sen verran mystinen ja outo käsite suurelle yleisölle, että sitä voi käyttää selityksenä näissä puuhissa kovin helposti.
Minusta on aika luonnollista että minuus ei muodostu pelkästään neuroneissa. Jos tarkastelemme vaikka tietokonetta komponentti komponentilta, vaikka kuinka tarkasti tarkastelisimme, emme kuitenkaan pääsisi koskaan toteamaan, että miten MS Windows toimii koneessa. Tilanne muistuttaa tavallaan "kiinalaisen huoneen" ilmiötä: pystymme selittämään ja tilastoimaan miten bitit vaihtuvat ja reagoivat toisiinsa, mutta katsomatta monitoriin emme pysty selittämään että näytöllä näkyy jokin käynnistä-valikko ja siellä hassuja sovelluksia, joku pelaa WoWia ja toinen sorvaa MS Word-dokumenttia.
Syksyn haastattelussahan tietoisuutta sivuttiin vain pinnallisesti, kun joku kysyi, muuttuuko identiteetti kun atomit vaihtuvat (niinkuin eri elimissä tekevät, hiuksissa ja luissa kenties hitaimmin..). Tietoisuutta on Tiede.fi keskusteluissa puitu yli 2600 puheenvuorossa yli 170 sivulla, joista jotkut ovat olleet varsin asiantuntevia mm. tekoälyn ja neurotieteiden alalla. Eikä ajatustenvaihto ole vieläkään päättynyt, niin että mukaan vain. Linkiksi laitan yhden sivun, jolla itsekin huseeraan:
http://www.tiede.fi/keskustelut/psykologia-aivot-ja-aistit-f12/miten-aiv...
Schrödingerin kissastahan Raimo Lehti ja Kari Enqvist kävivät painia taannoin tieteen päivillä. Matematiikan professori emeritus, muun muassa kilpailevan, maailmallakin huomiota herättäneen suhteellisuusteorian yhdessä Paul Kustaanheimon kanssa rakentanut Lehti ei lainkaan pitänyt dekoherenssin ideasta.
Lehden mukaan yksi atomitason kvanttifysikaalinen tapahtuma vain laukaisee sarjan makrofysikaalisia tapahtumia. Hänen mielestään (näin olen asian käsittänyt) sekä vasaran liike, pullon särkyminen että kissan kuolema ovat mittarien viisareita, jotka ovat jähmettyneet asentoihinsa riippumatta havaitsijasta.
http://www.tieteessatapahtuu.fi/991/lehti.htm
Mutta onkohan dekoherenssi oikea tai välttämätön syy kappaleen makroskooppisuudelle? Onko esim. metallijohdin, jossa virta parhaillaan kulkee, dekoheroitunut? Kokonaan tai osittain?
Vapaa tahto on todella epämääräisen tuntuinen käsite, ehkä turhakin. Kuitenkin esim. meneillään olevissa tiede.fi keskusteluissa on jyrkästi puolustettu kuka vapaata, kuka epävapaata tahtoa.
Kokemuksellisesti lienee selvää, että ihmisen ratkaisut seuraavat hänen reunaehdoistaan. Hyvin kompleksissa tilanteessa voi ihmisellä olla useitakin haluja, kun taas ratkaisu, joka hänen on lopulta tehtävä, ei ehkä ole lainkaan halutun tuntuinen. Tai sitten ratkaisun sanelee jokin "syvempi" periaate (sisäinen reunaehto) kuten tarve säilyttää yhteisöllinen tai uskonnollinen status.
Kokemuksellinen tahto on siis reunaehtosidonnainen ilmiö - niinkuin ovat kaikki muutkin ilmiöt.
Mutta reunaehtojen joukko voi olla suunnattoman suuri "alitajuisine" mieltymyksineen ja aversioineen ja luoda vähäisesti itseään tuntevassa ihmisessä vapaan tahdon harhakuvan.
Maailmankaikkeutta etsimässä
Blogin päivittäminen on päättynyt.
Syksy Räsänen on teoreettinen fyysikko Helsingin yliopistossa. Syksy kirjoittaa kosmologiasta, hiukkasfysiikasta ja niiden tekemisestä, tai ainakin asioista sinne päin.
Aloin miettiä tälläista asiaa ja mietin, että ehkä osaisit antaa antaa vastauksen:
Millainen olisi universumin lopullinen kohtalo mikäli maailmankaikkeus ei laajenisi kuten se nyt näyttäisi tekevän? Nyt ajatellaan melko yleisesti, että laajenevan maailmankaikkeuden kohtalona on lämpökuolema kun lämpötilaerot universumissa ovat tasoittuneet. Mutta kuinka kävisi jos universumi pysyisi ikuisesti saman kokoisena?
