Arkisto

Tieteen suuret kysymykset

29.4.2018 klo 14.35, kirjoittaja
Kategoriat: Astrobiologia

Eräässsä tutkimuksessa on kyselty yleisöltä mitä he pitävät tieteen suurimpina kysymyksina ja haasteina (https://www.npr.org/sections/13.7/2013/09/10/221019045/the-10n-most-important-questions-in-science). Vastausten perusteella ihmisiä kiehtovat eniten perinteiset olemassa olomme perusteita ja kaiken alkuperää koskevat kysymykset: ”Mistä maailmankaikkeus on tullut”, ja ”Miten elämä on syntynyt”. Näitä kysymyksiähän on ihmetelty niin kauan kuin tietoinen laji on ollut olemassa ja koettanut ymmärtää maailman olemusta ja omaa alkuperäänsä. Menneinä aikoina näihin kysymyksiin on koetettu vastata myyttien ja uskomusten avulla. Nykyään luonnontieteet rakentavat pienistä tiedon palasista kokonaiskuvaa siitä miten nämä prosessit olisivat aikoinaan oikeasti tapahtuneet.

Nyt ymmärrämme maailmankaikkeuden syntyneen prosessissa jota kutsumme Alkuräjähdykseksi: jokin äärettömän pieni piste räjähti jonkinlaisen kvanttihypyn kautta, laajeni valoa nopeammin ensimmäisen sekunnin pikkiriikkisen murto-osan ajan, ja tuossa räjähdyksessä syntyi kaikki se mitä maailmassa on olemassa. Meille maallikoille tuo tapahtuma on täysin käsittämätön, mutta kosmologit ja hiukkasfyysikot ovat tykönään tutkineet sitä, ja päässeet tapahtumista niinkin hyvään yhteisymmärrykseen että  selittävät sitä nykyisin mallilla jota kutsutaan ”standardimalliksi”. Malli perustuu lähinnä suhteellisuusteoriaan, kvanttiteoriaan, hiukkasfysiikkaan ja havaintoihin maailmankaikkeuden laajenemista, ja sen taustasäteilyn rakenteesta.

Standardimallin mukaan maailmankaikkeus syntyi inflaatioprosessin ja kuuman alkuräjähdyksen kautta. Tässä prosessissa olemattoman pieni lähtökohta laajeni hyvin nopeasti, valoa nopeammin, alle sekunnissa, nuoreksi maailmankaikkeudeksi.

Alkuräjähdys eteni vaiheittain. Sen ensimmäinen vaihe, eli varsinainen kaiken aineen ja energian synty, tapahtui noin 10 -32 sekunnissa. Tätä aikaa kutsutaan Planckin ajaksi. Se on lyhin mahdollinen mitattavissa oleva aika, ja niin lyhyt ettemme pysty sitä ymmärtämään. Tänä aikana maailma oli laajentunut noin 1028 kertaiseksi, ja tämä luku taas on käsittämättömän suuri. Kuitenkin, mallit ennustavat että tuon ajan kuluessa maailma olisi laajentunut noin metrin laajuiseksi palloksi: tyhjiö avautui tuon suuruiseksi tilaksi, joka nyt sisälsi kaiken mitä maailmassa tuli koskaan olemaan. Tapahtuma eteni valon nopeutta nopeammin, eikä siis lähettänyt ympäristöönsä mitään valoa tai säteilyä. Tapahtumaa ajoi valtava tyhjiön energia, joka muuttui äärimmäisen kuumaksi säteilyksi, eli valon nopeudella liikkuviksi fotoneiksi ja alkeishiukkasiksi. Tämä prosessi synnytti kaiken aineen ja energian mitä maailmassa on, ja sitä kutsutaan inflaatioksi.

Inflaation alussa alkoi aika, ja sen aikana määräytyivät myös maailmankaikkeutta hallitsevat luonnonlait ja parametrit, eli  gravitaatio, ja vahva, heikko ja sähkömagneettinen vuorovaikutus, joista ainakin kaksi viimeisintä olivat alussa yhdistyneenä yhdeksi, sähköheikoksi vuorovaikutukseksi. Suuren yhtenäisteorian puitteissa ajatellaan että myös vahva vuorovaikutus, ja ehkä myös gravitaatio, yhdistyisivät noilla suurilla energioilla yhdeksi vuorovaikutuskentäksi.

Inflaation aikana syntyneet ja kuuman alkuräjähdyksen aikana eriytyneet vuorovaikutusvoimat ohjaavat sitä miten erilaiset alkeishiukkaset käyttäytyvät ja reagoivat keskenään: Vahvat vuorovaikutukset vaikuttavat alkeishiukkasten välillä ja stabiloivat atomien ytimet: ne sitovat kvarkit toisiinsa ja muodostavat protoneja ja neutroneja. Ne myös ja pitävät koossa atomiytimiä sitomalla yhteen protoneja, jotka muutoin positiivisen sähkövarauksensa takia hylkisivät toisiaan; ne myös sitovat neutronit atomiytimien yhteyteen. Heikot vuorovaikutukset taas vaikuttavat leptoneihin ja kvarkkeihin siten että ne voivat muuttaa niitä toisiksi hiukkasiksi.

Sähkömagneettiset vuorovaikutukset taas vaikuttavat kaikkiin varautuneisiin hiukkasiin ja kappaleisiin siten että samanmerkkiset varaukset hylkivät toisiaan, ja erimerkkiset vetävät toisiaan puoleensa. Esimerkiksi protonien positiiviset ja elektronien negatiiviset varaukset vetävät toisiaan puoleensa, neutraloivat toisensa ja pitävät koossa atomin rakennetta. Liikkuvat sähkövaraukset luovat ympärilleen magneettikentän. Sähkömagneettisen voiman kantama on suhteellisen lyhyt. Suurten, toisistaan kaukana olevien taivaankappaleiden välillä vaikuttaa vain gravitaatio.

