3+1 teoriaa
”Kuulennot olivat pelkkää rahan haaskausta, tieteen ja tekniikan valjastamista suurvaltapolitiikan vetojuhdiksi.” Tämäntyyppistä kritiikkiä esitettiin aikoinaan ja sitä kuulee edelleen toisinaan. Avaruustutkimus on kallista, siitä ei ole epäilystäkään, mutta moneen muuhun – ja turhempaan – asiaan käytetään paljon enemmän rahaa.
Silti voi kysyä, oliko yli 40 vuotta sitten tehdyistä kuulennoista tieteellistä hyötyä? Kyllä oli, vaikka tiede pääsikin mukaan Apollo-ohjelmaan ikään kuin jälkijunassa. Päätökset kuulennoista tehtiin poliittisin perustein, mutta kun Kuuhun kerran oltiin menossa, voisihan siellä jotain tutkimustakin tehdä. Ja sitä myös tehtiin, sillä tutkijoilla oli mielessään monta avointa kysymystä, joihin voitaisiin saada vastaus menemällä Kuuhun.
Yksi keskeinen asia, johon kuulentojen toivottiin tuovan selvyys, oli Kuun synty. Ennen Neil Armstrongin ”pientä askelta” tutkijoilla oli pohdittavanaan kolme teoriaa. Yhden mukaan Kuun syntyyn tarvittava aines olisi irronnut vinhasti pyörivästä Maasta nykyisen Tyynen valtameren kohdalta. Toisen mukaan Kuu olisi syntynyt muualla Aurinkokunnassa ja joutunut sitten Maan sieppaamaksi. Ja kolmannen mukaan Maa ja Kuu olisivat muotoutuneet samaan aikaan jo alun perin lähekkäin.
Jokaisessa teoriassa oli ongelmansa, joiden vakavuus vaihteli teoriasta toiseen. Ne eivät siten olleet keskenään ihan yhtä vakavasti otettavia, mutta silti toistensa kanssa kilpailevia. Kuulentojen ja niiden myötä saatavien kivinäytteiden toivottiin vihdoin tekevän selväksi, mikä teorioista olisi oikea. Ja tekiväthän ne: ei mikään.
[image:67:]Tutkijat joutuivat palaamaan piirustuspöydän ääreen ja kehittämään aivan uuden teorian. Tuloksena oli törmäysmalli. Sen mukaan Kuu on syntynyt aineesta, jonka Maahan muinoin törmännyt noin Marsin kokoinen kappale heitti avaruuteen. Osa aineesta jäi Maan läheisyyteen ja muodosti ruhjoutunutta planeettaa ympäröivän kiekon, josta sitten kertyi Kuu.
Tänään ja huomenna Royal Societyssa pidetään Kuun syntyä koskeva tieteellinen kokous. Olin juuri kuuntelemassa Robin Canubin, Southwest Research Instituten tutkijan, esitystä erilaisista törmäysmalleista. Hänen mukaansa nuoreen Maahan ei ehkä törmännytkään viistosti Marsin kokoinen protoplaneetta, vaan kaksi samankokoista, massaltaan Maan puolikasta kappaletta saattoi osua toisiinsa kosmisessa nokkakolarissa. Se selittäisi (yksityiskohtiin menemättä) Maan ja Kuun samanlaiset happi-isotooppisuhteet, mikä on yksi ”perinteisen” törmäysmallin ongelmista.
Kolmesta vaihtoehtoisesta teoriasta on siis hypätty täysin uuden teorian erilaisiin versioihin. Näinhän tiede etenee, siinä ei ole mitään ihmeellistä. Mutta olisiko Kuun synnyn tutkimus edennyt tällä tavalla, ellei kuulentoja olisi tehty? Ennustaminen on tunnetusti vaikeaa, etenkin tulevaisuuden, vaihtoehtoisesta tulevaisuudesta puhumattakaan, joten emme tiedä vastausta tähän kysymykseen. Tiedämme vain, miten tutkimus eteni kuulentojen seurauksena.
Edellisessä blogitekstissäni parjasin klassista fundeeraamista ainoana maailmankuvan muodostamisen välineenä. Nyt kyseenalaistan häikäilemättä myös pelkän katselun: aivan kaikkea ei saada selville ainoastaan ”katselemalla” (lainausmerkit viittaavat siihen, että havaintoja pystytään nykyisin tekemään kaikilla aallonpituusalueilla, jotka valoa lukuunottamatta ovat ihmissilmille näkymättömiä). Toisinaan ratkaisu löytyy vasta menemällä paikan päälle.
