Kosmokseen kirjoitettua

Higgs ja maailmankaikkeuden synty

30.9.2017 klo 12.51, kirjoittaja Syksy Räsänen
Kategoriat: Kosmokseen kirjoitettua

Pidin eilen Tutkijoiden yössä Fyysikkoseuran 70-vuotistapahtumassa Pecha Kucha –puheen. Puheeseen kuuluu 20 kuvaa, joista jokainen näkyy 20 sekuntia. Kuvien vaihtumisen vaikutelma tuskin välittyy tekstin sekaan laitettuna, joten jätän ne pois (yhteen niistä minulla taitaakin olla oikeudet vain esitykseen, ei www-sivuille). Mutta puheen sanat olivat jokseenkin seuraavanlaiset.

Fundamentaalinen fysiikka luotaa todellisuutta perustavanlaatuisimmalla tasolla. Tällä hetkellä on päästy siihen, että on kaksi pilaria, joihin kaikki periaatteessa nojaa. Yksi pilari on kvanttikenttäteoria. Sen tärkein osa on hienosyinen, vakaa ja kaunis rakenne jolle on annettu yhtä aikaa vaatimaton ja suureellinen nimi: Standardimalli. Kaikki mitä Maapallolla on, ja mitä tahansa täällä tapahtuu (gravitaatiota lukuun ottamatta) noudattaa Standardimallin sääntöjä.

Standardimalli on saavutuksena vähintään yhtä merkittävä kuin ihmiskunnan mikään arkkitehtoninen tai teknologinen rakennelma. Se kuitenkin eroaa niistä siten, että Standardimallia ei ole rakennettu, vaan se on löydetty. Fysiikka on todellisuuden arkeologiaa, jossa pyramideja ei kaiveta esiin menneisyyden hiekasta, vaan arkisen kokemuksen alta.

Standardimallin viimeinen pala saatiin paikalleen vuonna 2012, kun CERNin LHC-kiihdyttimen haaviin jäi Higgsin hiukkanen. Higgsin hiukkanen on tihentymä Higgsin kentässä, joka täyttää avaruuden ja antaa massat muille hiukkasille.

Nyt kun Higgsin hiukkanen on löydetty ja sen ominaisuudet on mitattu, niin Standardimallista tiedetään periaatteessa kaikki. Kiihdyttimillä etsitään tietä sen tuolle puolen ja yritetään saada kiinni tuntemattomista laeista, säännöistä Higgsin takana. Toistaiseksi mitään uutta ei ole löytynyt, joten katseet suunnataan taivaalle.

Kuten Kari Enqvist meille kertoi, taivaalla näkyvä kosminen mikroaaltotausta on kirjaimellisesti valokuva 14 miljardin vuoden takaa. Mikroaaltotausta syntyi, kun valo ja aine irtosivat toisistaan ensimmäisen kerran. Tummat täplät merkitsevät kohtia, missä oli enemmän ainetta. Tiheät alueet vetävät gravitaation kautta puoleensa lisää massaa ja kasvavat. Ne ovat siemeniä, joista galaksien verkko versoaa. Kaikki maailmankaikkeuden rakenteet juontavat juurensa mikroaaltotaustassa näkyviin sadastuhannesosan kokoisiin epätasaisuuksiin, suurimmasta pienimpään, satojen miljardien valovuosien pituisista galaksien rihmoista galakseihin, aurinkokuntiin, planeettoihin ja kaikkeen mitä niissä on. Myös meidän ulkomuotomme, luontomme ja kaikki kulttuurimme moninaisuus on peräisin näistä sattumanvaraisista kupruista. Siinä kaikki.

Nämä kuprut puolestaan saattavat palautua Higgsin kenttään.

Menestynein selitys rakenteen siementen alkuperälle on kosminen inflaatio. Lyhykäisyydessään ajatuksena on se, että maailmankaikkeuden alkuhetkinä, ensimmäisen sekunnin murto-osien perukoilla, avaruuden laajeneminen kiihtyi. Kiihtyvä laajeneminen teki avaruudesta tasaisen, kuin pöytäliinan vetäisi tiukaksi.

Kiihtyvästä laajenemisesta oli vastuussa jokin kenttä, joka täytti koko avaruuden, kenties Higgsin kenttä. Kentän gravitaatio ei vedä puoleensa, vaan hylkii, joten avaruuden alueet etääntyvät kiihtyvällä tahdilla. Kvanttifysiikan mukaan mikään ei ole täysin tasaista, kaikessa on kvanttivärähtelyjä, niin myös inflaatiota ajavassa kentässä. Inflaation aikana avaruuden nopea laajeneminen venyttää kentän vähäiset värähtelyt hiukkasfysiikan mittakaavasta kosmisiin mittoihin ja jäädyttää ne paikalleen, niin että ne eivät enää värähtele, vaan kiteytyvät siemeniksi.

Inflaation lopuksi kenttä -ehkä Higgsin kenttä- hajoaa tavalliseksi aineeksi, joka perii sen epätasaisuudet. Siellä missä kentän arvo on isompi, syntyy enemmän hiukkasia, mukaan lukien fotoneita, ja 14 miljardia vuotta myöhemmin kvanttivärähtelyjen jäljet hohtavat taivaalla piirrettynä mikroaaltojen näkymättömällä valolla.

Inflaatiossa keskeistä on siis toisaalta kvanttivärähtelyt ja toisaalta maailmankaikkeuden laajeneminen. Avaruuden laajeneminen perustuu fundamentaalin fysiikan toiseen tukipilariin, yleiseen suhteellisuusteoriaan.

Inflaatio on ensimmäinen –ja toistaiseksi ainoa– fysiikan alue, missä kvanttifysiikka ja yleinen suhteellisuusteoria ovat kohdanneet siten, että on päästy kokeellisesti testaamaan niiden yhteisiä ennustuksia. Inflaatiossa yhdistyvät lait, jotka hallitsevat yllä ja alla olevaa todellisuutta.

Jos Higgs on vastuussa inflaatiosta, niin tämä tarkoittaa sitä, että taivaalla miljardien valovuosien mittakaavassa näkyvä galaksien jakauma määräytyy LHC-kiihdyttimessä mitatuista hiukkasten ominaisuuksista.