Alkuräjähdyksen aikana syntyneiden vuorovaikutusvoimien suuruudet ja alkeishiukkasten ominaisuudet ja määrät säätelevät sitä, miten maailmankaikkeus kehittyy. Esimerkiksi, vahvan  vuorovaikutuksen voimakkuus (e = 0,007) kertoo kuinka lujasti atomien ytimet pysyvät kasassa ja kuinka paljon energiaa vapautuu kun vety-ytimet yhtyvät heliumiksi. Tämän voiman takia ydinreaktiot ovat tuottaneet eri alkuaineita, esimerkiksi happea ja hiiltä juuri niissä suhteissa kuin niitä nyt on olemassa; nämä ovat nyt vedyn ja heliumin jälkeen yleisimmät alkuaineet maailmankaikkeudessa.

Jos taas gravitaation voima olisi vallitsevaa arvoaan suurempi, olisi universumi ollut vain lyhytikäinen, se olisi romahtanut kasaan. Jos se olisi ollut pienempi, tähtiä ei olisi syntynyt. Myös koko joukko kosmisia vakioita,  mm. maailmankaikkeuden keskitiheys, tiheysvaihteluiden voimakkuus, laajenemisnopeus (= Hubblen vakio), pimeän aineen ja energian määrä ja näkyvän aineen ja energian määrä ovat vaikuttaneet siihen, miten maailmankaikkeus on kehittynyt. Kaikkien näiden vaikutuksesta maailmakaikkeus on kehittynyt juuri niin kuin se on kehittynyt: se tuottaa uusia tähtiä, planeettakuntia, ja planeettoja elinkelpoisella alueella. Nämä arvot ovat perustana sille että aine ja energia käyttäytyvät niinkuin ne käyttäytyvät: vety ja helium ytimet yhtyvät suurissa kuumuuksissa ja tuottavat suurempia alkuaineita kuten happea, typpeä, fosforia, rikkiä, ja raskaampia metalleita. Näiden parametrien ansioista maailma voi tuottaa elämää.

Jotkut sanovat että maailmankaikkeuden kehitystä ohjaavat parametrit ovat olleet tarkasti hienosäädettyjä niin että ne ovat mahdollistaneet monimutkaisen maailman ja elämän synnyn (tästä keskusteli mm. Pentti Varis alla olevan blogikirjoituksen ”Astrobiologian uudet foorumit” yhteydessä). Tämä ajatustapa kuitenkin sisältää oletuksen siitä että maailmanakaikkeudella olisi ollut jonkunlainen tarkoitus kehittyä juuri niin kuin se on kehittynyt, ja myös oletuksen siitä että maailma olisi tietoisesti pyrkinyt tuottamaan kaikkea tätä, eli planeettakuntia joissa monissa vallitsee sopivat olosuhteet elämälle, joissa ainakin joskus syntyy monimutkaista kemiaa ja jopa elämää, ja joskus, jopa monimutkaisia eliökuntia ja monimutkaisia tietoisia lajeja. Kuitenkin todennäköisempää lienee että kaikki tämä on tapahtunut vain siksi että se on ”voinut tapahtua”, maailman alkuperäisten parametrien hallitsemien satunnaisten prosessien kautta. Kaikki tämä kehitys on myös ollut edellytyksenä sille että nyt olemme tässä ja pohdimme näitä kysymyksiä; olemassa olomme on siis seuraus, eikä syy näille maailman parametreille (tätä johtopäätöstä kutsutaan antrooppiseksi periaatteeksi).

Maailmankaikkeuden kehitystä ja prosesseja määräävät myös termodynamiikan peruslait, joiden mukaan suljetussa systeemissä energian/materian kokonaismäärä säilyy, systeemin eri osat ajatutuvat keskenään (lämpö)tasapainoon, ja ajan mittaan epäjärjestys kasvaa maksimaaliseksi. Laajenevassa maailmankaikkeudessa nämä luonnon peruslait tarkoittavat sitä että pitkällä aikavälillä vain epäjärjestystä tuottavat prosessit voivat olla jatkuvia. On siis aika yllättävää että luonnolait ja prosessit silti yhdessä tuottavat myös suurta järjestystä, monimutkaisia rakenteita ja toimintoja, kuten galakseja, tähtiä ja planeettakuntia,  molekyylejä, polymeerejä ja niinkin monimutkaisia ja toiminnallisia systeemejä kuin eläviä soluja.  Kuitenkin näidenkin monimutkaisten prosessien on pakko toimia termodynamiikan ehdoilla. Kaikessa monimutkaisuudessaan ja korkeassa järjestyksen asteessaan, nekin ilmeisesti lisäävät maailman kokonaisentropiaa, eli epäjärjestystä.

Entropia lisääntyy tähtien sisällä niin että alkeishuikkasten massa hitaasti muuttuu säteilyksi. Elävän solun toiminnoissa se lisääntyy niin että solu sitoo säteilyenergiaa, ja muuttaa sitä kemialliseksi energiaksi, työksi ja lämmöksi. Sen sitoma säteilyenergia vapautuu lopulta pidempiaaltoisena lämpösäteilynä, jonka myötä systeemistä poistuu suurempi määrä matalampienergisiä fotoneita kuin mitä siihen alun perin sitoutui. Siis myös elämä systeemi, joka olemassaolollaan lisää maailman epäjärjestyksen astetta.

