Tieteilijät väärässä, tiede oikeassa
Kirjoitan Helsingin Sanomien tänään julkaistussa kolumnissa siitä, että BICEP2 ei löytänytkään gravitaatioaaltoja:
”Tarinan opetus on, että ei pidä luottaa tieteilijöihin, ainoastaan tieteeseen.”
Kyseessä on näillä näkymin viimeinen kolumni Helsingin Sanomissa.
2 kommenttia “Tieteilijät väärässä, tiede oikeassa”
Vastaa
Aarretta ei löytynyt, tutkimusmatka jatkuu
Viime maaliskuussa BICEP2-tutkimusryhmä ilmoitti löytäneensä gravitaatioaaltojen jalanjäljen kosmisessa mikroaaltotaustassa. Heti alkuun jotkut harmittelivat, että Planck-tutkimusryhmältä meni Nobel sivu suun, koska BICEP2:n väittämät aallot olivat niin voimakkaita, että Planck olisi voinut havaita ne.
Viime viikonloppuna ilmestynyt analyysi selittää, miksi Planck ei nähnyt todisteita gravitaatioaalloista: todisteita ei ole.
BICEP2:n väite herätti innostusta tutkijoiden keskuudessa, mutta pian sitä kohtaan myös esitettiin vakavia epäilyksiä. Syyskuussa Planck julkisti tuloksensa, joiden mukaan Linnunradan pölystä tulevat mikroaallot voivat aiheuttaa sellaisen kuvion, minkä BICEP2 näki. Planckin havaintojen lisäksi BICEP2:n väitteen tarkistamisessa ovat avuksi BICEP2-ryhmän uudella Keck-teleskoopillaan tekemät tarkemmat mittaukset.
BICEP2 ja Planck ovat analysoineet havaintonsa yhdessä. Tulosten oli määrä ilmestyä jo marraskuussa, ja ne lopulta julkistettiin viime viikonloppuna. Analyysin mukaan suuri osa BICEP2:n näkemistä kuvioista selittyy pölyllä. On mahdollista, että BICEP2:n näkemän kuvion taustalla on sekoitus pölyä ja gravitaatioaaltoja, mutta ei ole mitään erityistä syytä ajatella niin: pöly voi riittää.
Planck-ryhmällä on vielä töitä satelliitin havaintojen läpikäymisessä, ja sekä BICEP2-ryhmä että sen kilpailijat tekevät uusia mittauksia. On luultavaa, että kosminen inflaatio on muinaisina aikoina synnyttänyt gravitaatioaaltoja, ja ne aiheuttavat kuvion kosmiseen mikroaaltotaustaan. Ei kuitenkaan tiedetä, onko se niin voimakas, että se näkyy lähitulevaisuuden kokeissa.
Euroopan avaruusjärjestö ESAn viime viikonlopun lehdistötiedote muotoilee asian niin, että vaikka gravitaatioaaltoja ei nyt nähtykään, ”tämä ei suinkaan todista inflaatiota vääräksi”. Tämä on hämmentävä tapa sanoa, että nykyiset havainnot tukevat voimakkaasti inflaatiota. BICEP2:n havainto olisi vain kertonut tarkemmin siitä, miten inflaatio olisi tapahtunut. Koska havainto ei pidäkään paikkaansa, on enemmän mahdollisuuksia sille, miten inflaatio olisi voinut tapahtua, ei vähemmän.
ESA yrittää paikata sitä, että BICEP2-ryhmä kuvasi löytöään ensimmäiseksi suoraksi todisteeksi inflaatiosta, ja tätä mainostettiin julkisuudessa. Väite oli liioiteltu, ja johdattelee ajattelemaan, että kun BICEP2 oli väärässä, niin inflaatiosta ei ole todisteita. Tapaus on varoittava esimerkki siitä, miten tuloksista tiedotettaessa olisi syytä olla huolellinen ja pitäytyä tosiseikoissa.
3 kommenttia “Aarretta ei löytynyt, tutkimusmatka jatkuu”
-
Niklas sanoo:
Olisiko vielä vareenotattavaa tutkia myös muita mahdollisuuksia inflaatioteorialle?
Mitä jos ”pimeä energia” on vain uusi eetteri, odottamassa parempaa selitystä?
Mitä mieltä olet tästä:
http://arxiv.org/abs/1404.3093v3
http://arxiv.org/abs/1411.0753
-
Syksy Räsänen sanoo:
Niklas:
Inflaation vaihtoehtoja tutkitaan kyllä, mutta ne eivät ole edes jälkikäteen selittäneet havaintoja yhtä onnistuneesti kuin inflaatio etukäteen.
Pimeästä energiasta, ks. alla oleva kirjoitus ja siinä olevat linkit:
http://www.tiede.fi/artikkeli/blogit/maailmankaikkeutta_etsimassa/kirkkaudesta_pimeyteen
Mainitsemasi artikkelit ovat sen verta kaukana merkinnän aiheesta, että en kommentoi niitä.
Vastaa
Vaniljan tuolla puolen
Olin toissaviikolla Beyond ΛCDM -konferenssissa Oslossa. Menneinä aikoina konferensseissa esiteltiin tuoreita tuloksia. Nykyään tutkimuksen hedelmät nautitaan nettiarkisto arXivista heti niiden valmistuttua, ja konferensseissa laitetaan ennemmin tunnettuja asioita järjestykseen ja vaihdetaan näkökulmia kuin julkistetaan mitään uutta.
Oslon tapaaminen keskittyi säröjen etsimiseen kosmologian vakiintuneesta mallista, joka tunnetaan kirjainyhdistelmällä ΛCDM. Ensimmäinen kirjain viittaa tyhjön energiaan, jota yleensä merkitään symbolilla Λ, ja loppuosan CDM on lyhenne sanoista cold dark matter, kylmä pimeä aine. Mallissa on muitakin osia, ja sen voi tiivistää seuraavasti.