Lisäksi Higgs-inflaatiossa on sellainen erityispiirre, että Higgs kytkeytyy aika-avaruuteen poikkeuksellisella tavalla, niin että Higgs-inflaation jättämistä vihjeistä taivaalla, erityisesti inflaation aikana syntyneiden gravitaatioaaltojen jäljistä, on mahdollista päätellä mitkä ovat aika-avaruuden ainesosat. Yleisestä suhteellisuusteoriasta, joka kuvaa aika-avaruutta, on nimittäin erilaisia versioita, emmekä tiedä mikä niistä on oikea: onko yleinen suhteellisuusteoria sellainen kuin sen muotoili Albert Einstein vuonna 1915, 1925, 1930, vai Abhay Ashtekar vuonna 1986, vai aivan muunlainen? Mutta tämän kertominen tarkemmin veisi meidät jo toiseen tarinaan.

Veikkauksia piparmintun tiimoilta

28.9.2017 klo 19.33, kirjoittaja Syksy Räsänen
Kategoriat: Kosmokseen kirjoitettua , Kosmologia

Ihmiskunta on tehnyt neljännen havainnon siitä, miten musta aukko -pari kiertää toisiaan ja sulautuu yhteen. Onnellinen tapahtuma oli elokuun 14. päivä, ja siitä kerrottiin julkisuuteen eilen; lehdistötiedote täällä. (Aiemmista havainnoista täällä, täällä ja täällä.) Mustien aukkojen törmäyksen synnyttämiä gravitaatioaaltoja kuvaavaan simulaatioon on tällä kertaa valittu värit, jotka saavat kierteisen aika-avaruuden näyttämään kosmiselta piparminttukaramellilta (tai ehkä hammastahnalta).

Mukana oli nyt kahden Yhdysvalloissa sijaitsevan LIGO-havaintolaitteen lisäksi Italiaan Pisan lähelle rakennettu Virgo. Virgo valmistui jo vuonna 2003, samoihin aikoihin kuin LIGO. Kumpikaan ei kuitenkaan aluksi ollut tarpeeksi herkkä kuulemaan gravitaatioaaltojen heikkoa viestiä, ja Virgo oli päivityksessä vuodesta 2011 viime heinäkuun loppuun asti. LIGO ehti havaita ensimmäiset aallot viime vuonna, ja Virgo ehti mukaan vasta viime elokuun alussa. Vain kaksi viikkoa Virgon mukaan tulon jälkeen kolme laitetta yhdessä havaitsivat aallon. Virgolla oli tuuria, koska havaintokausi lopetettiin jo 25. elokuuta laitteiden parantamista varten.

Havaitut aallot ovat jokseenkin samanlaisia kuin aiemmatkin. Ne ovat syntyneet noin 30 ja 25 Auringon massaisen mustan aukon kiertäessä toisiaan ja sulautuessa 2 miljardin valovuoden päässä. Virgon mukaantulo mahdollistaa signaalin tarkemman tutkimisen. Erityisesti tämä vaikuttaa kahteen asiaan: gravitaatioaaltojen polarisaatioon ja lähteen sijaintiin.

Gravitaatioaallot, kuten valoaallot ja vesiaallot, värähtelevät kohtisuoraan menosuuntaansa. Laineet värähtelevät vain yhteen suuntaan, ylös ja alas. Valo ja gravitaatioaallot sen sijaan voivat värähdellä tasossa eri tavoin, ja eri vaihtoehtoja kutsutaan polarisaatioiksi. Yleisen suhteellisuusteorian mukaan gravitaatioaalloilla on kaksi mahdollista polarisaatiota, aivan kuten fotoneilla. Useissa vaihtoehtoisissa gravitaatioteorioissa niitä voi olla enemmän tai vähemmän, yhdestä kuuteen.

LIGOn ja Virgon detektoreissa on kaksi maanpintaa pitkin menevää tunnelia. Gravitaatioaaltojen havaitseminen perustuu siihen, että kiitäessään detektorin läpi ne muuttavat tunnelien pituutta hieman, noin miljardisosan miljardisosan tuhannesosan verran. Värähtelysuunnan määrittämiseksi pitää mitata, miten pituudet muuttuvat eri suuntaan olevissa tasoissa. LIGOn laitteet ovat Yhdysvalloissa vain 3 000 kilometrin päässä toisistaan ja siksi suunnilleen samassa tasossa, mutta Virgo osoittaa eri suuntaan. Niinpä polarisaatio on saatu nyt määritettyä, ensimmäistä kertaa. Mitään poikkeamia yleisen suhteellisuusteorian ennusteista ei, kuten tavallista, ole löydetty.

On oikeastaan ällistyttävää, että mustien aukkojen törmäykset alkavat olla arkea. Elokuun havainnosta liikkui huhuja, joiden mukaan kyseessä olisi jotain kiinnostavampaa, nimittäin kahden neutronitähden törmäys. Monien arvostama tiedelehti Nature julkaisi artikkelin (löytyy myös täältä) aiheesta, jonka otsikossa puhuttiin huhuista ja ingressi selvensi, että kyse oli tarkemmin sanottuna juoruista. Vähemmän arvostettu ScienceAlert jopa uutisoi huhun olevan muka vahvistettu. En ole varma, onko tiedelehtien asia ryhtyä levittämään juoruja (joita tutkimusryhmät viisaasti eivät kommentoineet), vaikka niiden seuraamisessa onkin hevosurheilunomainen viehätys.

LIGO ja Virgo palaavat toimintaan ensi syksynä, ja silloin mustien aukkojen törmäyksiä odotetaan havaittavan viikoittain. Neutronitähtiä odotellaan myös, ja Virgon avulla niiden ominaisuuksien tutkiminen on nyt helpompaa. Kolme laitteen avulla aaltojen suunnan määrittäminen on huomattavasti tarkempaa kuin kahden, joten on helpompi tarkistaa, näkyykö samassa suunnassa samaan aikaan valonvälähdystä. Mustista aukoista tällaista ei odoteta (vaikka ensimmäisen havainnon yhteydessä moista esitettiinkin), mutta neutronitähdistä kyllä. Elokuussa etsittiinkin tällaista välähdystä, mikä antoi neutronitähtihuhuille nostetta. Ensi vuonna pääsee taas veikkaamaan.

---

Tiede-tutkimus-tarina sekä pimeä aine

13.9.2017 klo 16.40, kirjoittaja Syksy Räsänen
Kategoriat: Kosmokseen kirjoitettua , Kosmologia

Perjantaina 29.9. puhun kello 20 alkavassa Suomen Fyysikkoseuran 70-vuotistilaisuudessa Tiede-Tutkimus-Tarina Higgsin kentästä ja inflaatiosta Pecha Kucha –formaatilla. Paikalla ovat puhumassa myös mm. Hanna Vehkamäki molekyylien kosiomenoista ja Kari Enqvist totuuden jälkeisestä ajasta. Juontajana on TV:stä tuttu Anne Liljeström. Tapahtuman traileri on täällä.