9 kommenttia “Tieteen suuret kysymykset”

  1. Pekka Janhunen sanoo:
    2.5.2018 22:28

    Olemme kiistatta edistyneet näiden suurten kysymysten suhteen verrattuna entisajan teologeihin ja filosofeihin. Mutta en silti tiedä olemmeko ymmärrysmatkan alkumetreillä vai jo vähän pitemmällä.

    Vastaa
    1. Kirsi Lehto sanoo:
      3.5.2018 09:14

      Ehdottomasti näin. Ollaan kovin pieniä, ja ymmärrys on rajallista.

      Vastaa
  2. Markku Tamminen sanoo:
    5.5.2018 15:38

    1. Kirjoitat: ”Sähkömagneettisen voiman kantama on suhteellisen lyhyt. Suurten, toisistaan kaukana olevien taivaankappaleiden välillä vaikuttaa vain gravitaatio.” Jos kuu koostuisi elektroneista ja maa protoneista, ja niiden massat olisivat samat kuin nyt, niin eiköhän niiden välillä vallitsisi melkoinen voima, ja pian meillä olisi ”kuumaa”. Ja tuleehan meille koko ajan noita fotoneita 13.8 miljardin valovuoden päästä. Joten mitä tarkoitat ’kantamalla’?

    2. Kirjoitat: ”Maailmankaikkeuden kehitystä ja prosesseja määräävät myös termodynamiikan peruslait, joiden mukaan suljetussa systeemissä energian/materian kokonaismäärä säilyy, systeemin eri osat ajatutuvat keskenään (lämpö)tasapainoon, ja ajan mittaan epäjärjestys kasvaa maksimaaliseksi. Laajenevassa maailmankaikkeudessa nämä luonnon peruslait tarkoittavat sitä että pitkällä aikavälillä vain epäjärjestystä tuottavat prosessit voivat olla jatkuvia.” Syksy Räsänen sanoo blogikirjoituksessaan ”Ikuisuus vailla lämpökuolemaa”:”…pystymme melkoisella varmuudella sanomaan, mitä ei tapahdu: maailmankaikkeus ei päädy lämpökuolemaan.” Edelleen: ”…kun maailmankaikkeus oli 400 000 vuotta vanha, sen lämpötila oli sama kaikkialla sadastuhannesosan tarkkuudella. Lämpökuolema ei ole maailmankaikkeuden tulevaisuus, vaan sen menneisyys.” Olisivatkohan nämä kaksi näkemystä jotenkin yhteensovitettavissa?

    Vastaa
    1. Kirsi Lehto sanoo:
      10.5.2018 15:42

      Hei! Ensimmäiseen ehdotelmaasi sähköisten nvuorovaikutusten mahdollisista pitkistä kantamista pitää sanoa – hiukan hämmentyneenä – että eihän tuollaisia massiivisen suuria sähkölatauksia voi syntyä, koska samanmerkkiset sähkövaraukset hylkivät toisiaan. Siis, Kuu ei voisi koostua elektroneista, eikä Maa protoneista, tai päinvstoin, koska mokomat kasautumat eivät pysyisi kasassa. Kuten tiedämme ukkosmyrskyistä, sellaiset kohtalaisen kokoisetkin sähkövaraukset purkautuvat tuota pikaa suurella jyrinällä. Ilmeisesti on todellakin niin että ainoa voima joka ajaa kappaleita lähemmäs toisiaan on gravitaatio. Atomiytimissä tarvitaan niitä heikkoja ja vahvoja vuorovaikutuksia pitämään positroneja yhdessä.

      Sitten tuo ajatuksesi/kysymyksesi siitä, vaikuttaako termodynamiikka maailmankaikkeudessa. Tämä lienee perimmältään aika vaikea kysymys siksi että ei tiedetä onko maailmankaikkeus suljettu vai avoin systeemi (?? — miten lienee??). KUitenkin, jatkuvan (ja kiihtyvän) laajenemisen myötä sen keskitiheys koko ajan pienenee, tähdet, galaksit ja galaksijoukot etääntyvät toisistaan. Taustasäteilyn lämpötila laskee kohti absoluuttista nollapistettä, joskaan ei kait koskaan ihan saavuta sitä. Tähtiä styntyy, ne palavat loppuun, räjähtävät ehkä supernovina, synnyttävät uusia pölypilviä joista voi syntyä uusia tähitä, jotka taas palavat loppuun ja räjähtävät. Näissä prosesseissa osa alkeishiukkasten massasta muuttuu säteilyksi ja karkaa taivaan tuuliin, lisäten entropiaa. Tähtien läpi kiertävä aine muuttuu raskaammiksi alkuaineiksi, joista osa voi päätyä pölypilvien kierrätyssysteemeihin, osa taas jää sammuviin tähtiin, ruskeisiin kääpiöihin tai neutronitähtiin, lopulliseen sijoituspaikkaansa, ikuisiksi ajoiksi. JOten minusta näyttäisi siltä että loulta, aikojen kuluessa, jäljelle jäävä aina päätyy kylmiin sammuneidsiin tähtiin tai niitä kiertäviin (kuolleisiin) planeettoihin, ja kaikki aineesta vapautuva säteily jatkaa matkaansa laajeten yhä suurempaan maailmankaikkeuteen. Eli, entropia kasvaa maksimiinsa … ?? Vai miten tämä menee..??

      Vastaa
      1. Markku Tamminen sanoo:
        10.5.2018 16:17

        Tarkoitin vain termin ’kantama’ merkitystä: ”The electromagnetic force is a force of infinite range which obeys the inverse square law.” Esimerkki oli tietenkin epärealistinen.

        Tuo toinen pointti jäi edelleen vaivaamaan. Syksy Räsänen kyllä esitti perusteluja miksi maailmankaikkeuden lämpökuolema on mahdoton.