Varhaisina aikoina maailmankaikkeuden laajeneminen kiihtyi jonkun kentän energian takia. Tämä kosminen inflaatio teki näkemästämme maailmankaikkeuden osasta ison ja melkein tasaisen. Inflaation aikana kvanttivärähtelyistä syntyi galaksien ja muun rakenteen siemenet ja gravitaatioaaltoja. Inflaation loputtua siitä vastuussa ollut kenttä hajosi hiukkasfysiikan Standardimallin hiukkasiksi (joista mekin rakennumme) ja pimeäksi aineeksi, joka koostuu toistaiseksi tuntemattomista raskaista hiukkasista. Maailmankaikkeuden ollessa noin kahdeksan miljardin vuoden ikäinen sen laajeneminen alkoi jälleen kiihtyä tyhjön energian ajamana. Kaikkina aikoina maailmankaikkeuden laajeneminen ja rakenteiden kehitys on yleisen suhteellisuusteorian mukaista.
Mallissa on kolme palaa, joista ollaan vielä kohtuullisen epävarmoja: inflaatio, pimeä aine ja tyhjön energia. Nimessä ΛCDM esiintyy näistä vain kaksi, joten mallin muut nimet saattavat olla osuvampia. Niitä ovat ”standardimalli” (se on yleisesti hyväksytty), ”sopumalli” (se sopii lähes kaikkiin havaintoihin) ja ”vaniljamalli” (se on oletusvalinta kosmologisten mallien joukossa).
Nimi ”standardimalli” voi olla hieman harhaanjohtava, koska sen voi käsittää niin, että malli olisi teoreettisesti yhtä perusteltu kuin hiukkasfysiikan Standardimalli, mikä lieneekin ollut yksi syy nimen valintaan. Mallit ovat kuitenkin luonteeltaan hyvin erilaisia.
Hiukkasfysiikan Standardimalli on kvanttikenttäteorian tarkalle pohjalle rakennettu teoria, jossa on noudatettu Murray Gell-Mannin totalitaristista periaatetta ”kaikki mikä ei ole kiellettyä on pakollista”. Tämä tarkoittaa sitä, että ensin päätetään säännöt ja rakennetaan sitten niiden puitteissa yleisin mahdollinen teoria.
Kosmologian ”standardimalli” on sen sijaan yksinkertaisin mahdollinen rakennelma, joka selittää havainnot, eikä sen yksinkertaisuus seuraa mistään periaatteista. Esimerkiksi ei tiedetä, miksi pimeän aineen hiukkasia olisi vain yksi (tai neljä jos neutriinot lasketaan). Malli ei myöskään ota kantaa siihen, miten inflaatio tarkalleen on tapahtunut tai mikä on se teoreettinen rakennelma, jonka palasia sekä pimeä aine että inflaatio ovat. Yleisesti pidetään myös suurena ongelmana sitä, että vaniljamalli ei selitä tyhjön energian arvoa, mutta hiukkasfysiikassa ei tilanne ole sen parempi siinä mielessä, että Standardimalli ei pysty ennustamaan alkeishiukkasten massojen arvoja.
Voi sanoa, että vaniljamalli kuvaa pimeää ainetta ja inflaatiota yleisluontoisesti, ja odottaa teoriaa, joka kertoisi mistä niissä on tarkalleen kysymys. (Ja voi olla, että myöhäisten aikojen kiihtyvästä laajenemisestakin on vastuussa jokin muu kuin tyhjön energia.) Tällaisia teorioita on satoja, joten on tarkempaa sanoa, että kosmologit odottavat havaintoja, jotka kertoisivat mikä näistä teorioista on oikein – tai että vaniljamalli on jossain suhteessa virheellinen, ei vain epätarkka.
Oslon konferenssissa pureuduttiin tarkkaan sekä vaniljamallin teoreettisiin laajennuksiin ja vaihtoehtoihin (inflaatiolle, pimeälle aineelle ja tyhjön energialle) että havaintoihin. Esille tuotiin useita havaintoja, jotka näyttävät hieman poikkeavan vaniljamallin ennusteista. Oli teoria mikä hyvänsä, lähes aina löytyy jotain ongelmalliselta näyttäviä havaintoja ihan vain siksi, että osa havainnoista, tai niiden tulkinnasta, on väärin. Osa löydetyistä poikkeamista saattaa vihjata vaniljan tuonpuoleisesta fysiikasta, mutta varmuutta ei ole.
Myöskään mikään vaihtoehtoisista teorioista ei ole vakuuttanut suurta osaa kosmologien yhteisöstä. Tämä ei tietenkään tarkoita sitä, etteikö jokin niistä voisi olla oikein, mutta ainakin toistaiseksi ne ovat joko liian kehittymättömiä tai ennusteiltaan liian lähellä vaniljamallia, että ne olisivat osoittautuneet paremmiksi.
Kun BICEP2:n väitetty gravitaatioaaltolöytökin on hiipunut, niin jotkut pelkäävät, että kosmologialla olisi kukoistuksen jälkeen edessään samanlainen kuiva kausi kuin hiukkasfysiikalla. Kosmologien onneksi uusia ja uudenlaisia havaintoja tulee kuitenkin koko ajan lisää, jokusen vuoden kuluttua myös Euroopan avaruusjärjestö ESAn Euclid-satelliitilta. Kosmologit ovat ennemmin nälkäisiä löytöjen puutteessa kuin tyytyväisiä laakereillaan.
7 kommenttia “Vaniljan tuolla puolen”
-
Lentotaidoton sanoo:
Varmasti tuossa konferenssissa käsiteltiin myös tapausta BICEP2, ainakin käytävillä. Onko mitään uutta kerrottavaa? Uuttahan on lupailtu tähän vuoden alkuun (kohta helmikuu).
-
Lentotaidoton:
Keskusteltiin toki. Planck-tiimin puhemies George Efstathiou piti Planckin tuloksista puheenkin. Hän viittasi epäsuorasti BICEP2:n tuloksiin sanomalla, että BICEP2:n ja Planckin yhdistetty data-analyysi ei ole vielä julkinen, mutta että luvassa ei ole yllätyksiä, ja että jokainen voi vetää tästä tästä lausunnosta omat johtopäätöksensä.
Yleisesti pidetään luultavana, että yhdistetty analyysi osoittaa, että BICEP2:n havaitsema polarisaatiokuvio aiheutui galaksin pölystä tulevista mikroaalloista, ei gravitaatioaaltojen vaikutuksesta kosmiseen mikroaaltotaustaan.
-
Jyri T. sanoo:
Mikä on konsensus tällä hetkellä ns. dark flow’n suhteen? Olisiko siinä sopiva aihe blogikirjoitukseksi?