Paikkana on Helsingin yliopiston päärakennuksen pieni juhlasali, Fabianinkatu 33 (4. kerros). Puheet livestreamataan, päivitän tiedot tänne myöhemmin. Tilaisuus on ilmainen, mutta sinne sopii ilmoittautua täällä. Kuohuviinitarjoilu.

Tiistaina 3.10. kello 18 puhun Kajaanin planeetan 30-vuotistilaisuudessa (Kaukametsän opiston auditorio, Koskikatu 4 b) aiheesta ”Maailmankaikkeuden historia ja pimeä aine”. Tilaisuus on ilmainen.

Päivitys (20/09/17): Pecha Kucha -puheiden livestream löytyy täältä.

Päivitys (09/10/17): Pecha Kucha -puheeni tallenne löytyy täältä, ja teksti täältä. Kaikkien puheiden tallenteet löytyvät täältä.

---

Nynnyjen hautajaiset

31.8.2017 klo 19.32, kirjoittaja Syksy Räsänen
Kategoriat: Kosmokseen kirjoitettua , Kosmologia

Pimeä aine on erittäin onnistunut idea. 1930-luvulla esitetty ajatus siitä, että huomattavaa osaa maailmankaikkeuden aineesta ei pystytä silmin taikka teleskoopein suoraan havaitsemaan on hioutunut vuosikymmenten ajan tarkemmaksi. Nykyään tiedetään, että havaintojen selittämiseksi pimeän aineen pitää koostua toistaiseksi tuntemattomista hiukkasista, sitä pitää olla noin neljä-viisi kertaa niin paljon kuin tavallista ainetta ja sen liikkeiden pitää olla hyvin verkkaisia (eli pimeän aineen pitää olla kylmää).

Tämä yksinkertainen selitys näkymättömästä aineesta on tehnyt useita oikeaan osuneita ennustuksia. Merkittävimpien joukossa on kosmisen mikroaaltotaustan epätasaisuuksien yksityiskohdat, galaksien rakenne, jakauma ja liikkeet sekä gravitaatiolinssikuvioiden koot ja muodot. Valtaosa kosmologeista pitää pimeän aineen olemassaoloa jokseenkin varmana, mutta koska pimeästä aineesta on toistaiseksi todisteita vain sen gravitaation kautta, niin mielessä voi silti kyteä epäilys: entä jos onkin kyse siitä, että yleinen suhteellisuusteoria ei päde? Yrityksistä huolimatta kukaan ei tosin ole osannut esittää sellaista vaihtoehtoista gravitaatiolakia, joka sopisi havaintoihin, mutta tämä ei todista sitä, etteikö sellaista ole.

Jos pimeän aineen hiukkaset havaittaisiin suoraan, niin järkevälle epäilylle ei olisi enää sijaa. On satoja ehdotuksia siitä, millaisia pimeän aineen hiukkaset ovat, ja niiden havaitsemiseen tarvitaan aivan erilaisia kokeita. Varmaankin suosituin ehdotus on se, että pimeän aineen hiukkaset ovat raskaita ja vuorovaikuttavat W–bosonin ja Z-bosonin välittämän heikon vuorovaikutuksen kautta. Tällaisia hiukkasia kutsutaan nimellä Weakly Interacting Massive Particle eli WIMP, suomeksi siis nynny. (Aku Ankan kääntäjä epäilyttä keksisi oivan suomenkielisen sanarimpsun, josta tuon voisi lyhentää.) Nimi oli humoristinen vastapari 1970-80-luvun toiselle suositulle pimeän aineen ehdokkaalle nimeltä MAssive Compact Halo Object eli MACHO. MACHOt ovat tavallisesta aineesta koostuvia planeettojen tai tähtien kaltaisia isoja kappaleita, jotka ovat niin himmeitä, että niitä olisi vaikea huomata. Kamppailu päätyi nynnyjen voittoon: nykyään tiedetään, että pimeä aine ei ole machoja.

WIMP-selitys sopi hyvin 70- ja 80-lukujen hiukkasfysiikan maisemaan. Hiukkasfysiikan Standardimalli oli saatu monelta osin varmennettua, ja heikko vuorovaikutus on sen oleellinen osa. Odotettiin, että heikkoon vuorovaikutukseen liittyvän energiaskaalan tienoilta, tai vähän korkeammalta, löytyisi uudenlaista fysiikkaa. Heikkoon vuorovaikutukseen pohjaavat laskut siitä, paljonko WIMP-hiukkasia nykymaailmankaikkeudessa olisi täsmäsivät hyvin siihen, mitä havaintojen selittämiseen tarvitaan. Tätä yllättävää menestystä pidettiin niin vakuuttavana, että sille annettiin nimi WIMP miracle, nynnyjen ihme.

WIMPeistä on nähty vuosien varrella erilaisia vihjeitä (joidenkin niistä pohjalta on lähetetty erittäin harhaanjohtavia lehdistötiedotteita), mutta ne ovat osoittautuneet vesiperäksi. Erikoinen poikkeus on DAMA/LIBRA-niminen koeryhmä, joka on vuosia sitten väittänyt löytäneensä pimeän aineen, mutta muut tutkijat eivät ole pystyneet toistamaan sen tuloksia. Kaikkiaan WIMPpien hohto on kuitenkin hiipunut vuosien varrella.

WIMP-selityksen mukaan olisi odottanut, että kiihdyttimien törmäyksissä syntyy pimeän aineen hiukkasia, jotka voidaan havaita. CERNin LHC-kiihdytin, sen enempää kuin edeltäjänsä, ei kuitenkaan ole löytänyt merkkejä mistään Standardimallin tuonpuoleisesta.

WIMPpejä on etsitty myös suoremmin. Jos pimeää ainetta on olemassa, niin sitä kulkee koko ajan Maapallon ja kaiken siinä olevan läpi. Siispä tarvitsee vain laittaa koepala tavallista ainetta tarkkaan valvontaan ja odottaa, koska joku sen läpi viipottavista pimeän aineen hiukkasista törmää sen atomiytimiin. Tällaisia kokeita on tehty useita, tällä hetkellä herkin on kiinalainen PandaX-II, joka julkisti uusimmat tuloksensa viime viikolla. Ne ovat samanlaisia kuin kaikki aiemmatkin: mitään ei ole havaittu. Raja sille, miten heikosti WIMPpien pitää vuorovaikuttaa aineen kanssa, että niitä ei olisi jäänyt haaviin tiukentuu kerta kerralta.