Raskaammat alkuaineet syntyvät nukleosynteesissä kevyemmistä alkuaineista. Olisiko siis "stabiilin" univesumin lopullinen kohtalo tila, jossa nukleosynteesiä ei enää voisi tapahtua koska kevyempiä alkuaineita ei enää olisi jäljellä?
Mikko:
Pääsääntöisesti en vastaa kysymyksiin, jotka eivät liity merkinnän aiheeseen.
Ihmisen kannalta kriittisimmän tuntuinen kosmologian ongelma lienee kysymys antrooppisesta periaatteesta. Onko se sattumaa vai korkeamman älyn aikaansaannosta ihmisen olemassaolon mahdollistamiseksi. Sattumaa voi luontevasti perustella kvanttifysiikan mahdollistamalla monimaailmatulkinnalla. Kuitenkin konkreettiset todisteet äärettömän maailmajoukon olemassaolosta lienevät yhä niukat.
Voi olla, että kvanttifysiikan todellisen operointisubstanssin (joka ei ole aika-avaruus) löydyttyä ratkaisu ongelmaan ilmenee.
http://www.sciencedaily.com/releases/2012/10/121028142217.htm
Evoluutio (biologinen?) ja emergenssi muodostavat ongelmallisen käsiteparin. Emergenssihän on alun perin filosofinen idea, johon on viime aikoina tuotu fysikaalista konkretiaa kytkemällä se karkeistukseen.
Uudet tutkimustulokset eivät ehkä kuitenkaan aukottomasti tue karkeistus-emergenssiä biologisen evoluution selittäjänä. Erityisen suuren kysymysmerkin piirtävät molekyylimoottorit, jotka muuttavat solun "kaaoksen energiaa" elintoiminnoiksi. Molekyylimoottorit suorittavat käytännöllisesti katsoen kaikki solun elintoiminnot, eikä niitä ole kovin helppo nähdä karkeistuksen tuloksiksi.
http://clasweb.clas.wayne.edu/Multimedia/hoffmann/files/Lifes%20Ratchet%...
http://www.google.fi/search?q=molecular+motors+in+living+cell+pictures&h...
http://www.tiede.fi/keskustelut/post1847337.html#p1847337
Olin kuuntelemassa esitystäsi. Mielenkiintoinen setti oli.
Puhuit maailmankaikkeuden historiasta ja sivusit lyhyesti inflaatiota ja kiihtyvää laajenemistakin. Yleisöstä tulleeseen kysymykseen vastatessasi totesit, että alkuräjähdys tapahtui "kaikkialla yhtä aikaa". Itseäni jäi kiinnostamaan mikä on nykyinen käsitys kuinka suuri maailmankaikkeus on alkuhetkellään ollut, kuinka laajaksi se on inflaatiossa laajentunut ja kuinka suuri se on nyt?
Mika:
Maailmankaikkeuden koosta voidaan varmasti sanoa vain se, että se on tällä hetkellä vähintään noin 100 miljardia valovuotta halkaisijaltaan, koska se on sen alueen koko, josta valoa on ehtinyt tulla meille. Teoreettisesti ei tiedetä, onko maailmankaikkeuden koko äärellinen vai ääretön, tai mitä aivan alkuvaiheissa on tapahtunut. Voidaan kuitenkin pitää luultavana, että jos koko on äärellinen, se on paljon isompi kuin se osa maailmankaikkeutta, jonka näemme, inflaation takia.
Syksy kirjoittaa: "Teoreettisesti ei tiedetä, onko maailmankaikkeuden koko äärellinen vai ääretön, tai mitä aivan alkuvaiheissa on tapahtunut."
Tällä kohtaa minun maallikon aivoni nyrjähtävät! Eikös nimenomaan teoreettisesti (suhtiksen mukaan) Universum ole "ääretön", mutta gravitaation vuoksi "kaareutuva"? Toisin sanoen: tiettyyn suuntaan lähetetty fotoni palaa äärettömän pitkän ajanjakson jälkeen lähtöpisteeseensä.