-
Jyri T.:
Kyseinen ilmiö (eli galaksien koherentti liike yhteen suuntaan miljardien valovuosien mittakaavassa) ei koskaan ole ollut vakaalla pohjalla. Uudet havainnot, mukaan lukien Planckin havainnot, eivät ole tukeneet sen olemassaoloa. Se ei ole siinä määrin merkittävä, että kirjoittaisin siitä blogissa.
-
M Hiltunen sanoo:
Ehkä hieman aiheen sivusta, koskien painovoima-aaltoja yleensä, ei vain inflaation aikaansaamia: Arviot siitä koska ensimmäiset suorat havainnot gravitaatioaalloista saadaan ovat siirtyneet eteenpäin samalla kun tarkempia ilmaisimia on rakennettu (ainakin asiaa vain sivusta seuranneen näkövinkkelistä). Jostain syystä en ole kuullut spekuloitavan mitä tarkoittaisi jos aaltoja ei lainkaan löytyisi. Mitä jos äärimmäisen tarkoista mittauksista huolimatta signaalia ei havaita, ja painovoima-aaltojen olemassaolo joudutaan kyseenalaistamaan?
-
M Hiltunen:
Kyse on luultavasti siitä, että lähellä olevien gravitaatioaaltoja tuottavien systeemin lukumäärä on arvioitua pienempi. Jos kymmenen vuoden kuluttuakaan lähiseuduilla syntyneitä aaltoja ei nähdä, pitänee merkittävästi uudelleenarvioida käsityksiä järjestelmistä, joissa on mustia aukkoja ja neutronitähtiä (erityisesti niiden lukumääristä).
-
Paluuviite: Kosmokseen kirjoitettua | Gravitaation elämä
Vastaa
Sata vuotta kaunista totuutta
Kirjoitan Helsingin Sanomien eilen julkaistussa kolumnissa seuraavasti:
”Tänä vuonna tulee kuluneeksi sata vuotta siitä, kun Albert Einstein löysi yleisen suhteellisuusteorian. Einsteinin tavoitteena oli ymmärtää gravitaatiota, mutta hänen löytönsä mullisti käsityksemme ajasta, avaruudesta ja historiasta.”
(Kolumnin nimi on julkaisun jälkeen muutettu muotoon ”Einsteinin yleiselle suhteellisuusteorialle on löydetty vain yksi käytännön sovellus”.)
Olen aiemmin kirjoittanut yleisestä suhteellisuusteoriasta ja sen kehittämisestä Tieteessä tapahtuu –lehdessä.
Yksi kommentti “Sata vuotta kaunista totuutta”
-
Paluuviite: Kosmokseen kirjoitettua | Vaniljan tuolla puolen
Vastaa
Tieteilijöiden vapaus, valta ja vastuu
Olin torstaina 8.1. Tieteen päivillä paneelissa ”Tiede, tutkimus ja ihmisoikeudet”. Muina osanottajina olivat Risto Saarinen, Terttu Utriainen ja Reetta Toivanen kanssa, ja puheenjohtaja oli Tiedeakatemiain neuvottelukunnan ihmisoikeuskomitean puheenjohtaja Jukka Kekkonen. Avauspuheenvuoroni oli suunnilleen seuraava (olen lisännyt tähän jokusen sanan avauspuheenvuorojen jälkeisestä keskustelusta).
Meillä kaikilla on ihmiskunnan jäseninä vastuu kanssaihmisistämme. Meillä on erilaisia rooleja, ja vastuumme niiden piirissä on erilainen: olemme ihmisiä, perheenjäseniä, kansalaisia, kuluttajia, ammatinharjoittajia. Meillä on sitä enemmän vastuuta, mitä enemmän meillä on valtaa ja vapautta.
Valta tarkoittaa sitä, kuinka paljon toimillamme on vaikutusta ja vapaus sitä, kuinka paljon meillä on mahdollisuus toimia. Tämän takia meillä on enemmän vastuuta asioista, joihin voimme vaikuttaa enemmän. Yleensä tämä tarkoittaa asioita, jotka tapahtuvat lähempänä meitä, maantieteellisesti tai poliittisesti. Kaukaisista asioista meillä on vastuuta vain silloin kun olemme niihin osallisina tai voimme muuttaa niitä, mikä on nykyään aika usein.
Akateemisessa työssä olevilla tieteilijöillä on erityistä valtaa sikäli, että heidän on helpompi saada äänensä kuuluviin ja määritellä keskustelua kuin monien muiden alojen edustajien. Professorin on helpompi tulla kuulluksi kuin siivoojan, tutkimusalasta riippumatta.
Toisaalta yliopistolaisilla on poikkeuksellisen laaja vapaus päättää ajankäytöstään. Tämä liittyy ihanteeseen yliopistosta sivistyksen ja kulttuurin vaalijana, paperintuotantolaitoksen sijaan.
Koska akateemikoilla on työnsä puolesta vapautta ja yhteiskunnan puolesta valtaa, heillä on erityinen vastuu toimia sekä ihmisenä ja kansalaisena että tieteilijän roolissaan.
Mitä ammatilliseen vastuuseen tulee, tieteeseen liittyy poliittisia tekijöitä, ja sen takia ihmisoikeuskysymyksiä, joskus enemmän ja joskus vähemmän. Luonnontieteiden kohdalla tulee kenties ensimmäisenä mieleen tutkimustulosten sovellukset, mutta myös rahoitukseen ja erilaisten ideologioiden muotoilemiseen ja levittämiseen liittyy politiikkaa.
Se, että tieteilijät suhtautuisivat tieteelliseen toimintaan kuin se olisi epäpoliittista tarkoittaa sitä, että he antaisivat muiden määrittää tieteen poliittisen kehyksen ja tehdä poliittiset päätökset. Itse asiassa ani harva edes todella on sitä mieltä, että tieteilijöiden ei pitäisi tehdä tieteeseen liittyviä poliittisia valintoja. Jos fysiikan laitos aloittaisi ydinasetutkimusohjelman pohjoiskorealaisen tutkimuslaitoksen kanssa, tuskin kovinkaan moni tuomitsisi sitä, että tutkijat kieltäytyisivät osallistumasta. Mutta yleensä yleisesti hyväksytyn politiikan tukemista pidetään epäpoliittisena ja sen kyseenalaistamista poliittisena.