Mielestäni on kyseenalaista, voiko enää ollenkaan puhua heikosti vuorovaikuttavista hiukkasista, ainakaan jos sanan heikko on tarkoitus viitata Standardimallin heikkoon vuorovaikutukseen (mihin nynnyjen ihme perustuu). PANDAX-II:sen ja muiden kokeiden mukaan pimeän aineen vuorovaikutuksen protonien ja neutronien kanssa pitää olla miljoona kertaa pienempi kuin mitä heikko vuorovaikutus ennustaa. On kehitetty erilaisia malleja, joissa vuorovaikutus on heikkoakin heikompi, ja tulevat kokeet ovat yhä herkempiä, mutta tulokset ovat myös saaneet tutkijat kääntymään yhä enemmän aivan muidenlaisten pimeän aineen ehdokkaiden pariin. Jos ihmeellinen aarrekartta vihjaa arkun olevan metrin syvyydessä, mutta tuhannen kilometrin syvyyteen kaivettua ei löydy mitään, voi olla syytä epäillä oliko kartantekijä oikeilla jäljillä.

Yksi mahdollisuus on Feebly Interacting Massive Particle eli FIMP, suomeksi siis heiveröisesti vuorovaikuttava raskas hiukkanen. Kyseisessä ideassa tehdään pimeän aineen vuorovaikutuksista niin heiveröisiä, että niiden käyttäytymisestä tulee laadullisesti aivan erilaista kuin WIMPpien. (Lisää aiheesta voi lukea Tommi Tenkasen tutkimusta käsittelevästä artikkelista Tähdet ja Avaruus –lehden numerosta 3/2017.) Myös aksionit ja steriilit neutriinot saavat entistä enemmän huomiota; vaihtoehtoja WIMPeille ei puutu. WIMPpien hautaaminen ei kertoisi juuri mitään pimeän aineen olemassaolosta, se vain tarkentaisi käsitystämme siitä, mitä pimeä aine ei ainakaan ole.

---

Painon välittäjästä

28.8.2017 klo 18.16, kirjoittaja Syksy Räsänen
Kategoriat: Kosmokseen kirjoitettua , Kosmologia

Kommenteissa on toisinaan tiedusteltu, onko gravitoni löydetty, ja gravitonin ja gravitaation suhde on kestokysymys julkisten puheiden yhteydessä, joten selvennän aihetta hieman.

Joskus populaareissa esityksissä listataan fotonin, elektronin ja muiden alkeishiukkasten joukossa myös gravitoni. Se on kuitenkin luonteeltaan erilainen kuin ne. Asia ei ole monimutkainen, mutta sen hahmottamista häiritsee se, että hiukkasfyysikot tarkoittavat sanalla ”hiukkanen” ainakin kolmea eri asiaa.

Ensinnäkin hiukkanen tarkoittaa tietyn hiukkaslajin yhtä yksilöä: voidaan sanoa, että LHC:n tietyssä törmäyksessä nähdään Higgsin hiukkanen tai yhdessä kuutiosenttimetrissä avaruutta on keskimäärin 410 fotonia.

Toisekseen sana hiukkanen viittaa koko hiukkaslajiin: kun sanotaan, että myonin neutriino löydettiin vuonna 1962 tai että QED on teoria fotonista ja elektronista, ei olla kiinnostuneita yksittäisistä ilmentymistä.

Luokan ja yksittäisen tapauksen kutsuminen samalla nimellä on arkikielessäkin tuttua: sanat tomaatti tai saimaannorppa viittaavat sekä yksilöön että lajiin. Sanan hiukkanen tapauksessa on kuitenkin vielä kolmas merkitys: se viittaa kenttään, jonka tihentymiä hiukkaset ovat.

1920-luvulla kehitetty kvanttimekaniikka on teoria yksittäisistä hiukkasista (vaikka se hämärsikin käsitystä siitä, mitä ne oikein ovat). Kvanttiteorian nykyinen kehitysvaihe, kvanttikenttäteoria, ei sen sijaan ole teoria hiukkasista. Sen rakennuspalikat ovat kenttiä, jotka täyttävät koko avaruuden. Kvanttikenttäteoria kertoo, miten kentät vuorovaikuttavat keskenään ja millä todennäköisyydellä niihin syntyy eri tilanteissa aaltoja: fotonit ovat fotonikentän aaltoja, elektronit elektronikentän. Kenttien käyttäytyminen ei palaudu hiukkasiin. Esimerkiksi sitä, miten Higgsin kenttä antaa hiukkasille massat, ei voi selittää Higgsin hiukkasen ja muiden hiukkasten vuorovaikutuksen avulla.

Yleensä kenttä katsotaan löydetyksi, kun sitä vastaava yksittäinen hiukkanen havaitaan ensimmäistä kertaa. Viimeksi näin on tehty Higgsin kentän kohdalla vuonna 2012. Higgsin kentän tapauksessa kentästä tosin oli jo paljon epäsuoria havaintoja ennen sitä vastaavan hiukkasen löytämistä, koska Higgsin kentän vuorovaikutus muiden kenttien kanssa antaa niiden hiukkasille massat. Toisaalta valo on ”löydetty” (jo meitä edeltäneiden elämänmuotojen toimesta) kauan ennen kuin yksittäisiä fotoneita 1900-luvulla kyettiin mittaamaan.

Jos hiukkasen ymmärtää kahdella ensimmäisellä tavalla, yksittäisenä aaltona tai aaltolajina, niin gravitoni on samanlainen ilmiö kuin fotoni tai elektroni. Mutta siinä missä fotoni on aalto sähkömagneettisessa kentässä, avaruuden täyttävää gravitonikenttää ei ole olemassa, vaan gravitoni on aalto aika-avaruudessa itsessään.

Samoin kuin sähkövarausten molemminpuolisen vetovoiman voi ymmärtää fotonien vaihtamisena, gravitonien voi sanoa välittävän massojen välistä vetovoimaa. Tässä mielessä havaitsemme gravitonien vaikutusta koko ajan. Gravitaatiossa on pohjimmiltaan kyse aika-avaruuden kaarevuudesta, ja sillä (kuten Higgsin kentällä) on myös sellaisia ilmenemismuotoja, joita ei voi palauttaa gravitoneihin. Yksi esimerkki on maailmankaikkeuden laajeneminen, mikä on varmennettu tosiasia (vaikka Aalto-yliopiston tiedotteen perusteella voisi muuta luulla). Toinen on mustat aukot ja niiden sulautuminen toisiinsa – mistä syntyviä gravitaatioaaltoja voi toki kuvailla gravitonien avulla.