        Vastaa
        1. Kirsi Lehto sanoo:
          10.5.2018 17:12

          .. luulisin että tuon sähkömagneettisen voiman kantama jää käytännössä lyhyeksi ihan siksi että mitään isoja varauksia ei voi kasaantua yhteen, siksi että niiden kasaumat ovat epästabiileja. Ja erimerkkiset neutraloivat toisensa. Mutta muutoin: pitää konsultoida viisaampia.

          Vastaa
  3. Pentti S. Varis sanoo:
    6.5.2018 18:04

    Tieteellisten näkemysten kehittyminen on täynnä erimielisyyksiä. Yksi merkittävä kiistelyn kohde on elollisten olioiden genomi. Koska proteiineja koodaavien geenien osuus on vain n. 2%, on herännyt kysymys muiden, proteiineja koodaamattomien geenien tehtävistä genomissa. Tiedeyhteisö on jakautunut kahteen ”puolueeseen”, joista toinen katsoo n. 80% non-coding-geeneistä olevan funktiotonta roskaa ja toinen puolestaan kannattaa ideaa, että lähes kaikilla geeneillä on tehtävä. Muun muassa geenien rakenteen keksijäryhmään kuulunut F.C.H.Crick lukeutui roskageenien kannattajiin.
    Itse kannatan geenien funktionaalisuuden ideaa. Aikoinaan ”referoin” FT Tuomas Aivelon blogin kommenteissa satakunta tiedelehtien artikkelia, jotka edustivat samaa näkemystä (nimimerkki oli psv, aggris aggris tai 3779).
    https://www.tiede.fi/blogit/kaiken_takana_on_loinen/perimassa_on_paljon_turhaa_koska_evoluutio
    Tällä hetkellä kaikkien geenien funktiollisuutta edustava puolue on jälleen astunut mielestäni merkittävän askeleen
    https://www.sciencedaily.com/releases/2018/04/180411131659.htm
    Roskaksi eli turhaksi, funktiottomaksi monen kauan uskoma ja väittämä perisentrometrinen satelliitti-DNA (olennainen osa genomin non-coding DNA:ta) on osoittautunut erittäin tärkeäksi genomia koossa pitäväksi tekijäksi.
    https://fi.wikipedia.org/wiki/Mikrosatelliitti_(biologia)
    Satelliitti-DNA varmistaa, että kromosomit niputtuvat oikealla tavalla solun tumassa, mikä on välttämätöntä solun eloonjäämiseksi. Tutkijat poistivat banaanikärpäsen tumasta proteiinin D1, jonka tehtävä oli sitoa satelliitti-DNA järjestyneiksi, paikallaan pysyviksi nipuiksi. Näin käsitellyt sukusolut kuolivat.
    Yhteen sitomattomat satelliitti-DNA-jaksot ajautuivat tuman ulkopuolelle, jonne niistä muodostuu pieniä mikro-tumia solun samalla menettäessä elinkelpoisuutensa.
    Vastaava ilmiö on jo todettu hiiren tumassa.
    Arvelen, että tämä on vasta DNA:n ”roskaisuuden” kumoutumisen alkusoittoa..

    Vastaa
  4. Pentti S. Varis sanoo:
    12.5.2018 21:30

    Alkuräjähdys, jossa kaikki oli alussa äärettömän pieneen tilaan ahdettuna ja sitten ylitti laajetessaan valon nopeuden tuntuu mahdottomalta paitsi maallikosta, myös aika monesta kosmologistakin. Puristuiko olevainen todella olemattomaan pisteeseen vai mistä tuo energiakeskittymä tuli? Jos alkuräjähdyksen jälkeen tapahtuvat asiat tarvitsivat informaatiota, mistä se oli peräisin? Nämä ovat maallikon ajatuksia, mutta Seuraavissa linkeissä esitetään lisää alkuräjähdykseen ja sen tiimoille liittyviä ongelmia

    https://fi.wikipedia.org/wiki/Alkur%C3%A4j%C3%A4hdys#Alkuräjähdysteorian_ongelmia

    https://thetechreader.com/top-ten/top-ten-scientific-flaws-in-the-big-bang-theory/

    http://www.spaceandmotion.com/cosmology/top-30-problems-big-bang-theory.htm

    Ongelmia tiedostavat fyysikot ja kosmologit pohtivat jatkuvasti uusia, alkuräjähdyksestä enemmän tai vähemmän poikkeavia skenaarioita kuten esimerkiksi

    https://tekniikanmaailma.fi/erikoinen-teoria-alkurajahdys-ei-ollut-maailmankaikkeuden-alkuhetki-todisteita-voi-loytya-alkurajahdysta-vanhemmista-mustista-aukoista/

    https://www.tekniikkatalous.fi/tiede/avaruus/2015-02-11/Uusi-tutkimus-v%C3%A4itt%C3%A4%C3%A4-Alkur%C3%A4j%C3%A4hdyst%C3%A4-ei-ollutkaan-3258800.html

    http://www.dailygalaxy.com/my_weblog/2016/07/no-big-bang-our-universe-was-formed-from-an-older-collapsing-universe.

    Mikään näistä tai monista muista yritteistä ei ole vielä kyvykäs selittämään kuin pienen osan havaituista tai ainakaan keskeisistä kosmologian ilmiöistä, joten tutkijoilla riittää vielä tekemistä. Mahdollisesti joudutaan kehittämään jopa uusi fysiikan teoria tai selittämään matematiikan ja luonnontieteen merkillinen yhtäpitävyys esimerkiksi kaiken taustateorialla.

    Olettaen, että räjähdys ja laajeneminen tapahtuvat vakuumissa, jonka informaatiorakenne muuttuu laajenemisen edistyessä, joudutaan myös lisävaikeuksiin.