Keskustelun taustaksi annetussa muistiossa nostettiin esille kysymys siitä, miten akateemisiin boikotteihin pitäisi suhtautua. Yleispätevää vastausta ei ole, vaan pitää ottaa huomioon tilanteen yksityiskohdat ja toiminnan vaikutukset. Boikotteja ei tule vieroksua siksi, että ne politisoisivat tiedettä, koska se on jo poliittista, mutta niiden oikeutusta ja vaikutusta on syytä harkita tarkkaan.
Esimerkiksi Etelä-Afrikassa akateeminen boikotti edesauttoi apartheidin loppumista, ja sillä voi olla merkitystä myös Israelin apartheidin tapauksessa. Molemmissa maissa laaja boikotti on mielekäs siksi, että järjestelmä on etuoikeutetulle etniselle ryhmälle varsin demokraattinen, ja väestön mielipiteellä on suuri merkitys päättäjien toiminnassa. Tilanteissa, joissa valta on keskitetympää ja epäoikeudenmukainen hallinto ei jatku väestön laajan tuen takia kohdennetumpi boikotti voi olla tehokkaampi.
Mitä tulee tieteilijöiden rooliin ihmisinä ja kansalaisina, niin kun saa äänensä kuuluviin, on velvollisuus käyttää sitä. Yhteiskunnalliseen keskusteluun osallistuu ihmisiä eri aloilta, eikä tieteilijöiden pitäisi jättäytyä pois. Taustamuistiossa otettiin esille kysymys asiantuntijuudesta: onko harhaanjohtavaa puhua julkisuudessa asioista, joka ovat oman tutkimusalueen ulkopuolella?
Valtavirtatiedotusvälineissä, joissa on portinvartijat, on tosiaan asiantuntijuuden ongelma, joka liittyy siihen, keitä päästetään ääneen, miten heidät kehystetään ja kuka määritetään asiantuntijaksi. Yksi osa tätä on se, että toimittajia pidetään kaikkien alojen asiantuntijoina. Nykyään on tosin myös demokraattisempia tiedotusvälineitä, kuten blogeja, jotka lieventävät ongelmaa.
Tilanne ei kuitenkaan parane sillä, että tieteilijät kieltäytyisivät käyttämästä ääntään. En myöskään pidä suurena ongelmana sitä, että lukijat liioittelisivat tieteilijöiden arvovaltaa. Kun Esko Valtaoja kirjoittaa tasa-arvoisen avioliittolain puolesta, tuskin kukaan kuvittelee, että hänen näkemyksensä pohjautuu tähtitieteen uusimpiin tutkimustuloksiin. Sellaisten alojen kohdalla, jotka ovat lähellä yhteiskunnallisia asioita, kuten lain, asian kanssa voi olla syytä olla tarkempi.
Tieteilijöiden näkemyksiä kenties arvostetaan myös siksi, että heidän ammattiinsa kuuluu asioiden tarkastelu huolella, kriittisesti ja analyyttisesti. On suotavaa, että tätä taitoa sovelletaan myös omien toimien poliittisen puolen ja ihmisoikeusvaikutusten arvioimiseen.
Yksi kommentti “Tieteilijöiden vapaus, valta ja vastuu”
-
Jernau Gurgeh sanoo:
Tämä on erittäin hienoa, että jaksat ottaa laajasti kantaa yhteiskunnallisiin asioihin ja toimia aktiivisesti paremman huomisen puolesta. Arvostan suuresti.
Vastaa
Universumin synty, ihmisoikeudet, pilkki ja mullistus
Pidän keskiviikkona 7.1. kello 10.00 Tieteen päivillä Helsingin yliopiston päärakennuksen salissa 1 esityksen aiheesta ”Universumin synty”. Samassa ”Sattuma ja universumi” –tilaisuudessa Karri Muinonen puhuu aurinkokuntien synnystä ja eksoplaneetoista ja Kirsi Lehto kertoo elämän synnystä.
Torstaina 8.1. kello 15.00 olen Tieteen päivillä paneelissa ”Tiede, tutkimus ja ihmisoikeudet” Risto Saarisen, Terttu Utriaisen ja Reetta Toivasen kanssa. Paneelin vetää Tiedeakatemiain neuvottelukunnan ihmisoikeuskomitean puheenjohtaja Jukka Kekkonen. Paneeli on Helsingin yliopiston päärakennuksen salissa 12.
Perjantaina 20.3. on Utsjoella auringonpimennys, ja puhun siellä tapahtumassa ”Utsjoen pimennys ja pilkki” kello 13.00 aiheesta ”Auringonpimennyksestä pimeään aineeseen: todellisuus näkyvän tuolla puolen”.
Tiistaina 31.3. kello 16.30 juttelen Tiedekulmassa filosofi Paavo Pylkkäsen kanssa siitä, miten yleinen suhteellisuusteoria mullisti maailmankuvan sata vuotta sitten, ja miten käsitykset ihmisen paikasta maailmassa ovat muuttuneet kuluneen sadan vuoden aikana.
8 kommenttia “Universumin synty, ihmisoikeudet, pilkki ja mullistus”
-
Tapsa sanoo:
Olin paikalla, mielenkiintoisia esityksiä kaikki kolme. Vasta kotiin kävellessä tuli mieleen kysymys:
Kerroit, ettemme tiedä ”mitään” inflaatiota edeltävästä ajasta. Onko todella näin? Kai tiedämme sentään, että ”alussa oli singulariteetti”?
-
Tapsa:
Kiitos, mukava kuulla.
Ei, emme oikeastaan tiedä, onko inflaatiota ennen ollut alkusingulariteetti vaiko ei. Yksi syy on se, että vaikka yleisen suhteellisuusteorian mukaan alussa olisi singulariteetti, niin yleinen suhteellisuusteoria ei päde lähellä singulariteettia.
Singulariteetit siis oikeastaan osoittavat paikkoja aika-avaruudessa, joiden tutkimisiin tarvitaan kunnollinen kvanttigravitaatioteoria (inflaatiossa käytetään hyvin yksinkertaista kvanttigravitaatiota, joka ei päde singulariteeteissa).
On esitetty esimerkiksi sellaisia malleja, joissa maailmankaikkeus on äärettömän ikäinen, ja ensin romahtaa äärettömän kauan ja sen jälkeen alkaa laajenemaan.