Lyhyesti sanottuna, gravitoni on tapa kuvailla pieniä tihentymiä aika-avaruudessa, samalla tapaa kuin elektroni on tapa kuvailla pieniä tihentymiä elektronikentässä.

Onko gravitonia sitten havaittu? Jos gravitonilla tarkoitetaan yksittäistä aaltoa, niin sellaista ei ole havaittu, eikä nähtävissä olevassa lähitulevaisuudessa tulla havaitsemaankaan. Gravitonit vuorovaikuttavat erittäin heikosti aineen kanssa, joten vain yhden havaitseminen on erittäin vaikeaa. Jos taas useamman gravitonin yhteisvaikutus kelpaa, niin niitä on havaittu vaikka kuinka paljon painovoiman ja gravitaatioaaltojen avulla. Jos kysymyksellä tarkoitetaan sitä, onko hiukkasten taustalla oleva kenttä havaittu, niin sellaista ei ole olemassa, mutta aika-avaruutta on vaikea olla havaitsematta.

---

Jokin sanoo poks

30.6.2017 klo 19.28, kirjoittaja Syksy Räsänen
Kategoriat: Kosmokseen kirjoitettua , Kosmologia

Minulta kyseltiin kommenteissa inflaatiota koskevasta kosmologien kiistasta, josta Peter Woit on kirjoittanut mainiossa blogissaan kolmeen otteeseen.

Tapaus ei ole tieteellisesti kovin mielenkiintoinen. Se kuitenkin auttaa ymmärtämään, miten tieteilijöiden viestintä ei ole aina virheetöntä eikä vilpitöntä, ja miten vaikea alan ulkopuolisten on laittaa väitteitä oikeisiin mittasuhteisiin. Woitkin myöntää, että ei pysty kunnolla arvioimaan osapuolten väitteitä, vaikka hänen erikoisalansa hiukkasfysiikka ei ole inflaatiosta kovin kaukana.

Anna Ijjas, Paul J. Steinhardt ja Abraham Loeb kirjoittivat helmikuun Scientific Americaniin jutun, jolla oli räväkkä (ja arvatenkin toimituksen keksimä) otsikko ”POP goes the universe”, eli ”maailmankaikkeus sanoo POKS”. Kolmikko arvosteli siinä kovin sanoin kosmista inflaatiota, joka on paras tämänhetkinen selitys sille, miksi maailmankaikkeus näyttää samanlaiselta kaikissa suunnissa ja  mistä kaikki rakenteet (kuten galaksit, planeetat ja solut) ovat peräisin.

Inflaation ideana on, että maailmankaikkeuden alkuhetkinä sen laajeneminen kiihtyy, mikä tasoittaa avaruuden: aineen tiheys laskee ja avaruuden kuprut suoristuvat sen osien etääntyessä toisistaan. Kiihtyvästä laajenemisesta on tyypillisesti vastuussa jonkin avaruuden täyttävä kenttä. Avaruuden kasvaessa valtavaa tahtia kentän ja aika-avaruuden yhteiset kvanttivärähtelyt venyvät kosmisiin mittoihin. Inflaation lopuksi kenttä hajoaa aineeksi, joka perii värähtelyiden synnyttämät epätasaisuudet, joista tulee galaksien ja kaiken muun rakenteen (kuten planeettojen ja ihmisten) siemeniä.

Ijjas, Steinhardt ja Loeb arvostelevat, että inflaatio ei ole teoria, vaan viitekehys erilaisille malleille. Ei ole yhtä inflaatioteoriaa, vaan satoja erilaisia malleja siitä, miten inflaatio olisi tarkalleen tapahtunut. Mallien pääasiallinen ero on se, millainen kenttä aiheuttaa kiihtyvän laajenemisen, onko kenttiä ehkä useampia tai saadaanko inflaatio kenties aikaan muuttamalla yleistä suhteellisuusteoriaa. Eri malleissa kvanttivärähtelyt ovat hieman erilaisia, joten maailmankaikkeuteen syntyy hieman erilaisia rakenteita. Esimerkiksi galaksit syntyvät aiemmin tai myöhemmin, ja galaksiryppäitä on enemmän tai vähemmän suhteessa galakseihin. Eri malleissa inflaatiosta vastuussa oleva kenttä hajoaa myös aineeksi vähän eri tavalla, joten esimerkiksi pimeää ainetta syntyy enemmän tai vähemmän suhteessa tavalliseen aineeseen.

Ijjas, Steinhardt ja Loeb väittävät lisäksi, että inflaatio on niin joustava idea, että valitsemalla sopivan mallin voi saada minkä tahansa tuloksen rakenteen siemenille. Lisäksi he väittävät inflaation aina (tai ainakin yleensä) jatkuvan ikuisesti ja johtavan multiversumiin, jossa avaruuden eri alueet ovat tyystin erilaisia eikä mitään voi ennustaa. Heillä on muitakin väitteitä joita en tässä käy läpi, ja heidän yhteenvetonsa on se, että ”inflaatiokosmologiaa, sellaisena kuin sen nykyään ymmärrämme, ei voi arvioida käyttämällä tieteellistä metodia”.

Kolmekymmentäkolme tunnettua hiukkasfyysikkoa ja kosmologia (joukossa jokunen nobelisti) laittoi nimensä alle vastaukseen, jossa puolustetaan inflaatiota ja kumotaan kolmikon väitteitä. Tieteessä yleinen mielipide ja auktoriteetit voivat olla väärässä, mutta tässä tapauksessa vastaus on paikkansapitävä: osa kolmikon huomioista pitää paikkansa, jotkut väitteet ovat liioiteltuja ja johtopäätökset ovat pötyä.

On totta, että inflaatiomalleja on monia erilaisia, mutta ei ole totta, että niistä saa ulos mitä tahansa. Ensimmäiset mallit on esitetty 1980-luvun alussa, ja niiden tyypilliset ennusteet ovat pitäneet kutinsa yhä tarkempien havaintojen myötä yli kolme vuosikymmentä. On totta, että jotkut inflaation parissa työskentelevät tutkijat (mukaan lukien osa niistä, joiden nimi on vastauskirjeessä) ovat voimakkaasti yhdistäneet inflaation multiversumiin ja mainostaneet ikuista inflaatiota. Inflaatio ei kuitenkaan välttämättä ole ikuista, eikä ikuinen inflaatio välttämättä synnytä multiversumia.