Maailmankaikkeus ja itse asiassa pelkkä Aurinkokuntakin on kuitenkin niin valtaisan suuri, ettei ”paikan päälle” niin vain mennä. Toistaiseksi ihminen on päässyt vasta Kuuhun saakka, mutta sekin osoittautui tieteen kannalta hyödylliseksi. Ja se oli mahdollista monien turhana ja turhan kalliina pitämän avaruustutkimuksen ansiosta.
2 kommenttia “3+1 teoriaa”
Vastaa
Avaruutta kahdelta kantilta
[image:52:Linnunradan taso eri aallonpituusalueilla: ylhäältä lukien ensin neljällä radioalueen ja sitten kolmella infrapuna-aallonpituudella, näkyvässä valossa sekä röntgen- ja gammasäteilyn aallonpituuksilla.]
Tervetuloa Avaruustuubiin! Uudessa Ursan blogissa kirjoitamme Jari Mäkisen kanssa avaruusasioista: Jari enemmän avaruuslentoihin ja -tekniikkaan keskittyen, minä puolestani avaruustutkimuksesta ja avaruustekniikan keinoin tehdyistä havainnoista ja löydöistä kertoen. Avaruustuubin blogitekstit löytyvät myös tiedettä ja tekniikkaa esittelevältä Tiedetuubi-sivustoltamme ja toisaalta siellä on linkki näille Ursan sivuille.
Mutta asiaan eli avaruustutkimukseen ja sen tuloksiin – klassisen kliseisellä aloituksella. Antiikin Kreikassa oltiin vielä yleisesti siinä käsityksessä, että asia kuin asia selviää, kunhan sitä fundeerataan riittävän huolella. Moisella periaatteella toki saatiin selko monesta ympäröivään maailmaan liittyvästä ominaisuudesta ja omituisuudesta, mutta aika pian tuli raja vastaan.
Maailmasta pitää tehdä myös havaintoja: katsella, kuunnella, kirjata muistiin ja verrata aiempiin havaintoihin. Ja laatia havaintojen pohjalta teorioita, joiden avulla voi tehdä ennusteita – joihin puolestaan verrataan uusia havaintoja. Näin käsitys eri ilmiöistä kaiken aikaa tarkentuu ja niiden taustalla olevat syyt vähitellen selviävät.
Tätä koeteltua konstia sovellettiin itse asiassa jo ennen antiikin Kreikan kukoistuskautta. Esimerkiksi eri puolilta Eurooppaa löytyneet neoliittiset kivirakennelmat – jonot, kehät ja hautakummut, Suomessa jätinkirkot – on yleensä suunnattu Auringon ja Kuun nousujen ja laskujen sekä seisaus- ja tasauspisteiden mukaan. Se oli mahdollista vain tekemällä kärsivällisesti, vuodesta toiseen, havaintoja taivaan ilmiöistä ja hahmottamalla hiljalleen niiden säännönmukaisuuksia.
Maailmankuvamme mullistui, kun havaintojen tekemiseen alettiin käyttää silmien lisäksi teknisiä laitteita. Alkuun ne olivat erilaisia mitta-aparaatteja, joilla pystyttiin määrittämään kulmia sun muita keskeisiä suureita. Varsinainen vallankumous tapahtui 1600-luvun alkuvuosina, kun silloiset tieteilijät keksivät suunnata uuden keksinnön – kahdesta linssistä koostuvan kaukoputken – kohti yötaivasta.
Kuun pinnalta löytyi kraattereita, Auringosta tummia pilkkuja. Venuksella todettiin olevan samanlaiset vaiheet kuin Kuulla ja Jupiterilla neljä omaa kiertolaista. Öistä taivasta halkova Linnunradan valonauha hajosi lukemattomiksi tähdiksi ja sumumaiset kohteet tähtien muodostamiksi joukoiksi. Maa syrjäytyi maailmankaikkeuden keskuskappaleen paikalta ja koko maailmankaikkeus osoittautui valtavan paljon aiemmin luultua laajemmaksi.
Näkyvän valon alueella toimivilla kaukoputkilla on kuitenkin rajoituksensa. Niillä voi tarkastella kohteita vain – yllättäen – näkyvän valon alueella. Paitsi että avaruuden kohteet säteilevät muillakin aallonpituusalueilla, lukuun ottamatta radioaaltoja ja osaa ultravioletti- ja infrapuna-alueista maailmankaikkeuden säteily ei edes pääse maanpinnalle saakka: se kilpistyy tehokkaasti Maan ilmakehään.