Kiitos Syksy,
Tarkentaisin vielä, jos kysymykseen on mielekästä edes spekuloida nykyisten teorioiden puitteissa, tuota inflaatiovaiheen aikaansaamaa laajenemista joka on ymmärtääkseni teorian mukaan tapahtunut valoa nopeammin. Kirjoitit maailmankaikkeudesta että "se on tällä hetkellä vähintään noin 100 miljardia valovuotta halkaisijaltaan" ja toisaalta että emme tiedä onko maailmankaikkeus ääretön vai äärellinen.
Mikäli maailmankaikkeus on äärellinen, onko se mahdollisesti ollut merkittävästi 100 miljardia valovuotta pienempi inflaation tapahtuessa - kenties vain valominuuttien kokoinen tai jopa "pistemäinen" singulariteetti - ja laajentunut inflaation aikana lähelle nykyistä kokoaan (poislukien sen jälkeen tapahtunut laajeneminen)?
Tarkoittaako ääretön maailmankaikkeus sitä, että se on ollut äärettömän kokoinen jo alkuräjähdyksen aikaan, mutta "äärimmäisen tiheä", ja inflaatiovaiheessa se on vain "laajentunut entisestään"?
Metusalah:
Ei. Yleisen suhteellisuusteorian mukaan maailmankaikkeus voi olla ääretön tai äärellinen.
Mika:
Ei ole mielekästä verrata valon nopeutta ja avaruuden laajenemisnopeutta. (Jälkimmäisen yksikkö on nopeus/pituus) Mutta kiihtyvän laajenemisen aikana kohteet, jotka ovat tarpeeksi kaukana toisistaan, eivät enää pysty lähettämään valosignaaleja toisilleen.
Inflaation aikana maailmankaikkeus laajenee paljon isommaksi. Riippuu inflaatiomallista, kuinka paljon, mutta tyypillisesti pituudet venyvät vähintään tekijällä e^(60), joissain malleissa enemmänkin, esimerkiksi tekijällä e^(10^8). Inflaation jälkeen pituudet ovat sitten venyneet myös jollain tekijällä, kenties 10^(28) tai 10^(15). Nämä luvut riippuvat siitä, mikä inflaatiomalli on oikea.
Sitä ei tiedetä, kuinka suuren osan alkuperäisestä avaruudesta näemme.
Jos maailmankaikkeus on nyt ääretön, niin se on aina ollut ääretön.
En ole ihan varma siitä, jaksaako Syksy selittää sitä, mikä ero on äärellisellä ja/tai äärettömällä maailmankaikkeudella, mutta arvostaisin sitä, jos hän lyhyesti sen tekisi.
Nykyisen käsitykseni mukaan Universumilla ei ole "keskipistettä", koska sen keskipiste on toisaalta joka paikassa ja toisaalta ei missään. Edelleen tunnetulla maailmankaikkeudella ei ole "reunoja", joka sulkisi materiaa, fotoneita tai alkeishiukkasia minkään alueen "ulko- tai sisäpuolelle". Millä perusteella nykyistä maailmankaikkeutta ei voida nimittää "äärettömäksi"? Ja millä perusteilla se olisi äärellinen? Onko kysymys maallikoille liian vaikeista matemaattisista yhtälöistä?
Eikö tämä käsite "ääretön" ole lopulta kielikuva, metafora tolkuttoman pitkästä matkasta tai ajanjaksosta?
Metusalah:
Ääretön avaruus on sellainen, jonka tilavuus on ääretön, eli isompi kuin mikään reaaliluku (kertaa tilavuuden yksikkö). Jos avaruus ei ole ääretön, se on äärellinen. Tämä on eri asia kuin se, onko avaruudella reunaa. Esimerkiksi pallon pinta on äärellinen, mutta sillä ei ole reunoja.
miksi aina unohdetaan biologiset ilmiöt, jotka toimivat juuri eri suuntaan???
Ovatko vähäpätöisiä. Kun kaikki tämä ällistelymmekin on juuri tätä.
"Jos maailmankaikkeus on nyt ääretön, niin se on aina ollut ääretön". Miten tämä pitäisi ymmärtää? Miten tuo "alun" tiheä ja kuuma kvarkki-gluoniplasma (?) on ollut ääretön (ts. tilavuudeltaan ääretön)?
Pete:
En ymmärrä kysymystä. Maailmankaikkeuden alkuhetkien rakenne voi olla monimutkainen, eivätkä kaikkialla oletettavasti vallitse samanlaiset olosuhteet kuin meidän kolkassamme kaikkeutta. Mutta jos vallitsisivat ja jos avaruus on ääretön, niin se on ääretön yllämainitulla tavalla. Tämä riittäköön tästä.