Inflaatio on itse asiassa tyypillinen esimerkki onnistuneen tieteellisen idean kehityksestä. Ensin idea keksitään, sitten sitä hiotaan. Kun se näyttää toimivan, niin moni yhteisön jäsen haluaa mukaan menestykseen, ja tutkijat kehittävät erilaisia versioita inflaatiomalleista, joilla on vähän erilaisia ennusteita. Samalla tulee tutkittua malleja, joiden ennusteet ovat hyvin epätyypillisiä, ellei muuten, niin sen osoittamiseksi, mihin kaikkeen idea venyy. Kunnes havainnot ja teoria yhdessä kiinnittävät sen, mikä malli on oikea, teoreetikot jatkavat uusien mallien rustaamista ja nykyisten tarkempaa syynäämistä.

Pimeän aineen tilanne on samanlainen. On satoja erilaisia ehdotuksia siitä, millainen pimeän aineen hiukkanen oikein on ja miten sen voisi havaita. Joissakin malleissa pimeän aineen hiukkasia on helppo havaita, toisissa niitä ei voi nähdä kuviteltavissa olevassa tulevaisuudessa.

Tämä ei tarkoita sitä, että pimeä aine tai inflaatio eivät ei olisi tieteellisiä ideoita. Tieteen mittarina pidetään usein sitä, että väitteet on mahdollista kokeellisesti osoittaa vääriksi. Todellisuus on monimutkaisempi. Tiede ei juuri koskaan etene siten, että esitetään teoria, joka tekee kiistattoman yksikäsitteisiä ennusteita, joiden todetaan olevan ristiriidassa havaintojen kanssa, mikä johtaa teorian hylkäämiseen.

Sen sijaan ideoista on yleensä erilaisia versioita. Havaintojen tarkentuessa osa malleista karsiutuu pois. Jos jäljelle jää yhä kummallisemman näköisiä malleja, joita pitää vielä jälkikäteen säätää sopimaan havaintoihin, niin luottamus siihen, että ollaan oikeilla jäljillä, laskee. Vastaavasti jos yksinkertaisimmat mallit ennustavat havaintoja oikein, luottamus ideaan kasvaa. Lisäksi myös ymmärrys malleista paranee, niin että voidaan puhua teoriasta mallin sijaan. Lopulta ylitetään raja, jossa onnistuneiden ennusteiden ja kehittyneen teoreettisen käsityksen yhteen kietoutunut kokonaisuus on niin vakaa, että teoria on järkevän epäilyn ulkopuolella.

Inflaatio ja pimeä aine eivät ole vielä ylittäneet tätä rajaa. Niitä voi järkevästi epäillä, ja niille on esitetty vaihtoehtoja. Sellaiset vaihtoehdot, jotka ennustavat hyvin erilaisia asioita kuin tyypillinen (tai mikään) pimeä aine ja inflaatio, ovat karsiutuneet pois. Nykyiset ehdotukset yrittävät toistaa pimeän aineen ja inflaation menestykset jollain eri menetelmällä, siinä yleensä kummemmin onnistumatta.

Ijjaksen, Steinhardtin ja Loebin kommentit onkin syytä ymmärtää heidän oman vaihtoehtoisen ideansa pönkittämisen viitekehyksessä. Osa vuosien 2000-01 väitöskirjatutkimustani liittyi Steinhardtin ja hänen silloisten yhteistyökumppaneidensa keksimän inflaation vaihtoehdon ongelmiin. Siitä on myöhemmin kehitetty idea maailmankaikkeudesta, joka ensin suppenee ja sitten laajenee, niin että rakenteen siemenet syntyvät suppenevan vaiheen aikana inflaation sijaan.

Siinä missä inflaatio voi toimia hiukkasfysiikan Standardimallin Higgsin kentällä, Steinhardtin ja kumppanien idea vaatii eksoottisempia rakennuspalikoita ja on inflaatiota monimutkaisempi. Niinpä sen esittelyyn niin tiedeyhteisössä kuin sen ulkopuolella on otettu mukaan iso annos inflaation puutteiden arvostelemista. Vaikka osa väitteistä on perättömiä, tiedeyhteisön sisällä on terveellistä, että jotkut pitävät esillä yleisesti hyväksyttyjen ideoiden heikkoja kohtia ja muistuttavat tutkijoita asioista, jotka menestyksen myötä sivuutetaan. Jos argumentit ovat kehnoja, sekin voi olla hyödyllistä osoittamalla miten vakaalla pohjalla arvosteltu idea on. Inflaation kohdalla kolmikko on oikeassa ainakin siinä, että ei vielä tiedetä, miten se alkaa.

Tiedeyhteisön sisällä ei niin haittaa, vaikka ihmiset puhuvat välillä pötyä. Voi jopa sanoa, että se on väistämätöntä. Ludwig Wittgensteinin sanoin, jos ihmiset eivät joskus tekisi hölmöjä asioita, mitään älykästä ei koskaan tulisi tehtyä. Asiantuntijoiden keskustellessa ja havaintojen tarkentuessa kyllä selviää, mitkä ideat ovat oikein ja millainen maailma on. Tiedeyhteisön –tai inflaatiokosmologien verrattain pienen joukon– ulkopuolella vahvat väitteet voivat kuitenkin haitata ymmärrystä tieteestä, koska yleisöllä ei ole tietoa niiden viitekehyksestä eikä valmiuksia arvioida niitä kriittisesti. Joskus tiedetoimittajia syytetään asioiden kärjistämisestä ja sensaatioiden perättömästä uutisoinnista, mutta suuressa osassa harhaanjohtavaa populaaria tiedekirjoittelua jäljet johtavat tutkijoiden näppäimistöihin.

---

Suru Auringon sammumisesta

26.6.2017 klo 18.05, kirjoittaja Syksy Räsänen
Kategoriat: Kosmokseen kirjoitettua , Kosmologia

Yleisen kirjallisuustieteen opiskelijoiden Katharsis ry:n lehden Teema uudessa numerossa on kolumnini Suru Auringon sammumisesta. Se alkaa näin:

Esseessään Kosmologia ja science fiction kirjailija Stanislaw Lem valitti vuonna 1977, kuinka scifi on ”kesyttänyt kosmoksen, kutistanut sen lakaisemalla pois ne ikuisesti äänettömät tyhjyydet, joita Pascal kammoksui”. Lem harmitteli sitä, kuinka maailmankaikkeuden paketoiminen inhimilliseen kokoon sopivien seikkailujen taustaksi riisti siltä sen ”oudon, kylmän suuruuden”. Todellisuuden näkemisellä moraalinäytelmänä on kuitenkin kunniakkaat perinteet.