-
Kai Miljard sanoo:
Hei Syksy!
Eikö kumminkin inflaatio teoria liitetty Big Bang teoriaan ja sen jälkeiseen sekuntiin, milloin nykyiset fysiikanlait muodostuivat. Yhtälöönhän tarvitaan yli valonnopeuksella laajenevaa maailmankaikeutta.No entäs kaiken teoria, onko se mahdollista päätellä/ laskea jossakin vaiheesa?.
-
Edellä olevan kirjoitin vähän epämääräisesti ja tarkennan sitä. En epäile sekunnin murto-osaakaan, ettei nykyisin tuntemamme maailmankaikeus ole saanu alkunsa alkuräjähdyksestä.Edes se, että onko maailmankaikkeus ikuisesti laajenava tai vaihtoehtoisesti romahtaa kasaan jossain vaiheessa ja kaikki alkaa taas uudestaan ei muuta kyseistä näkemystä.
Mutta se näin maallikkona jonkin verran tökkii, että jotta nykyisenkaltainen maailmankaikkeus voisi olla olemassa, alkuräjähdyksen jälkeiseen aikaan liitettiin inflaatio teoria. Eli tarvittiin teoria joka liittää nykyisyyden ja alkuräjähdyksen välisen ajan yhtenäiseksi jatkumoksi. Itse teoria ei töki, vaan siinä esitetty valoa nopeampi laajeneminen. Vaikka on ollut puhetta madonreijistä yms. niin yleisesti silti sanotaan, ettei valonnopeutta voi ylittää. Mutta jos se on jo ylitetty maailmankaikeuden alussa, miksei sitä voisi ylittää nykyisinkin? Oma puhtaasti arvaus on jotain tämän kaltaista: valonnopeuden voi joissakin erikoistapauksissa ylittää…
Historiaa ei tarvitse kahlata kovinkaan pitkälle taaksepäin, kun myös sanottiin, että suhkumoottorinen matkustajalentokone on teoreettinen mahdottomuus, vaikka Wernher von Braun kolleegoineen oli jo tehnyt ballistisen ohjuksen ja esim. saksan armeijalla oli suihkumoottorinen hävittäjä.
No, jää nähtäväksi voiko valonnopeutta ylittää, vaan miten on?
-
Kai Miljard:
Suhteellisuusteorian mukaan mikään ei voi liikkua valoa nopeammin. Inflaation aikana mikään ei liiku valoa nopeammin.
Ilmaisu ”valoa nopeampi laajeneminen” on harhaanjohtava, ja toivon, että tutkijat lopettaisivat sen käyttämisen… Se tarkoittaa vain sitä, että laajeneminen on niin nopeaa, että kahden tarpeeksi kaukana toisistaan olevan pisteen välillä ei voi lähettää valosignaaleja, koska niiden väliin tulee uutta tilaa niin nopeasti.
-
Samu sanoo:
🙂 Olen pitkään ihmetellyt tuota valoa nopeamaa liikettä/laajenemista, jonka olen lukenut mainittuna esim. Tieteen kuvalehdenkin sivuilta. Selititkin sen ykskantaan. Kiitos! Tämä on hyvä blogi!
-
Kun kahden pisteen välinen etäisyys kasvaa eli väliin tulee ”tilaa” – niin ottaako nykyfysiikka kantaa siihen mitä perimmäiseltä olemukseltaan on tämä ”tila”?
Eräs pimeän energian selityshän on juuri tämän tilan energia.
-
Tapsa:
Kyllä. Tyhjän tilan energia liittyy tosin kvanttikenttiin, ei välttämättä tilan itsensa ominaisuuksiin.
Vastaa
Apartheid boikottiin
Kirjoitan Helsingin Sanomien tänään julkaistussa kolumnissa seuraavasti:
”Akateemisia boikotteja joskus arvostellaankin tieteen ja politiikan sekoittamisesta, silloinkin kun boikotit ovat lähtöisin kansalaisyhteisöstä ja niiden tavoitteena on ihmisoikeuksien puolustaminen. Tunnetuin esimerkki on Etelä-Afrikka, jonka tapauksessa boikottia perusteltiin sillä, että akateemiset instituutiot eivät olleet erillään politiikasta, vaan osallistuivat apartheidin ylläpitämiseen. Sama pätee Israeliin.”
Olen kirjoittanut aiheesta aiemmin täällä, täällä, täällä ja täällä.
Yksi kommentti “Apartheid boikottiin”
Vastaa
Vastuun hapuilua
Kävin toissapäivänä Helsingin Kaupunginteatterissa katsomassa näytelmän Einsteinin rikos. Näytelmässä Albert Einstein juttelee rannalla majailevan kulkurin kanssa mieltään painavista asioista. Kohtauksissa käydään läpi keskusteluja Einstein elämän Yhdysvalloissa viettämien viimeisten 20 vuoden ajalta. Kolmantena hahmona on FBI:n agentti, joka värvää kulkurin antamaan tietoja Einsteinista, jota pidetään epäilyttävänä pasifismin, saksalaisuuden ja juutalaisuuden takia.
Asetelma on mielenkiintoinen ja näytelmässä kosketellaan merkittäviä kysymyksiä, kuten tieteilijöiden vastuuta, ydinaseita ja poliittista vainoa Yhdysvalloissa. (Kirjoitin Tieteessä tapahtuu –lehden Einstein-jutussani joistakin samoista aiheista.)
Einsteinin rikos sortuu kuitenkin niihin ongelmiin, jotka Einsteinin unet vältti: kirjoittaja ei osaa asettaa Einsteinin työtä paikalleen, eikä näytelmän Einstein ole elävä ihminen, vaan suurmiehen haamu.
Näytelmän Einstein ei puhu niin kuin oikea henkilö. Hänen osakseen on tullut esitellä Einsteinin taustaa, aatteita ja kirjoituksia suureen ääneen, riippumatta siitä olisiko Einstein itse puhunut moisia kyseisessä tilanteessa. Tämä saakin hänet vaikuttamaan aika itsekeskeiseltä tyypiltä. Dialogissa on paljon suoria sitaatteja Einsteinin teksteistä, mutta se mikä toimii esseessä, ei sovi ystävälliseen jutusteluun. On kova kiire esitellä asioita, eikä hahmojen sisäiselle elämälle jää tilaa. Tilannetta olisi helpottanut, jos ainakin kuluneimmat Einstein-kliseet olisi maltettu jättää pois.