    Vastaa
  5. Jukkis sanoo:
    15.5.2018 11:51

    Tuossa artikkelissa on pari typo-virhettä, tai sitten selaimeni ei näytä oikein.
    Inflaatiovaihe kesti 10^-32 s (Plankin aika) ja Avaruus laajeni tuolloin 10^28 kertaiseksi syntymäsingulariteetin laskennallisesta koosta mitattuna.

    Vastaa

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *

Uusia astrobiologian foorumeita

9.4.2018 klo 16.09, kirjoittaja
Kategoriat: Astrobiologia

Pari viikkoa sitten Italian Bertinorossa kokoontui Life Origins nimisen COST hankkeen (life-origins.com) viimeinen tieteellinen kokous. Tämä nelivuotinen COST-hanke on ollut merkittävä edistysaskel Euroopan astrobiologien yhteisön muodostumisessa; itse olen toiminut tuon hankkeen suomalaisena jäsenenä yhdessä Jussi Meriluodon kanssa.

Hanke on järjestäytynyt viiteen eri työryhmään, jotka ovat keskittyneet aiheisiin 1) planetaariset systeemit, 2) elämän ja sen rakenneosasten preboioottinen synty, 3) elämän synty, evoluutio ja äärimmäiset olosuhteet, 4) elämän etsintä muiltä planeetoilta, ja 5) tieteen historia ja filosofia.

Hankkeeseen on osallistunut n. 60 virallista edustajaa Euroopan eri maista, mutta sen moniin tieteellisiin kokouksiin on osallistunut ainakin kaksi kertaa enemmän tutkijoita luonnontieteiden eri aloilta. Hankkeen  tiimoilta Euroopan astrobiologeista on muodostunut yhteisö, joka on oppinut tuntemaan toinen toistensa tutkimusalueita, tavotteita, kysymyksiä ja näkemyksiä.  Kokouksissa on kuultu tutkimustuloksia kaikenlaisista astrobiologisista aiheista, sellaisista kuin prebioottisesta kemiasta ja eliökunnan syvästä fylogeniasta; eksoplaneettojen ilmakehistä tai tektoniikasta, avaruusmissioista, Mars-tutkimuksesta, Titanin, Enceladuksen ja Europan olosuhteista, tai elämän varhaisimmista kehitysvaiheista. Kiehtovia ovat olleet myös täysin filosofiset aiheet, esimerkiksi vanha kysymys ”mitä elämä on”, tai miten vieraan elämän löytyminen vaikuttaisi meihin. Ennenkaikkea noissa kokouksissa astrobiologit ovat saaneet oppia tuntemaan toisiaan, ja innostumaan toinen toistensa ajatuksista.

Hankkeessa on syntynyt monenlaisia yhteisiä projekteja ja julkaisuja, sekä ”valkoinen paperi” aiheesta ”Astrobiology and society in Europe today”. Hanke panosti myös paljon resursseja useiden kesäkoulujen järjestämiseen; näitä on ollut tarjolla sellaisissa paikoissa missä kurssilaiset ovat tutustuneet joko vanhaan geologiseen historiaan ja fossiiliaineistoihin, tai erikoisiin geologisiin tai ekologisiin olosuhteisiin.  Tätä materiaalia löytyy runsaasti em. verkkosivulta.

Tämä hieno COST –hanke on siis juuri nyt päättymässä, mutta se ei suinkaan tarkoita sitä että Euroopan astrobiologiset yhteistyö-hankkeet olisivat nyt loppumassa, vaan sitä että ne nyt etsivät uusia muotoja, entistä suuremmilla ja vilkkaammilla foorumeilla.

Tuo Origins-yhteisö on nyt hakemassa uutta COST-hanketta nimeltä TRACERS. Tämän hankkee  ensimmäinen tavoite on edelleen tarkentaa ja määrittää elämän kriteereitä, ja sitten, määrittää menetelmiä miten elämä voidaan tunnistaa kaikissa mahdollisissa muodoissaan, myös hyvin kaukaisista kohteista. Käytännön tasolla hanke pyrkii määrittämään luotettavia elämän tuottamia tunnusmerkkejä, ja  niiden havaintomenetelmiä. Tavoitteena on selvittää mm. kuinka voidaan varmuudella tunnistaa kaikista vanhimmat mikrofossiilit tällä planeetalla, tai minimaalisen pienet tai eriskummalliset elämän tuotteet muilla planeetoilla, joko tässä planeettakunnassa tai exoplaneettojen kaukohavainnoissa. Tavoitteisiin  kuuluu myös kehittää teknologiaa, menetelmiä ja instrumenttejä mitä tähän tutkimukseen tarvitaan, sekä kouluttaa nuoria ihmisiä tätä tutkimusta tekemään.

Kouluttaminen kuuluukin astrobiologia-yhteisön suuriin tavoitteisiin. Yhteisö on voimakkaasti  huomioinut sen että kaikkialla Euroopassa tarvitaan lisää astrobiologian koulutusta, sekä peruskoulutus- että yliopistotasoille. Niinpä tämä yhteisö on nyt päättänyt perustaa Euroopan Astrobiologian Instituutin (EAI), joka aloittaa toimintansa keväällä 2019. NASAn Astrobiologia Instituutin (NAI) tavoin tämä tulee olemaan ”ilman kotipaikkaa” toimiva organisaatio, jonka jäseniksi voivat liittyä eri yliopistot ja tutkimuslaitokset. Ainakin alkuvaiheessaan organisaatio tulee tarjoamaan verkottumista, yhteistyöfoorumeita, kokouksia, opiskelijavaihtoa, ja erityisesti, kesäkouluja opiskelijoille ja nuorille tutkijoille. Koko toiminta tähtää voimakkaasti nuorten kouluttamiseen. Olisi erittäin suotavaa että myös jotkut (tai useat) suomalaiset yliopistot liittyisivät tuon organisaation jäseniksi. Olisi myös suotavaa että saisimme Suomessa taas aikaan toimivan astrobiologien verkoston, joka tiedottaisi kaikille kiinnostuneille tahoille tämän aihepiirin tapahtumista ja mahdollisuuksista.