---

Puolustuspuhe kaiken teorialle

16.6.2017 klo 14.47, kirjoittaja Syksy Räsänen
Kategoriat: Kosmokseen kirjoitettua , Kosmologia

Tieteessä tapahtuu –lehden numerossa 4/2017 on julkaistu puolustuspuheeni kaiken teorialle. Se on laajempi versio tammikuun blogimerkinnästäni. Artikkelin viimeinen kappale on seuraava:

Fysiikan sovellusten merkitystä on vaikea yliarvioida. Jos Maapallolla koskaan päästään tilanteeseen, missä ihmiset voivat kaikki elää ihmisarvoista elämää ja osallistua yhtäläisesti ihmisyhteisön asioihin, niin se on mahdollista ainoastaan fysiikan sovellusten, kuten automatisaation, digitalisaation ja modernin tiedonvälityksen, ansiosta. Yhtä tärkeää on kuitenkin se, miten fysiikka auttaa meitä ymmärtämään maailmaa: se selittää sateenkaaren värit, kertoo tähtien olevan etäisiä aurinkoja, paljastaa maailmankaikkeuden historian olevan meidän historiaamme. Lyhyesti sanottuna, fysiikka kehystää inhimillisen kokemuksen, ja kaiken teoria olisi viimeinen sana siitä ympäristöstä, mikä määrää olemassaolostamme.

---

Kolmas pari kaukaisuudessa

6.6.2017 klo 23.07, kirjoittaja Syksy Räsänen
Kategoriat: Kosmokseen kirjoitettua , Kosmologia

Koeryhmä LIGO julkaisi viime viikolla kolmannen havainnon kahden mustan aukon törmäyksestä syntyneestä gravitaatioaallosta. (Kahdesta edellisestä havainnosta täällä ja täällä.) LIGOn lehdistötiedote löytyy täältä, ja tässä näkyy tietokoneiden raksuttama yleisen suhteellisuusteorian mukainen simulaatio siitä, miten aukot lähestyivät toisiaan ja sulautuivat.

Aalto kulki Maapallon läpi 4. tammikuuta 2017, kolme miljardia vuotta syntymänsä jälkeen. Havainto tehtiin noin kuukausi sen jälkeen, kun LIGO aloitti toisen havaintokautensa, oltuaan kymmenen kuukautta poissa toiminnasta päivitystä varten. Havaintokausi jatkuu kesän loppuun. LIGOn siirtyessä telakalle eurooppalaisen Virgo-havaintolaitteen odotetaan astuvan kehään, ja LIGO palaa seuraan ensi vuoden loppupuolella paremmalla herkkyydellä.

Uusi törmäys ei paljastanut mitään yllättävää. Mustien aukkojen massat olivat noin 20 ja 30 Auringon massaa, edellisten havaittujen mustien aukkojen massojen välissä. Lehdistötiedotteen mukaan havaintojen perusteella toinen aukoista on saattanut pyöriä eri suuntaan kuin pari kokonaisuutena. Tehty havainto ei kuitenkaan rajoita pyörimistä niin paljon, että asiasta voisi sanoa paljoa. Mustien aukkojen pyörimissuunnista voidaan päätellä se, ovatko ne syntyneet eristyksissä vai osana tähtiryppään kehitystä, mutta täytyy odottaa lisää havaintoja, että asiaan saadaan selkoa.

LIGOn havainnot ovat ainutlaatuinen ikkuna mustien aukkojen tapahtumahorisontin äärimmäisille tienoille. Nyt kun kasassa on kolme havaintoa, LIGO saa entistä tarkempia rajoituksia sille kuinka paljon mustien aukkojen käytös voi erota yleisestä suhteellisuusteoriasta, mutta mitään poikkeamia ei ole näkynyt.

LIGO-ryhmä tutki myös, ensimmäistä kertaa historiassa, gravitaatioaaltojen nopeuden riippuvuutta aallonpituudesta. Yleisen suhteellisuusteorian mukaan gravitaatioaallot, kuten valo tyhjiössä, matkaavat valonnopeudella aallonpituudesta riippumatta. Tämäkin testi antoi odotetun tuloksen: poikkeamat valonnopeudesta ovat korkeintaan suuruusluokkaa 10^(-19), eli alle miljardisosan miljardisosan.

Uusien detektorien valmistuttua gravitaatioaaltohavainnoista tulee kenties viikoittaista rutiinia, mutta nyt jokainen on innostava tapaus. LIGO-ryhmän arvion mukaan mustien aukkojen törmäyksiä odottaisi nykyisellä herkkyydellä näkyvän kenties kymmenen vuodessa, joten loppuvuodesta saatetaan ilmoittaa lisää ilon aiheita. Mielenkiinnolla odotetaan myös ensimmäistä havaintoa neutronitähtien, tai mustan aukon ja neutronitähden, törmäyksestä.

---

Tieteilijän etiikasta

26.5.2017 klo 15.28, kirjoittaja Syksy Räsänen
Kategoriat: Kosmokseen kirjoitettua

Pidin tänään Helsingin yliopiston filosofisen tiedekunnan promootion tunnustuksettomassa tilaisuudessa puheen. Se meni jokseenkin näin.

Minua pyydettiin lausumaan muutama sana etiikasta. Helsingin yliopiston eettisten ohjeiden mukaan hyvän tieteellisen käytännön lähtökohtana ovat ”tiedeyhteisön tunnustamat toimintatavat”.

Onkin tavallista, että tieteen etiikan pohdinta rajoitetaan siihen, miten toimitaan tiedeyhteisön hyväksymällä tavalla. Tiedeyhteisön normien tarkoituksena on varmistaa, että kukin tekee tiedettä oikein.

On kuitenkin olemassa myös laajempi eettinen kysymys: tekeekö tieteellä oikein, tekeekö tieteellisellä koulutuksella oikein. Tämä kysymys on oleellinen myös niille, jotka eivät jatka tiedeyhteisössä, vaan hyödyntävät tieteellistä osaamistaan muualla.

Te promovoidut tiedätte, millaista on työskennellä epävarmuuden kanssa; millaista on selvittää pitääkö jokin asia paikkansa; millaista on huomata, että onkin väärässä; millaista on joutua myöntämään olevansa väärässä; te tiedätte mitä tarkoittaa asioiden tarkasteleminen analyyttisesti ja kriittisesti.