Välillä dialogi ja tapahtumat ovat tahattoman komediallisia: Einstein selittää juuri tapaamalleen henkilölle, kuinka hänellä oli seitsenvuotiaaksi asti hän sanoi kaikki lauseet kahteen kertaan, pohdiskelee juutalaisen identiteetin yksityiskohtia seteleitä kuivatessaan ja ilmaisee tunteiden syvyyttä huudon voimakkuudella.
Näytelmän keskeinen jännite kumpuaa siitä ristiriidasta, että Einstein oli pasifisti ja antinationalisti, mutta kehotti Yhdysvaltain hallitusta rakentamaan ydinaseen natsien voittamiseksi. Näytelmässä on otettu vapauksia ajoituksen suhteen, jotta Einstenin aatosten kehityskulku saadaan mahtumaan yhdysvaltalaiselle rannalle. Todellisuudessa Einsteinin siirtymä täydellisestä pasifismista sotimisen tukemiseen tapahtui Euroopassa hänen koettuaan natsien valtaannousun, ei asioita pohdiskellessa meren takana Yhdysvalloissa.
Tällainen tiivistäminen, vaikkakin latistavaa, on ymmärrettävää. Einsteinin työn yhdistäminen ydinpommin valmistamiseen ja käyttämiseen on suurempi ongelma. Einstein puolustelee viattomuuttaan sillä, että hänen työnsä oli perustutkimusta, jolla ei ollut ydinpommin kanssa mitään tekemistä. Tämän esittäminen epätoivoisesti huutaen kuitenkin johdattelee katsojaa sellaiseen johtopäätökseen, että Einstein yrittää vain tyynnyttää omatuntoaan.
Tieteilijöiden ammatilliseen vastuuseen liittyy mielenkiintoisia kysymyksiä, mutta Einsteinin osuus ydinpommien valmistamisessa ei ole niistä hyvä esimerkki. Näytelmässä Einstein mainitsee tieteellisenä saavutuksenaan vain yleisen suhteellisuusteorian. Yleisellä suhteellisuusteorialla ei kuitenkaan ole mitään tekemistä ydinfysiikan kanssa. Tosin näytelmän Einstein väittää yhtälön E=mc2 (jostain syystä potenssi ei näy blogissa oikein) liittyvän yleiseen suhteellisuusteoriaan, vaikka itse asiassa se kuuluu suppeaan suhteellisuusteoriaan, mutta senkin yhteys ydinpommeihin on melko etäinen. Hiroshiman yhteydessä Einstein piirustaa puunpalaan yhtälön yleisön ihmeteltäväksi, mutta sillä ei ole mitään tekemistä minkään näytelmän muun sisällön kanssa. Ilmeisesti tästä sekoilusta on pääteltävä, että kirjoittaja ei tiedä Einsteinin työstä mitään.
Tämä selittäisi myös sen, että näytelmässä ei mainita Einsteinin merkittävää roolia kvanttimekaniikan kehittämisessä, vaikka se oli hänen Nobel-palkinnolleenkin (joka kyllä mainitaan) keskeistä, ja kvanttimekaniikalla oli suurempi merkitys atomiydinten ymmärtämisessä kuin suhteellisuusteorialla. Kvanttimekaniikankin kehittämisen yhteys ydinpommeihin on tosin suunnilleen yhtä kaukainen kuin tietokoneiden keksimisen yhteys NSA:n vakoiluohjelmaan.
Onkin eriskummallista, että tutkijoiden vastuuta ydinpommeista haetaan Einsteinin kautta, vaikka hän oli poikkeuksellinen juuri siksi, että hänellä ei ollut ammatillisesti ydinpommien juuri mitään tekemistä, toisin kuin valtaosalla aikakauden fyysikoista, mukaan lukien sellaisilla rakastetuilla hahmoilla kuin Niels Bohrilla ja Richard Feynmanilla.
Voisi jopa epäillä, että Einstein valitaan tällaisiin pohdintoihin juuri siksi, että hänellä oli ydinpommeista niin pieni ammatillinen vastuu. Silloin voidaan pitäytyä etäisissä mietelmissä siitä, mikä on vastuu teoista joiden seurauksia ei voi arvata, kun todellisissa moraalisissa ongelmissa on yleensä kyse toiminnan arvattavissa olevista seurauksista.
Einstein tosin allekirjoitti presidentti Franklin Rooseveltille lähetetyn kirjeen, jossa kehotettiin rakentamaan ydinaseita. On aiheellista, että kirjettä käsitellään näytelmässä paljon, vaikka Einsteinin roolia liioitellaankin. Aloite ei lähtenyt häneltä eikä hän kirjoittanut kirjettä itse, eikä se ei liity Einsteinin vastuuseen fyysikkona, vaan julkisuuden henkilönä.
FBI:n kautta näytelmässä on ajankohtaisia pakolaisvastaisuuden, rasismin ja uskonnollisen syrjinnän teemoja. FBI:n juutalaisvastaisuus Yhdysvaltojen natsi-Saksan vastustamisen rinnalla tekee myös kuvaa Yhdysvalloista monipuolisemmaksi. Olisi tosin ollut kiinnostavampaa, jos kulkurin hahmon kautta olisi tuotu mukaan myös sitä, miten suhtautuminen Hitleriin kehittyi Yhdysvalloissa: kaikki eivät suinkaan olleet yhtä moraalisesti tarkkanäköisiä kuin Einstein. Näytelmän kuva natseista on jälkiviisas, eikä auta ymmärtämään oman aikamme äärioikeistoa. Kummallista on myös se, että näytelmän Einstein ei puolusta sosialismia, jota Einstein todellisuudessa vakaasti kannatti, vaikka aihe tulee esille, ja FBI:n, kulkurin ja Einsteinin erilaiset perspektiivit aiheeseen olisivat olleet herkullisia.
Valot ja savu ovat mainioita, etenkin niiden sienipilveen viittaava yhdistelmä Hiroshiman yhteydessä on erinomainen. Puvustus on hyvä, ja Einsteinin asun kehittyminen kohtausten edetessä on hauska yksityiskohta.