Me astrobiologit Suomen Turussa pyrimme myös kehittämään maailman luonnonhistorian opetusmateriaalia koulujen käyttöön. Jo monta vuotta sitten perustimme Turkuun Aikavaelluksen, eli 13,8 km pitkän vaellusreitin joka aikajanan tavoin kuvaa koko maailman, kotiplaneettamme ja eliökuntamme kehitysvaiheita maailman historia eri aikoina. Jokainen metri reitillä vastaa miljoonaa vuotta. Tuo maailman koko tarina, monine yksityiskohtineen, lienee kuitenkin liian rankka käyntikohde monille koululaisille. Nyt olemmekin pystyttämässä samasta aiheesta tiivistettyä ja kevennettyä versiota, eli 1,38 km mittaista mini-aikavaellusta. Tämä tulee Tuorlan uuden tiedekeskuksen lähimetsään, ja maailmanhistoria kerrotaan sen varrella nyt tarinallisemmassa muodossa: kaikki tärkeimmät kehitysvaiheet tiivistetään noin 20 kuvitettuun tarinaan. Uudet sisällöt tulevat verkkosivullemme syksyyn mennessä, ja eri ryhmille räätälöityjä Aikavaellustapahtumia (luentoja + opastettuja vaelluksia) voi tilata verkkosivumme (aikavaellus.fi) kautta. Näiden sisältöjen avulla koululaiset voivat myös itse pystyttää aikavaelluksen oman koulunsa läheisyyteen.

Toivottavasti aikavaellus-ajatus saa nyt uutta puhtia myös siitä että itse Esko Valtaoja selostaa myös autoiltavan aikavaelluksen (https://yle.fi/aihe/artikkeli/2018/04/06/matkaoppaana-esko-valtaoja-koko-maailmankaikkeuden-historia-helsinki-tampere) joka kulkee Helsingistä Tampereelle.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 kommenttia “Uusia astrobiologian foorumeita”

  1. Pentti S. Varis sanoo:
    18.4.2018 16:24

    Asumiskelpoisten planeettojen suuresta määrästä päätellen tuntuu luonnolliselta, että älyllisesti korkeatasoista elämää on olemassa koko ajan jossakin muuallakin kuin Maassa. Luotettavat merkit tuollaisista älykkäistä yhteisöistä kuitenkin puuttuvat ainakin toistaiseksi.

    Syitä tuollaisen yhteisön näkymättömyyteen voi olla useita. Yhteisö saattaa tarkoituksellisesti pidättäytyä kontaktista. Yhteisön kommunikaatiomuoto voi olla niin erilainen, että me emme tunnistaisi sitä, vaikka se tapahtuisi keskuudessamme. (Pikkupoikana yritin voimakkaasti saada yhteyttä eksokulttuuriin ESP-metodeilla).

    Kulttuuri voi myös olla kokonaan vedenalinen, jonkinlaisista yli-älykkäistä delfiinityyppisistä olioista koostuva. Tällöin kohtaamme myös kieliongelman.

    Jos kulttuurin kieli muistuttaisi delfiinien kieltä (ollen kuitenkin paljon monimutkaisempaa), kyseeseen voisi tulla delfiinien kymaattisen kielen kehittynyt vastine. Delfiinien on nimittäin todettu kommunikoivan kymaattisesti
    https://www.google.fi/search?source=hp&ei=cUXXWuCOIcaYsAHcm4eICA&q=dolphin+communication+cymatics&oq=dolphin+cymatics&gs_l=psy-ab.1.2.0i22i30k1l3.1843.14129.0.18582.16.15.0.1.1.0.141.1563.8j7.15.0….0…1c.1.64.psy-ab..0.16.1583…0j0i131k1j0i13k1j0i13i30k1j0i22i10i30k1.0.sIUsN0mdvRY

    Kehittynyt yhteisö voisi käyttää äärettömän laajaa kymaattista ”sanakirjaa”
    https://www.google.fi/search?q=cymatics&hl=fi&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ved=0ahUKEwj147Cj9cPaAhVMGCwKHd57AWAQsAQITA&biw=1152&bih=575

    Joissakin vanhoissa kielissämmekin esiintyy kymaattisia piirteitä
    http://www.thecymartist.com/cymatics

    Vastaa
  2. Pentti S. Varis sanoo:
    19.4.2018 21:10

    Artikkeli Carr ja Rees, Nature (1979) vaikutti paljon ajatteluuni, ja arvelisin, että sopivasti valitut tietoiskut ko. teemasta kiinnostaisivat monia oppilaitakin. Ainakin niistä jäisi muistijälkiä, joiden ympärille voisi myöhemmin rakentaa lisää näkemystä.