Suuri osa avaruudesta tulevasta säteilystä – gamma- ja röntgensäteily kokonaisuudessaan – jäävät havaintolaitteidemme ulottumattomiin ellei laitteita saada jollain konstilla ilmakehän ylä- ja ulkopuolelle. Ratkaisu siihen löytyi avaruustekniikasta, jota on hyödynnetty jo yli puolen vuosisadan ajan.
Kantoraketeilla Maata kiertävälle radalle ja kauemmaskin lähetettyjen satelliittien ja luotainten avulla on saatu avattua koko salattu maailmankaikkeus, koko sähkömagneettinen spektri, koko kiehtova kohteiden ja ilmiöiden kirjo: tähtien kehdoista niiden kuolinkouristuksiin, galaksien kolareista niiden keskustoissa lymyäviin supermassiivisiin mustiin aukkoihin, alkuräjähdyksen hiipuvasta hehkusta superjoukkoja kietoviin kuumiin kaasupilviin.
Kuten Albert Einstein on osuvasti todennut: käsittämättömintä maailmankaikkeudessa on, että se on käsitettävissä. Me tiedämme universumista enemmän kuin koskaan aiemmin, mutta silti se on edelleen täynnä kiehtovia arvoituksia.
Siinä on sarkamme, jota käymme yhdessä perkaamaan. Pysykää kanavalla!
Aurinkokunnassa on planeettoja, joilla on omat kuu-kiertolaisensa. Tiedetäänkö miten ne ovat aikoinaan syntyneet? Varsinkin Titan ja IO ovat olleet aina todella mielenkiintoisia kohteita.
Hei ja kiitos kysymyksestä! Varmuudella ei tiedetä. Vaikka Mars on naapuriplaneettamme ja monessa suhteessa samankaltainen kuin Maa, edes sen kahden pienen kuun synnystä ei olla varmoja. Monet tutkijat ovat sitä mieltä, että ne ovat asteroideja, jotka Mars on siepannut kiertämään itseään, mutta joidenkin mielestä Phobos ja Deimos ovat sirpaleita yhdestä ainoasta kappaleesta, joka on hajonnut Marsin lähistöllä. Mistä se sitten olisi ollut peräisin, on jälleen uusi arvoitus.
Jättiläisplaneettojen suurten kuuperheiden uloimmat jäsenet ovat melko varmasti siepattuja, sillä monet niistä kiertävät epäsäännöllisillä radoilla ja jotkut niistä ovat vain väliaikaisia kiertolaisia: planeetan vetovoima ”vangitsee” ne joksikin aikaa ja myöhemmin ne karkaavat.
Isompien kuiden kuten Titanin ja Ion sekä muidenkin Jupiterin suurten kuiden kohdalla tilanne on taas epävarmempi. Ainakaan ne eivät ole syntyneet samalla tavalla kuin oman Kuumme ajatellaan syntyneen, koska pienemmän kappaleen törmäyksellä jättimäiseen kaasuplaneettaan ei olisi samanlaisia seurauksia kuin noin Marsin kokoisen kappaleen törmäyksellä nuoreen Maahan (tai kahden suunnilleen samankokoisen kivisen kappaleen nokkakolarilla).
Aurinkokunnan syntyvaiheissa on ylipäätään vielä paljon avoimia kysymyksiä eikä eksoplaneettojen löytyminen muiden tähtien ympäriltä ole mitenkään helpottanut tilannetta. Aiemmin esimerkiksi ajateltiin, että jättiläisplaneettoja voi olla vain planeettajärjestelmän ulko-osissa, koska kaasun ja jäiden kertyminen edellyttää alhaista lämpötilaa. Monilla tähdillä on kuitenkin jättiläis(kaasu)planeettoja, jotka kiertävät lähellä tähteä. Merkittäväksi tekijäksi onkin hahmottumassa planeettojen vaellus, joka on mahdollisesti ollut paljon yleisempää ja mittavampaa kuin aikaisemmin uskottiin. Siitä löytyy tarinaa esimerkiksi jokin aika sitten ilmestyneestä Ursan käännöskirjasta ”Lähiasteroidit ja komeetat” (tekijänä Donald Yeomans).