Einsteinin rikoksen tavoitteet ovat korkealla, mutta tulos jää pinnalliseksi. On kuitenkin mukava nähdä, että tieteilijöiden kautta halutaan käsitellä tärkeitä moraalisia ja poliittisia kysymyksiä.
2 kommenttia “Vastuun hapuilua”
-
mikko siitonen sanoo:
Ymmarrat kai, etta kyse on fiktiivisesta tarinasta, jossa Einsteinen tunnettua nimea ja hahmoa kaytetaan otsikkona. Se on normaalia taiteessa.
t. Mikko
-
mikko siitonen:
Einsteinia ei käytetä vain ”otsikkona”, vaan näytelmässä läpikäydyt Einsteinin ajattelun ja elämän vaiheet seuraavat todellisuutta ja dialogia on otettu suoraan hänen kirjoituksistaan.
Vastaa
Viserrystä taivaasta
Ferrarassa Italiassa on meneillään konferenssi, jossa esitellään Planck-satelliitin uusia tuloksia. Tämä on sikäli kummallista, että tulokset eivät ole vielä julkisia – itse asiassa ne eivät ole edes valmiita.
Planck julkaisi ensimmäiset kosmologiset tuloksensa maaliskuussa 2013. Yksi Planckin odotetuimpia anteja oli kosmisen mikroaaltotaustan polarisaatio. Polarisaatiohavaintojen analysointi kuitenkin osoittautui luultua vaikeammaksi, joten niiden julkistaminen siirrettiin vuoteen 2014.
Suuri osa Planckin näkemästä polarisoituneesta säteilystä tulee Linnunradasta. Galaksiamme tutkiville astrofyysikoille se voi olla hyvinkin mielenkiintoista, mutta kosmologeille Linnunrata on roskaa, joka peittää alleen varhaisesta maailmankaikkeudesta peräisin olevan kosmisen signaalin. Polarisaation siistiminen on melkoinen urakka, ja Planck on halunnut tehdä sen huolella, joten tulosten julkaiseminen on toistuvasti viivästynyt. Lisäksi nyt on syynissä on Planckin koko neljän vuoden mittausjakson data, kun vuoden 2013 analyysi perustui vain ensimmäisten 15 kuukauden havaintoihin.
Joillakin tutkimusryhmillä on ollut huolettomampi ote polarisaatiodatan analyysiin. Maaliskuussa BICEP2-tutkimusryhmä ilmoitti havainneensa gravitaatioaaltojen jäljen mikroaaltotaivaan polarisaatiossa. Jos tämä pitäisi paikkansa, niin kyseessä olisi merkittävin löytö kosmologiassa tai hiukkasfysiikassa yli vuosikymmeneen. Pian epäilyjä tuli kuitenkin julki, ja syyskuussa Planck julkaisi havaintonsa Linnunradan pölystä tulevasta polarisoituneesta säteilystä. Planckin näkemä pöly näytti samalta kuin BICEP2:n havainnot, mikä viittaa siihen, että myös BICEP2 näki pölyä galaksimme tuulilasissa, ei viestiä muinaisilta ajoilta.
Asian varmistamiseksi Planck ja BICEP2 ovat yhdistäneet havaintonsa, ja tuloksia lupailtiin lokakuulle, marraskuulle tai viimeistään nyt joulukuussa meneillään olevaan konferenssiin. Kaikkea ei ole vielä saatu valmiiksi, mutta koska konferenssi on sovittu, se myös pidetään, vaikka Planck-ryhmä ei julkista vielä tuloksiaan. Tutkijat puhuvat siis tuloksista, jotka eivät ole valmiita ja esittelevät lukuja, jotka eivät ole julkisia. Tässä eriskummallisessa tilanteessa konferenssista raportoivan twitter-hashtagin #planck2014 seuraaminen on luotettavin tapa saada ajantasaista tietoa siitä, mitä ymmärrämme maailmankaikkeudesta.
Eilen Suomen Planck-ryhmän kosmologiaosuuden johtaja Hannu Kurki-Suonio piti Suomessa esityksen Planckin uusista havainnoista. Koska ryhmän jäsenillä ei ole valtuuksia ilmoittaa mitään julkisuuteen, hän perusti puheensa twitteristä poimittuihin lukuihin ja kuviin. Ainakin voi sanoa, että tarkkojen tietojen puuttuessa Planck-ryhmän kaunis polarisaation visualisointi on saanut paljon huomiota:
Maistiaisten jälkeen dataa ja analyysiä lupaillaan julkiseksi 22.12., mutta saattaa tässä mennä tammikuuhunkin. Kiinnostavimmasta asiasta, eli BICEP2:n väitetystä löydöstä Planck on jo julkisesti sanonut, että ainakin BICEP2:n ilmoittama tulos heikkenee. Lopullisten tulosten pitäisi ilmestyä myöhemmin ensi vuoden aikana.
Päivitys (06/12/14): Planckin tuloksista tuli nähtävästi lehdistötiedotekin –vain ranskaksi.
5 kommenttia “Viserrystä taivaasta”
-
Kimmo Metso sanoo:
Olisi mielenkiintoista kuulla näkemyksesi blogin muodossa kvanttiteleportaatiosta. Onko sillä kosmologian mittakaavassa mitään merkitystä? Millä nopeudella lomittumisen kautta siirtävä informaatio siirtyy? jne..
-
Kimmo Metso:
Kiitos ehdotuksesta! En tunne kvanttiteleportaatiota juurikaan, mutta voisin kyllä kirjoittaa lomittumisesta, johon se perustuu, se on mielenkiintoinen ilmiö.
-
Paluuviite: Kosmokseen kirjoitettua | Vaniljan tuolla puolen
-
Paluuviite: Kosmokseen kirjoitettua | Kauneus kosmologiassa
Vastaa
Luomisen kuvajaisia
Luin hiljattain uudelleen Alan Lightmanin kirjan Einstein’s Dreams (suom. Einsteinin unet). Sen 179:llä pienellä sivulla seurataan Albert Einsteinin päiviä ja unia vuoden 1905 huhtikuusta kesäkuuhun, jolloin hän sai suppean suhteellisuusteorian valmiiksi.
Fyysikoiden elämästä kertovissa teoksissa on kaksi vaaraa. Ensinnäkin, jos tarkoitus on kuvata heidän työnsä sisältöä, kertoa sen tekemisestä tai avata sen merkitystä, niin eksyy helposti ellei tunne fysiikkaa ja sitä, millaista fysiikan tutkiminen on. Toisaalta tarina saattaa hukkua päähenkilönsä alle, kuten suurmieskertomuksissa usein. On vaikea ottaa etäisyyttä nerouden myyttiin, kuten esimerkiksi Feynman-sarjakuva osoittaa. Ongelmat ovat erityisen vakavia kun kyseessä on Einstein, josta tuli nerouden vertauskuva jo eläessään ja jonka kehittämä suhteellisuusteoria ei ole helppo kuvattava.
Ensimmäistä ongelmaa Lightmanilla ei ole, koska hän on tutkimusta tehnyt yleisen suhteellisuusteorian asiantuntija. Hänen väitöskirjaohjaajansa oli itse asiassa Kip Thorne, eräs suhteellisuusteorian vanhoja mestareita. Lightman välttää päähenkilön paisuttelemisen, kuitenkaan vähättelemättä tai ottamatta liikaa etäisyyttä, siten että pääosassa ei ole Einstein eikä Einsteinin tietoinen työskentely. Sen sijaan kirja keskittyy tämän näkemiin uniin, joissa aika ja avaruus ovat erilaisia tavalla, joka tavoittelee suppeaa, ja yleistäkin, suhteellisuusteoriaa. Unissa ihmisten käytös peilaa näitä eroja ja on inhimillinen kosketuspinta aika-avaruuden rakenteeseen.
Tutkimukseen kuuluu eri vaihtoehtojen vertaaminen, harhapolut ja lopulta oikean vaihtoehdon löytäminen. Lightmanin kuvaamat unet ovat runollinen tulkinta tästä fysiikan luomistyöstä. Unissa on oikeita ja vääriä oivalluksia, ja herätessä kirkkauteen unet putoavat mielestä, kuten väärät teoriantyngät hylätään kauniin totuuden löydyttyä. Osa luomistyöstä ja etsimisestä tehdään alitajuisesti, joten unet ovat sille luonteva kuvajainen.
Tieteessä, toisin kuin taiteessa, on kyse luomisen lisäksi samanaikaisesti löytämisestä: jos Einstein ei olisi vuonna 1905 muotoillut suppeaa suhteellisuusteoriaa, niin joku toinen olisi kehittänyt sen täysin samanlaisena myöhemmin. Lightmanin kirja pitää tarinan henkilökohtaisena tahdittamalla unia arkisilla päiväkohtauksilla Einsteinin elämästä Bernissä, joihin tuntuu tarttuneen unien merkityksellisyyttä.
Avaamalla yksityisiä unia Lightman tuo sisäisen luomisprosessin ulkoilmaan ja tekee abstraktista ajattelusta ja määrittelemättömistä tuntemuksista näkyvää. Einsteinin unet ovat läheistä sukua elokuvalle Alaston lounas, jossa David Cronenberg maalaa William Burroughsin merkkiteoksen luomistyön valkokankaalle Burroughsin elämästä ja kirjoista otetuilla tapahtumilla ja symboleilla.
2 kommenttia “Luomisen kuvajaisia”
-
Sunnuntaikosmologi sanoo:
Amazonista napattua; ehkä haluat kommentoida tämän kirjan väitettä:
Bankrupting Physics: How Today’s Top Scientists are Gambling Away Their Credibility
The recently celebrated discovery of the Higgs boson has captivated the public’s imagination with the promise that it can explain the origins of everything in the universe. It’s no wonder that the media refers to it grandly as the ”God particle.” Yet behind closed doors, physicists are admitting that there is much more to this story, and even years of gunning the Large Hadron Collider and herculean number crunching may still not lead to a deep understanding of the laws of nature. In this fascinating and eye-opening account, theoretical physicist Alexander Unzicker and science writer Sheilla Jones offer a polemic. They question whether the large-scale, multinational enterprises actually lead us to the promised land of understanding the universe. The two scientists take us on a tour of contemporary physics and show how a series of highly publicized theories met a dead end. Unzicker and Jones systematically unpack the recent hot theories such as ”parallel universes,” ”string theory,” and ”inflationary cosmology,” and provide an accessible explanation of each. They argue that physics has abandoned its evidence-based roots and shifted to untestable mathematical theories, and they issue a clarion call for the science to return to its experimental foundation.
-
Sunnuntaikosmologi:
En ole lukenut kirjaa, ks. Peter Woitin arvio:
http://www.math.columbia.edu/~woit/wordpress/?p=6156
Olet oikeassa. Siksipä selvitän asiat itse. Toki asetun silloin tieteilijäksi itsekin eli väärässäolijaksi, mutta saanpahan olla väärässä ymmärtäen haasteiden vaikeusasteet, eikä vain siksi, että satuin luottamaan, johonkin, mitä minulle totuutena kaupattiin.
Asiallisesti ottaen, elleivät sektoroituneiden tieteilijöiden armeijat kehitä tutkimustekniikoita ja uskalla arvata, yrittää ja erehtyä, loppuisi hypoteesien kehittelykin hyvin äkkiä.
Tieteen oikeassa oleminen on tietysti paradoksi. Lähdetään siitä, että luonto toimii tavallaan, opitaan siitä, rinnastetaan siis tiede ja luonto. Kyseessä ei ole tietenkään sama asia. Luonto on luonto ja tiede uskonto; uskotaan, että lopulta opitaan ymmärtämään täydellisemmin luontoa, ehkäpä absoluutisti…
Eusa: ”Tieteen oikeassa oleminen on tietysti paradoksi. Lähdetään siitä, että luonto toimii tavallaan, opitaan siitä, rinnastetaan siis tiede ja luonto. Kyseessä ei ole tietenkään sama asia. Luonto on luonto ja tiede uskonto; uskotaan, että lopulta opitaan ymmärtämään täydellisemmin luontoa, ehkäpä absoluutisti…”
Rinnastus tiede=luonto ei tietysti ole totta. Silloinhan meillä olisi yksi luonnon ”totuus” ja tuhansia eri aikakausien tieteen ”totuuksia”. Tieteellä on vain kulloisenkin paremman ymmärrettävyyden ja paremman ennustettavuuden ”totuus”. Kukaan ei ole muuta väittänytkään – vallankaan täydellisyydestä. Uskonto on päätepysäkki, tiede on loppumaton tie.