    Kosmisen hienosäädön idea on varmasti kaikille luonnontieteellistä koulutusta nauttineille tuttu. Sen ajatteleminen yhä uudelleen ei kuitenkaan haittaa. Kosmiseen hienosäätöön voidaan luonnon perusvoimien hienosäädön ohella lukea aivan arkisten asioiden elämälle välttämätön hienosäätö.
    Säätöä tarvitsee aurinkokunnan rakenne liikkeineen,maan magneettikenttä, kuu, ilmakehä, alkuaineet jne. Vesi elämän nesteenä on ehkä välttämättä paljon hienosäädetympi kuin yleensä ajatellaan; tässä YouTubessa tutkijat kertovat, että veden ominaisuuksista tunnetaankin vasta pisaran verran..

    https://www.areiopagi.fi/2013/04/kosminen-hienosaato-2/

    https://www.youtube.com/watch?v=KN3PBFxV3Xw

    On myös ajateltu, että elämälle otollisen planeetan on sijaittava järjestyksen ja kaaoksen rajalla, mikä mahdollisesti kaventaa entisestään kosmisen hienosäädön rajoja

    https://agricolaverkko.fi/review/paikka-jarjestyksen-ja-kaaoksen-valimaastossa/

    Veden tuntemattomat ominaisuudet, mikrokymatiikka (oma oletus) ja biofotonit saattavat olla elävien solujen ja soluryhmien rakentavia tekijöitä

    https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/1741-7007-9-57

    https://www.technologyreview.com/s/608797/are-there-optical-communication-channels-in-our-brains/

    https://www.google.fi/search?biw=1152&bih=575&tbm=isch&sa=1&ei=q8bYWta0O6LP6ASdtpC4Bg&q=molecular+motors+in+living+cells&oq=molecular+motors+in+living+cells&gs_l=psy-ab.12…185357.192563.0.206717.45.20.0.0.0.0.215.2034.7j9j1.17.0….0…1c.1.64.psy-ab..33.0.0….0.J01szZTxp9g#imgrc=_&spf=1524156284672

    Vastaa
    1. Kirsi Lehto sanoo:
      20.4.2018 08:45

      … näihin maailman hyvinkin tarkkaan määräytyneisiin ja merkittäviin parametreihin kuitenkin liittynee sellainen syy-seuraus-suhde, että maailmamme on juuri sellainen kuin se on, ja elämä on olemassa, ja on juuri selliasta kuin se on, juuri siksi että parametrit ovat sellaiset kuinne ovat. Eikä päinvastoin. Parametreja ei siis ole hienosäädetty, vaan parametrit ovat hienosäätäneet sen mitä mitä niistä seuraa.

      Vastaa
      1. Pentti S. Varis sanoo:
        23.4.2018 14:57

        Suuri osa tiedeyhteisöstä näkee asian juuri näin. Jos parametrit poikkeaisivat tietyistä rajoista, ei mitään älyllistä eikä todennäköisesti muutakaan elämää voisi olla olemassa.

        Mutta koska tällaista elämää nyt on, parametrien on oltava tietyissä huomattavan tarkoissa rajoissa. Esimerkiksi Walter Thirring toteaa alkuräjähdykseltä vaaditusta hienosäädöstä:
        ”For the big bang the characteristic time to collapse again
        is the Planck time 10^-43 seconds. To get a universe capable of producing life
        like ours you need about 10^10 years = 10^
        17 seconds. Thus, you need fine tuning
        by a factor 10^60.”

        Samoin toteaa Harvardin yliopiston tähtitieteilijä Howard Smith: ”Äärimmäinen esimerkki on big bang -luominen: äärimmäisen pienikin muutos sen herkkään laajenemisarvoon estäisi elämän.” Yleensä fyysikot ratkaisevat tätä ongelmaa melko arvailevaan tyyliin: on olemassa rajaton määrä maailmankaikkeuksia ja me elämme siinä, jossa arvot ovat sopivat. Toisaalta eräät nykyajan filosofit kuten Thomas Nagel ja uraa uurtavat kvanttifyysikot kuten John Wheeler ovat sen sijaan väittäneet, että älyllisten olentojen on täytynyt jotenkin olla näin mielenkiintoisesti hienosäädetyn kosmoksen päämäärä.

        https://www.areiopagi.fi/2017/12/ihmiskunta-on-maailmankaikkeuden-mittakaavassa-erityinen-ja-naista-syista-tiedamme-sen/

        Osa tiedeyhteisön jäsenistä valitsee erikoisen filosofian, (sillä mistäpä muusta kuin filosofiasta on nykytiedon valossa kyse). Joidenkin intuitio sanoo, että universumi on tavallaan säätänyt itsensä luodakseen tietoisuuden, kokeakseen sen välityksellä itsensä. Jotkut taas ajattelevat, että tietoisuus on täyttänyt kvanttivakuumin ennen ensimmäistäkään materiahiukkasta materian aiheuttaessa tietoisuuden faasitransition aineella ohjautuvaksi (ei ehkä kuitenkaan aineeksi sinänsä)
        https://www.express.co.uk/news/science/828324/Human-consciousness-universe-quantum-theory

        Kosminen hienosäätö, mikä sen sitten aiheuttikin, saattaa tosiasiassa olla vielä nykyistä arviota tarkempi, koska monien elämän kehittymiseen vaikuttavien asioiden (kuten esim. veden)voi ajatella säätyvän keskeisten fysikaalisten luonnonvakioiden funktiona, ja todennäköisyyden, että koko näiden asioiden joukko olisi elämälle suotuisa, voi olla hyvin pieni (oma arvio).

        No, näitä pähkäilyjä ei kannattane hyväksyä tässä yhteydessä..

        Vastaa
        1. Kirsi Lehto sanoo:
          23.4.2018 15:03

          … näiden ”hienosäätä” spekulaatoiden taustalla on kysymys ”onko maailmankaikkeus tietoinen ja päämäärähakuinen” — vai onko se sokea ja sattumanvarainen.
          Näihin kysymyksiin meillä ei ole olemass vastausta. Antrooppinen periaate kannattaa tuota jälkimmäsitä vaihtoehtoa.