Nämä taidot, jotka te olette hankkineet vuosien työllä, ovat yhteiskunnalle tärkeitä. Ilman teidänlaistenne ihmisten kykyä ongelmanratkaisuun ja analyyttiseen ajatteluun nykyaikainen, teknologinen, sosiaalisesti monimuotoinen yhteiskunta ei voisi toimia eikä kehittyä.

Tämä tarkoittaa myös sitä, että teillä on vastuuta. Tieteilijän opinnot opettavat paljon, miten ajattelun työkaluja käytetään, mutta vähän sitä, mihin niitä pitäisi käyttää ja mihin niitä ei pitäisi käyttää.

Yhdysvaltojen suurin matemaatikkojen työnantaja on NSA. Yhdessä CIA:n ja Yhdysvaltojen armeijan kanssa se työllistää kymmeniä tuhansia ihmisiä tiedustelun ja tarkkailun parissa, monet heistä korkeasti koulutettuja. Onko sattumaa, että näistä kymmenistä tuhansista niillä kahdella, jotka ovat eniten tuoneet julki näiden tahojen väärinkäytöksiä ja rikoksia -viime viikolla vapautuneella Chelsea Manningilla ja maanpaossa olevalla Edward Snowdenilla– ei kummallakaan ollut korkeakoulututkintoa?

Otetaan laajempi esimerkki, joka ei liity henkilökohtaiseen toimintaan. Yhdysvaltalaisten tuki sille, että heidän hallituksensa tappaa ihmisiä miehittämättömillä lentokoneilla ympäri maailmaa korreloi positiivisesti koulutustason kanssa. Samoin tuki Israelin pommitukselle Gazassa kesällä 2014. Mitä korkeammin koulutettu ihminen on, sitä todennäköisemmin hän kannattaa -ainakin näissä tapauksissa- laitonta ja tuhoisaa väkivaltaa, josta on vastuussa valtio, johon identifioidutaan kollektiivisesti.

Mainitsen nämä esimerkit havainnollistaakseni sitä, että analyyttisen ajattelun taidosta ei ole moraalisten arvioiden tekemisessä mitään hyötyä, jos ajattelua ei osaa suunnata niiden tekemiseen. Arvioinnin kohdistaminen yhteisön normeihin edellyttää sitä, että pystyy katsomaan asioita yhteisön ulkopuolelta.

Tieteellisissä opinnoissa tätä ei juuri opi. Päinvastoin, niiden myötä oppii ajattelun työkalujen lisäksi sen, miten toimitaan yhteisön osana, sen sääntöjen mukaisesti.

On sanottava, että ilman yhteisön toimintaan ja normeihin sitoutumista nykyaikainen yhteiskunta ei olisi mahdollinen. Ihmisten kyky asettua osaksi isoa kokonaisuutta mahdollistaa kaikki saavutukset yli sen, mihin pieni ihmisjoukko kykenee, sanalla sanoen sivilisaation.

Mutta inhimillinen sivilisaatio vaatii myös yhteisön toiminnan yksilöllistä arvioimista.

Esimerkki Suomesta: Nokia myi vuonna 2008 Iraniin teknologiaa matkaviestinten tarkkailuun. Seuraavana vuonna Iranin hallinto käytti sitä demokratiapyrkimysten väkivaltaiseen tukahduttamiseen. Nokia myönsi, että sen ”olisi pitänyt paremmin ymmärtää mahdolliset seuraukset ihmisoikeuksille Iranissa”.

Nokian projektissa on varmasti ollut mukana useita korkeasti koulutettuja ammattilaisia. Ja ilmeisesti kukaan heistä ei tullut ajatelleeksi, että viestinnän tarkkailuun tarkoitetun teknologian myyminen viranomaisille, jotka järjestelmällisesti loukkaavat ihmisoikeuksia, johtaisi siihen, että nämä käyttävät sitä viestinnän tarkkailemiseen ihmisoikeusloukkausten avittamiseksi. Tai jos tuli, ei pitänyt sitä ongelmana. Tai jos piti, ei tuonut asiaa esille. Tai jos toi, ei ryhtynyt toimiin. Kukaan nokialaisista tuskin halusi, että ihmisiä kidutetaan koska he tavoittelevat demokratiaa, mutta kukaan ei puhaltanut peliä poikki. Dokumentit aiheesta tosin myöhemmin vuodettiin, joten me tiedämme asian yksityiskohdista.

Toinen Nokiaan liittyvä tapaus. Eräässä puheessa mainitsin siitä, miten moraalitonta on se, että puhelintemme raaka-aineita tulee maista, joissa näiden raaka-aineiden kontrolloimisesta käydään sotia. Puheen jälkeen kaksi henkilöä tuli luokseni ja kertoi olevansa Nokian työntekijöitä. He kiittivät minua siitä, että toin tätä tärkeää asiaa esille ja kertoivat, miten he ovat vaikuttaneet yrityksen sisällä siihen, että raaka-aineiden alkuperään saadaan selvyyttä ja osallisuutta ihmisoikeusloukkauksiin voidaan pienentää.

Voisin mainita yhteisön moraalisia ongelmia myös tiedeyhteisöstä. Mainitsin nämä kaksi esimerkkiä havainnollistaakseni sitä, että kun todella kohtaa eettisiä ongelmia, ei yleensä ole selvää, mikä on oikea ratkaisu. Milloin pitäisi toimia yhteisön sisällä yrittäen muuttaa sen toimintatapoja? Milloin pitäisi lopettaa osallisuus ja viedä asia yhteisön ulkopuolelle? Milloin ollaan siinä pisteessä, että pitäisi sabotoida yhteisön toimintaa?

Tällaisiin kysymyksiin ei ole valmiita vastauksia, aivan kuten ei ole yhtä tieteellistä metodia, jota seuraamalla aina löytäisi oikean ratkaisun tutkimusongelmiin. Mutta teillä, jotka olette oppineet tieteellisen ajattelun välineet, on hyvät valmiudet arvioida tällaisia monimutkaisia kysymyksiä ja tehdä johtopäätöksiä.

Tämä edellyttää sen tunnistamista, että on tarpeen kriittisesti arvioida ei vain sitä, miten yhteisön käytäntöjä noudatetaan, vaan sitä, millaisia nämä käytännöt ovat. Vain tällaisesta ulkopuolisesta  näkökulmasta voi kammeta analyyttisen ymmärryksen inhimillisyyden palvelukseen, niin että toiminta ei noudata vain tiedeyhteisön etiikkaa, vaan myös tieteilijän etiikkaa.