          Vastaa
  3. Pentti S. Varis sanoo:
    24.4.2018 19:57

    Planeettojen ja niiden kuiden synnystä on ollut useita teorioita. Erityisesti meidän kuumme syntyä on pohdittu paljon.
    Kuun on ajateltu irronneen vinhaa vauhtia pyörivästä maasta (fissioteoria), maan on ajateltu siepanneen ohi menevän taivaankappaleen kuukseen (sieppausteoria), maan ja kuun on ajateltu olleen pari alusta lähtien (kaksoisplaneettateoria) tai kuun kehittyneen maata ympäröivästä ainekiekosta (kasautumisteoria). Mikään näistä teorioista ei kuitenkaan selitä kuun ominaisuuksia fysiikan lakien mukaisesti.

    https://fi.wikipedia.org/wiki/Kuun_synty

    1970-luvulla kehittyi nk. törmäysteoria, jota tiedeyhteisön enemmistö aluksi kannatti. Törmäysteoriassa ajateltiin Mars-planeetan kokoisen kiertolaisen, ”Theian”, törmännen maahan, mistä syntynyt ainepilvi olisi vähitellen tiivistynyt kuuksi. Jo 1980-luvulla havaittiin kuitenkin, että maan ja kuun vaippojen ainekoostumukset olivat niin samanlaiset, että tuntui epäilyttävältä niiden edustavan kahden eri planeetan ainekoostumusta. Tilannetta yritettiin korjata ajattelemalla törmäyskulman ja –nopeuden olleen juuri sopivat tuottamaan kuulle ja maalle lähellä toisiaan olevat isotooppitiheydet. Ei kuitenkaan huomattu, että mahdollisia uusien kuiden muodostumisvaiheissa syntyviä pölypilviä ei ollut näkynyt yhtään koko universumissa.

    Törmäysteoria sai kylmän suihkun, kun 2015 vihdoin todettiin maan ja kuun vaippojen isotooppikoostumuksien olevan täsmällen samat. Törmäysteoria yritettiin pelastaa ajattelemalla kuun syntyneen monen perättäisen törmäyksen seurauksena. Monen törmäyksen teoria ei kuitenkaan ole saanut
    merkittävää kannatusta.

    https://www.google.fi/search?ei=mxHeWpHoNMfv6QS08qrYDQ&q=many+collisions+for+moon&oq=many+collisions+for+moon&gs_l=psy-ab.12..33i160k1.13584.35909.0.42958.42.38.0.0.0.0.314.4796.7j18j5j1.31.0….0…1c.1.64.psy-ab..19.15.2086…0i19k1j0i5i30i19k1j33i22i29i30k1.0.zuD4k5105fU

    Uusin kuun syntyteoria, synestia-teoria, olettaa protomaalle kehittyneen valtaisan donitsin muotoisen höyrypilven, josta monen mutkan kautta kehittyi kuu. Synestia-teoria vaikuttaa paremminkin hatusta vedetyltä, koska vastaavia rakenteita maailmankaikkeudessa ei lainkaan tunneta.

    https://tekniikanmaailma.fi/tutkijat-esittivat-uuden-teorian-kuun-synnysta-maan-kiertolainen-syntyi-ehka-maan-sisalla-parinsadan-vuoden-pituisessa-donitsivaiheessa/
    https://www.sciencedaily.com/releases/2018/02/180228103238.htm

    Mielestäni kuun synnyn makroskooppinen analogiamalli on kuitenkin olemassa! Lääkäri Johan Leidenfrost kuvasi 1756 tutkimaansa 250-asteisella hellanlevyllä höyrytyynyn päällä värähtelevää vesipisaraa, Leidenfrostin pisaraa.

    https://www.google.fi/search?biw=1152&bih=575&tbm=isch&sa=1&ei=mF3fWoPuEtSTmwX9pajgDw&q=leidenfrost+droplet+in+water&oq=leidenfrost+droplet+in+water&gs_l=psy-ab.12…9661.16594.0.24644.9.9.0.0.0.0.87.628.9.9.0….0…1c.1.64.psy-ab..0.0.0….0.K6CFZBqJy_Q

    Tällä pisaralla on seuraava omituinen ominaisuus, jonka olen saanut syntymään noin kuusi kertaa 40 vuotena tekemissäni tutkimuksissa, muutaman kerran suuren todistajajoukon katsellessa. Netistä en ole vastaavaa ilmiötä löytänyt. Pisara lakkaa värähtelemästä ja muuttuu helmimäiseksi. Tämän jälkeen pisaran sisälle syntyy konvektiovirtauksia pisaran muuttuessa ruskeaksi, kiinteäksi ja kulmikkaaksi. Muutaman sekunnin päästä kulmikas pisara ampuu pamahtaen yhden kulmansa ulos. Rekyylin voimasta usein pyörivä ”emoplaneetta” ja sitä toisinaan hellanlevyn koverassa syvennyksessä kiertämään lähtenyt ”kuu” pyöristyvät nesteeksi.

    Oikeassa kuun syntyprosessissa rekyylin voi ajatella aiheuttavan muun muassa maan prekession. ”Kuun” säteen suhde ”emoplaneetan” säteeseen on aina ollut suurin piirtein sama kuin todellisten maan ja kuun säteiden.

    Ei liene mielekästä hyväksyä tätä, mutta teki mieli kirjoittaa luonnos tästä aiheesta, kun noita kuunsyntyehdotuksia syntyy kuin sieniä sateella..

    Vastaa
    1. Kirsi Lehto sanoo:
      24.4.2018 23:41

      Hieno juttu että mietit uusia mahdolisuuksia. Kuulostaa kiintoisalle!!!

      Vastaa

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *