Onko lähin eksoplaneetta omassa Aurinkokunnassamme?

Ti, 05/31/2016 - 17:26 By Markus Hotakainen
Planeetta 9

Viime talvena kohistiin Planeetta 9:stä, joka Konstantin Batyginin ja Michael Brownin tekemän mallinnuksen mukaan saattaa kiertää Aurinkoa hyvin kaukana, satoja kertoja Maata etäämpänä.

Huolimatta median hehkutuksesta planeettaa ei ollut tuolloin löydetty eikä sitä ole löydetty vieläkään. Lundin yliopistossa on kuitenkin laadittu tietokonesimulaatio, jonka mukaan Planeetta 9 – sikäli kuin se on olemassa – saattaa olla Auringon kaappaama eksoplaneetta.

"On vähän ironista, että samaan aikaan kun tähtitieteilijät löytävät eksoplaneettoja satojen valovuosien etäisyydellä sijaitsevista järjestelmistä, yksi saattaa piileskellä omalla takapihallamme", toteaa Alexander Mustill Lundin yliopistosta.

Rikoksena kidnappaus on jo vanhentunut, sillä se olisi tapahtunut pian Auringon syntymän jälkeen, noin 4,5 miljardia vuotta sitten. 

Auringon lähimmätkin naapuritähdet ovat nykyisin niin kaukana, että kaappaus ei enää onnistuisi. Aurinko on kuitenkin muinoin syntynyt osana tähtijoukkoa ja sen nuoruudessa tähtiä oli näillä nurkilla paljon tiheämmässä. Silloin planeetat saattoivat siirtyä helpommin tähdeltä toiselle.

Alkuperäisen tähden muut planeetat ovat voineet vaikuttaa Planeetta 9:n rataan siten, että se ajautui hyvin kauas omasta tähdestään. Silloin Aurinko on voinut siepata planeetan kiertämään itseään.

"Kun Aurinko myöhemmin karkasi tähtijoukosta, jossa se oli syntynyt, Planeetta 9 jäi sitä kiertävälle radalle", arvioi Mustill.

Kaappausskenaario on yhtä lailla mallinnus kuin koko Planeetta 9:n olemassaolo: mikään ei ole varmaa. Jos simulaatio vastaa todellisuutta, Aurinkokunnan historian ja erityisesti varhaisvaiheiden tuntemus kasvaa kertaheitolla huimasti. Samalla saataisiin tietoa muista planeettakunnista ja niiden kehityksestä.

"Se olisi käytännössä ainoa eksoplaneetta, jota voisimme tutkia luotaimen avulla", Mustill sanoo.

Simulaatiosta kerrottiin Lundin yliopiston tiedotteessa ja tutkimus on julkaistu Royal Astronomical Societyn Monthly Notices -tiedelehden Letters-osiossa (maksullinen).

Kuva: Caltech/R. Hurt (IPAC)

Kaikkien aineiden sormenjäljet yhdessä kuvassa

Ti, 05/31/2016 - 11:17 By Jarmo Korteniemi
Kuva: Field Tested Systems / Stephen Shawl

Miten alkuaineet erotetaan toisistaan? Tämän kuvan avulla.

Päivän kuvaPäivän kuvana on kemiasta tuttu jaksollinen järjestelmä, johon alkuaineet on luokiteltu ominaisuuksiensa mukaan. Versio on tosin hieman erikoinen, sillä kuvaan on ympätty jokaisen alkuaineen ikioma sormenjälki. Emissiospektri.

Kuvan spektrit tosin kattavat vain näkyvän valon alueen, mutta sekin riittää. Kahta samanlaista ei ole. Viivojen paikka, voimakkuus ja leveys kertovat suoraan, mistä aineesta on kyse.

Oudon aineen tarkka koostumus voidaan selvittää käytännössä varmasti kahdella tavalla. Yksi on kemialliset reaktiot tunnettujen aineiden kuten veden, ilman, happojen tms kanssa. Varmempi keino on kuitenkin selvittää oudon aineen säteilyspektri.

Emissiospektrin saa näkyviin lämmittämällä ainetta. Lisäenergian avulla aineen elektronit siirtyvät ylemmille viritystasoille, ja palatessaan alkuperäisille paikoilleen säteilevät sähkömagneettista säteilyä. Koska jokaisella aineella on oma tarkka määränsä elektroneja, jokainen säteilee omalla tavallaan. Spektri saadaan avattua tulkintakelpoiseksi spektrometrin avulla.

Esimerkiksi vedyltä (vasemmalla ylhäällä) voidaan erottaa näkyvän valon alueelta neljä viivaa, violetista punaiseen.

Vedyn näkyvät aallonpituudet ovat 410.2, 434.1, 486.2 ja 656.3 nanometriä. Balmerin sarjaksi kutsuttuun listaan kuuluu myös neljä ihmissilmälle näkymätöntä ultravioletin puolelle jäävää aallonpituutta (364.6, 383.5, 388.9 ja 397.0 nm). Ja vedyltä löytyy toki muitakin emissioviivasarjoja kuin Balmerin – huolimatta siitä että sillä on vain yksi ainokainen paikkaansa vaihtava elektroni.

Puhtaan spektrikuvan ilman aineiden nimiä voi ladata Field Tested Systemsin sivuilta. Kannattaa humata, että tästä jaksollisesta järjestelmästä puuttuu muutamia hyvin raskaita ja radioaktiivisia alkuaineita.

Otsikkokuva: Field Tested Systems / Stephen Shawl

Jupiter kiskoo Junon luokseen

Ti, 05/31/2016 - 09:33 By Markus Hotakainen
Juno-luotain Jupiterin luona

Aurinkokuntaa hallitsee Aurinko valtaisalla vetovoimallaan. Pienimpienkin kiertolaisten vaikutus on kuitenkin merkittävä, jos menee riittävän lähelle.

Planeetoista ylivoimaisesti suurin eli Jupiter ei ole mikään vähäinen tekijä kotikulmiemme kiertoliikkeissä, mutta silti senkin vetovoimavaikutus jää vähäiseksi Aurinkoon verrattuna.

Juno-luotain laukaistiin elokuussa 2011 kohti Jupiteria ja vasta nyt – tarkkaan ottaen neljä päivää sitten – jättiläisplaneetan vetovoima alkoi vaikuttaa aluksen kulkuun enemmän kuin Auringon gravitaatio.

Perillä Juno on jo reilun kuukauden kuluttua. 4. heinäkuuta luotain sytyttää päämoottorinsa 35 minuutiksi, mikä vähentää sen nopeutta 542 metriä sekunnissa eli noin 2 000 kilometriä tunnissa.

Juno asettuu Jupiteria napojen kautta kiertävälle radalle, jolla se tutkii planeetan kaasukehää, magneettikenttää ja revontulia sekä sisäosien rakennetta ja syntyä. 

Kunkin noin tunnin kestävän kierroksen aikana luotain kulkee lähimmillään 5 000 kilometrin korkeudella pyörteilevien pilvikerrosten yläosista.

Luotaimen nimi tulee antiikin mytologiasta. Ylijumala Jupiter verhoutui pilviin peitelläkseen kyseenalaisia touhujaan, mutta hänen vaimonsa Juno näki pilvien läpi ja sai selville Jupiterin todellisen luonteen. Samaan pyrkii myös kohdakkoin perille pääsevä planeettaluotain.

Kuva: NASA/JPL-Caltech

Rosetta hätätilassa viikonloppuna

Ti, 05/31/2016 - 09:03 By Jari Mäkinen
Rosetta sekaisin

Komeetta Churyumov-Gerasimenkoa edelleen kiertävä Rosetta-luotain koki kovia viime viikonloppuna lentäessään vain noin viiden kilometrin korkeudella komeettansa pinnan päällä ja yhteys luotaimeen menetettiin jopa vuorokaudeksi. Nyt kaikki on jälleen hyvin, kertoo Euroopan avaruusjärjestö.

Rosetta jatkaa edelleen tutkimuksiaan komeetan ympärillä ja vaikka uutisia siitä tippuu nykyisin vähemmän, on luotain täydessä työn touhussa. Itse asiassa se on tehnyt viime aikoina erittäin tiiviisti Chury-komeetan pinnan kartoitusta, sillä kun Churyn aktiivisuus on hiipunut sen etääntyessä jo radallaan Auringosta, on lennonjohto uskaltanut lentää luotaimella hyvin lähelle.

Näin oli myös viime lauantaina illalla, kun Rosetta teki lähiohituksen vain noin viiden kilometrin korkeudelta komeetastaan. Silloin se meni yllättäen varotilaan ja pysyi siinä huolestuttavat 24 tuntia. Lennon aikana ei ole ollut montaakaan yhtä hektistä ja lennonjohdon kannalta huolestuttavaa hetkeä.

Nähtävästi syy ei kuitenkaan ollut mikään yllätys: luotaimen niin sanotut tähtietsimet lukittuivat "väärään" tähteen, joka oli todennäköisesti komeetasta irronnut pieni kappale, joka loisti kirkkaana kohteena tähtietsimessä.

Tähtietsin kuvaa ympärillä olevaa avaruutta ja paikantaa siitä tähtiä, joiden perusteella luotaimen navigointilaitteet säätävät sen asentoa ja lentorataa. Kun luotain havaitsee tähtietsimensä antavan selvästi virheellistä tietoa – kuten nyt – asettuu luotain varotilaan ja jää odottamaan apua Maasta lennonjohdolta – kuten nyt kävikin.

Näin on tapahtunut muutamia kertoja aikaisemminkin, mutta tällä kerralla jostain syystä tähtietsimet jäivät junnaamaan varotilaan ja niiden toimintakuntoon saattaminen vaati lisätoimia lennonjohdossa. Niinpä viikonloppu oli varsin erikoinen Rosetta-lennonjohtajille, jotka eivät ole aikaisemmin kokeneen luotaimensa kanssa vastaavaa. 

Luonnollisesti tieteelliset havainnot keskeytyivät samalla, ja nyt kun luotain on saatu jälleen täysin hallintaan, käynnistetään kameroita ja mittalaitteita uudelleen. Muutaman päivän sisällä Rosetta on jälleen työn touhussa.

Näillä näkymin luotaimen lento päättyy ensi syyskuussa, kun se ohjataan laskeutumaan komeettansa pinnalle. Luotainta ei ole suunniteltu laskeutuman, joten kyseessä on oikeastaan hellävaraisesti tehtävä tömäys. Lähestymisen aikana Rosetta tutkii komeettaa erittäin läheltä ja jatkaa mittaustensa lähettämistä myös pinnalta.

Tähän mennessä lento on ollut erittäin onnistunut ja alun perin lennon aiottiin päättyvän viime vuoden lopussa. Koska luotain toimii edelleen hyvin ja se pystyy tekemään tieteellisesti kiinnostavia mittauksia, on sen annettu jatkaa toimintaansa. Syksyn jälkeen komeetan aktiivisuus alkaa olla niin heikkoa, ettei lentoa enää kannata jatkaa.

Nam nam! Saisiko olla karibun luuydintä?

Ma, 05/30/2016 - 13:39 By Toimitus
Marjoja ja poron jalka

Lapin yliopiston Arktisen keskuksen uusi Nam nam -teemanäyttely herkuttelee arktisten kansojen lihapainotteisilla ruokakulttuureilla. Tarjolla on – kuvina ja tietona – muun muassa inuiittien jäätelöä, karibun luuydintä ja haisevaa kuivattua kalaa.

Ounasjoen rannalla Rovaniemellä sijaitsevan Arktikumin tiedekeskuksen näyttelypäälliköllä Nicolas Gunslaylla on intohimoinen suhde ruokaan.

Ei olekaan ihme, että taitava ruuanlaittaja on jo pidempään suunnitellut aiheesta näyttelyä. Ruuan kautta voidaan käsitellä paitsi arktisia kulttuureja myös monia aluetta ravistelevia teemoja, kuten globalisoitumista, ilmastonmuutosta ja kestävää kehitystä.

Gunslay muutti Ranskasta Rovaniemelle lähes parikymmentä vuotta sitten. Miten ranskalainen ja lappilainen ruokakulttuuri eroavat toisistaan?

"Meillä täällä Lapissa ei ehkä ole määrää mutta meillä on laatua", Gunslay kuvaa.

Poronliha, siika, herkkutatit, mustikka… Lappilainen arkiruoka on etelämpänä todellista gurmeeta.

"Jos poronliha 'löydettäisiin' Euroopan metropoleissa, sitä ei enää riittäisi meille."

Satovaihtelu on pohjoisessa suurempaa kuin etelämpänä, koska kasvukausi on lyhyt ja lajeja vähemmän. Kun halla vie hillat, sitä päivitellään kahvipöydissä, huokaillaan poroaidoilla ja uutisoidaan sanomalehdissä.

Gunslayn mukaan ruoka on Ranskassa hyvin sosiaalinen ilmiö, kun taas pohjoisessa suhtautuminen on käytännöllisempää. Esimerkiksi poro- tai kalakeittoa on helppo keittää kerralla iso määrä ja maku on mitä mainioin. On syömisellä toki pohjoisessakin seurallinen puolensa. 

"Makkaroiden paistaminen nuotiolla vastaa sosiaalisuudessaan hyvinkin kolmen tunnin illallista."

Nam nam -näyttelyssä katsellaan, haistellaan ja ehkä jopa maistellaan pohjoisen luonnon antimia. Arktinen tietokattaus tarjoillaan ravintolamaisessa ympäristössä, lappilaisin maustein.

NAM NAM – Arktisia antimia -näyttely on avoinna tiedekeskus Arktikumissa Rovaniemellä 3.6.2016–23.4.2017. 

Otsikkokuvassa on vasemmalla arktisia marjoja ja oikealla poron jalka.

Juttu perustuu Lapin yliopiston tiedotteeseen. Kuvat: Arto Vitikka / Arktinen keskus

Tiedetuubin klubia bussitettiin ympäri lentoasemaa

Ma, 05/30/2016 - 11:30 By Jari Mäkinen
Paloautoja ihmettelemässä


Tiedetuubin klubi kokoontui viime keskiviikkona ja tällä kerralla klubilaiset pääsivät tutustumaan Helsingin lentoasemaan. Lentoaseman apulaisjohtaja Heini Noronen-Juhola kuljetti ennätyssuurta joukkoa liki 30 kilometrin verran kirjaimellisesti ympäri lentoasemaa.


Tavallisena lentomatkustajana ei tule yleensä ajatelleeksi kaikkea sitä, mikä pitää koneet lentämässä ja liikenteen soljumassa. Lennonjohto ja matkatavaroiden käsittely ovat matkustajille yleensä tuttuja asioita, mutta lentoasemalla on muutakin: hyvin paljon muutakin. Siihen Klubi kävi keskiviikkona 25. toukokuuta tutustumassa.

Retki alkoi Helsingin lentoaseman näköalaterassilta, joka on asemarakennuksen vieressä olevassa talossa ja avoin yleisölle. Lentoasemalta on sinne hyvä opastus, ja siellä kannattaa piipahtaa matkalle lähtiessä. 

Terassi on näyttävän "Finnair" tekstin vieressä rakennuksen kuudennessa kerroksessa, ja sieltä näkee upeasti koko lentoasema-alueen. Alla olevassa kuvassa klubilaiset odottelevat terassilla hieman myöhässä paikalle saapunutta kirjoittajaa.

Katseluterassi

Tervetulosanojen jälkeen Heini jakoi kaikille keltaiset turvaliivit ja vierailijakortit, minkä jälkeen saapastelimme alas ja ulos tästä rakennuksesta ja suuntasimme kohti terminaalia. 

Tulossa sisään lentoasemalle

Lentotaulun edessä lähtöterminaalissaTurvatarkastuksen jälkeen menimme tax-free puodin läpi (ei aikaa ostoksiin) terminaalin lähtevien lentojen puolelle, mutta lentokoneen sijaan otimme bussin. Alla olevassa kuvassa bussi on kuvattuna tosin hieman myöhemmin matkan varrella.

Bussi

Heinin mukaan lentoasemalla luotetaan vielä hyvin palvelleisiin, Tampereella aikanaan valmistettuihin Ajokki-busseihin, jotka tekevät edelleen työnsä hyvin ja ovat trendikkäitä matalia lentoasemabusseja luotettavampia myös vaativissa talviolosuhteissa. Busseissa on myös keskellä matalalattiaosuus, joten ne eivät matkustajamukavuudellisesti häpeä lainkaan ulkomaisille kollegoilleen.

Kiertokäynnin ensimmäinen kohde olikin se, mistä Helsingin lentoasema kansainvälisesti tunnetaan: varautuminen lumimytereihin. Siinä missä ohut lumikerros saa monet keskisen Euroopan kentät kaaokseen, on Helsinki ollut historiansa aikana suljettuna lumisateen vuoksi vain kerran, ja silloinkin ainoastaan puolen tunnin ajan.

"Silloin sää oli aivan kauhea, mutta se ei sinällään saanut aikaan lentoaseman sulkemista, vaan samanaikaisesti tehty remontti lennonjohtojärjestelmiin", selittää Heini. "Nämä yhdessä saivat aikaan tilanteen, missä liikenne oli keskeytettävä hetkeksi."

Ei ihme, että ulkomailta tullaan tutustumaan usein Helsingin lumitietämykseen, snow-howiin. 

Kiitoratojen ja rullausteiden lumenpuhdistuksesta pidetään huolta Vammas Plow Sweeper Blowe -laitteella, joka lakaisee kiitorataa allaan noin 10 metrin leveydeltä massiivisella pyöräharjalla ja puhaltaa asfaltin kuivaksi sekä puhtaaksi perässään olevalla kuivauslaitteistolla. 

Harjakone

Laitteen voimakas moottori ja puhallinlaitteisto näkyy tässä kesän aikaan huollossa olevan laitteen perässä. Suuri harja on alapuolella käännettynä pituussuuntaan. Sen harjakset ovat hieman jykevämpiä kuin esimerkiksi autopesuloissa olevien harjojen...

Lentoasemalla on kaikkiaan 250 erilaista lumenpoistoon tarkoitettua ajoneuvoa sekä työkonetta. Kun lunta tuiskuaa, niillä on valmiiksi harjoiteltuina 23 erilaista eri liikenneolosuhteisiin sopivaa työkuviota, joita käyttämällä yli kolme kilometriä pitkät kiitotiet saadaan puhtaaksi vajaassa varttitunnissa. Aurat ja muut laitteet kulkevat taitolennon kaltaisesti muodostelmassa ja toistavat liikerataansa, jotta lentokoneet voivat jatkaa nousujaan ja laskeutumisiaan koko ajan.

Näiden ihmettelyn jälkeen Klubi jatkoi sinisellä bussillaan lentoaseman suuren laajennustyömaan (joka on Suomen suurin rakennushanke Olkiluodon ydinvoimalan jälkeen) ohitse kohti liikelentoterminaalia. Sen vieressä, rahtihallien jälkeen, sijaitsee Jetflite Oy:n hangaari, jonka sisään menimme.

Falcon 7X

Sisällä Falconissa

Siellä meitä odottivat kapteenit Miguel Riquelme, ja Jarmo Kurtti, joiden kanssa juttua koneista ja niillä tehdyistä lennoista (mm. lennot Etelämantereelle) olisi riittänyt vaikka kuinka.

Migun mukaan yhtiöllä on lähes koko ajan yksi koneista siinä määrin tankattunakin, että sillä voidaan lähteä vaikkapa lääkärilennolle lähes saman tien – koneen tekniseen lentovalmisteluun ei yleensä mene läheskään niin paljon aikaa kuin lentolupien saamiseen joihinkin maihin.

Suurin koneiden käyttäjäryhmä ovat kuitenkin liikemiehet ja -naiset sekä yhtiöt. Myös valtiojohto käyttää toisinaan yhtiön liikesuihkuja, koska niillä pääsee reittilentojen aikatauluista piittaamatta pienillekin lentokentille. 

Falcon 7X:n, johon ennen kaikkea tutustuimme, pystyy lentämään myös hyvin kauas ilman välilaskuja: lennot Helsingistä Atlantin taakse ja Aasiaan onnistuvat hyvin.

Alla Falcon 7X:n ohjaamo, mihin pääsimme myös tutustumaan.

Jetfliten jälkeen jatkoimme matkaa bussille lentokenttäalueen reunoja kierrellen ja muun muassa sen kiitoratoja sekä niiden laitteistoja ihmetellen kohti pelastusasemaa, mistä on otsikkokuva.

Palopäällikkö Jari Terviö esitteli autoja ja niiden laitteita, joita onneksi ei ole tarvittu koskaan lentoasemalla tapahtuneen lento-onnettomuuden vuoksi. Sen sijaan pienempiä paloja ja onnettomuuksia tapahtuu koko ajan, aivan kuten pienessä kaupungissa. Lentoasemahan on kuin pieni kaupunki, missä tosin ei ole asukkaita, vaan lähes miljoona vierailijaa joka kuukausi. Vuonna 2016 tähän saakka matkustajia on ollut tähän mennessä noin 5 300 000.

Lentoasemalla on kaikkiaan kolme pelastusasemaa, ja ne palvelevat myös aluetta lentoaseman ympärillä. Raskaimmat sammutusvaahdon levittämiseen sopivat autot tosin poistuvat asema-alueelta vain erikoistapauksissa. 

A350 laskeutuuPelastusasemalta oli hyvä seurata myös iltapäivän paluuruuhkaa, kun Finnairin laajarunkokoneet kotiutuvat Aasiasta. Myös uudet Airbus A350 -koneet olivat hyvin esillä ja tekivät näyttäviä laskeutumisia aivan vieressä olevalle kiitotielle. Eräs näistä oli myös sinivalkoisen suomalaisyhtiön tuorein tulokas, OH-LWE, joka saapuu yllä olevassa kuvassa Shanghaista.

A350 laskeutuuKierroksen aikana A350-koneet olivat selvästi esillä, ja oli selvää, että koneet ovat kovassa käytössä: ne tulevat ja menevät koko ajan, eikä siten olut ihme, että Finnair ei tällä kerralla ennättänyt ottaa klubia vastaan A350-koneisiin tutustumaan. Pääsemme varmasti katsomaan niitä jokin toinen kerta, kun koneita on Finnairilla enemmän ja aikataulu on rauhallisempi.

Kierros kääntyi pian loppua kohden, sillä pelastusasemalta jatkoimme kolmoskiitotien vierustaa seuraten takaisin kohti lentoaseman päärakennusta. Matkan varrella Heini myös tarjosi meille ostettavaksi lentokonetta: erilaisten tapahtumien jälkeen Helsingin lentoasema omistaa kentällä parkissa olevan öljysheikin perikunnan luksussisustetun vanhan DC-8 -lentokoneen. 1970-luvulla tehty kaunis nelimoottorikone on lentokunnossa, tosin sen käyttäminen on kallista ja se edustaa sen verran vanhaa tekniikkaa, että ihan kuka tahansa nykypilotti ei sitä kykenisi (tai haluaisi) lentää. Miljoonalla eurolla koneen voisi kuitenkin ostaa vaikkapa kesämökiksi.

Vastapainoksi DC-8:lle kierroksen lopussa nähtiin myös Japan Airlinesin Boeing 787 Dreamliner, A350:n "amerikkalaiskilpailija". Japanilaiset lentävät koneella kerran päivässä Tokiosta Helsinkiin, joten se A350-koneiden kanssa tekee Helsingin lentoasemasta varsinaisen runsaudensarven uusia koneita kaipaavalle lentokonebongarille.

Tiedetuubin klubi kiittää Finaviaa, Heiniä, Jetflietä, Migua ja Jarmoa sekä koko lentoaseman väkeä hienosta kiertokäynnistä!

Seuraava klubin retki on suunnitteilla kesäksi ja parhaillaan on käynnissä myös ilmoittautuminen elokuussa 2017 tapahtuvalle matkalle täydellistä auringonpimennystä katsomaan. Lisätietoja Tiedetuubin klubista on sen esittelysivulla ja omassa Facebook-ryhmässä.

Lentoaseman kyltti

 

 

 

Savua vai kuparia?

Ma, 05/30/2016 - 07:45 By Jari Mäkinen
Kuparia

Kuva näyttää vähän mustavalkoiselta savulta, mutta on oikeasti kuparista tehdyn vaahdon halkileikkaus kuvattuna röntgentomografisesti.

Päivän kuva
Kyseessä on yksi niin sanotun synkrotronisäteilyn sovelluksista. Eri puolilla maailmaa on kompakteja hiukkaskiihdyttimiä, joilla ei yleisesti tunnettuun tapaan tutkita alkeishiukkasia, vaan joilla yksinkertaisesti kiihdytetään hiukkasia, jitka tuottavat sähkömagneettista säteilyä rinkulassa nopeasti lentäessään ja voimakkaiden sähkömagneettien kääntäessä koko ajan niiden lentorataa.

Kiihdyttimestä ja sen käytöstä riippuen tuloksena on erittäin voimakasta infrapuna-, ultravioletti- tai röntgensäteilyä, jota voidaan käyttää mm. läpivalaisuun ja ikään kuin mikroskopiaan.

Menetelmää käytetään paljon lääketutkimuksessa ja biologiassa, koska sillä voidaan esimerkiksi tutkia (vähän aikaa) eläviä soluja toiminnassa tai molekyylejä.

Erityisen paljon näitä supervoimakkaita "valonlähteitä" käytetään materiaalifysiikassa, ja päivän kuva liittyy juuri tähän: Yhdysvaltain Argonnen kansallisen laboratorion tutkijat Fikile Brushett, Xianghui Xiao ja Lynn Trahey ovat tutkineet laboratoriossaan olevalla maailman voimakkaimmalla "valonlähteellä" eri metallien ja metallista tehtyjen seosten sisäistä rakennetta tutkimuksessaan, jonka tarkoituksena on kehittää parempia akkuja mm. tulevaisuuden sähköautoihin.

Kuvan kohde on noin viiden eurosentin kolikon kokoinen ja tarvittavan röntgensäteilyn tuottamiseen käytettiin suurta synkrotronia, joka sijaitsee Chicagon luona. Lähin vastaava laite on Ruotsissa, Lundissa, ja voimakkain eurooppalaislaite on Pariisin luona sijaitseva SOLEIL (lyhenne, joka on myös ranskan kielen sana "Aurinko"). Nyt kesäkuussa Lundissa otetaan käyttöön uusi synkrotroni, MAXIV, josta tulee Euroopan ärein.

Kuva: Argonne National Laboratory

 

 

 

 

Maailman kuuluisin täydellinen auringonpimennys

Su, 05/29/2016 - 08:55 By Jari Mäkinen
Auringonpimennys 29.5.1919

Tänään vuonna 1919 tapahtui Etelä-Amerikassa, eteläisellä Atlantilla ja Afrikassa täydellinen auringonpimennys, joka on todennäköisesti maailman kuuluisin sellainen.

Päivän kuvaSyynä kuuluisuuteen oli Albert Einstein, jonka tuore, ympäri maailman huomiota herättänyt suhteellisuusteoria laitettiin pimennyksen aikaan ensimmäiseen, kunnolliseen testiinsä. 

Testi oli yksinkertainen: mikäli suhteellisuusteorian painovoimaselitys toimisi, pitäisi hyvin läheltä Aurinkoa kulkevan, Maasta katsottuna Auringon suunnassa olevan tähden valon taipua hieman silloin, kun se ohittaa suuripainovoimaisen Auringon. Kun tähti näkyy hyvin lähellä Aurinkoa, sen sijainnin pitäisi siis muuttua taivaalla. Hyvin vähän, mutta kuitenkin.

Ongelmana tuonaikaisessa havaintotekniikassa oli kuitenkin se, että hyvin lähellä Aurinkoa olevia tähtiä ei voitu havaita, joten niiden näkemiseen ja valokuvaamiseen tarvittiin täydellinen auringonpimennys, jolloin kuu peittää kirkkaan Auringon. Silloin lähellä olevat tähdet pystyttäisiin näkemään.

Einstein ennusti tämän ilmiön vuonna 1915 ilmestyneessä yleisessä suhteellisuusteoriassaan.

Ensimmäinen sopiva auringonpimennys yleisen suhteellisuusteorian esittämisen jälkeen oli toukokuun 29. päivänä vuonna 1919. Sopiva tarkoittaa tässä sellaista, mitä havaitsemaan päästiin suhteellisen helposti Euroopasta, missä riehui Ensimmäinen maailmansota kesästä 1914 marraskuuhun 1918 saakka. Sota ymmärrettävästi haittasi hieman tieteellisten tutkimusretkikuntien tekemistä, etenkin kun kohteena oli saksalaisen fyysikon esittämä teoria.

Useat tutkimusryhmät lähtivätkin havaitsemaan pimennystä, ja kiinnostavimmat näistä olivat Brasiliassa ja Afrikan rannikolla olevalla Principen saarella. Näiden kahden ryhmän organisaattori oli Iso-Britannian kuninkaallisen tähtitieteellisen yhdistyksen Arthur Eddington, joka oli hyvin innostunut suhteellisuusteoriasta ja opetti sitä mm. Cambridgen yliopistossa (missä hän oli työssä).

Pimennyksen aikaan Aurinko oli kätevästi lähellä Hyadien tähtijoukkoa, Härän tähtikuvion "päätä", ja näin kuviin saatiin juuri sopivasti tähtiä.

Kuuluisin kuvista on tänään päivän kuvana, oikealla luonnollisena ja vasemmalla negatiivina, missä viirujen osoittamat tähdet näkyvät paremmin.

Tulokset osoittivat selvästi, että Aurinko taivuttaa tähden valoa lähellään, ja että Einstein oli oikeassa.

Tietoa levitettiin nopeasti ympäri maailman ja Einstein sai uutisen ystävänsä Konrad Lorenzin lähettämällä teleksillä (alla).

Lopullisesti uutinen vahvistettiin marraskuun 8. päivänä 1919 Lontoossa pidetyssä tilaisuudessa, missä havainnot virallisesti esiteltiin ja Newtonin painovoimateoria "korvattiin" 40-vuotiaan saksalaisneron suhteellisuusteorialla.

Ällistyttävä video Falcon 9:n laskeutumisesta

La, 05/28/2016 - 10:06 By Jari Mäkinen
Falcon 9:n ensimmäinen vaihe laskeutuu

Päivän kuva on tällä kertaa varsin tuore: se on eilen illalla Suomen aikaa laukaisun Falcon 9 -kantoraketin ensimmäisen vaiheen laskeutumisvideosta otettu kuvaruutukaappaus. Siis raketti laskeutumassa Atlantin päällä olevalle, jalkapallokentän kokoiselle proomulle.

Päivän kuvaKuvassa näkyy hyvin paitsi alla oleva proomu (nimeltään Of Course I Still Love You, eli tuttavien kesken OCISLY) laskeutumisalue keskellään, sekä itse kantoraketti etualalla. Raketista sojottaa ulospäin neljä (kuvassa vain kaksi) ritilän näköistä ohjainta, jotka ponnahtivat laskeutumisen alussa esiin ja joiden avulla raketti ohjasi itseään laskeutumisen kuluessa. Ne ovat siis aerodynaamisen ohjaimet, jotka on suunniteltu toimimaan myös ohuessa yläilmakehässä ja äänen nopeutta suuremmissa nopeuksissa.

Raketin alaosassa näkyvät myös auki hetkeä aikaisemmin ponnahtaneet laskeutumisjalat sekä rakettimoottorien liekkejä. Rakettivaihe hidastaa lentoaan laskeutumisen aikana käyttämällä rakettimoottoreitaan.

Koko lyhyt video laskeutumisesta on alla – huomaa, että video on nopeutettu!




Lennon hyötykuormana oli tällä kerralla THAICOM 8 -tietoliikennesatelliitti, jonka Falcon 9 sinkosi niin sanotulle siirtoradalle kohti maapallon päiväntasaajan päällä olevaa rataa noin 36 000 kilometrin korkeudessa. 

Kyseessä oli jo neljäs yhtiön onnistunut kantoraketin ensimmäisen vaiheen palaaminen takaisin Maahan laukaisun jälkeen, joten tästä alkaa tulla vähitellen jo rutiinia. Seuraavaksi jännitetään sitä, kuinka hyvin rakettivaiheet saadaan kunnostettua uutta lentoa varten, miten ensimmäinen kierrätysraketin lento sujuu ja kuinka monta kertaa rakettivaiheet voivat lentää uudelleen.

Maan ydin on yllättäen kuorta nuorempi

La, 05/28/2016 - 00:20 By Jarmo Korteniemi

Tanskalainen tutkijaryhmä päätti ottaa mittaa urbaanista suhteellisuusteoreettisesta legendasta. Osoittautui, että kerrankin uskomus vähätteli todellista ilmiötä. Aikaero pinnan ja ytimen välillä on luultua suurempi.

Planeetan osaset, aina alkuaineista lähtien, ovat eri-ikäisiä. Molekyylejä ja mineraaleja hajoaa jo muodostuu koko ajan. Maan ydinkin on rakentunut yllättävän vastikään, kuten taannoin kirjoitimme. Mutta nuo kaikki ovat vain sivuseikkoja.

Tässä jutussa on kysymys jostain rakennuspalikkojakin perustavammasta: Painovoimasta ja aika-avaruuden vääristymistä.

Kuuluisan fyysikon, Richard Feynmanin, kerrotaan sanoneen luennollaan joskus 1960-luvulla jotakuinkin seuraavaa: "Gravitaatiopotentiaalin vuoksi Maan ytimen pitäisi olla päivän tai pari pintaa nuorempi".

Feynman tarkoitti sitä, että yleisen suhteellisuusteorian mukaan kellot käyvät sitä hitaammin, mitä suuremmassa gravitaatiokuopassa (eli painovoimapotentiaalissa) ne kulloinkin ovat. Tai siis näyttävät käyvän hitaammin muualta tiirailevan havaitsijan silmin. Omasta mielestään kukin kello käy toimii aivan normaalisti.

Maan ytimessä ollaan keskellä planeetan aiheuttamaa painovoimakuoppaa. Me pinnalla elelijät taas kekkaloimme kuopan rinteellä, mutta planeetta estää meitä tippumasta syvemmälle kuoppaan.

Päivän tai pari. Yksi tai kaksi päivää.

Suunnan voi todeta oikeaksi, jos tuntee jonkin verran suhteellisuusteoriaa. Lukuarvon suuruutta ei kuitenkaan tiettävästi ole aiemmin tarkistettu (tai ainakaan tarkistuslaskuja ei ole julkistettu). Lainausta on käytetty populaaritieteessä, luennoissa ja muuallakin. Luultavasti näin on käynyt Feynmanin tutkijan maineen vuoksi – anekdoottia käyttäneet ovat luottaneet siihen, että kuuluisuus teki laskunsa oikein.

Mutta kun ei tehnyt, ja väite menee päin prinkkalaa. Tämän huomaisi, jos asian tarkistaisi. Tämän todistamiseen liittyvistä laskuista selviäisi lukiofysiikalla tai viimeistään yliopiston fuksikurssien jälkeen.

Kyse on vuosista, ei päivistä.

Yllä Auringon ja Maan aiheuttamat aika-avaruuden vääristymät visualisoituna kaksiulotteisella verkolla.

 

Nyt tanskalaistutkijat laskivat, miten paljon gravitaatio todella hidastaa aikaa aivan lähiympäristössämme.

Maapallon pinnalla ja ytimellä on 2,5 vuoden ikäero. Se on kertynyt planeetan 4,5 miljardin vuoden eliniän aikana. Auringolla ero on isomman massan ja ytimen tiheyden aiheuttamasta kuopasta johtuen suurempi, peräti 39 000 vuotta.

Pinnalla oleva kello käy koko ajan nopeampaa kuin ytimeen upotettu kello. Erot kasvavat koko ajan.

Eron voisi määrittää mille tahansa kappaleelle, jonka massan jakautuminen ja läpimitta voidaan arvioida riittävän tarkasti.

Asia voidaan viedä ajatustasolla äärimmäisyyksiin. Keskelle mahdollisimman tyhjää avaruuden aluetta jätetty kello kävisi siis jokseenkin niin nopeasti kuin se tässä universumissa tiettävästi voisi. Todellisilla syrjäseudulla, kuten vaikkapa kaukana jättimäisistä galaksijoukoista, pimeästä aineesta ja jopa satunnaisista tähdistä, keskellä ei mitään, gravitaatiopotentiaali olisi minimissään. Toisessa ääripäässä olisivat ylitiheät neutronitähdet: Sellaisen ytimeen sijoitettu kello näyttäisi ulkopuoliselle tikittävän tuskallisen hitaasti. (Ajatusta jatkaen mustan aukon keskellä olevassa singulariteetissa aika jopa pysähtyisi – mutta jätetään sellaiset sikseen, muutoin mennään nykyfysiikan tuntemuksen ulkopuolelle.)

Asian todenperäisyydestä ei oikeastaan ole kiistaa. Yleiselle suhteellisuusteorialle ei vielä ole löytynyt haastajaa, joka selittäisi maailman toimintaa yhtä hyvin ja lisäksi vielä selittäisi aiemmassa teoriassa esiintyvät puutteetkin.

Periaatteessa lasketun ikäeron voisi kuitenkin tarkistaa analysoimalla radioaktiivisten aineiden ja niiden hajoamistuotteiden suhteita eri syvyyksillä. Mitä syvemmällä gravitaatiokuopassa aine on, eli mitä hitaammin kellon aika on kulkenut, sitä pienempi osa emoaineesta on ehtinyt hajota. Ytimessä pitäisi siis olla radioaktiivista ainetta hieman suurempi prosenttiosuus jäljellä, sillä radioaktiivinen puoliintumisaika on vakio ajan suhteen. Ikäero on kuitenkin hyvin marginaalinen atomien elinikään nähden, ja puoliintumisaikakin on tilastollinen suure, joten tulokset hukkuisivat auttamatta taustakohinaan. Ja onhan näytteen saaminen planeetan ytimestäkin myös himpun verran vaikeaa.

Feynmanin sanomiset olivatkin palturia

Tanskalaistutkijat julkaisivat laskunsa, jotta muut tieteentekijät, opettajat ja oppilaat muistaisivat, kuinka helppoa auktoriteettiin on luottaa turhaan ja kuinka helposti myös kuuluisuudet tekevät virheitä. Tutkijat yrittävät nostaa kollegojensa terveen skeptisyyden ja tieteellisen selkärangan esiin. Mitään väitettä ei kannata sokeasti uskoa, jos sen voi itse tarkistaa. Auktoriteettiusko ei kuulu tieteen ihanteisiin. Päinvastoin.

Varmaa tosin ei ole, oliko virhe todella Feynmanin vai kenties luennon puhtaaksikirjoittajan tekemä. Tätä ei enää voida tarkistaa. Yhtä kaikki, Feynmanin suuhun on pistetty päiviä vuosien sijasta, ja siellä ne pysyvät.

Feynman itse tokaisi huomattuaan jonkun muun kuuluisuuden tekemät virheet: "Siitä lähtien en ole juuri 'asiantuntijoista' piitannut vaan laskenut kaiken itse."

Tutkijoiden laskuharjoitusmainen artikkeli ilmestyi juuri European Journal of Physics -lehdessä, jonka tarkoituksena on parantaa fysiikan tuntemusta ja käyttötottumuksia korkeakoulutuksessa. Asiasta kirjoittivat aiemmin NewScientist ja ScienceAlert.

Muinainen jääkausi kutisti napajäätiköitä

Pe, 05/27/2016 - 14:09 By Jarmo Korteniemi
Kuva: ESA / DLR / FU Berlin (G. Neukum)

Tutkijat ovat pitkään uumoilleet Marsin ilmaston muuttuneen merkittävästi aivan viime aikoinakin. Selviä todisteita ei juuri ole löytynyt. Nyt on, pohjoisnavan jäisistä kerrostumista.

Marsin pinnalla on muinoin virrannut vettä ja toisinaan jäätiköt ovat ulottuneet lämpimiltä vaikuttavillekin seuduille. Tämä tiedetään varmasti, sillä nuo asiat on havaittu. Mutta milloin, kuinka ja miksi ovat olleet mallien varassa. Ilmastomallit kertovat muutosten olleen rajuja vielä aivan viime aikoihin saakka. Pitävien todisteiden puute on ollut mallien heikko kohta. Tähän asti.

Kuva: NASA / JPL / University of Texas at Austin / Prateek ChoudharyTänään (27.5.2016) Science-tiedelehdessä julkaistussa tutkimuksessa perehdyttiin tutka-aineiston avulla naapuriplaneetan pohjoisen napajäätikön hienorakenteeseen. Viereinen kuva visualisoi tapaa, jolla tutka-aineisto näyttää napajäätikön sisäosat.

Tärkein havainto oli selvä merkki siitä, että Marsin viimeisin jääkausi loppui vajaat 400 000 vuotta sitten. Tuolloin planeetan napajäätiköt alkoivat jälleen vauhdilla kasvaa. Kyllä, jääkaudet toimivat Marsissa hieman eri tavoin kuin Maassa.

Tutkimuksen selvin löytö oli outo rajapinta, joka muodostui noin 370 000 vuotta sitten. Raja erottuu läpi koko napajäätikön.

Rajapinnan päälle on kertynyt jäätä tasaiseen vuositahtiin, ympäri koko napajäätikköä leviävänä mattona. Tuoreempaa jäätä on yhteensä 90 000 kuutiokilometriä, paksuimmillaan matto on noin 320-metrinen. Tutkijoiden arvion mukaan jäätä on kertynyt vuosittain keskimäärin 60 cm ja prosessi jatkuu yhä.

Ennen rajapintaa syntyneet kerrokset taas ovat pinnaltaan epätasaisia ja laikuttaisia. Ikään kuin niiden pinta olisi suuressa mittakaavassa jotenkin syöpynyt. Tuoreempi jäämatto on kasautunut tämän epätasaisen pinnan päälle.

Geologiassa tällaista rajapintaa kutsutaan epäjatkuvuudeksi. Se kertoo mittavasta eroosion aikakaudesta, tässä tapauksessa siitä, että napajäätikkö oheni kovaa vauhtia. (Sulavista jäämassoista ei oikein voida puhua, sillä nestemäistä vettä tuskin planeetalla näkyi. Jää tiettävästi sublimoitui suoraan kaasukehään.)

Tarkkaa ohentumisen ajankohtaa tai jakson pituutta on toistaiseksi mahdotonta selvittää.

Miten jäätikön pienentyminen sitten kertoo jääkaudesta? Jääkausihan johtuu jäätiköiden kasvusta ja etenemistä kohti lämpimämpiä seutuja. Näin käy, kun napa-alueet ja niitä ympäröivät seudut viilenevät. Maassa ainakin.

Marsissa tilanne on hieman nurinkurinen. Planeetan akselin reipas kallistuminen nimittäin johtaa napa-alueiden lämpenemiseen. Napajäätiköt pienenevät ja niihin sitoutunut vesi siirtyy kaasukehään. Vesihöyry härmistyy lopulta takaisin pinnalle, mutta paikka on viilentyneillä keskileveysasteilla. Meikäläisittäin Välimeren tienoita vastaaville seuduille muodostuu mittavia jäätiköitä.

Havainto vastaa parhaimpia ilmastomalleja lähes täydellisesti - niiden mukaan Marsin viimeisin jääkausi loppui vajaat 400 000 vuotta sitten.

Yllä: Viimeisen 10 miljoonan vuoden aikana tapahtuneet Marsin ilmastoon vaikuttaneet olosuhteiden muutokset. Nyt havaittu jääkauden loppu 400 000 vuotta sitten on merkitty punaisella viivalla. Mallinnus: J. Laskar / Ames / NASA.

Tutkimusaineistona olivat Mars Reconnaissance Orbiter -luotaimen tutkalla tehdyt tarkat luotaukset. Laite on suunniteltu tunnistamaan eritoten pinnan alaisia jää- ja vesikerroksia sekä niiden sisäisiä rakenteita.

Marsin napajäätiköt ovat muodostuneet pitkien aikojen kuluessa. Niihin kerrostuu vuosittaisen kierron aikana vuorotellen jäätä ja pölyä. Kerroksen paksuuden avulla päästään käsiksi ilmaston vaihteluun, sillä joskus jäätä muodostuu enemmän, toisinaan vähemmän, ja ajoittain jäätä poistuu enemmän kuin kertyy. Vuorottelevien kerrosten tutkimus perustuu siis samaan ideaan kuin puun vuosirenkaiden, järvien lustosavien sekä Maan jäätiköistä kairattujen kerrostuneiden näytteiden tutkimuskin.

Marsin napajäätiköiden jää on suurimmaksi osaksi vesijäätä, mutta mukana on myös jäätynyttä hiilidioksidia. CO2 tosin haihtuu kesäisin pois, etenkin pohjoisella napajäätiköltä.

Marsin ilmaston muutoksiin vaikuttavat monet tekijät, kuten planeetan kiertoradan muoto sekä akselin kaltevuuskulma. Samat tekijät muokkaavat pitkällä aikavälillä myös Maan ilmastoa Milankovićin jaksojen muodossa. Marsin muutokset ovat kuitenkin paljon suurempia, ja niiden on huomattu olevan täysin ennustamattomia satojen miljoonien vuosien mittakaavassa.

Tämän jutun lähteenä ovat tiedote (JPL) sekä alkuperäinen tiedeartikkeli (Science).

Päivitys klo 19.00: Otsikkoa muutettu vetävämmäksi. Pahoittelemme sosiaalista koetta.

Otsikkokuva: ESA / DLR / FU Berlin (G. Neukum)
Pikkukuva: NASA / JPL / University of Texas at Austin / Prateek Choudhary
Kolmas kuva: NASA / Ames (J. Laskar)

Sähkölentokoneen maailmanympärilento etenee pomppauksin

Pe, 05/27/2016 - 13:18 By Jari Mäkinen
Solar Impulse laskeutuu Leigh Valleyn lentokentälle

Aurinkovoimalla lentävä sähkölentokone Solar Impulse jatkaa lentoaan ympäri maailman. Alkuperäisestä suunnitelmasta poiketen kone on tehnyt viime viikkoina useita pomppauksia Yhdysvalloissa lentäessään kohti New Yorkia. Sen jälkeen edessä on pakostakin pitempi lento: hyppäys yli Atlantin.

Tällä hetkellä Solar Impulse 2 on New Yorkin laitamailla Pennsylvaniassa  Lehigh Valleyn lentokentällä, minne se saapui keskiviikon ja torstain välisenä yönä Suomen aikaa ja illan juuri pimennyttyä klo 20:49 paikallista aikaa. Otsikkokuvassa kone on juuri laskeutumassa kentälle 16 tuntia ja 49 minuuttia kestäneen lennon päätteeksi.

Matkaan kone lähti tälle 13. etapilleen Ohiosta, Daytonista, keskiviikkoaamuna. Lähtö viivästyi vuorokaudella, koska lentokone osui maassa ollessaan hangaariin, ja koneelle tehtiin sen jälkeen tarkistuksia. Kun kaikki oli kunnossa ja pikku kolarista selvittiin säikähdyksellä, pääsi sähkökone starttaamaan matkaan tällä kertaa Bertrand Piccardin ohjaamana.

Konetta seuraa koko ajan pieni ryhmä tavallisella lentokoneella, jonka mukana kulkee myös kevytrakenteinen, nopeasti rakennettava hangaari, joka toimii koneen suojana välilaskupaikoissa, joissa sille ei ole tarjolla tarpeeksi suurta hangaaria.

Alla olevassa kuvassa konetta siirretään hangaarinsa sisälle Daytonissa.

Solar Impulse tekee Pohjois-Amerikassa useampia pomppauksia, vaikka kone kykenisi lentämään koko mantereen ylitse yhdellä kerralla. Tarkoituksenahan ei ole vain lentää maapallon ympäri, vaan kertoa hankkeen avulla uusiutuvien energiamuotojen mahdollisuuksista – ja tässä on paljon tehtävää etenkin Yhdysvalloissa.

Niinpä 24. huhtikuuta Kaliforniaan, San Franciscon eteläpuolelle Piilaaksoon laskeutumisensa jälkeen konetta ihailtiin siellä vähän aikaa, kunnes toukokuun toisena päivänä kone jatkoi André Borschbergin ohjaamana Phoenixiin, Arizonaan.

Siellä kone, sen lentäjät ja mukana seuraava tukijoukko viihtyivät toukokuun 12. päivään saakka, jolloin Bertrand Piccard lensi koneen Tulsaan. 1570 kilometriä pitkä lento kesti 18 tuntia ja kymmenen minuuttia, ja oli varsin jännittävä, koska sääolot Oklahoman tornadovyöhykkeellä olivat oikukkaat: Tulsa valikoitui lennon välietapiksi vain noin kaksi vuorokautta ennen sinne laskeutumista, joka tapahtui toukokuun 12. päivän iltana paikallista aikaa.

Tulsa on eräs USA:n öljypääkaupungeista, joten se sopi mainiosti aurinkosähköllä lentävän koneen pysähdykseen myös PR-mielessä.

Seuraavaksi kone nousi lentoon toukokuun 21. päivänä, jolloin Borschberg lensi sillä hieman yli 1100 km pitkän, 16,5 tuntia kestäneen lennon Daytoniin.

Dayton on tunnettu ennen kaikkea Wilbur ja Orville Wrightin kotikaupunkina. Veljekset tekivät 113 vuotta sitten ensimmäinen kunnollisen lennon ilmaa raskaammalla moottorikäyttöisellä lentokoneella.

Sitä seuranneen, toissapäiväisen Lehigh Valleyn lentokentälle suunnanneen lennon jälkeen pn vuorossa lähipäivinä lento New Yorkiin, mistä kone jatkaa kohti Eurooppaa kesäkuussa. Jos matka New Yorkiin on pelkkä pomppu, on lento yli Atlantin eräs maailmanympärilennon haastavimmista etapeista.

Määränpää Euroopassa on toistaiseksi vielä tuntematon, sillä se riippuu sääolosuhteista. Mahdollisuuksia on kuitenkin useita alkaen Iso-Britannian eteläosista päätyen Ranskan ja Espanjan kautta Pohjois-Afrikkaan.

Selfie

Kyllä, Solar Impulsen ohjaamossa on pieni luukku, jonka kautta voidaan ottaa myös aika äärimmäisiä selfie-kuvia.

Ota olut rauhassa – saattaa suojata dementialta

Pe, 05/27/2016 - 12:17 By Toimitus
Olutlasi

Liika on ehdottomasti liikaa: alkoholi on hermomyrkky, joka suuressa määrin ja liian usein nautittuna vaikuttaa haitallisesti aivoihin. Sen sijaan vähäisen tai kohtuullisen alkoholinkäytön vaikutukset näyttävät olevan enemmän myönteisiä kuin kielteisiä – ainakin aivojen kannalta.

Alkoholinkäytön vaikutuksista hermostoa rappeuttavien sairauksien, kuten Alzheimerin taudin syntyyn on ristiriitaisia käsityksiä.

Tampereen yliopistossa tehdyssä, Alcoholism: Experimental and Clinical Research -lehden verkkoversiossa 24.5.2016 julkaistussa tutkimuksessa selvitettiin erilaisten alkoholijuomien – oluen, viinin ja väkevien alkoholijuomien – kulutuksen yhteyttä yhteen Alzheimerin taudin neuropatologiseen ilmentymään, beeta-amyloidin (Aβ) kerääntymiseen aivoihin.

Tutkimusaineisto oli peräisin Helsinki Sudden Death Autopsy -tutkimuksesta 125 mieheltä, jotka olivat kuolleet 35-70-vuotiaina. Näytteistä määriteltiin alkoholinkulutus, beeta-amyloidin kertymä aivoissa ja apolipoproteiini E:n (APOE) genotyyppi.

Tutkittujen sukulaiset täyttivät kyselylomakkeen, jonka avulla selvitettiin miesten alkoholinkäyttöä. Beeta-amyloidia havainnoitiin aivolohkojen immunohistokemiallisen  värjäyksen avulla.

Tutkimuslöydösten perusteella olut saattaa suojella beeta-amyloidin kertymiseltä aivoihin. Asiaa tutkittiin määrittelemällä tilastollisten analyysien avulla alkoholityypin ja sen kulutuksen ja beeta-amyloidin yhteydet. Tutkijat havaitsivat, että olutta juoneille kehittyi harvemmin beeta-amyloidin aiheuttamia aivomuutoksia. Näin ollen oluen juominen saattaisi suojella näiltä muutoksilta. 

Olut sisältää muun muassa B-vitamiineja ja hermostolle tärkeitä hivenaineita. 

Alkoholinkulutuksen määrä ei ollut yhteydessä beeta-amyloidin kerääntymiseen, ei myöskään väkevien juomien tai viinin kulutus.

Kun otetaan huomioon, että dementia kehittyy useiden vuosien, jopa vuosikymmenien aikana, tutkijat toteavat, että tarvitaan lisätutkimusta niiden varhaisen iän ja keski-iän tekijöiden tunnistamiseksi, jotka kiihdyttävät beeta-amyloidin kerääntymistä aivoihin tai suojaavat siltä.

Myös viinin on havaittu myös useissa tutkimuksissa olevan kohtuudella nautittuna enemmän hyväksi kuin pahaksi; siinäkin on aivoille ja elimistölle tärkeitä aineita. Myös alkoholi sinällään on hyväksi – mutta vain kun käyttö on kohtuullista, sillä haitat muualla, mm. maksassa, ovat pian suurempia kuin hyödyt hermostolle.

Linkki Tampereen yliopiston tutkimukseen:  Beer Drinking Associates with Lower Burden of Amyloid Beta Aggregation In the Brain: Helsinki Sudden Death Series. E.H. Kok, T.T. Karppinen, T. Luoto, I. Alafuzoff, P. Karhunen (page #’s). onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1111/(ISSN)1530-0277

Teksti perustuu Tampereen yliopiston tiedotteeseen.

Uutta tietoa vanhasta superkartasta

Pe, 05/27/2016 - 10:38 By Toimitus
Mercator-atlas

Åbo Akademin säätiön yhteydessä toimivan Donner-instituutin Approaching Religion -verkkojulkaisun tuore numero on omistettu Mercator-Hondius-atlakselle, ja sen ovat toimittaneet yliopistonlehtori Janne Tunturi ja tohtorikoulutettava Johanna Skurnik Turun yliopiston yleisen historian oppianeesta.

Mercator-Hondius-atlas perustuu maailmankuulun alankomaalaisen kartografin Gerardus Mercatorin vuonna 1595 julkaistuun atlakseen, joka on karttakirjallisuuden perusteos. 

"Mercatorin tarkoituksena oli luoda kartoin ja tekstein kokonaisesitys maapallosta. Hän kuitenkin kuoli kesken hankkeen ja atlas jäi kesken", tutkija Janne Tunturi kertoo. 

"Hanketta jatkoi toinen kartografi, Mercatorin painolaatat hankkinut Jodocus Hondius."

Hondius liitti mukaan uusia karttoja ja Petrus Montanus kirjoitti atlakseen latinankieliset tekstit. Atlaksen kartat ovat kuuluisia, mutta noin kolme neljännestä siitä on tekstejä. Siksi atlas heijastelee myös uuden ajan alun tekstuaalista maailmankuvaa.

Yllä on Pohjoisnapa ja sen ympäristö Mercator-kartan mukaan.

 

Tarkka kartta perustuu uusimpaan tietoon

Tunturi on käyttänyt teosta aiemmin tieteen historian ja kirjahistorian opetuksessa. Nyt tehdyssä julkaisussa atlasta käsittelevät niin yleisen historian, kulttuurihistorian kuin englannin kielen tutkijatkin.

"Hondiuksen kartta oli globaalin maailman esitys 1600-luvun alussa, sillä hän piti huolta siitä, että maapallon jokainen alue esiteltiin. Ensi kerran vuonna 1606 painetussa atlaksessa on sulassa sovussa Mercatorin tekemiä, Hondiuksen tekemiä ja Hondiuksen muualta hankkimia karttoja."

Atlas syntyi aikana, jolloin löytöretket toivat eurooppalaisten tietoisuuteen ja hallintaan uusia alueita samaan aikaan, kun uskonsodat ja Habsburgien vallan vähittäinen pieneneminen vaikuttivat Euroopan tilanteeseen. 

"Atlas on moderni kirja siinä mielessä, että se pyrkii mahdollisimman objektiiviseen esittämiseen. Merihirviöitä lukuun ottamatta mielikuvituksellisia olioita tai asioita ei juuri esiinny."

Kartassa maapallo on jaettu maanosiin, joista Eurooppaa käsitellään ylivoimaisesti tarkimmin. 

"Kartta on yllättävän tarkka ja perustuu selvästi uusimpaan tietoon, jota oli suhteellisen helposti saatavilla Amsterdamin kaltaisessa kaupan keskuksessa", Janne Tunturi sanoo.

Donner-instituutin kokoelmissa oleva paksu ja tukeva Mercator-Honidus-atlas on vuoden 1613 painos. Se on poikkeuksellisen hyväkuntoinen, eikä siitä puutu lehtiä.

Yleisö pääsee tutustumaan atlakseen Donner-instituutin kirjastossa. Kirjasto on auki ma-pe klo 9-16.

Tämä teksti on Jussi Matikaisen kirjoittama Turun yliopiston tiedote käytännössä suoraan kopioituna.

Golden Gate – vain jalankulkijoille

Pe, 05/27/2016 - 10:03 By Jari Mäkinen
Golden gate

Jälleen kiinnostava merkkipäivä: tänään 79 vuotta sitten San Franciscon kuuluisa riippusilta Golden Gate avattiin yleisölle. Ensin, 27. toukokuuta vuonna 1937 klo 6 aamulla se aukeni jalankulkijoille, ja seuraavana päivänä myös autoille.

Päivän kuva tosin on vuodelta 1935, jolloin sillan lähes kolme kilometriä pitkää köyttä (joita toki on monta molemmin puolin siltaa) asennettiin paikalleen. Köydet asennettiin ennen kuin itse siltakantta alettiin rakentaa, kuten kuvasta hyvin näkyy.

Siltahanke hyväksyttiin vuonna 1928 ja sillan rakentaminen aloitettiin 5. tammikuuta 1933. Rakentaminen kesti siis kaikkiaan neljä ja puoli vuotta, ja töiden aikana sai surmansa kaikkiaan 11 rakennusmiestä.

Sillan pituus on 2 737 metriä, leveys 27 metriä ja köysiä kannattavien tolpparakenteiden, pylonien korkeus on 227 metriä merenpinnasta (152 metriä sillan kannesta). Kaikkiaan yli 100 000 kilometriä teräsvaijeria pitää huolen siitä, että silta pysyy paikallaan turvallisesti.




Mitä vielä tulee päivään 79 vuotta sitten, niin tämän ensimmäisen avoinnaolopäivän aikana noin 200 000 ihmistä ylitti sillan tai kävi ainakin kävelemässä sitä vähän matkaa. Aamulla jo ennen porttien avaamista oli 18 000 henkilöä odottamassa sillalle pääsyä, ja ensimmäisenä toiselle puolelle siltaa ennätti pikajuoksija Donald Bryan.

Kello 10 sillan suunnittelijan Joseph Straussin odotettiin pitävän juhlallisen puheen sillan avaamisen kunniaksi, mutta yllättäen hän lausuikin puheen sijaan kirjoittamansa runon:

At last the mighty task is done;
Resplendent in the western sun
The Bridge looms mountain high;
Its titan piers grip ocean floor,
Its great steel arms link shore with shore,
Its towers pierce the sky.

On its broad decks in rightful pride,
The world in swift parade shall ride,
Throughout all time to be;
Beneath, fleet ships from every port,
Vast landlocked bay, historic fort,
And dwarfing all--the sea.

To north, the Redwood Empire's gates;
'To south, a happy playground waits,
in Rapturous appeal;
Here nature, free since time began,
Yields to the restless moods of man,
Accepts his bonds of steel.

Launched midst a thousand hopes and fears,
Damned by a thousand hostile sneers,
Yet ne'er its course was stayed,
But ask of those who met the foe
Who stood alone when faith was low,
Ask them the price they paid.

Ask of the steel, each strut and wire,
Ask of the searching, purging fire,
That marked their natal hour;
Ask of the mind, the hand, the heart,
Ask of each single, stalwart part,
What gave it force and power.

An Honored cause and nobly fought
And that which they so bravely wrought,
Now glorifies their deed,
No selfish urge shall stain its life,
Nor envy, greed, intrigue, nor strife,
Nor false, ignoble creed.

High overhead its lights shall gleam,
Far, far below life's restless stream,
Unceasingly shall flow;
For this was spun its lithe fine form,
To fear not war, nor time, nor storm, 
For Fate had meant it so.

Strauss runoili muutenkin, mikä osaltaan on jälleen yksi esimerkki siitä, että insinöörit eivät kaikki ole "insinöörimäisiä".

Lisää tietoa ja kuvia Golden Gatesta on sen nettisivuilla.

Aurinkolaiva muinaisen Egyptin ajalta

To, 05/26/2016 - 09:31 By Jari Mäkinen
Faaraon aurinkolaivan kopio

Tänään vuonna 1954 löydettiin Egyptissä, Gizan pyramidiin kätketty aurinkolaiva. Se ei toiminut aurinkovoimalla, vaan sen tehtävänä oli kuljettaa faarao kuolemansa jälkeen taivaaseen Auringon luokse.

Päivän kuvaLaiva oli tehty faarao Kheopsille, eli nykyisin Kfuhuna tunnetulle faaraolle noin 4600 vuotta sitten.

Sen löysi Gizan kaivauksia Kamal el-Malakhin johdolla tehnyt arkeologiryhmä pyramidin osasta, jota ei oltu aikanaan ryöstetty: tutkijat porasivat reiän laivaa sekä huonekaluja sekä muita Kheopsin käyttämiä esineitä sisältänyttä kammiota suojanneeseen 15-tonniseen kivimurikkaan, ja näkivät kammion sisällön varsin huonossa kunnossa, mutta edelleen täysin hahmotettavassa kunnossa.

Periaatteessa laiva oli jätetty aikanaan lähtökuntoon. Plataanipuusta ja setristä tehdyssä laivassa oli köydetkin paikoillaan, tosin vuosientuhansien varrella kaikki oli haperoitunut siinä määrin, että laivasta laitettiin esille vain mallikappale. Otsikkokuvassa on laivan pienoismalli, joka näyttää vielä paremmin millaisesta paatista oli kyse.

Alla on kuvia laivasta löytöhetkellä ja sen sisältänyt kammio.

Faarao Kheopsista käytetään muuten nykyisin ennemminkin nimeä Khufu, koska Kheops oli hänen kreikankielinen nimensä. Hän hallitsi ainakin 2589–2566 eaa. ja oli Egyptin 4. dynastian toinen farao. Khufu rakennutti Gizaan nykyisen Kairon lähelle muinaisen Egyptin suurimman pyramidin, josta tuli yksi maailman seitsemästä ihmeestä.

Neljän maapallon verran kävelyaluetta

Ke, 05/25/2016 - 13:58 By Jarmo Korteniemi

Avaruusluotaimet ovat tutkineet useita Aurinkokunnan kappaleita läheltä. Jokainen niistä on ikioma maailmansa. Mutta kuinka suurista alueista on kysymys? Ja kuinka hyvin ne tunnetaan?

Marsissa on saman verran lääniä kuin kaikilla Maan mantereilla yhteensä ja Kuussa on pintaa reilun Afrikan verran. Jokaisela kääpiöplaneetallakin on alaa enemmän kuin Grönlannilla.

Tepastelukelpoista pintaa löytyy Aurinkokunnasta yhteensä noin 3,5–4 maapallon verran. (Sopivasti varustautuneelle käveleskelijälle, tietystikin. Merten pohjilla, Venuksen pinnalla, tai Jupiterin Io-kuussa kuljeskelu voi suojatta olla hyvinkin haitallista.)

Infografiikka saattaa aukaista asiaa paremmin:

Yllä Maapallon eri alueita verrataan kolmeenkymmeneen seuraavaksi suurimpaan Aurinkoa kiertävään kappaleeseen. Suurten kokoerojen vuoksi kuvaa täytyy zoomata oikeaa yläkulmaa kohden, mutta sieltä löytyy tuttuja vertailualoja, jotka ehkä antavat perspektiiviä.

Entäpä kuinka hyvin nuo alueet tunnetaan? Tähän antaa osviittaa toisella tavalla väriskaalattu versio:

Kuva on kuitenkin vain suuntaa-antava, sillä on aina hyvin subjektiivista puhua "tiedon tasosta".

Jopa parhaiten tutkitut kappaleet – esimerkiksi vaikkapa Kuu ja Mars – paljastavat koko ajan uusia yllätyksiä sekä pinnalta että heti sen altakin. Eikä tiede sitä paitsi ole selittänyt kaikkein eniten kolutunkaan planeetan - Maan - toimintaa millään muotoa täydellisesti. Suurinta osaa planeettamme pinnasta ei ole vielä edes nähty. Merenpohjilla on 2,5 Marsin verran lähes tuntematonta.

Juttu on jatkoa aiemmin ilmestyneelle suurimpien vuorten kokovertailulle.

Kuvat: Jarmo Korteniemi

Volkkari avoimena: Kupla ja sen sisukset

Ke, 05/25/2016 - 09:12 By Jari Mäkinen
Kupla halkileikattuna

Näin kevätkesällä iskee autokuume, ja se sai kaivamaan esiin teknisiä tietoja eri automalleista. Ja yllättäen eteen tuli klassinen Volkswagen: Kupla, joka on päivän kuvassa hyvin avoimena. 

Tarkalleen ottaen kuvassa on Volkswagen Typ 1:n halkileikkaus.

Kyseessä oli saksalaisen Volkswagenin ensimmäinen ja tunnetuin automalli, jota valmistettiin vuosina 1938-2003 kaikkiaan 21,5 miljoonaa kappaletta. Auto sai pyöreästä muodostaan nopeasti lempinimen Kupla, tosin monissa maissa se tunnetaan Koppakuoriaisena (Käfer, Beetle, Coccinelle).

Kupla sai alkunsa vuonna 1934, kun Adolf Hitlerin halusi nopeuttaa Saksan autoistumista tuomalla myyntiin uudenlaisen, edullisen ja yksinkertaisen auton. Autolle annettiin tiukat kriteerit:

1. Autoon täytyy mahtua yksi perhe, eli vanhemmat ja kolme lasta
2. Sen suurin sallittu kulutus 8 l / 100 km
3. Autolla piti pystyä ajamaan 100 km tunnissa
4. Auton piti pystyä toimimaan ja sitä piti voida säilyttää myös kylmässä, alle nollan lämpötiloissa
5. Sen piti kyetä nousemaan 30° kulmassa olevia mäkiä
6. Se ei saanut maksaa kuin tuhat valtakunnan markkaa

Auton suunnittelijaksi valittiin Ferdinand Porsche, ja se tehtiin hyvin nopeasti. Ensimmäinen prototyyppi valmistui jo vuonna 1935, tuotantoprototyyppi vuonna 1936 – jotakuinkin 80 vuotta sitten – ja tuotanto alkoi heti kun sitä varta vasten rakennettu tehdas saatiin valmiiksi. Itse asiassa autoa varten pystytettiin kokonainen kaupunki, joka tunnetaan nykyisin Wolfsburgina ja kansanautoyhtiö Volkswagen sai samalla alkunsa.

Listietoa Kuplasta on Volkswagenin mainioilla historiasivuilla.

Melliferopolis Fest - urbaaneja uurastajia

Ke, 05/25/2016 - 07:49 By Markus Hotakainen
Melliferopolis

Melliferopolis Fest on sarja tapahtumia mehiläisille ja ihmisille kaupunkiluonnossa kesäkuusta syyskuuhun 2016.

Melliferopolis-nimi muodostuu kahdesta sanasta: Apis Mellifera, joka on mehiläisen latinankielinen nimi, ja Polis, joka on kaupunki kreikaksi. Melliferopolis yhdistää villiä luontoa ja kaupunkikulttuuria. 

Mehiläiset ja ihmiset kohtaavat työpajoissa ja kaupunkitapahtumissa Helsingin keskustassa: Kaisaniemen kasvitieteellisessä puutarhassa, Tokoinrannassa ja Tarja Halosen puistossa.  

Ohjelma käsittelee puolivillien hyönteisten elämää, mehiläisten ekologiaa ja mehiläishoitoa ja yhdistelee taiteita, tieteitä ja arkkitehtuuria.

Ohjelman tekijöitä ovat innoittaneet mehiläisten lisäksi taidehistoria, nykykirjallisuus, luonnontieteelliset tutkimusmenetelmät, arkkitehtuuri ja maisemointi, musiikki sekä äänet, hajut ja maut. Osallistuaksesi tarvitset aikaa ihmettelyyn ja kaupunkiluonnon tutkailuun. 

Tapahtuman avajaiskävely on 9. kesäkuuta kello 18 alkaen Kaisaniemen kasvitieteellisen puutarhan talvipuutarhan pääovelta Tokoinrantaan, Eläintarhan Huvilalle. 

Ohjelmaa on kuitenkin tarjolla jo ennen avajaisia. 

1.–23. kesäkuuta on taiteilija Kaisa Illukan En osaa edes tehdä kukkaa  -työpaja/tapahtuma Kaisaniemen kasvitieteellisessä puutarhassa Café Violan edessä (ohjelma).

8. kesäkuuta kello 18 taiteilija Charlie Clark (UK) esittelee kirjan Siitepöly Understanding Pollen: Alternative Histories and Unknown Futures. Paikkana on Arcadia International Bookshop.

Melliferopolis Fest -ohjelman ovat suunnitelleet Christina Stadlbauer ja Ulla Taipale yhdessä Hanna Kaisa Vainion, Charlie Clarkin, Kaisa Illukan, Lesley Kadishin, Till Bovermannin ja monien muiden kanssa. Tervetuloa!

www.melliferopolis.net 

Yhteystiedot: Christina Stadlbauer, christina@melliferopolis.net, puh. 046 902 9926; Ulla Taipale, ulla@melliferopolis.net, puh. 040 511 0214

Kuva: Till Bovermann, 2013

Suunnatun evoluution äiti sai Millennium-palkinnon

Ti, 05/24/2016 - 18:00 By Toimitus
Frances Arnold


California Institute of Technologyssa kemiantekniikan, biotekniikan ja biokemian professorina toimiva Frances Arnold on kehittänyt uuden ja nopean tavan muokata proteiineja – tekniikan, jonka ansiosta uusiutumattomia ja kalliita raaka-aineita käyttävää tuotantoa voidaan korvata kestävän kehityksen mukaisesti useilla teollisuuden aloilla.


Tekniikan Akatemia TAF myönsi vuoden 2016 Millennium-teknologiapalkinnon yhdysvaltalaiselle biokemistille Frances Arnoldille.

Arnoldin uraauurtava innovaatio, suunnattu evoluutio (directed evolution), matkii laboratoriossa luonnonvalintaa. Menetelmällä voidaan luoda uusia ja parempia proteiineja, joita voidaan käyttää hyödyksi esimerkiksi uusiutuvan energian sovelluksissa ja lääkkeiden valmistuksessa.

Suunnatun evoluution avulla entsyymeille voidaan jalostaa ihmiskunnan kannalta hyödyllisiä ominaisuuksia, jotka eivät kehittyisi ilman ihmisen ohjausta. Frances Arnoldin menetelmä on vallankumouksellinen, koska halutun geenin DNA-rakenteeseen voidaan tehdä sattumanvaraisesti mutaatioita, kuten luonnossakin spontaanisti tapahtuu. Muokatut geenit tuottavat aivan uudenlaisia proteiineja, joiden joukosta valitaan teollisuusprosessien kannalta hyödylliset.

”Suunnatulla evoluutiolla voidaan kiertää se tosiasia, ettei ihminen pysty ennustamaan laboratoriossa tuotettujen mutaatioiden vaikutusta proteiinien ominaisuuksiin. Evoluutio on saanut aikaan planeettamme kauneimmat, monimutkaisimmat ja toimivimmat ratkaisut. Vain evoluution avulla voimme tuottaa sellaista, mitä emme kykene ennalta suunnittelemaan. Siksi tätä maailman parasta luonnon insinööritaitoa kannattaa käyttää hyödyksi”, palkittu Frances Arnold kertoo.

Arnoldin kehittämät innovaatiot ovat mullistaneet aiemmin hitaan ja kalliin proteiinimuokkauksen, ja hänen menetelmänsä ovat käytössä sadoissa laboratorioissa ja yrityksissä ympäri maailmaa. Muokatuilla proteiineilla korvataan kallista tai fossiilisia raaka-aineita käyttävää tuotantoa muun muassa polttoaineiden, paperituotteiden, lääkkeiden, tekstiilien sekä maataloudessa käytettävien kemikaalien valmistuksessa.

Vihreää kemiaa ja mullistavia lääkkeitä

Suunnatun evoluution keskiössä ovat entsyymit, joiden tehtävä luonnossa on muuttaa yhdisteitä toisiksi.

”Suunnattua evoluutiota voidaan hyödyntää biotekniikkaa käyttävillä teollisuuden aloilla, koska biokemialliset reaktiot perustuvat entsyymeihin”, sanoo kansainvälisen palkintolautakunnan puheenjohtaja, professori Jarl-Thure Eriksson.

Suunnatulla evoluutiolla valmistetaan esimerkiksi entsyymejä, jotka muuttavat kasvien selluloosaa biopolttoaineiksi tai kemikaaleiksi. Uusiutuviin raaka-aineisiin ja biotekniikkaan perustuvan vihreän kemianteollisuuden luominen onkin ollut yksi Arnoldin suurimmista tavoitteista.

”Koko urani ajan olen ollut huolestunut vahingosta, jota ihmiset aiheuttavat maapallolle ja toisilleen. Tieteellä ja teknologialla voimme radikaalisti pienentää kielteisiä vaikutuksiamme ympäristöön. Kaikkein tärkeintä on kuitenkin asenteiden muuttaminen, ja tämä on helpompaa, jos meillä on taloudellisesti varteenotettavia korvaajia haitalliselle toiminnalle”, Arnold sanoo.

”Frances Arnoldin innovaation palkitseminen on juuri nyt hyvin ajankohtaista, koska useat maat, Suomi mukaan lukien, pyrkivät vahvistamaan puhdasta teknologiaa käyttävää teollisuutta ja vihreää kasvua”, sanoo Tekniikan Akatemia TAF:n hallituksen puheenjohtaja, professori Marja Makarow.

Palkitun menetelmän tärkeäksi sovellutusalaksi on vihreän kemian ja uusiutuvan energian ohella noussut myös lääketeollisuus. Arnoldin innovaatiolla voidaan rakentaa entsyymejä entistä tehokkaampaan lääkkeiden valmistukseen. Menetelmällä on luotu useita lääkkeitä, esimerkiksi uudenlainen lääke tyypin 2 diabetekseen.

Vahva roolimalli naisille

Frances Arnold toimii Caltechissa (California Institute of Technology) kemiantekniikan, biotekniikan ja biokemian professorina. Arnold on uransa alusta saakka ollut edelläkävijä aiemmin varsin miehisellä alalla. Hän on muun muassa ensimmäinen nainen, joka on valittu kaikkiin kolmeen USA:n kansalliseen tiedeakatemiaan.

”Toivon, että nuoret naiset voivat nähdä itsensä minun paikalleni. Haluaisin palkitsemiseni korostavan sitä, että naiset pystyvät rakentamaan vankan tiede- ja teknologiauran, vaikuttamaan maailmaan ja saamaan tunnustusta”, Arnold sanoo.

Miljoonan euron arvoinen Millennium-teknologiapalkinto jaettiin tänään seitsemättä kertaa.

Artikkeli on Tekniikan akatemian lähettämä tiedote hieman toimitettuna.

Piiskapyrstöinen kalalisko selvisi nopeasti muinaisesta joukkotuhosta

Ma, 05/23/2016 - 21:04 By Markus Hotakainen
Kalaliskofossiili

250 miljoonaa vuotta sitten maapallolla oli tukalat oltavat. Elinolosuhteet muuttuivat niin nopeasti, että eläin- ja kasvikunta ei ehtinyt sopeutua – tai ainakaan suurin osa ei ehtinyt.

Joukkotuho iski pahiten merten eläimistöön: 96 prosenttia eläinlajeista kuoli sukupuuttoon. Tähän saakka on oltu siinä käsityksessä, että elpynyt eläinkunta kehittyi hyvin hitaasti. Vastikään tehty fossiililöytö viittaa kuitenkin vauhdikkaaseen evoluutioon.

Ennestään tuntematon matelijalaji, iktyosaureihin eli kalaliskoihin kuulunut Sclerocormus parviceps eli maapallolla samoihin aikoihin kuin ensimmäiset dinosaurukset. Monet iktyosaurilajit muistuttivat jossain määrin nykyisiä delfiinejä, mutta uusi löytö poikkeaa niistä selvästi. 

Sclerocormus parvicepsilla oli lyhyt kuono eikä piiskamaisen pyrstön päässä ollut eviä. Sillä ei myöskään ollut hampaita, joten sen arvellaan saalistamisen sijaan "imuroineen" ravintoa suuhunsa. Poikkeavuudet läheisistä sukulaislajeista kertovat tutkijoiden mukaan nopeasta evoluutiosta.

"Iktyosaurit kehittyivät ja monimuotoistuivat ripeästi varhaistriaskauden lopulla", toteaa tutkimustyöhön osallistunut Olivier Rieppel. "Tuolta ajalta ei tunneta kovin paljon merissä eläneiden matelijoiden fossiileja, joten tämä näyte on merkittävä, sillä se viittaa toistaiseksi tuntemattomaan diversiteettiin."

Uuden lajin kehittyminen nopeasti hyvin erilaiseksi kuin sukulaisensa tuo lisäselvyyttä myös evoluution etenemiseen. "Darwinin evoluutiomallin mukaan hyvin pitkän ajan kuluessa tapahtuu pieniä, vähittäisiä muutoksia eikä se näytä pätevän tähän tapaukseen. Nämä iktyosaurit ovat mitä ilmeisimmin kehittyneet hyvin nopeasti ja monet muutokset ovat tapahtuneet lyhyinä hyppäyksinä ja loikkina", Rieppel arvelee.

Sclerocormus parvicepsin kaltaiset lajit, jotka elivät pian joukkotuhon jälkeen, kertovat myös siitä, miten elämä vastaa suuriin ympäristöhaasteisiin. 

"Parhaillaankin on tapahtumassa joukkotuho, mutta sen aiheuttajana eivät ole tulivuoret tai asteroidit, vaan ihminen", Rieppel sanoo. "250 miljoonaa vuotta sitten tapahtunut joukkotuho ei auta meitä ratkaisemaan nykypäivän ongelmia, mutta se havainnollistaa evoluutioteorian toimintaa. Mitä ymmärrämme ravintoketjun ja ekosysteemin toipumisesta ja rakentumisesta uudelleen? Miten tilanne korjaantuu ja mitä tapahtuu ensimmäiseksi?"

Uudesta fossiililöydöstä kerrottiin EurekAlert-tiedesivustolla ja tutkimus on julkaistu Nature-tiedelehdessä.

Kuva: Da-yong Jiang

1800-luvulla Mars oli vielä asuttu

Ma, 05/23/2016 - 10:51 By Markus Hotakainen
Vanha Mars-mainos
Marsin loistellessa parhaillaan iltataivaalla kirkkaimmillaan yli vuosikymmeneen, julkaisemme Tiedetuubin arkistojen kätköistä koosteen punaisen planeetan "varmaa elämää" käsittelevistä jutuista.

Vielä 1800-luvun lopulla monien mielestä Marsissa oli ilman muuta älyllistä elämää. Planeetan pinnalla oli havaittu kanavaverkosto, jonka sikäläinen sivilisaatio oli rakentanut johtaakseen napajäätiköiden sulamisvesiä päiväntasaajan vehreille viljelyksille.

Kanavia ensimmäisenä kartoittanut italialainen Giovanni Schiaparelli ei pitänyt suoria viivoja keinotekoisina rakennelmina, mutta yhdysvaltalainen liikemies ja miljonääri Percival Lowell oli asiasta varma. Hänen kirjoittamansa kirjat iskostivat ihmisten mieliin kuvan kosmisten serkkujemme asuttamasta maailmasta. 

Ajan henkeä luonnehtii hyvin Pierre Guzman -palkinto, jonka vuonna 1891 kuollut ranskalaisrouva Clara Guzman testamentissaan määräsi perustettavaksi edesmenneen poikansa muistoksi.

100 000 frangin palkintosumman saisi "minkä tahansa maan kansalainen, joka seuraavien kymmenen vuoden kuluessa keksii keinon viestiä tähden (planeetan tai muun) kanssa". 

Säännöissä oli kuitenkin pykälä, jonka mukaan viestintää marsilaisten kanssa ei hyväksytä, koska se olisi liian helppoa. Palkinto on edelleen kuittaamatta, eikä yhteydenpito marsilaisten kanssakaan ole osoittautunut kovin helpoksi.

Mars-viestintää on kuitenkin suunniteltu monin tavoin. Esimerkiksi suomalainen matemaatikko Edvard Engelbert Neovius ehdotti jo vuonna 1875, että Andien vuoristoon rakennettaisiin suunnaton lamppujärjestelmä, jolla voitaisiin lähettää viestejä naapuriplaneetalle.

Vuosisadan lopulla amerikanserbi Nikola Tesla puolestaan yritti käyttää viestintään uutta radiotekniikkaa ja vuonna 1899 hän väitti vastaanottaneensa viestejä Marsista. 

1900-luvullakin Marsissa on nähty yksittäisiä kirkkaita välähdyksiä, joita innokkaimmat ovat pitäneet sikäläisen sivilisaation lähettäminä signaaleina. Ne ovat kuitenkin olleet auringonvalon heijastuksia Marsin pinnalla tai kaasukehän pilvissä olevistä jääkiteistä.

1800-luvun lopulla Marsin kanavateoreetikot saivat puolelleen serbialaisen Spiridion Gopčevićin, jonka tuki ei välttämättä ollut asialle eduksi. Gopcevic tituleerasi itseään "tohtori, professori Leo Brenneriksi", missä oli valhetta niin paljon kuin neljään sanaan on ylipäätään mahdollista saada sopimaan.

"Brenner" oli perustanut Adrianmeressä sijaitsevalle Lussinpiccolon eli nykyiselle Losinjin saarelle vaimonsa nimeä kantavan (ja hänen rahoillaan rakennetun) Manoran observatorion, jossa tekotohtori keskittyi planeettatutkimukseen.

"Brennerin" havaintoraportit olivat vähintäänkin korkealentoisia. Esimerkiksi vuosina 1896–97 tekemiensä havaintojen mukaan hän oli pystynyt erottamaan Marsin pinnalta paitsi kaikki Schiaparellin ja Lowellin löytämät kymmenet kanavat, myös 68 uutta, ennestään tuntematonta kanavaa, 12 merta ja jopa neljä siltaa.

Kun arvostetut tiedelehdet eivät enää suostuneet julkaisemaan "Brennerin" häkellyttäviä havaintokertomuksia, hän perusti oman Astronomische Rundschau -nimisen lehden ja jatkoi sen julkaisemista vuoteen 1909 saakka. 

Usein huomattava osa lehden sisällöstä oli omistettu muiden tähtitieteilijöiden parjaamiselle ja "Brennerin" omia ansioita listaavien kollegojen (toisinaan väärennettyjen) kirjeiden siteeraamiselle.

Julkaisunsa viimeisessä numerossa "Leo Brenner" paljasti todellisen henkilöllisyytensä – väittäen kuitenkin itseään totuudenvastaisesti kreiviksi – ja ilmoitti juhlallisesti jättävänsä tähtitieteellisen tutkimuksen tykkänään. Siinä suhteessa tieteen maailma tuskin menetti paljoakaan.

 

Musta savuttaja suihkuaa syvyyksissä

Ma, 05/23/2016 - 10:15 By Markus Hotakainen
Musta savuttaja

Päivän kuvassa on tänään niin sanottu musta savuttaja. 

Päivän kuvaMustat savuttajat ovat merenpohjassa, mannerlaattojen mereisissä saumakohdissa olevia purkausaukkoja, joista suihkuaa yli 400 asteen lämpötilassa olevaa vettä. Tumma väritys johtuu sulfideista, joita on liuennut maankuoresta kuumaan veteen.

Kilometrien syvyydessä vallitseva suuri paine pitää veden korkeasta lämpötilasta huolimatta nestemäisessä olomuodossa. Vesi on paitsi kuumaa myös hapanta, jokseenkin etikan luokkaa. Mustien savuttajien ympärillä on usein kukoistavia eliöyhdyskuntia, jotka käyttävät ravintonaan veteen liuenneita kemiallisia yhdisteitä. 

Kiteytyneet metallisulfidit voivat muodostaa valtavia malmiesiintymiä merenpohjaan. 

Ensimmäiset mustat savuttajat löydettiin vuonna 1977 Galápagossaarten lähistöltä. Nykyään niitä tiedetään olevan ainakin Atlantin valtameressä ja Tyynessä valtameressä, keskimäärin 2 100 metrin syvyydessä. 

Jupiterin Europa-kuun 100 kilometriä syvän meren pohjassa arvellaan olevan vastaavanlaisia muodostelmia.

© MARUM Forschungszentrum Ozeanränder, Universität Bremen

Suurimmat ja korkeimmat vuoret meillä ja muualla

Su, 05/22/2016 - 10:48 By Jarmo Korteniemi

Maapallolla on useita ennätysvuoria, jotka ovat kaikki tavallaan kaikkein suurimpia. Mutta vain yksi niistä yltää ennätykseen koko Aurinkokunnan mittakaavassa.

Kirjoitimme jokin aika sitten planeettamme korkeimmasta vuoresta, joka löytyykin yllättäen Ecuadorista. Tämä herätti vilkasta keskustelua sosiaalisessa mediassa. "Suurin" kun voi tarkoittaa monia asioita, ja jopa "korkeuskin" on yllättävän suhteellista.

Maapallolla on useita vuoria, joita kutakin voi ihan todella kutsua planeetan suurimmaksi: Mount Everest, Mauna Kea, Mauna Loa, Tamun massiivi, sekä Chimborazo.

Otsikkokuvassa on hieman perusteellisempi katsaus asiaan infografiikan muodossa. Kaikki vuoret ovat samassa skaalassa, ja kuvan saa tarkemmaksi klikkaamalla.

 

Päivitys 22.5.2016 klo 19.15: Havaijin vuorten profiili vaihdettu (aiemmpi profiili antoi Mauna Kean korkeudeksi 9,2 km, nykyinen 9,9 km), sekä lisätty symbolien selite ja merenpinta Tamun massiivin kohdalla.

Kuva: Jarmo Korteniemi

33 tuntia ja 30 minuuttia piinapenkissä Atlantin päällä

Su, 05/22/2016 - 10:02 By Jari Mäkinen

Lentäjä Charles Lindbergh laskeutui 21. toukokuuta 1927 Pariisin luona sijaitsevalla Le Bourget'n lentokentälle klo 22.22 paikallista aikaa. Hänen takanaan oli tuolloin 33 tuntia ja 30 minuuttia kestänyt historiallinen yksinlento yli Atlantin – ja tänään aamulla maailman lehdet ylistivät tätä 25-vuotiasta huimapäätä ja hänen saavutustaan.

Lindbergh oli seikkailija, joka innostui Atlantin ylittämisestä yksin kuultuaan newyorkilaisen hotellinomistajan Raymond Orteigin julkistamasta palkinnosta ensimmäiselle välilaskuttomalle Atlantin yli lentäneelle. Tämä Orteig Prizeksi kutsuttu palkinto julkistettiin jo vuonna 1919 ja se oli summaltaan huimat 25 000 dollaria.

Pohdittuaan eri lentokoneita ennätyslennon suorittamiseen, Lindbergh päätyi Ryan Airlinesin rakentamaan ylätasoiseen ja yksimoottoriseen Ryan M-2-koneeseen, jota tosin piti muokata varsin paljon lentoa varten. Sen siipeä pidennettiin, siiven rakenteita vahvistettiin ja runkorakenteita jouduttiin suunnittelemaan uudestaan välilaskuttoman lennon vaatiman suuremman polttoainesäiliön aiheuttaman painonlisäyksen takia.

Koneesta ei nähnyt suoraan eteenpäin, koska polttoainesäiliö on sijoitettu rungon etuosaan. Siksi siihen asennettiin periskooppi, jolla pystyi kurkistamaan säiliön ylitse eteen.

Vaikka huono näkyvyys eteenpäin tuntuu vaaralliselta, olivat monet postikoneet tuohon aikaan niin täyteen pakattuja, että lentäjät joutuivat kaartelemaan nähdäkseen eteenpäin sivusuunnasta. Lindbergh oli lentänyt paljon näitä koneita, joten hän ei epäröinyt nousta matkaan puolisokeana.

Kone sai nimen Ryan NYP (New York Paris) ja se ristittiin Spirit of St. Louisiksi St. Louisin kaupungin osallistuttua rakentamisen rahoitukseen.

Ennätyslento alkoi varsin seikkaperäisten valmisteluiden ja koelentojen jälkeen New Yorkin vieressä olevalla Long Islandilla sijaitsevalta Roosevelt Airfieldiltä 20. toukokuuta 1927 kello 7.52 paikallista aikaa.

Ajoittain vaarallisen ja sekä tapahtumarikkaan että tylsän lennon päätteeksi Lindbergh laskeutui Le Bourgetin kentälle seuraavan päivän iltana. 

Takaisin Amerikkaan hän ei kuitenkaan lentänyt, vaan matkasi laivalla kesäkuussa. Kone oli mukana valtamerihöyryssä osiksi purettuna.

Wikipedian mukaan Lindbergh kiersi ennätyslentonsa jälkeen Spirit of St. Louisilla eri puolilla Yhdysvaltoja ja Etelä-Amerikkaa. 30. huhtikuuta 1928 Lindbergh lensi koneen viimeisen lennon St. Louisista Washingtoniin, jossa hän lahjoitti sen Smithsonian-instituutille.

Kone on edelleen näytteillä instituutin ylläpitämässä Yhdysvaltain kansallisessa ilmailu- ja avaruusmuseossa (National Air and Space Museum) Washington D.C.:ssä.

Lindbergin lennosta on tehty useita filmatisointeja, joista paras on vuonna 1957 valmistunut Billy Wilderin ohjaama Spirit of St. Louis. Lindberghiä elokuvassa esittää James Stewart.

Otsikkokuva on otettu ennen matkaanlähtöä Yhdysvalloissa ja alla on uutisfilmi lennosta vuodelta 1927.

Jännä piirre Mars-lentohaaveessa: SpaceX värvää astronauttien sijaan juristeja

La, 05/21/2016 - 09:05 By Jari Mäkinen
Red Dragon


Miehittyä Mars-lentoa suunnitteleva SpaceX -yhtiö on ottanut yhden askeleen eteenpäin lennon toteuttamisessa: se on aloittanut lennon lakiteknisen suunnittelun. Astronautit eivät lennä minnekään, elleivät juristit ole tehneet hommiaan.


Päivän kuvaPäivän kuvassa SpaceX:n Red Dragoniksi nimetty alus syöksyy alaspäin Marsin ohuessa kaasukehässä kohti punaisen planeetan pintaa. Kun näin tapahtuu – kenties jo kahden vuoden kuluttua – kyseessä on monessa mielessä historiallinen tapaus.

Ensinnäkin Red Dragon olisi ensimmäinen ihmisten kuljettamiseen sopiva alus, vaikkakin tällä ensimmäisellä lennollaan se toimisi täysin automaattisesti ja pitäisi sisällään vain tutkimuslaitteita. 

Toiseksi kyseessä olisi ensimmäinen kerta, kun kaupallinen yhtiö laskeutuu toiselle planeetalle, tai ylipäänsä lentää Maan kiertorataa kauemmaksi.

Siinä missä ensimmäinen kohta on vain tekninen haaste, on toisessa kyse paljon suuremmasta: vuonna 1969 solmittu kansainvälinen sopimus toiminnasta avaruudessa, niin sanottu Ulkoavaruuden sopimus määrittää sitä miten valtiot tutkivat ja käyttävät ulkoavaruutta, siis maapallon lähitienoita kauempana olevaa avaruutta ja siihen kuuluvia taivaankappaleita.

Sopimuksen mukaan maata kiertävälle radalle tai Kuuhun tai mihinkään muualle ulkoavaruudessa ei saa laittaa mitään joukkotuhoaseita. Sen mukaan ulkoavaruus ei myöskään kuulu millekään maalle, vaan on ihmiskunnan yhteistä omaisuutta ja jota kuka tahansa saa käyttää ja tutkia. Kukaan ei siksi voi vaatia omistusoikeutta Kuuhun, Marsiin tai mihinkään muuhunkaan taivaankappaleeseen.

Samoin sopimus rajaa avaruustoiminnan valtioiden tekemäksi toiminnaksi, ja siten esimerkiksi jokainen satelliitin lähettävä maa joutuu virallisesti anomaan luvan omalta maaltaan. Space X:n tapauksessa sen tekemät laukaisut vaativat aina sikäläisen ilmailuviranomaisen (FAA) hyväksynnän.

Siinä missä "tavallisten" satelliittien laukaisuluvat ovat nykyisin rutiiniasia, ei lento toiselle planeetalle ole. Ulkoavaruuden sopimus kun koskee myös planeettojen tutkimusta ja mahdollista asuttamista.

Sopimuksen kuudennessa pykälässä todetaan myös, että "ei-valtiollisten toimijoiden lennot avaruudessa, Kuu ja muut taivaankappaleet mukaan luettuna, vaativat hyväksynnän ja jatkuvan valvonnan kyseiseltä sopimukseen osallistuvalta maalta".

NASAn lisäksi SpaceX on siis parhaillaan tekemisissä myös muiden viranomaisten kanssa lennon laillisuuden turvaamisessa, ja kuten tiedetään, eivät asiat ole juridiikan puolella lainkaan niin selviä ja suoraviivaisia kuin tieteen tai tekniikan puolella. 

Todennäköisesti – ja toivottavasti – kaupallisten toimijoiden lennoista toisille planeetoille tulee aikanaan yhtä arkisia kuin satelliittilaukaisuista, mutta juuri nyt ollaan luomassa pohjaa tälle interplanetaariselle tulevaisuuden avaruustoiminnalle.

Tänään lauantaina kannattaa siis miettiä näitä avaruuslentojen kulisseissa puuhaavia taustavaikuttajia, joita ilman eivät raketit lentäisi minnekään.

A manned mission to Mars is a hot topic in space, and has been for a long time. Most of the talk around it has centred on the required technology, astronaut durability, and the overall feasibility of the mission. But now, some of the talk is focussing on the legal framework behind such a mission.

In April 2016, SpaceX announced their plans for a 2018 mission to Mars. Though astronauts will not be part of the mission, several key technologies will be demonstrated. SpaceX’s Dragon capsule will make the trip to Mars, and will conduct a powered, soft landing on the surface of the red planet. The capsule itself will be launched by another new piece of technology, SpaceX’s Falcon Heavy rocket.

It’s a fascinating development in space exploration; a private space company, in cooperation with NASA, making the trip to Mars with all of its own in-house technology. But above and beyond all of the technological challenges, there is the challenge of making the whole endeavour legal.

Miksi Mars on nyt niin lähellä maapalloa?

Pe, 05/20/2016 - 22:25 By Jari Mäkinen
Mars Hubblen kuvaamana toukokuussa 2016


Viime päivinä on tiedotusvälineissä Suomessakin kerrottu siitä, että Mars on "harvinaisen" lähellä Maata. Mistä tämä johtuu?


Syy on hyvin yksinkertainen: Maa ja Mars kiertävät Aurinkoa kumpikin hieman soikeilla radoilla, Maa vähemmän soikealla ja Mars enemmän soikealla, ja aika ajoin molemmat planeetat ovat samalla puolella Aurinkoa ja sattuvat olemaan radoillaan hyvin lähellä toisiaan. 

Näin tapahtuu keskimäärin kahden vuoden ja kahden kuukauden (keskimäärin 780 vuorokautta) välein, mutta ratojen soikeuksista johtuen välillä etäisyys on hieman suurempi ja toisinaan matkaa planeettojen välillä on vähemmän. Ja nyt etäisyys on varsin pieni.

Tarkalleen ottaen Maa ja Mars ovat lähimmillään toisiaan tiistaina 31. toukokuuta kello 01.30 Suomen aikaa. Silloin välimatka on tarkalleen 0,5032 tähtitieteellistä yksikköä (Maan ja Auringon välistä keskimääräistä etäisyyttä), eli 75,3 miljoonaa kilometriä.

Taivaalle katsottuna Mars on oppositiossa – siis täsmälleen vastakkaisella puolella taivasta kuin Aurinko – jo aiemmin, 22. toukokuuta. Mars on silloin Skorpionin tähdistössä, mutta liikkuu yö yötä kohti Vaa'an tähdistöä, mihin se siirtyy 28.5. Valitettavasti Mars nousee varsin valoisalla yötaivaalla vain noin 8° korkeudelle Etelä-Suomessa ja pohjoisessa vieläkin vähemmän. Se ei siis näy kätevästi heti iltatuntien aikaan, mutta keskiyön aikaan on selvästi kirkas, punainen planeetta eteläisellä taivaalla.

Marsin sijainnin taivaalla voi katsoa kätevästi mm. Ursan tähtikartasta. Jos punaista planeettaa katsoisi kaukoputkella, sen Maahan näkyvän puolen voi selvittää kätevästi Astronomy Now -lehden laskurilla.

Kuva näyttää Maan ja Marsin sijainnit radoillaan Auringon ympärillä 22. toukokuuta sekä seuraavien sekä kahden edellisen opposition aikaan. Kuten kuva näyttää, ovat radat soikeita, pullean ellipsin muotoisia, ja että planeettojen välinen etäisyys voisi olla pienempikin kuin nyt – kyse ei ole siis mitenkään erityisestä tapauksesta.

 

Viime aikojen paras oppositio tapahtui vuonna 2003, jolloin Maan ja Marsin välinen etäisyys oli vain 55,68 miljoonaa kilometriä. Tästä eteenpäin seuraavat oppositiot vuonna 2018 ja 2020 ovat myös koko ajan "parempia", ja vuonna 2020 etäisyys on pienimmillään 62,12 miljoonaa kilometriä.

Silloin olemme lähekkäin lokakuun puolivälissä, ja tämä tarkoittaa myös sitä, että noin kolme-neljä kuukautta aikaisemmin lähetetään matkaan luotaimia kohti Marsia. Perille ne saapuvat kolme-neljä kuukautta opposition jälkeen.

Mars-luotaimet kannattaa lähettää aina siten, että ne ovat jotakuinkin puolimatkassa opposition aikaan, koska näin planeettainvälinen lentomatka on lyhyin ja matkaan saadaan joko massiivisempi luotain tai pienempi voidaan singota matkaan pienemmällä raketilla.

Tässä oppositiossa ainoa matkaan lähetetty alus oli ESAn ja Venäjän Exomars, joka on suurin koskaan kohti punaista planeettaa lähetetty luotain. Kahdesta lennosta koostuvan Exomars-hankkeen toinen lento, Marsin pinnalle laskeutuva kunnianhimoinen kulkija, oli tarkoitus lähettää matkaan vuoden 2018 opposition aikaan, mutta se on lykätty vuoteen 2020.

Silloin laukaistaan myös NASAn seuraava suuri kulkija, Curiosity-rooverin kaltainen uusi kulkija.

Nämä kaikkein parhaat opposition luotaimien laukaisujen kannalta ovat myös aikoja, jolloin Mars on kirkkaimmillaan, komeimmillaan ja suurimmillaan taivaalla. Nämä toistuvat 15-17 vuoden välein, jolloin peräkkäin on yleensä kaksi tai kolme "hyvää" oppostitiota. 

Pyöräile pyykit puhtaiksi pesukonespinnerillä!

Pe, 05/20/2016 - 15:09 By Jari Mäkinen
Pyöräpesukone

On perjantain iltapäivä, joten on aika kevytjutulle. Tai oikeastaan kyse ei ole ihan kevyestä jutusta, sillä tämän laitteen käyttäjälle tulee varmasti hiki. 

Kyseessä on Kiinan koilliskulmassa sijaitsevan Dalianin kaupungin teknillisen yliopiston opiskelijoiden tekemä poljettava pesukone.

Tavallisessa pesukoneessahan suuri osa energiasta kuluu veden lämmittämiseen ja pesurummun pyörittämiseen, joten mikäli käytössä on lämmintä vettä, pystyy tällä pesukoneella pesemään pyykkiä ilman verkkovirtaa. 

Itse asiassa laite tuottaa myös sähköä, sillä siinä on generaattori. Sen virta tallennetaan akkuun, mistä käyttäjä voi vaikkapa ladata kännykkänsä. Tai käyttää myöhemmin pesukonetta ilman polkemista.

Laite ei ole vielä markkinoilla, ja voi olla, että yrittämisestä huolimatta se ei ole tulossakaan. Laite keksittiin jo muutama vuosi sitten, eikä nyttemmin laitteesta ole kuulunut mitään.

Paitsi netissä, missä kuvat laitteesta kiertävät koko ajan.

Joka tapauksessa spinning-pyörän ja pesukoneen hybridille voisi olla kysyntää, sillä tämän avulla voisi joko kuntoilun ja arkiaskareen yhdistää kätevällä tavalla, tai sitten sillä voisi yksinkertaisesti pestä pyykkiä siellä, missä ei vieressä ole töpseliä.

Tai sitten masiina ei ole aikuisten oikeasti mistään kotoisin: monet arkiset laitteet kuluttavat sen verran paljon energiaa, että polkemisella niiden käyttäminen on varsin työlästä.

Tästä hyvä esimerkki on koe, missä kilpapyöräilijä paahtoi leipää polkemalla. Pesukoneen liitäntäteho on tyypillisesti yli 2000 W ja ammattilaispyöräilijät tuottavat parhaimmillaan hetkellisesti noin 450 W:n tehon, joten vaikka pyykkiä ei olisi paljon ja veden lämmitys voidaan unohtaa, kenties kiinalaisopiskelijoiden polkupyöräpesukone on liian raskas käytettäväksi.

Mutta silti, kaunis ajatus – ja pieni ajattelu on paikallaan myös tällaisia ideoita netissä ihmetellessä!

Magneettinen varausjää, tulevaisuuden tallennusmedia?

Pe, 05/20/2016 - 10:58 By Markus Hotakainen
Magneettista varausjäätä

Tutkijat ovat kehittäneet uudenlaisen materiaalin, "magneettisen varausjään", joka saattaa mullistaa tietotekniikan – tai ainakin tehdä siitä entistä tehokkaampaa.

Zhili Xiaon johtaman ryhmän kehittämällä uudella materiaalilla voi olla sovelluksia tiedon tallennuksessa, muisti- ja logiikkapiirien kehitystyössä, entistä pienemmissä ja tehokkaammissa tietokoneissa, mahdollisesti myös kvanttilaskennassa.

Nykyinen tallennustekniikka perustuu nanomagneetteihin, joiden polariteetti vastaa joko nollaa tai ykköstä. Magneettisessa varausjäässä on erilaisia vaihtoehtoja peräti kahdeksan, mikä mahdollistaa suuremman tallennuskapasiteetin tai kenties jopa uudenlaisia toimintamuotoja, joita nykyinen tietotekniikka ei tarjoa.

"Pystyimme ensimmäisen kerran valmistamaan magneettisten varausten muodostamaa keinotekoista jäätä, jonka energiatilat ovat hallittavissa", toteaa Xiao.

Viime vuosina on tutkittu ahkeasti "keinotekoista spin-jäätä", joka on saanut nimensä siitä, että sen hilarakenteen spin-ominaisuudet ovat samanlaiset kuin vesijäässä. Spin on puolestaan alkeishiukkasilla esiintyvä ominaisuus, jota voi kuvailla sisäisellä pyörimismäärällä, mutta kvanttimaailman ilmiöiden tapaan se on kuitenkin pohjimmiltaan hieman eri asia.

Toistaiseksi spin-jäiden magneettisten varausten hallinta on ollut hankalaa tai mahdotonta, mutta Xiaon tutkijaryhmä löysi ratkaisun kytkemällä toisiinsa magneettisten spinien ja magneettisten varausten hilarakenteet. Ryhmän kehittämällä menetelmällä on mahdollista kontrolloida magneettisia varauksia siten, että kaikki kahdeksan vaihtoehtoista "tilaa" saadaan hallitusti käyttöön.

Osoituksena menetelmän tarkkuudesta tutkijat "kirjoittivat" materiaalin pintaan sanan ICE, jonka koko on kymmenesosa ihmisen hiuksen läpimitasta. 

Magneettinen varausjää on kaksiulotteista ainetta eli se koostuu hyvin ohuesta atomikerroksesta. Sillä voidaan pinnoittaa muita aineita kuten grafeenia, se on ympäristöystävällistä ja valmistuskustannuksiltaan suhteellisen edullista.

Käytännön sovelluksiin on kuitenkin vielä matkaa, sillä uuden menetelmän yhdistäminen nykyisin tietokoneissa käytettävään piipohjaiseen tekniikkaan on haastavaa.

Tutkimuksesta kerrottiin EurekAlert-tiedesivustolla ja se on julkaistu Science-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: Yong-Lei Wang/Zhili Xiao

Kaipaatko vielä krupulaa? Tässä on kilo tilalle.

Pe, 05/20/2016 - 10:50 By Jari Mäkinen

Tänään vietetään metrologian päivää, eli juhlistetaan mittaustiedettä. Syynä on se, että tänään vuonna 1875 allekirjoitettiin Pariisin luona Sévresissä kansainvälinen metristen mittojen sopimus. 

Päivän kuva

Kaikkialla tarkoittaa tässä ainakin sopimuksessa nykyisin mukana olevia 53 maata, joskaan kaikki jäsenmaatkaan eivät käytä metrimittoja arkisesti – esimerkiksi paunat, tuumat, jalat ja mailit ovat edelleen laajalti käytössä etenkin anglosaksisissa maissa. 

Joissain maissa käytetään vielä vanhempia perinnemittoja. Suomessakin oli aikanaan ennen nykyisiä mittoja omat pituus- ja massamittayksikkönsä, itse asiassa useita sellaisia. 

Massaa, siis "painoa", mitattiin muun muassa lästeinä, joka oli 18 kippuntaa vuoripainoa, eli 2448,44 kg. Leiviskä oli 20 naulaa, eli 8,5 kg. Ja yksi naula oli 32 luotia, eli 425,076 g; puoli naulaa oli puolestaan yksi markka. Markka oli siis muutakin kuin rahayksikkö.

Aivan pienimpiä painoja mitattaessa oli käytössä luonnollisesti omat yksikkönsä: 1 skruupeli eli krupula oli 20 graania, siis 1,236g. Yksi graani oli siis noin 42,5 milligrammaa.

Pituusmittoja oli hieman vähemmän, mutta ihan riittävästi saamaan aikaan sekaannuksia. Yksi virsta oli kymmenesosa peninkulmaa, eli 600 syltä, eli 3 600 jalkaa, eli 1068,8 metriä. Jalkojakin oli moneen lähtöön, sillä yksi jalka vastasi 12 tuumaa työmittana, mutta 10 tuumaa kymmenysmittana. Siis 29,7 cm.

Aiemmin mainittu syli oli kolme kyynärää, eli kuusi jalkaa, eli 1,781 m. Ja jos matkaa haluttiin mitata kortteleissa, eli vaaksoina, oli yksi sellainen kyynärää, eli puoli jalkaa, eli 14,8 cm.

Ei mikään ihme, että 141 vuotta sitten oli kova halu saada yhdet yhteiset mitat koko maailmaan!

Internationaalit standadit

Nykyisin kansainvälinen SI-mittayksikköjärjestelmä muodostuu seitsemästä perusyksiköstä: sekunti, metri, kilogramma, ampeeri, kelvin, mooli ja kandela. Kaikki muut yksiköt, eli johdannaisyksiköt, voidaan sitten muodostaa perusyksiköiden avulla.

Kansainvälisesti näiden ylläpidosta vastaa edelleen Sèvresissä, Ranskassa, sijaitseva BIMP, Kansainvälinen painojen ja mittojen toimisto (Bureau International des Poids et Mesures). Suomessa vastaavaa hoitaa Mittatekniikan keskus Mikes.

Mittojen ylläpito tarkoittaa sitä, että mittanormaalia ja sen jäljitettävyyttä pidetään yllä – katsotaan, että vertailukelpoiset perusyksiköt ovat olemassa – sekä siirretään mittoja muihin mittanormaaleihin. Yhä edelleen se tarkoittaa muun muassa metrin ja kilogramman tarkkojen kopioiden tekemistä, vaikkakin tieteellisesti mittayksiköt on nykyisin määritetty fysikaalisten vakioiden avulla. 

Otsikkokuvassa tehtävä huipputarkka platinasta ja iridiumista tehty kilogramman malli ei ole siis tarkkaan ottaen perustana kansainväliselle kilogrammalle, mutta tällaisten mallien avulla tehdään mittauksia laboratorioissa, kun ei vaadita äärimmäistä tarkkuutta. Muun muassa teollisuudessa tarvitaan koko ajan hyvin tarkkoja ja huolellisesti tehtyjä mitan ja massan mallikappaleita.

Lisäksi niin BIMP kuin Mikes tekevät mittatieteellistä tutkimusta.

Kansallisella tasolla Mikes pitää yllä Suomen mittanormaaleja ja nimeää mittayksiköistä ja mittanormaalijärjestelmästä annetujen lakien ja asetusten nojalla kansalliset mittanormaalilaboratoriot.

Alla ovat vielä perusmittayksiköt ja niiden selitykset Mikesin nettisivuilta kopioituina; sieltä aiheesta löytyy paljon lisätietoja!

Perussuureet ja perusyksiköt

>> Aika - sekunti (s) 

Määritelmä: sekunti on 9 192 631 770 kertaa sellaisen värähtelyn jaksonaika, joka vastaa cesium 133-atomin siirtymää perustilan ylihienorakenteen energiatasojen välillä.

 

Suomen kilo>> Massa - kilogramma (kg) 

Määritelmä: Kilogramma määritellään kansainvälisen prototyypin avulla, jota säilytetään Sèvresissä, Ranskassa lähellä Pariisia. Prototyyppi on iridiumin ja platinan seoksesta tehty sylinteri, jonka korkeus ja läpimitta ovat 39 millimetriä.

 

 

>> Termodynaaminen lämpötila - kelvin (K)

Määritelmä: Kelvin on 1/273,16 veden kolmoispisteen termodynaamisesta lämpötilasta (CGPM 1967). Veden isotooppikoostumus tulee olla seuraava (CGPM 2005): 0.000 155 76 moolia 2H jokaista moolia 1H kohti, 0. 000 379 9 moolia 17O jokaista 16O moolia kohti sekä 0.002 005 2 moolia 18O jokaista 16O moolia kohti.

 

 

Työntömitta>> Pituus - metri (m) 

Määritelmä: Metri on matka, jonka valo kulkee tyhjössä 1/299 792 458 sekunnissa. Tämä määritelmä kiinnittää metrin luonnonvakioon, valon nopeuteen tyhjössä.

 

 

Lamppu>> Valovoima - kandela (cd)

Määritelmä: Yksi kandela on sellaisen valonlähteen valovoima, joka lähettää tiettyyn suuntaan monokromaattista taajuudeltaan 540 x 1012 hertsin valosäteilyä 1/683 watin säteilyteholla steradiaania kohden. Yksi kandela vastaa suurin piirtein tavallisen kynttilän (lat. candela) kirkkautta.

 

 

Electricity>> Sähkövirta - ampeeri (A)    

Määritelmä: Ampeeri määritellään sellaiseksi ajallisesti muuttumattomaksi sähkövirraksi, joka kulkiessaan kahdessa suorassa yhdensuuntaisessa, äärettömän pitkässä ja poikkipinnaltaan mitättömässä pyöreässä johtimessa, jotka ovat 1 metrin etäisyydellä toisistaan tyhjiössä, aikaansaa johtimien välillä 2·10-7 N voiman johtimen metriä kohti.

 

 

>> Ainemäärä - mooli (mol)

Määritelmä: Mooli on sellaisen systeemin ainemäärä, joka sisältää yhtä monta perusosasta kuin 0,012 kilogrammassa hiili 12:ta on atomeja. Moolia käytettäessä perusosaset on yksilöitävä, ja ne voivat olla atomeja, molekyylejä, ioneja, elektroneja, muita hiukkasia tai sellaisten hiukkasten määriteltyjä ryhmiä. (14. CGPM 1971). Määritelmä kiinnittää hiiliatomin massan

 

 

Otsikkokuva: BIMP

Päivitys illalla perjantaina: Jutussa metrologia oli kirjoitettu alun perin metronomia. Typerä virhe, anteeksi!

Paha takaisku SpaceX-yhtiölle: takaisin palannut raketti ei ole käyttökelpoinen

To, 05/19/2016 - 23:29 By Jari Mäkinen
Falcon-raketin vaurioitunut ensimmäinen vaihe

SpaceX-yhtiön perustajajohtaja Elon Musk kertoi juuri twitterissä, että viimeksi onnistuneesti takaisin Maan pinnalle palannut Falcon 9 -kantoraketin ensimmäinen vaihe on kärsinyt pahoja vaurioita. Sitä ei nähtävästi voida kunnostaa tarpeeksi edullisesti uutta käyttöä varten.

"Tuorein rakettimme sai maksimivauriot (hyvin) suuresta paluunopeudesta johtuen", twiittasi Musk ja viittasi siihen, että vaihe aloitti paluunsa aiemmin laskeutuneita rakettivaiheita korkeammalta ja suuremmasta nopeudesta.

"Se tulee auttamaan testikappaleena varmistamaan sen, että muut pystytään käyttämään uudelleen".

Rakettivaiheen vauriot olivat selviä jo SpaceX-yhtiön aiemmin julkaisemassa videossa, missä vaihetta tuotiin takaisin halliin Cape Canaveralissa. Se oli kärventynyt pinnaltaan suurilta osin mustaksi ja varsin rajun maahanpaluun aiheuttamia vaurioita oli nähtävissä muutenkin.

Kyseinen vaihe lennätti japanilaisen JCSAT-14 -tietoliikennesatelliitin kohti geostationaarista kiertorataa toukokuun 6. päivänä.

Ennen lentoa yhtiö ja Musk olivat vain lievästi toiveikkaita siitä, että vaihe saataisiin ylipäänsä takaisin. Se laskeutui kuitenkin onnistuneesti vain hieman yli metrin päähän tavoitepaikasta ja saapui meren päällä sitä odottaneen proomun kyydissä Floridan rannikolle viime perjantaina.

Kaksi ensimmäistä onnistuneesti laskeutunutta ensimmäistä vaihetta aloittivat matkansa takaisin alas huomattavasti mukavammasta tilanteesta, matalammalta ja hitaammasta nopeudesta.

Kaikki kolme palannutta rakettivaihetta ovat tällä hetkellä yhtiön hangaarissa Cape Canaveralin avaruuslentokeskuksessa.

Päivitys 25.5.2016:
Musk tarkensi myöhemmin, että rakettivaihe voitaisiin käyttää uudelleen, mutta se ei ole kannattavaa ja vaiheen käyttäminen testikappaleena auttaa parantamaan maahanpaluita vastaisuudessa.

Ongelmana korkeammalta ja nopeammin saapuvilla rakettivaiheilla on iskeytyminen ilmakehään, sillä ne palaavat Maahan lähes kuin avaruussukkula: ilmakehä hidastaa ja lämmittää niitä voimakkaasti kitkakuumennuksellaan, joten niissä pitää olla lämpösuojausta. Sitä ei tosin tarvita niin paljoa kuin "oikeilla" avaruusaluksilla.

Vauriot maahanpaluussa ovatkin suurin epävarmuustekijä rakettivaiheiden uudelleenkäytettävyydessä.

SpaceX:n idea rakettivaiheiden tuomisessa takaisin on nimen omaan niiden käyttö uudelleen, ja nyt saadun ensikokemuksen mukaan geostationaariradalle laukaistujen rakettien vaiheiden kunnostaminen käyttökelpoisiksi voi olla vaikeaa.

Sen sijaan muiden, matalalle kiertoradalle laukaisuja suorittaneiden rakettien ensimmäisten vaiheiden kunnostus voi olla hyvin yksinkertaista. Yhtiö aikoo laukaista ensimmäisen kierrätysrakettinsa vielä tämän vuoden puolella.

Mikäli rakettivaiheita onnistutaan käyttämään useita kertoja uudelleen, voi laukaisuiden hinta pudota jopa kolmannekseen.

Jos uudelleenkäyttö osoittautuu hankalaksi, ei laskeutumisjalkojen, lisävahvistusten, ylimääräisten ohjauslaitteiden ja lisäpolttoaineen vaatimia lisäyksiä voi pitää kannattavana. 

Mahdollisesti lopulta tulos voi olla jossain keskivaiheilla: osa rakettivaiheista voidaan käyttää uudelleen, jolloin kustannukset kokonaisuudessaan putoavat vähän. Tämä jää vielä nähtäväksi.

Seuraavan Falcon 9:n lennon ja sen ensimmäisen vaiheen laskeutumisen on tarkoitus tapahtua ensi viikolla, toukokuun 26. päivänä. Sen jälkeen vuorossa kesäkuussa on kaksi laukaisua lisää, ja heinäkuussa yhtiö aikoo laukaista matkaan ensimmäisen rakettinsa pitkään aikaan Kaliforniasta, Vandenbergin lentotukikohdasta.

Tuo laukaisu on suomalaisittainkin hyvin kiinnostava, koska sen kyydissä on ensimmäinen suomalainen satelliitti, Aalto-1.

Suuria muutoksia tulossa, mutta kuunteleeko kukaan?

To, 05/19/2016 - 19:09 By Toimitus
Kuvituskuva, kuvaaja Brandon L. (muokattu)

Aalto-yliopiston kauppakorkeakoulun professorit nostavat esiin digitalisaation tuomia mahdollisuuksia, joilla Suomesta voitaisiin tehdä paljon parempi. Suomella on oikean osaamisen, vähäisen korruption ja hyvän tietotekniikkainfrastruktuurin ansiosta kaikki edellytykset olla voittajien joukossa tulevaisuudessa – mutta taaksepäin katsomalla ja menneeseen tarttumalla putoamme yhä syvemmälle häviäjien joukkoon.

Professorit Katariina Kemppainen (logistiikka), Olli-Pekka Lumijärvi (laskentatoimi), Hannu Ojala (laskentatoimi), Erkki Ormala (innovaatiojohtaminen) ja Liisa Välikangas (innovaatiojohtaminen) julkaisivat eilen erinomaisen digitalisaatiota käsittelevän kirjoituksen, joka katsoo laaja-alaisesti edessämme niin Suomessa kuin koko maailmassa olevia muutosia.

Vanha maailma on hiipumassa, mutta uusi maailma ei ole vielä valmis. Tässä välitilassa on vaikeaa, mutta tämä teksti tarjoaa hyvän väläyksen siitä, mihin olemme menossa. Ja myös muutamia ajatuksia siitä, mitä nyt pitäisi tehdä. Toivottavasti Valtioneuvostossa ja Eduskunnassa ollaan kuulolla.

Tiedetuubi haluaa herätellä osaltaan suomalaisia tarttumaan kiinni mahdollisuuksista julkaisemalla alunperin Aalto-yliopiston nettisivuilla olleen tekstin sellaisenaan:

Digitaalisuus haastaa koko yhteiskuntaamme perin pohjin

Digitalisaatio muuttaa suomalaista yhteiskuntaa monin tavoin. Se tulee hävittämään osan perinteisistä toiminnoista ja toimintatavoista, mutta samalla se tarjoaa uusia mahdollisuuksia uuden elinkeinotoiminnan ja yhteiskunnan kehitykselle. On meistä itsestämme kiinni, minkä tien valitsemme. Uudistamalla vanhoja käytäntöjä ja panostamalla rohkeasti tulevaisuuteen voimme siirtyä digitalisaation voittajien joukkoon. 

Jakamistalous korvaa keskitettyä tuotantoa. Digitaalisuus on mahdollistanut jakamistalouden, jossa resurssit otetaan tehokkaampaan käyttöön. Esimerkkejä on lukuisia: Airbnb-palvelua hyödyntämällä vapaana oleva koti voidaan tarjota lyhytaikaiselle vuokralle. Turo-palvelun avulla yksittäiset autonomistajat voivat laittaa autonsa vuokralle, ja FlightCar-palvelun avulla lentomatkalle lähtevät autoilijat voivat vuokrata autonsa sen sijaan, että jättävät sen seisomaan parkkipaikalle matkan ajaksi. Samalla syntyy liiketoimintaa, joka ei sido pääomaa. Airbnb toimii kuin hotelliketju omistamatta yhtään asuntoa. Uber ja Luft eivät omista autoja eivätkä kuljettajat ole sen palkkalistoilla. Suomen kaltaiseen pääomaköyhään maahan tällainen liiketoimintamalli olisi loistava.

Energian internet vähentää isojen investointien tarvetta. Digitalisaation avulla globaaleja kasvihuonepäästöjä voitaisiin vähentää kymmeniä prosentteja. Yhdysvalloissa panostetaan satoja miljoonia energiainternetin synnyttämiseen, jossa kuka tahansa voi toimia energian tuottajana ja kuluttajana. Energian jakelu ja laskutus tapahtuisi yhteisen digiplatformin kautta aivan samoin kuin tiedon siirto ja laskutus toimii internetissä.

Palveluista muodostuu olennainen osa teollisuuden tarjoamaa. Elämme jälkityöllisessä palveluyhteiskunnassa. Perusteollisuus modernisoi hyvällä vauhdilla toimintatapojaan. Useat suomalaiset konepajayhtiöt ovat siirtymässä teollisen internetin aikaan, jossa kasvua haetaan reaaliaikaisesta laitteiden toiminnan ja kunnon seurantapalveluista. Näissä oloissa kansallisten digitaalisten palvelualustojen rakentaminen on vähintään yhtä tärkeää kuin kansallisen liikenneinfrastruktuurin kehittäminen.

Talouden informaatiovirrat pelkistyvät. Yhdysvaltojen viitoittamalla mallilla EU vähentää yksityisen sektorin taloudellisen informaation tuottamisvelvoitteita tulkiten ne laajalti ”hallinnolliseksi taakaksi”. Systeemisten riskien pelossa yleisen edun kannalta merkittävien yhteisöjen taloudellisen informaation tuottamisen sääntely ja valvonta voimistuu. Talouden informaatiovirrat sekä yksityisellä että julkisella sektorilla muuttuvat rakenteellisemmiksi (esim. XBRL) ja käytettävämmiksi.

Globaali kilpailu koulutuksessa haastaa yliopistot. Suomi haluaa nyt olla innostavan oppimisen kärkimaa, mutta erityisesti korkeakouluopinnoissa on parannettavaa. Maailman parhaat yliopistot tarjoavat korkeatasoisia oppimismahdollisuuksia tavoitteenaan globaalin markkinan valloittaminen ja parhaiden opiskelijoiden rekrytointi. Massaluentojen puuduttamat, verkko-oppimiseen tottuneet nuoret saattavat äänestää jaloillaan. Digitaalisuuden myötä tämä ei vaadi edes ulkomaille muuttoa.

Työ muuttuu. Tulevaisuudessa vakiintuneet työsuhteet ovat vain harvojen etuoikeus. eLancen, 99Designin, Uberin ja Woltin tapaiset yritykset tarjoavat työtä miljoonille ihmisille ympäri maailmaa. Näissä oloissa ihmisten erotteleminen palkansaajiksi tai yrittäjiksi on auttamatta vanhentunut käytäntö. Esimerkiksi Britanniassa ihminen voi samanaikaisesti olla työsuhteessa ja hankkia itse toimeentulonsa.

Verotusmallit päivitettävä. Verotuspohja muuttuu entisestään, kun yhtälöön lisätään vielä media-alan, vähittäiskaupan ja terveyspalvelujen jo käynnissä olevat murrokset? Perinteistä työtä verottamalla ei valtion kirstua täytetä. Tarvitaan uusia verotusmalleja, jotka huomioivat digitalisaation vaikutukset tulonmuodostukseen ja kulutuskäyttäytymiseen. Kestäviä kasvun lähteitä voivat olla digipalvelujen myynti kansainvälisillä markkinoilla ja ympäristöverotus.

Digitaalisuus haastaa yhteiskuntamme perin pohjin, jo kauan sitten sovittuja rakenteita ja toimintatapoja myöten. Elämme ennalta-arvaamattomien muutosten aikakautta. Piilaaksossa ei väsytä puhumaan näistä pelisääntöjä muuttavista epäjatkuvuuskohdista. Jääkö Suomi vapaaehtoisesti jälkeen?

Kuva: Brandon Luk / flickr (muokattu)

Leikkaa ja liimaa tekstiä 1500-luvun tapaan

To, 05/19/2016 - 13:48 By Toimitus

Usein kuvittelemme, että asiat ovat nyt eri tavalla kuin ennen. Niin ne ovatkin, mutta ei ennenkään kaikki ollut aivan primitiivistä. Esimerkiksi nyt Mari-Liisa Varila osoittaa tuoreessa Turun yliopistoon tekemässään väitöstutkimuksessa, että 1500-luvun Englannissa harrastettiin copy-paste -toimintaa ja kanavasurffausta vähän kuin nykyisin – tosin sen aikaisin välinein.

Tarkalleen ottaen Varila toteaa tutkimuksessaan, että englanninkielisten tieteellisten tekstien tuottajat muokkasivat lähdetekstejään joustavasti ja valikoiden. Eli tuolloin, kun kirjojen nykyaikainen painaminen oli lapsenkengissään, saattoivat ihmiset lukea ristiin käsikirjoituksia ja painettuja kirjoja samaan tapaan kuin nykylukija hyödyntää sähköisiä ja painettuja tekstejä.

Keskiajan ja uuden ajan alun tieteellisiä tekstejä on säilynyt paljon, mutta yllättäen niitä on tutkittu varsin vähän.

Varilan huomion kohteena ovat olleet 1500-luvun Englannissa Tudorien aikaan tehdyt tieteelliset tekstit. Hän huomasi, että uusien tekstien tuottajat eivät enää toistaneet vanhojen kirkollisten tekstintekijöiden tapaan varhaisempia tekstejä sellaisenaan, vaan ottivat teksteistä tarvitsemansa tiedon ja muokkasivat sen uuteen muotoon.

"Sekä käsin kirjoitettujen että painettujen tekstikokoelmien laatijat suhtautuivat tekstien ja teosten rajoihin joustavasti, poimien lähdeaineistosta tärkeinä ja kiinnostavina pitämiään asioita ja yhdistellen tietoa useista eri lähteistä", Varila kertoo Turun yliopiston tiedotteessa.

"Lähteitä tai tekstien välisiä rajoja ei kuitenkaan aina merkitty selvästi, mikä vaikeuttaa tekstien tunnistamista ja asettaa siten haasteita tutkimukselle."

Kirjoja painettiin Euroopassa 1400-luvun puolivälistä alkaen, mutta tekstejä kopioitiin 1500-luvulla yhä paljon myös käsin. Varilan tarkastelemissa käsikirjoituksissa onkin useita tekstejä ja kuvia, jotka voidaan yhdistää 1500-luvun englannin- ja latinankielisissä painetuissa lähteissä esiintyvään aineistoon. 

Osa teksteistä on todennäköisesti kopioitu painetuista kirjoista. 1500-luvun lukija saattoikin käyttää näitä kahta mediaa samaan tapaan kuin nykylukija hyödyntää sekä sähköisiä että painettuja tekstejä. Käsikirjoituksia ja painettuja kirjoja tutkitaan kuitenkin usein erikseen. 

"1500-luvun Englannissa tekstejä oli saatavilla monessa eri muodossa ja useilla eri kielillä. Saadaksemme kattavan käsityksen tämän aikakauden tekstintuotannosta, käsikirjoituksia ja painettuja kirjoja tulisikin tarkastella rinnakkain."

Sivumäärän rajoitukset vaikuttivat tekstien sisältöön

Varila tarkasteli tutkimuksessaan erityisesti kolmen tieteellisen käsikirjoituksen ryhmää, jotka voidaan yhdistää englantilaiseen villa- tai kangaskauppiaaseen Thomas Butleriin (1500–1556). Butler on myös omakätisesti kopioinut osan käsikirjoitusten teksteistä. Hänen englantinsa poikkeaa kirjoitusasultaan aikakauden painetussa kirjallisuudessa käytetystä kielestä ja hän myös lyhenteli vapaasti tekstirakenteita ja sanoja lähes nykyaikaiseen tapaan. 

"Tekstintuotannon kielelliset piirteet ovat vuorovaikutuksessa fyysisten piirteiden kanssa", jatkaa Varila.

"Kun kopioija esimerkiksi lähestyi kirjoittaessaan sivun alareunaa, hän saattoi lyhennellä kopioitavaa tekstikokonaisuutta mahduttaakseen sen sivulle. Toisaalta lyhyitä tekstejä saatettiin lisätä puolityhjien sivujen täytteeksi. Ammatikseen kirjoittavat joutuvat yhä ottamaan työssään huomioon erilaisia sana- ja sivumäärärajoituksia. Vuorovaikutus tekstin sisällön, kielen ja ulkoisen olomuodon välillä tulisikin huomioida esimerkiksi kielitieteellisessä tutkimuksessa."

Varila käytti työssään myös Yalen yliopiston kokoelmiin kuuluvia käsikirjoituksia, joissa on esimerkiksi lääketieteellisiä ja astrologisia tekstejä. Väitöskirja sisältääkin näiden aiemmin lähes tuntemattomien käsikirjoitusten tarkat kuvaukset.

"1500-luvun alkupuolen tekstintuotantoa on tutkittu yllättävän vähän, vaikka tämä ajanjakso on erittäin kiinnostava käsikirjoituskulttuurin ja kirjapainotaidon vuorovaikutuksen näkökulmasta", kertoo Varila.

Varilan väitöskirja "In search of textual boundaries: A case study on the transmission of scientific writing in 16th-century England" (Tekstien rajoja etsimässä: Tapaustutkimus tieteellisen kirjoittamisen käytänteistä 1500-luvun Englannissa) julkistetaan Turun yliopistossa lauantaina 28.5.2016. Kirja on saatavissa Turun yliopiston opiskelijapalveluista.

Juttu perustuu Turun ylipiston tiedotteeseen.

Elämälle on 8,8 miljardia vaihtoehtoa

To, 05/19/2016 - 09:46 By Markus Hotakainen
Elinkelpoinen eksoplaneetta

Eksoplaneettoja metsästävän Kepler-avaruusteleskoopin aineistosta on löytynyt paitsi parituhatta varmaa tapausta, myös vastaus kysymykseen "kuinka paljon Linnunradassa on elämälle suotuisia planeettoja".

Vaikka kyse on arviosta, joka perustuu hyvin pieneen otokseen kaikista Linnunradan tähdistä, Geoff Marcyn johtama tutkijaryhmä pitää sitä luotettavana.

Kotigalaksissamme on noin 200 miljardia tähteä, joista noin viidennes muistuttaa keskeisissä suhteissa Aurinkoa. Keplerin havaintojen perusteella noin 22 prosentilla näistä tähdistä on maankaltaisia planeettoja sopivalla etäisyydellä. 

Tästä saadaan yksinkertaisella laskutoimituksella elämän kannalta suotuisten planeettojen lukumääräksi 8,8 miljardia.

Tällaisia "elämänkeitaita" on todennäköisesti paljon enemmänkin, sillä myös muiden kuin auringonkaltaisten tähtien ympärillä voi olla olosuhteiltaan leppoisia planeettoja.

Aikaisemman tutkimuksen mukaan punaisista kääpiötähdistä, jotka ovat auringonkaltaisia tähtiä monilukuisempia, noin 15 prosentilla on sopivalla etäisyydellä kiertäviä maankaltaisia planeettoja.

Jos ne otetaan lukuun, kasvaa elämälle suotuisten planeettojen määrä Linnunradassa kymmeniin miljardeihin. Puhumattakaan siitä, että nyt pohditaan meidän tuntemamme kaltaisen elämän elinolosuhteita.

Toistaiseksi tunnemme elämää vain täällä maapallolla, joten on mahdoton arvioida, millä todennäköisyydellä näillä miljardeilla elinkelpoisilla planeetoilla todella on elämää - ja millaista se on. 

Jotain osviittaa antaa syvä hiljaisuus, joka kosmoksessa tuntuu vallitsevan. Ainakaan teknisesti pitkälle kehittyneitä, tähtienväliseen viestintään kykeneviä sivilisaatioita ei ole vilisemällä. 

Tutkimus on julkaistu Proceedings of the National Academy of Sciences -tiedelehdessä.

Kuva: IAU/L. Calçada

Unenomainen näky: tulivuori purkautuu ja sen päällä on ufopilvi

To, 05/19/2016 - 09:33 By Jari Mäkinen

Sisiliassa, Italiassa, sijaitseva tulivuori Etna on käytännöllisesti katsoen koko ajan aktiivinen tulivuori, mutta aina silloin tällöin se muuttuu aktiivisesti hyvin aktiiviseksi.

Kuten nyt: huhtikuusta alkaen se on syössyt kaasua, tulta ja tulikiveä taivaalle, mutta onneksi tähän saakka lähinnä vain kauniita näkymiä tuottaen. Päivän kuvassa tulivuoren lisäksi sen päällä on komea mantelipilvimuodostelma.

Päivän kuvaEtna on Euroopan korkein aktiivinen tulivuori, 3 350 metriä, ja se on eräs maailman aktiivisimmista tulivuorista – se on purkautumistilassa lähes koko ajan.

Se on niin sanottu kerrostulivuori, eli se on kasvanut (ja kasvaa koko ajan) sitä mukaa, kun sen huipulta valuu hidasliikkeistä laavaa ulos ja se jähmettyy. Tuloksena on jyrkkärinteinen tulivuori, joka koostuu vuorottelevista laava- ja tuhkakerroksista, joiden keskellä on kapeita laavan täyttämiä purkausaukkoja.

Etnan tiedetään purkautuneen kunnolla yli 60 kertaa sitten vuoden 475 eea, mistä on peräisin ensimmäinen kirjallinen dokumentti sen purkautumisesta. Suuria aktiivisuushuippuja on ollut vuosina 1669, 1928, 1949, 1971, 1979, 1991, 2000 ja viimeksi 2001–2002.

Tällä kertaa aktiivisuus ei ole vielä edellisten tasolla, mutta jälleen huomattavasti yli normaalin. Sen huipulla olevista neljästä kraatterista kolme on ollut aktiivisia viime päivinä. Niistä on syöksynyt ylös kaasuja ja laavaa, joka valuu alaspäin alueelle, jolle on aiemminkin valunut paljon laavaa. Toistaiseksi siis tästäkään purkauksesta ei ole aiheutunut harmia kuin lentoliikenteelle, joka joutuu välttämään tuhkapilviä.

Aikanaan Etna tunnettiin nimellä Aetna, joka on todennäköisesti peräisin kreikan palamista ilmaisevasta sanasta aitho. Nimi onkin looginen, koska vuori näyttää olevan koko ajan kuin tulessa.

Etnan tuliperäinen toiminta alkoi noin puoli miljoonaa vuotta sitten Sisilian silloisen rantaviivan tuntumassa sattuneilla vedenalaisilla purkauksilla.

300 000 vuotta sitten vulkaanisuus alkoi ilmetä nykyisestä vuorenhuipusta lounaaseen, kunnes se 170 000 vuotta sitten alkoi siirtyä kohti Etnan nykyistä keskusta. Tämän ajan purkaukset rakensivat tulivuoren ensimmäisen vulkaanisen kerroksen, muodostaen kerrostulivuoren vuorotellen räjähdysmäisiä ja virtaavia purkauksia.

Vuoren kasvu keskeytyi välillä valtavien purkausten seurauksena kun tulivuoren huippu romahti muodostaen kalderan.

Vuonna 2006 julkaistun tutkimuksen mukaan tämä noin 8000 vuotta sitten tapahtunut romahdus synnytti valtavan tsunamin Välimerellä, joka tuntui kaikkialla etenkin itäisellä Välimerellä. 

Tällaisia tsunameita on ollut muitakin Välimerellä historian kuluessa ja niistä tunnetuin on Santorinin valtava räjähdys vuonna 1610 eea. Atlantis-tarinat, siis kertomukset yllättäen mereen valuneesta kaupungista ovatkin todennäköisesti peräisin tällaisista tsunameista. Etnan romahduksen aikaan esimerkiksi nykyisen Israelin alueella ollut Atlit Yam "vajosi" mereen.

Etnan purkausten purkausten tuhkaa on löydetty jopa Roomasta, 800 kilometrin päästä purkauspaikalta.

On täysin mahdollista, että Etna purkautuisi myös hyvin voimakkaasti edelleen. Siksi sitä tutkitaan tarkasti ja se on eräs maailman parhaiten tunnettuja tulivuoria. 

Vuoren viimeaikaisia temppuja voi seurata lähes reaaliajassa mm. mainiolla Volcano discovery -sivustolla.

Alla vielä Etna kuvattuna avaruusasemalta vuonna 2002.

Kuvat: Etna365 (otsikkokuva), NASA (alempi)

Kotirobotit ovat kohta täällä – ensinnä tulevat lemmikit ja orjat

Ke, 05/18/2016 - 23:03 By Toimitus
Jetsons-piirrossarjan kotirobotti työn touhussa

Robotit tulevat arkipäiväämme nopeammin kuin olemme osanneet kuvitellakaan. Huimat loikat eteenpäin etenkin tekoälyssä, konenäkössä ja automaattisessa oppimisessa tekevät uudenlaisten, oppimaan kykenevien palvelurobottien esiinmarssin mahdolliseksi jo ihan lähiaikoina.

Vielä jokin aika sitten ajateltiin, että kotirobotit ovat todellisuutta vasta sitten, kun nykynuoret ovat ehtineet eläkeikään.

Mutta nyt Tampereen teknillisen yliopiston signaalikäsittelyn laitoksen Associate Professor Joni Kämäräinen heittää ilmaan jo rohkeamman arvion: "Robotit tulevat koteihimme jo 10–15 vuodessa, jopa nopeammin".

Eikä kyse ole vain tyhmistä imuriroboteista, vaan älykkäistä robottikavereista. Nyt suunnitteilla oleviin lemmikkien kaltaisiin palvelrobotteihin verrattuna takavuosien koirarobotit ovat hyvin alkeellisia. Nehän osasivat oikeastaan vain pyörittää silmiään, istua ja näyttää söpöiltä.

"Robottikaverit ovat vähän hassuja mutta älykkäitä, vähän samaan tapaan kuin Harry Potterin Dobby-kotitonttu", selittää Kämäräinen.

"Niillä on samat aistit kuin meillä: ne tuntevat, näkevät ja kuulevat, ja niille voidaan kehittää myös hajuaisti. 

Aluksi ne katselevat mitä teemme, ja sitten ne alkavat täyttää tiskikonetta ja imuroida. Ne huolehtivat asioista ja katsovat lasten perään. Kun tulemme kotiin töistä, kaikki paikat ovat kunnossa."

Paras asia on oppimiskyky

Tulevaisuuden tietokoneita ei ohjelmoida, vaan ne koulutetaan. Samaan tapaan tekoälyn avulla robotteihin ohjelmoidaan oppimiskyky. Elleivät ne heti osaa tehdä jotain, ne voivat opetella sen kokeilemalla – vastaavasti kuin pikkulapsi opettelee juomaan mukista.

"Robotit osaavat myös kommunikoida keskenään. Ne kysyvät toisiltaan neuvoja robottien oman, rinnakkaisen internetin kautta. Ja mikä parasta: kun yksi robotti on oppinut vaikkapa keittämään kahvia, se voi kertoa asiasta muille. Pian sen jälkeen kahvi porisee kaikissa robotin ja kahvinkeittimen omistavissa kodeissa maailmalla."

Kuva: Aldebaran Robotics yhtiön kehittämiä Nao-robotteja.

 

Avuksi terveydenhuollossa

TTY:n signaalinkäsittelyn laitos osallistuu parhaillaan Suomen Akatemian rahoittamaan strategiseen Robotit ja hyvinvointipalvelujen tulevaisuus (ROSE) -hankkeeseen. Siinä tutkitaan robottien käyttöä osana ikääntyvän väestön terveydenhuollon palveluita erityisesti palvelutaloissa.

Kuusivuotisessa hankkeessa tutkitaan robotteja myös laajempana ilmiönä ja osana tulevaisuuden yhteiskuntaa. Hankkeen muina osapuolina ovat Aalto-yliopisto, Laurea Ammattikorkeakoulu, Lappeenrannan teknillinen yliopisto, Tampereen yliopisto ja VTT. TTY:llä paneudutaan erityisesti robottinäön käyttöön autonomisissa kotiroboteissa.

"Monialaisessa ROSE-hankkeessa ainutlaatuista on se, että humanistit ja insinöörit työskentelevät rinta rinnan", Kämäräinen kertoo. "Humanistit saavat nähdä mihin teknologia pystyy, ja me insinöörit pääsemme näkemään mikä on sosiologien, filosofien ja etiikan eksperttien näkökulma robotteihin."

Apua robotin silmin

Jos palvelutalon asiakkailta kysytään, ottaisivatko he mieluummin seurakseen ihmisen, kaikki vastaisivat myöntävästi. Mutta Kämäräisen mukaan robotit voivat pian tuoda vanhusten ja ikääntyneiden hoitoon lisäturvaa ja hyödyllisiä lisäkäsiä, jotka eivät maksa paljoa.

Robottien tulo muuttaisi palvelutalon hoitajien työtapoja. Enää ei hoidettaisi kaikkia asukkaita järjestyksessä, vaan palveltaisiin ensin apua tarvitsevia.

"Jos palvelutalon asukas kaatuu, robotti voi kysyä häneltä onko hän kunnossa", selittää Kämäräinen.

"Mikäli vastaus on ei, robotti voi soittaa sairaanhoitajalle. Hoitaja voi puhua vanhukselle laitteen kautta ja nähdä saman tilanteen, jonka robotin silmät näkevät."

*

Artikkeli on lähes suoraan TTY:n sidoryhmälehti Rajapinnassa 2/2016 ilmestynyt juttu Palvelurobotteja koteihin ja terveydenhuoltoon ja sen on kirjoittanut Leena Koskenlaakso.

Jos E.T. ei soitakaan, vaan vilkuttelee valoja?

Ke, 05/18/2016 - 14:57 By Markus Hotakainen
Linnunrata vilisee planeettoja

SETI-projekteissa on jo vuosikymmenien ajan yritetty kuulostella avaruuden muukalaisten radioviestejä. Philip Lubinin mielestä hankkeet ovat ihan hakoteillä.

Kehitteillä olevan fotoniikan avulla olisi ainakin periaatteessa mahdollista havaita kosmisten serkkujemme viestit vaikka maailmankaikkeuden toiselta laidalta – mutta radioaaltojen sijasta valomerkkeinä.

"Jos omassa galaksissamme olisi toinen sivilisaatio, joka olisi teknisesti vähintään yhtä kehittynyt kuin omamme, voisimme havaita sen hyvin vaatimattomalla tekniikalla", lupailee Lubin.

Kalifornian yliopistossa Santa Barbarassa kehitetään "suunnatun energian" tekniikkaa, jolla voisimme lähettää viestejä mihin tahansa maailmankaikkeuden kolkkaan. Ajatustenvaihto olisi toki yhtä hidasta kuin kaikilla muillakin menetelmillä: niin radiosäteily kuin valokin etenee vain valovuoden yhdessä vuodessa.

Jos jollakin muulla sivilisaatiolla on käytössään vastaavaa tekniikkaa, kysymys "missä kaikki ovat?" käy entistä arvoituksellisemmaksi.

"Ehkä he eivät halua tulla nähdyiksi tai he eivät lähetä lainkaan viestejä, joita pystyisimme vastaanottamaan. Tai ehkä muita ei ole ollenkaan olemassa", Lubin listaa.  

Lubinilla on näppinsä muissakin suunnatun energian projekteissa. Hän on neuvonantajana Juri Milnerin ja Stephen Hawkingin Breakthrough Starshot -projektissa, jossa hahmoteltu tähtienvälinen luotain perustuu Lubinin kehittelemään tekniikkaan.

Suunnatun energian avulla olisi mahdollista lähettää viestejä tarkoin valikoituihin kohteisiin laaja-alaisen kosmisen kailotuksen sijasta. Ja sama pätee mahdollisten viestien kuunteluun. Lubin ehdottaakin etsintäohjelmaa, jossa tarkkailtaisiin sataa miljardia planeettaa mahdollisten valomerkkien varalta.  

Avaruuden elämän etsinnän kannalta on ongelmallista, että vaikka mitään ei havaittaisi, elämää saattaa silti esiintyä. "Ehkä olemme yksin teknisen kehityksemme kanssa. Muualla saattaa olla pelkkiä bakteereja tai viruksia", Lubin pohtii.

"Jos tietää mitä on tekemässä, voi kuitenkin periaatteessa käynnistää SETI-projektin omalla takapihallaan napsimalla kuvia yötaivaasta halvalla kameralla."

Tutkimuksesta kerrottiin Kalifornian yliopiston (Santa Barbara) uutissivuilla ja se on julkaistu REACH – Reviews in Human Space Exploration -tiedelehdessä.

Kuva: ESO/Y. Beletsky

Harvinainen suora yhteys "sisunautti" Tim Kopraan Heurekasta ensi viikolla

Ke, 05/18/2016 - 12:51 By Jari Mäkinen

Perjantai-iltana 27.5. tiedekeskus Heurekasta otetaan NASAn kautta yhteys Kansainväliselle avaruusasemalle. Suomalaissukuinen astronautti Timothy Kopra vastailee sieltä yleisön kysymyksiin.

Heurekassa pääsee keskustelemaan "sisunautti" Kopran kanssa videoyhteyden kautta, sillä hän kiertää paraikaa maapalloa kansainvälisellä avaruusasemalla. Hän on asemalla kuuden kuukauden lennolla ja toimii juuri nyt kuusihenkisen miehistön komentajana.

"Idea tapahtuman järjestämiseen tuli Tim Kopralta itseltään", kertoo Heurekan elämysjohtaja Mikko Myllykoski.

Kopra vieraili Heurekassa vuonna 2010, ja toivoi saavansa uudelleen nyt yhteyden suomalaisiin tieteen ystäviin suoraan avaruudesta.

NASAn aikataulun vuoksi tapahtuma järjestään illalla. Heurekan ovet avautuvat kello 20, ja kävijät voivat virittäytyä tunnelmaan tiedekeskuksen näyttelyissä ja planetaariossa. Suomalaisia avaruusasiantuntijoita haastatellaan kello 21.45 alkaen, ja Kopran kanssa keskustellaan noin 22.30.

Mukana on myös Tiedetuubin Jari Mäkinen.

Yhteys avaruuteen otetaan NASAn Houstonissa sijaitsevan lennonjohdon kautta, ja sieltä välitetään linkki Heurekaan. 

Mitä sinä haluaisit kysyä sisunautilta? 

Tim Kopralle voi lähettää kysymyksiä etukäteen osoitteeseen kysymykset@heureka.fi.

Niitä voi myös esittää paikan päällä Heurekassa, ja niihin vastaillaan niin kauan kuin aikaa riittää. Paikalla on myös alan suomalaisia asiantuntijoita, jotka voivat tulkata ja vastailla myös kysymyksiin.

Timothy Kopraa on kutsuttu sisunautiksi hänen suomalaisten sukujuurtensa vuoksi. Hänen isoisänsä oli kotoisin Karjalan Valkjärveltä ja muutti Yhdysvaltoihin vuonna 1910. Timothy Kopran isä puhui vielä sujuvaa suomea, mutta hän itse osaa vain muutaman sanan.

Hän on ollut avaruudessa aiemminkin, ja tällä kertaa hänellä on mukanaan erityisesine: Jean Sibelius -juhlaraha, jonka hän sai tasavallan presidentti Sauli Niinistöltä. Kopra twiittasi hiljattain avaruudesta otetun kuvan Suomesta.

Kysy Kopralta – sisunautti vastaa –tapahtuma järjestetään perjantaina 27.5. kello 20.00–23.30. Aikuisten lippu tilaisuuteen maksaa 10 euroa ja alle 18-vuotiailta 5 euroa. Lipun tilaisuuteen voi ostaa ennakkoon täältä tai kello 20.00 alkaen ovelta, jos paikkoja on vielä jäljellä.

Tulijat pääsevät myös tutustumaan Heurekan näyttelyihin. Ulkopuisto Galilei on suljettu. Vapaaliput ja muut erityisliput eivät oikeuta tämän tapahtuman sisäänpääsyyn. Keskustelua pääsee seuraamaan Heurekan auditorioon, planetaarioon tai aulaan.

*

Otsikkokuvassa Kopra tekee silmämittauksia avaruusasemalla; näköön liittyvät tutkimukset ovat tärkeitä, kun seurataan ihmisen sopeutumista painottomuuteen sekä avaruuden olosuhteisiin.

Teksti perustuu Heurekan tiedotteeseen.

Avaruusasema sai osuman

Ke, 05/18/2016 - 08:18 By Jari Mäkinen

Itse asiassa Kansainvälinen avaruusasema saa pieniä osumia yhtenään, ja siksi se on suojattu niitä vastaan. Päivän kuva näyttää millainen on yksi pieni mikrometeoroidin iskujälki.

Päivän kuvaKuvan on ottanut parhaillaan avaruusasemalla oleva Euroopan avaruusjärjestön astronautti Tim Peake, joka viiden asemalla olevan kollegansa kanssa viettää paljon aikaa avaruusaseman niin sanotussa kupolissa – seitsemällä suurella ikkunalla varustetussa havaintoasemassa, mistä näkee mainiosti ympäriinsä. Paikka on tehty paitsi maapallon ja avaruuden maisemien ihailuun, niin myös saapuvien avaruusalusten tarkkailuun sekä avaruuskävelyiden avustamiseen.

Huhtikuun lopulla kuvia ottaessaan Tim äkkäsi yhdessä ikkunoista pienen tuhrun, joka paljastui nopeasti mikrometeoroidin törmäysjäljeksi. Suurennettuna se näyttää omituiselta galaksilta, mutta myös hieman samanlaiselta kuin nastan iskujälki tuulilasissa. Nastan sijaan avaruusasemaan törmännyt pikku hitunen oli kenties jostain ammoisesta komeetasta irronnut hiekkarannan hiekanjyvää pienempi murunen.

Mitään vaaraa näin pienten hitusten törmäyksistä ei ole. Kupolin jokaisessa ikkunassa on monta kerrosta, ja ne on tehty kestämään suuremmatkin iskut. Avaruusaseman moduulien ulkopinnat on suojattu erityisin kilvin, jotka kestävät kookkaampienkin murusten törmäykset. Lisäksi kilvet ja uloimmat ikkunat ovat vaihdettavia, joten jos niissä havaitaan suurempia vaurioita, ne voidaan korvata uusilla. 

Arvioiden mukaan avaruusasema on saanut tähän mennessä noin 100 000 tällaista pientä kraatteria!

Myös pienemmät satelliitit on tehty kestämään tällaiset pienet törmäykset.

On tosin mahdollista, että hieman pienempi kappale joskus osuu avaruusasemassa tai muussa avaruusaluksessa juuri tärkeään kohtaan, missä ei ole sen suurempaa suojausta. Silloin se saattaa saada aikaan harmia, kenties jopa toimintahäiriön. Ja luonnollisesti avaruudessa on myös kappaleita, jotka ovat kookkaampia – onneksi ne ovat kuitenkin hyvin harvinaisia.

Suurin haitta näistä mikrometeoroideista on aurinkopaneeleille, sillä pikku iskut vähentävät niiden tehoa.

Kenties paras laite mikrometeoroidien törmäysten tutkimiseen on ollut Hubblen avaruusteleskooppi. Tarkemmin ajateltuna tämä ei ole mikään yllätys: se on ollut avaruudessa jo kun astronautit ovat käyneet huoltamassa sitä useampaan kertaan, on sitä tutkittu sekä sen iskunkestävä metallipinta on kuvattu  joka kerta hyvin tarkasti. Lisäksi sen aurinkopaneelit on vaihdettu ja käytetyt tuotiin takaisin Maahan. 

Alla on tarkka kuva Hubblen pinnasta ja siihen merkittynä kaikki pikku iskupaikat. Neljännesvuosisadan aikana iskuja on tullut aika paljon!

Itämeressä ui keltainen sukellusvene, jonka nimi on Uivelo (video)

Ilmatieteen laitos tutkii myös merten syvyyksiä nyt automaattisella sukellusveneellä. Uivelo on miehittämätön veden alla toimiva tutkimuslaite, joka otettiin käyttöön toukokuun alussa.

Tämä ei suinkaan ole ensimmäinen Itämeren alueella toimiva automaattinen tutkimussukellusvene – eli vedenalainen liidin – sillä suomalaiset testasivat tekniikkaa jo aikaisemmin (katso juttumme vuodelta 2013) yhdessä espanjalaisten kanssa ja havaitsivat sen toimivaksi.

Niinpä Ilmatieteen laitos hankki viime vuonna Slocum G2 -liitimen, joka on suunniteltu toimimaan kauko-ohjatusti matalilla merialueilla.

Laite voi sukeltaa 200 metrin syvyyteen ja se voi Itämeren oloissa toimia jopa kaksi kuukautta yhtäjaksoisesti. Vastaavia laitteita on maailmalla jo noin 600, mutta kyseesäs on ensimmäinen suomalainen sekä eräs harvoista Itämeren alueella olevista.

Liidin mittaa meren vesirungon fysikaalisia ja biologisia ominaisuuksia sukeltaessaan ohjelmoitua reittiä vedenpinnan alla. Uusien sukeltavien robottien avulla voidaan tutkia entistä tarkemmin Itämeren fysikaalisia ominaisuuksia, kuten happipitoisuutta sekä meren lämpötilan ja suolaisuuden vaihtelua sekä virtauksia.

"Liitimen avulla saadaan tietoa, joiden avulla voidaan parantaa merimalleja. Merimalli simuloi veden lämpötilan, suolapitoisuuden ja virtausten käyttäytymistä eli mallien avulla pystytään ennustamaan esimerkiksi merivirtojen muutoksia ilmaston lämmetessä", kertoo Ilmatieteen laitoksen tutkija Kimmo Tikka.

Liidin voidaan laskea veteen pienveneestä ja sen kulkua valvotaan ja ohjataan satelliittien välityksellä. Pinnalla käydessään laite on tiedonvaihtoyhteydessä ohjaajiinsa.

Uiveloksi ristitty liidin teki ensimmäisen lyhyen merimatkansa Helsingin edustalla toukokuun alussa.

Testit tehtiin yhdessä aiemmissa kokeissa mukana olleen espanjalaisen yhteistyökumppanin SOCIB:n kanssa, joka tarkasti liitimen vakauden ja perustoiminnan. Perusteellisempia merikokeita ja reitin ajoa tehtiin viime viikolla yhteistyössä Helsingin yliopiston Tvärminnen eläintieteellisen aseman merialueella.

"Liitimen käyttöönotto sujui hyvin ja varsinainen tutkimustyö voidaan aloittaa jo tänä kesänä", Kimmo Tikka kertoo.

Liidin liittyy samalla osaksi FINMARI-merentutkimusinfrastruktuuria.

Kuva: Ilmatieteen laitos / Kimmo Tikka; video: Ilmatieteen laitos.

Juttu perustuu Ilmatieteen laitoksen tiedotteeseen.

Sähkön hinta Saksassa oli sunnuntaina negatiivinen

Ti, 05/17/2016 - 20:24 By Jari Mäkinen

Viime sunnuntaina noin klo 15 Suomen aikaa Saksan energiamarkkinoilla oli hämmennys: sähkön hinta oli vähän aikaa negatiivinen, koska uusiutuvat energiamuodot tuottivat niin paljon sähköä.

Saksassa, kuten kaikkialla keskisessä Euroopassa, on viime vuosina panostettu voimakkaasti uusiutuviin energialähteisiin, mikä on näkynyt konkreettisimmin tuulivoimaloiden ja aurinkopaneelien määrän jatkuvana kasvuna.

Tanskassa tuulivoima tuotti viime vuonna 140 % maan tarpeesta, ja mutta sen kohtuullinen kulutus sekä tuuliset olosuhteet tekevät tuloksesta liiankin ruusuisen. Sen sijaan myös Saksassa tilanteet, joissa uusiutuvat tuottavat runsaasti energiaa ja lähes riittävät tyydyttämään sähköntarpeen, ovat yhä yleisempiä.

Viime sunnuntai oli tästä hyvä esimerkki. Vähän sähköä kuluttava pyhäpäivä yhdistettynä vinhasti pyöriviin tuulivoimaloihin ja aurinkoiseen päivään sekä normaaliin tapaan kaasuttaviin perinteisiin voimaloihin saivat aikaan sen, että sähkön tukkuhinta putosi ennätyksellisen alas. Vartin ajan markkinahinta oli jopa noin 50 euroa miinuksen puolella.

Asia selviää mm. berliiniläisen energia-asioihin erikoistuneen tutkimuslaitos Agora Energiewenden tiedoista, jonka mittaustietoihin perustuu alla oleva kaavio.

Uutinen on samaan aikaan hyvä ja huono. Se osoittaa jälleen kerran että uusiutuvat energiamuodot eivät ole pelkkää viherpiperrystä, vaan jo nyt täysin varteenotettava sähköntuotantomuoto, jolla on vielä suurempia mahdollisuuksia. 

Samalla kuitenkin se on hälyttävä esimerkki siitä, kuinka uusiutuvat energiamuodot kaipaavat erilaisia menetelmiä sähkön varastointiin. Ne eivät pysty samalla tavalla tuottamaan tasaisella tahdilla sähköä kuin esimerkiksi fossiilisia polttoaineita käyttävät voimalat tai ydinvoimalat. 

Keski-Euroopan maat myyvät ja ostavat sähköä koko ajan toisiltaan, mutta uusilla, älykkäillä sähköverkoilla tuotantopiikkejä voidaan tulevaisuudessa tasata. 

Mutta myös energiantuotantoa pitäisi pystyä ohjaamaan ja säätelemään paremmin. Nytkin osasyy Saksan hintakuoppaan oli se, että samaan aikaan kun aurinkovoima ja tuulienergia nousivat huippuunsa, tuotettiin maassa edelleen perinteisesti 7,7 megawattia.

Tällä hetkellä uusiutuvat eivät riitä tyydyttämään Saksan – eikä koko Euroopan – sähköntarvetta lähellekään kokonaan, vaikkakin sunnuntain kaltaiset tilanteet tulevat yhä tavallisemmiksi. 

Täysin eroon perinteisestä energiantuotantomuodoista ei siis päästä vielä vähään aikaan, vaikka kuinka haluaisi...

Otsikkokuva: Fernando Butcher / flickr
Kaavio: Agora Energiawende

Valo, ikivanha tuttu, yllätti tutkijat

Ti, 05/17/2016 - 13:11 By Markus Hotakainen
Valon oudot ominaisuudet

Valon voisi kuvitella olevan tutkijoille niin tuttu asia kuin jokin voi ylipäätään olla. Sitä on tutkittu vuosisatojen ajan yhä tarkemmilla mittalaitteilla ja sitä on kaikkialla.

Jo pitkään on tiedetty, että valo on sekä hiukkasia että aaltoliikettä. Myös valolla on impulssimomentti eli pyörimismäärä, joka on kvanttimaailman keskeisen luvun eli Planckin vakion kokonaislukumonikerta. Tai niin luultiin. 

Dublinilaisen Trinity Collegen tutkijat ovat todenneet, että valon impulssimomentti voi olla kuitenkin myös puolet tästä lukuarvosta. Kun impulssimomentti kertoo, miten valonsäde kiertyy oman akselinsa ympäri, uusi havainto kertoo valolla olevan ominaisuuksia, joista ei aiemmin tiedetty.

Mullistavaksi luonnehdittava havainto tehtiin, kun valo muutettiin kiteiden avulla kiemurtavaksi, korkkiruuvimaiseksi säteeksi. Tarkoitus oli kehittää optista tietoliikennettä entistä paremmaksi, mutta kun säteen ominaisuuksia tutkittiin tarkemmin, sen impulssimomentti osoittautui kummalliseksi: Planckin vakion kerroin ei ollutkaan kokonaisluku, vaan puolikas.

Vaikka havainto oli yllättävä, teoreettisesti se oli odotettavissa. 1980-luvulta lähtien teoreettisessa fysiikassa on tullut esiin mahdollisia tilanteita, joissa hiukkasten kvanttiluvut voivat olla jotain muuta kuin yleensä oletetaan, esimerkiksi kokonaislukujen sijasta puolikkaita. Nyt sille saatiin vahvistus hiukkasilta, jotka kuviteltiin tunnettavan erittäin hyvin: fotoneilta.

Tutkimustulos ei ole merkittävä pelkästään perusfysiikan ja kvanttimekaniikan kannalta, vaan sillä saattaa olla tärkeitä käytännön sovelluksia. Uusi valon ominaisuus voi auttaa kehittämään nopeampia ja turvallisempia valokuituyhteyksiä.

Toistaiseksi tutkijat kuitenkin keskittyvät kokeen toistamiseen ja havainnon varmistamiseen. Vasta sen jälkeen – jos kaikki pitää kutinsa – päästään käytännön ongelmien kimppuun.

Tutkimuksesta kerrottiin Science Alert -sivustolla ja se on julkaistu Science Advances -tiedelehdessä.

 

Tvärminnen tutkimusalus on antiikkinen - Stig auttoi hankkimaan uuden

Ti, 05/17/2016 - 13:06 By Toimitus

Helsingin yliopisto on päättänyt hankkia uuden tutkimusaluksen Hangossa sijaitsevalle Tvärminnen eläintieteelliselle tutkimusasemalle. Nykyinen tutkimusvene Saduria ei enää täytä nykyaikaisia vaatimuksia.

Uusi alus on 16 metriä pitkä katamaraani, joka soveltuu rannikonläheiseen tutkimukseen. Katamaraani varustetaan tarkoituksenmukaisilla nostimilla ja vinsseillä ja nykyaikaisella näytteenottovälineistöllä. Lisäksi aluksella on tilaa enintään 30 hengen kurssi- ja tutkimusryhmille.

Uusi alus otetaan näillä näkymin käyttöön ennen vuoden 2017 loppua Suomen 100-vuotisjuhlan yhteydessä.

Alus tulee merkittävästi parantamaan Tvärminnen mahdollisuuksia harjoittaa korkealaatuista ja nykyaikaista merentutkimusta rannikonläheisessä ympäristössä. Uusi alus kasvattaa myös Suomen kapasiteettia rannikonläheisessä Itämeritutkimuksessa ja merentutkimuksessa kansanvälisellä huipputasolla.

Suuren avun aluksen hankkimiseen antoi vuorineuvos Stig Gustavson, joka ohjasi 70-vuotissyntymäpäivätervehdyksensä, yhteensä 800 000 euroa, Helsingin yliopistolle. Itämeri-tutkimus on tunnetusti Gustavsonille läheinen asia, joten alus on luonteva sijoitus lahjoitukselle.

Kaikkiaan uusi alus maksaa noin 1,7 miljoonaa euroa.

Kuva: Alf Norkko
Juttu perustuu Helsingin yliopiston tiedotteeseen.

Maailman suurimman atomilaboratorion rakennus alkoi

Ti, 05/17/2016 - 12:27 By Jari Mäkinen

Jo toinen historiallinen kuva peräjälkeen päivän kuvana: nyt kuva on vuodelta 1956, ja siinä rahdataan "jättimäisen" suurta magneettia juuri perustettuun Eurooppalaiseen hiukkastutkimuskeskukseen CERNiin.

Päivän kuvaSyy siihen, miksi ammoinen kuva CERNistä on tänään päivän kuvana, johtuu siitä, että tämän maailman johtavaksi hiukkastutkimuskeskukseksi kohonneen "atomilaboratorion" rakentaminen alkoi tänään vuonna 1954.

Tai siis paria päivää aikaisemmin, 15. toukokuuta 1954, mutta virallinen peruskiven asettaminen Sveitsissä, Meyrinin kylässä aivan Geneven vieressä tapahtui tänään 62 vuotta sitten. 

Päätös CERNin perustamisesta tehtiin joulukuussa 1949, kun toisen maailmansodan jälkipyykkinä haluttiin luoda organisaatio, missä eri maiden tutkijat saattoivat tehdä yhdessä vaaralliseksi miellettyä atomitutkimusta. Ydinase oli tuore ja sen liepeillä ollut ydinfysiikan tutkimus haluttiin näin suunnata rauhanomaiseen käyttöön.

Tämä ei tietenkään estänyt ydinaseiden tekemistä, mutta pelin henki oli toisenlainen – minkä lisäksi CERNissä tehtiin erittäin hyvää työtä alusta alkaen.

Rauhanprojektitausta on myös tärkein syy siihen, miksi CERN sijoitettiin Sveitsiin. Vuonna 1952 entisen Kansainliiton (YK:n edeltäjä) kotipaikka Geneve valittiin uuden Euroopan ydinfysiikan instituutin kotipaikaksi, mutta asia ei ollut sillä selvä: sveitsiläiseen tapaan asiasta järjestettiin kansanäänestys, ja kesällä 1953 geneveläiset puolsivat äänin 16539 – 7332 laitoksen perustamista mailleen.

Rakentaminen alkoi lentokentän vieressä olevalle tasaiselle Meyrinin kylän alueelle siis tänään vuonna 1954.

CERNin virallinen nimi (Centre Européenne de Recherche Nucléaire) ja sen peruskirja ratifioitiin vasta syyskuussa 1954, jolloin allekirjoittajina ja siten laitoksen perustajina olivat Saksan liittotasavalta, Belgia, Tanska, Ranska, Kreikka, Italia, Norja, Alankomaat, Iso-Britannia, Ruotsi, Sveitsi ja Jugoslavia.

Suomi liittyi mukaan pitkän poliittisen väännön jälkeen vuonna 1991 – tarkoittihan mukaan meneminen virallisesti paitsi kustannuksia, niin myös yhtä virallista sidettä lisää läntiseen maailmaan.

Tosin nykyisin Suomea ennen CERNiin liittyivät Itävalta (jo vuonna 1959), Espanja ja Portugali, ja Suomen jälkeen joukko on kasvanut Puolalla, Unkarilla, Tshekillä, Slovakialla, Bulgarialla ja Israelilla. 

Nykyisin myös  Euroopan komissio, Intia, Japani, Venäjä, Turkki, UNESCO ja Yhdysvallat ovat CERNin tarkkailijajäseniä.

CERNin ensimmäinen hiukkaskiihdytin oli 600 MeV:n Synkro-Syklotroni (SC), jonka tekemiseen osallistuivat kaikki alkuperäiset 12 jäsenmaata. Osia tuotiin Geneveen eri puolilta Eurooppaa, ja suurten osien tuomista varten tieverkkoa Meyrinin kylän ympäristössä piti muuttaa raskaille kuljetuksille sopivaksi.

Eräs massiivisimmista ensimmäisistä kuljetuksista oli SC:n suuret kaksi magneettia, joiden massa oli 60 tonnia ja ne olivat halkaisijaltaan 7,2 metriä.

SC käynnistettiin vuonna 1957 ja se oli toiminnassa vuoteen 1991 saakka – tosin loppuvaiheessa lähinnä avustavassa roolissa.

Silloin oli juuri käynnistynyt 27 kilometriä halkaisijaltaan maan alla olevaan tunneliin rakennettu LEP, jonka paikalla sijaitsee nykyisin LHC. Sitä on puolestaan ehdotettu parannettavaksi edelleen vielä tehokkaammaksi, tosin mukana suunnitelmissa on myös FCC (Future Circular Collider), huikea noin 100 km halkaisijaltaan oleva rengas. Se pystyisi tuottamaan 100 TeV:n törmäyksiä, eli lähes kymmenen kertaa suurempia kuin nyt LHC.

Ja LHC on puolestaan nykyisellä 14 TeV:n energiallaan yli miljoona miljoona kertaa äreämpi kuin SC aikanaan.

Alla vielä aivan ensimmäiset kuvat CERNistä. Panoraama on vuodelta 1953, jolloin paikalla oli pelkkää peltoa, ja laajempi kuva näyttää kuinka kaivaminen alkoi 62 vuotta sitten.

Kuvat: CERN

Myös puut nukkuvat öisin

Ti, 05/17/2016 - 08:39 By Markus Hotakainen

Pimeän laskeutuessa suuri osa eläinkunnasta asettuu yöpuulle. Uni on kuitenkin tärkeää myös kasvikunnalle.

Itävaltalais-suomalais-unkarilainen tutkijaryhmä on onnistunut määrittämään täysikasvuisen puun unirytmin käyttämällä laserkeilauksella mitattua pistepilviaikasarjaa. Tulosten perusteella puut näyttävät menevän lepoon yöaikaan.

"Koko puu nuokahtaa yön aikana, mikä havaitaan oksien ja lehtien paikan muutoksena", kertoo Eetu Puttonen Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksesta.

"Muutokset ovat pieniä, vain noin kymmenkunta senttimetriä viisimetrisessä puussa, mutta havaintojemme mukaan muutokset ovat systemaattisia ja selvästi laitteistojemme mittaustarkkuuden rajoissa."

Lehtien ja oksien havaittiin nuokahtavan asteittain siten, että alin piste saavutettiin muutama tunti ennen auringonnousua. Aamulla puut palautuivat takaisin alkuperäiseen asentoonsa parissa tunnissa.

Tulosten perusteella ei voida vielä sanoa aiheutuuko herääminen auringonnoususta vai puiden omasta sisäisestä vuorokausirytmistä.

Kasvien asennossa tapahtuvien muutosten dokumentointi tavallisella valokuvauksella yöaikaan on haastavaa, koska ulkoisen valonlähteen käyttö häiritsee ja katkaisee kasvin unirytmin. 

Laserkeilauksessa kasvi ei juuri häiriinny. Keilaimet käyttävät yleensä infrapunasäteilyä, joka heijastuu hyvin lehdistä. Lisäksi yksittäinen piste kasvin pinnalla on valaistuna vain sekunnin murto-osan.

"Uskomme, että laserkeilauksella tuotetut pistepilvet mahdollistavat kasvien unirytmin yleisen seurannan. Pyrimme laajentamaan mittauksemme kattamaan entistä suurempia alueita, kuten kasvitarhoja tai metsäkoealoja", toteaa Norbert Pfeifer Wienin Teknillisestä yliopistosta.

"Jatkossa pyrimme toistamaan pistepilvimittauksia samanaikaisten vesipitoisuusmittausten kanssa ympäri vuorokauden. Yhteismittausten tulokset auttavat ymmärtämään paremmin puiden päivittäistä vedenkäyttöä ja millainen vaikutus puilla on paikallisiin ja alueellisiin ilmasto-olosuhteisiin", Eetu Puttonen sanoo.

Tutkimus on ilmestynyt Frontiers in Plant Science -julkaisussa.

Puututkimuksessa skannattiin laitteistolla muun muassa Suomessa, Kirkkonummella olevaa metsää syyskuussa 2013. Tuloksena saatu suomalainen pistepilviaineisto on vapaasti saatavilla Paikkatietokeskuksen nettisivuilla.

Hyperspektrilaserkeilausta

Syy siihen, miksi maanmittaajat ovat kiinnostuneita nukkuvista puista liittyy projektiin nimeltä UbiHyperMapping, eli "monikanavaisen spektraalitiedon kattava soveltaminen uusissa liikkuvissa kartoitusjärjestelmissä". 

Tämä tarkoittaa sitä, että Paikkatietokeskuksessa (jonka osana entinen Maanmittauslaitos nykyisin on) selvitellään miten uudenlaisia laajaspektrisiä laserkeilausjärjestelmiä voidaan käyttää paremmin kaukokartoitussovelluksissa.

Tieto puiden nukkumisesta tulee suoraan puiden geometria muuttumisesta vuorokauden kuluessa. Tämä on hyvä esimerkki siitä, miten laserkeilaustietoa voidaan käyttää monissa yllättävissäkin sovelluksissa ja tutkimuksissa.

Laserkeilausjärjestelmät kykenevät keräämään samanaikaisesti kohteen paikka- ja spektritiedon, mikä on ollut aiemmin mahdotonta yhtä sensoria käytettäessä. Lisäksi tiedon keräys on mahdollista suorittaa vuorokaudenajasta ja valaisuominaisuuksista riippumatta. 

Keilauslaitteistoa voidaan myös käyttää paitsi yllä olevan kuvan osoittamalla tavalla maastossa, niin myös lentokoneessa tai lennokissa, jolloin saadaan kartoitettua laajempia alueita kerralla.

Uutinen perustuu Maanmittauslaitoksen tiedotteeseen.

Tarttuva syöpä talttuu luontaisilla vasta-aineilla - pussiahman pelastus?

Ti, 05/17/2016 - 05:53 By Jarmo Korteniemi
Kuva: CucombreLibre / Flickr



Tarttuva syöpä on vienyt pussiahmat 20 vuodessa lähes sukupuuton partaalle. Uuden tutkimuksen mukaan selviytyneiden apuna ovat ehkä olleet tietyt immuunipuolustuksen aineet. Nähtäväksi jää, onko aineesta rokotteeksi muillekin.


Tummaturkkinen pussiahma on pienen koiran kokoinen, alle kymmenkiloinen peto ja raadonsyöjä. Laji tunnetaan myös nimillä "pussipiru" ja "tasmanian tuholainen". Laji elää vain Tasmanian saarella ja on uhanalainen.

Suurin uhka elänlajin selviämiselle on tarttuva syöpä, joka leviää yksilöstä toiseen kulovalkean tavoin. Tauti tarttuu puremien sekä ruuan välityksellä, ja aiheuttaa eläimen kasvoihin suuria kasvaimia. Vain 20 vuodessa syöpä on tappanut noin 85 % koko populaatiosta. Useimmiten eläimet kuolevat joko nälkään tai infektioihin.

Tuoreessa tutkimusartikkelissa selvitettiin pussiahmojen verinäytteistä kahden immunoglobuliinin (IgM ja IgG) määriä. Immunoglobuliinit ovat vasta-aineita, joiden avulla elimistö havaitsee haitalliset vieraat eliöt, ja niiden määrien on huomattu vaikuttavan merkittävästi ainakin ihmiskehon syöpäsolutorjuntaan.

Tautia sairastavista pussiahmoista löydettiin huomattavasti vähemmän immunoglobiini M:ää kuin terveiltä. Tämä sai tutkijat uumoilemaan, että tautia voitaisiin jossain vaiheessa hoitaa tehostamalla eläinten IgM-tuotantoa, tai jopa antamalla ainetta suoraan. Vastaavia ja alustavasti lupaavalta vaikuttavia syöpähoitoja ihmisille tutkitaan koko ajan.

Pussipirujen tapauksessa kyse on kuitenkin vasta suuntaa-antavasta tuloksesta, sillä tutkittujen eläinten otos oli varsin pieni: vain 23 eläintä, joista 9 sairasti syöpää. Voi olla, että terveet yksilöt eivät vain olleet vielä ehtineet altistua syövälle.

Yllä: Tasmanian tuholainen ei aina ole vihainen, vaikka sen ääni kuulostaakin ihmisen korvaan usein rääkymiseltä tai karjumiselta.

Pussipirujen kasvosyöpä löydettiin ensi kerran vuonna 1996, ja jo silloin se tappoi pussiahmoja joukoittain. Tärkeä osasyy korkeaan tarttuvuuteen on eläinkannan pieni geneettinen muuntelu. Kaiken kukkuraksi pussipirut ovat muutoinkin harvinaistuneet, kiitos elinympäristön viimeaikaisten muutosten. Eurooppalaiset uudisasukkaat söivät pussipiruja aluksi niiden maukkaan lihan vuoksi. Karjankasvattajat vainoavat eläintä yhä, vaikka se onkin ollut rauhoitettu jo 75 vuoden ajan ja tuoreet tutkimustulokset osoittavat, ettei pussipiru olekaan maineensa veroinen merkittävä siipikarjan tai lampaankaritsojen verottaja.

Pussiahman säilymistä on varmistettu 2000-luvun alusta asti luomalla tautivapaita populaatioita siirtämällä terveitä yksilöitä mm. eläintarhoihin sekä pienelle Maria-saarelle Tasmanian itärannikolla.

Tarttuvat syövät vaikuttavat olevan erittäin harvinaisia, sillä niitä on todettu vain muutamilta muilta eläinlajeilta. Ihmisiltäkin, mutta onneksi vain yhden käden sormilla laskettavia kertoja. Ja joka kerralla kyse oli syöpäsolun pääsystä kehoon hyvin erikoisessa tilanteessa, yleensä leikkauksen johdosta.

Pussiahma on suurin nykyään elossa oleva lihaa syövä pussieläin. Suurempiakin on toki ollut, mutta ne kaikki ovat kuolleet sukupuuttoon -- viimeisimpänä pussihukka 1900-luvun alussa.

Tasmanian populaatio on peräisin varsin pienestä joukosta saarelle viimeisen jääkauden lopulla eristyksiin jääneitä yksilöitä. Pussiahmoja eli siellä täällä Australian mantereellakin vielä muutamia satoja tai tuhansia vuosia sitten. Läheisiä lajeja oli elossa runsaat 50 000 vuotta sitten.

Päivitys 17.5.2016 klo 14.30: Otsikkoa muutettu ja video lisätty.

Otsikkokuva: CucombreLibre / Flickr
Kuva alla: Alan Couch / Flickr

Muusikko ei tarvitse hippokampusta aivoissaan

Ma, 05/16/2016 - 13:10 By Toimitus
Kuvituskuva aivoista pään sisällä

Kokeellinen tieto aivovaurioista auttaa tutkijoita selvittämään, miten terveet aivot toimivat. Tuoreessa psykologian väitöskirjassa tutkittiin harvinaista muistihäiriöpotilasta, jonka hippokampus on tuhoutunut.

Psykologian maisteri Jussi Valtosen väitöskirjassa selvitettiin terveiden aivojen toimintaa tutkimalla aivovaurioista kärsiviä potilaita, joiden tiedonkäsittelykyvyt eivät toimi normaalisti.

Yksi Valtosen koehenkilöistä oli potilas, joka kärsii harvinaisesta, virusperäisen aivotulehduksen aiheuttamasta muistihäiriöstä. Tulehdus oli vaurioittanut aivojen ohimolohkoja, jotka ovat erityisen tärkeitä muistin ja oppimisen kannalta.

"Hän ei oppinut tunnistamaan ketään meistä", Valtonen kertoo. "Hän pystyi keskustelemaan sujuvasti mutta unohti heti sen jälkeen, että mitään keskustelua oli käyty."

Aivovaurio oli sikäli poikkeuksellinen, että potilaan hippokampus oli tuhoutunut molemminpuolisesti kokonaan.

"Hippokampusvaurioista kärsiviä potilaita on tutkittu aiemminkin, mutta useimmilla hippokampaalista kudosta on säilynyt ainakin jonkin verran."

Muistia lukuun ottamatta potilaan muut kognitiiviset toiminnot olivat kuitenkin säilyneet suhteellisen hyvin. Ennen sairastumistaan potilas oli ollut myös taitava alttoviulisti, ja hänen soittokykynsä oli säilynyt muistihäiriöstä huolimatta.

Harvinaisen hippokampusvaurion ja säilyneen soittotaidon yhdistelmä tarjosi tutkijoille ainutlaatuisen mahdollisuuden selvittää, onko uuden musiikin oppiminen mahdollista ilman hippokampusta.

Potilasta varten sävellytettiin kolme uutta kappaletta, jotka rakennettiin huolellisesti vertailukelpoisiksi keskenään. Potilas harjoitteli kahta kappaleista, ja harjoittelun jälkeen esityksiä verrattiin kontrollikappaleeseen, jota potilas ei ollut harjoitellut. Tutkimustulosten mukaan kappaleet sujuivat harjoittelun jälkeen kontrollikappaletta sujuvammin. Vaikka potilaan oppiminen tuskin oli yhtä nopeaa kuin terveillä muusikoilla, tutkimus on tiettävästi ensimmäinen osoitus siitä, että uutta musiikkia voi oppia soittamaan ainakin jonkin verran ilman hippokampusta.

"Tutkimuksessa saatiin aiempaa varmempia tuloksia, koska tuloksia ei voi selittää säilyneellä hippokampaalisella kudoksella. Tällä potilaalla sitä ei käytännössä ole."

Valtonen teki tutkimuksensa osana amerikkalaisen Johns Hopkinsin yliopiston tutkimusryhmää. Potilasta tutkittiin samalla myös Princetonin yliopistossa.

Psykologian maisteri Jussi Valtonen väitteli Helsingin yliopiston käyttäytymistieteellisessä tiedekunnassa 16.5. aiheesta ”Cognitive Representations in the Sensory and Memory Systems of the Human Brain: Evidence from Brain Damage and MEG”. Vastaväittäjänä toimi professori E. Charles Leek Bangorin yliopistosta. Väitöskirja on luettavissa e-thesispalvelussa.

Juttu on Helsingin yliopiston tiedotteesta muokattu.

Sininen pikkugalaksi juoruaa universumin varhaislapsuudesta

Ma, 05/16/2016 - 12:56 By Markus Hotakainen
AGC 198691 -kääpiögalaksi

Pienen leijonen tähdistön suunnassa on himmeä galaksi, jolla on etäisyyttä noin 30 miljoonaa valovuotta. Se on siis suhteellisen läheinen tähtijärjestelmä, mutta tuoreen tutkimuksen mukaan se kertoo silti hyvin kaukaisista tapahtumista.

"Pikkuleijonaksi" ristityn AGC 198691 -galaksin tähdissä vetyä ja heliumia raskaampien alkuaineiden eli "metallien" osuus on alhaisempi kuin missään muussa tunnetussa tähtien muodostamassa ryppäässä.

"Metalliköyhimmän galaksin löytyminen on jännittävää, sillä sen avulla on kenties mahdollista testata alkuräjähdystä koskevia teorioita", toteaa tutkimukseen osallistunut John Salzer. "Maailmankaikkeuden syntyolosuhteiden tutkimiseen on käytettävissä vain harvoja keinoja, mutta metallipitoisuudeltaan alhaiset galaksit kuuluvat lupaavimpiin kohteisiin."

Nykyinen alkuräjähdysmalli antaa selkeitä ennusteita vedyn ja heliumin määristä, ja näiden alkuaineiden suhteelliset osuudet metalliköyhissä galakseissa kertovat suoraan aikojen alussa vallinneista olosuhteista.

Yleensä metalliköyhiä galakseja löytyy vain hyvin kaukaa, koska läheisemmissä galakseissa tähtien kehitys on ehtinyt muuttaa huomattavasti alkuainekoostumusta. Pikkuleijona kuuluu kuitenkin "paikalliseen maailmankaikkeuteen", joka ulottuu noin miljardin valovuoden etäisyydelle Linnunradasta.

Alhainen metallipitoisuus kertoo tässä tapauksessa vähäisestä "kosmisesta kierrätyksestä": galaksissa on aikojen kuluessa muodostunut uusia tähtiä vain harvakseltaan, joten vetyä ja heliumia raskaampia alkuaineita on ehtinyt syntyä vain hyvin vähän.  

Tutkimuksessa käytettiin Kitt Peakin observatorion nelimetristä Mayall-teleskooppia ja Mount Hopkinsilla sijaitsevaa MMT-teleskooppia, jossa on 6,5 metrin läpimittainen peili. Kaukoputkilla mitattiin galaksin spektri, jonka avulla pystyttiin määrittämään eri alkuaineiden runsaudet. 

"Kuva kertoo enemmän kuin tuhat sanaa, mutta spektri kertoo enemmän kuin tuhat kuvaa", luonnehtii Salzer. 

Pikkuleijona on todella hyvin pieni galaksi. Sen läpimitta on ainoastaan tuhat valovuotta ja siihen kuuluu vain joitakin miljoonia tähtiä. Galaksi on väriltään selvästi sininen, sillä siinä on suhteellisesti ottaen runsaasti vastikään syntyneitä, kuumia tähtiä. Ne ovat kuitenkin hyvin himmeitä, mikä on ollut alhaisen metallipitoisuuden ohella yllätys tutkijoille.

Tutkimuksesta kerrottiin Indianan yliopiston uutissivuilla ja se on julkaistu Astrophysical Journal -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: NASA/A. Hirschauer & J. Salzer, Indiana University/J. Cannon, Macalester College/K. McQuinn, University of Texas

Hale-teleskooppi - oman aikansa jättiläinen

Ma, 05/16/2016 - 00:53 By Markus Hotakainen
Hale-teleskoopin peili hionnassa

Päivän kuvassa on Palomarin observatorion 200-tuumaisen eli 5,08-metrisen Hale-teleskoopin pääpeili Caltechin optisessa pajassa joulukuussa 1945.

Päivän kuvaPeilin lasiaihio valettiin jo vuonna 1934, mutta projekti oli monin tavoin epäonninen. Mammuttiteleskoopista piti tulla rakenteeltaan Ritchey-Chrétien, mutta hanketta vetänyt tähtitieteilijä George Ellery Hale suututti teleskooppia suunnitelleen George Willis Ritcheyn, joka lähti projektista ovet paukkuen.

Itse observatoriota, valtaisaa yli 40 metrin läpimittaista kupolia alettiin rakentaa vuonna 1936 Palomar-vuoren huipulle, mutta sota keskeytti sekä rakennustyöt että peilin hionnan.

Sodan jälkeen töitä jatkettiin ja valmis peili kuljetettiin observatorioon asennusta varten vuonna 1947. Kesti kuitenkin vielä kaksi vuotta ennen kuin jättiteleskooppi saatiin valmiiksi ja tutkimuskäyttöön se otettiin vuonna 1950.

Hale-teleskooppi piti hallussaan maailman suurimman kaukoputken titteliä vuoteen 1976, jolloin valmistui silloisen Neuvostoliiton kuusimetrinen BTA-teleskooppi. Sen optinen laatu osoittautui kuitenkin kehnoksi ja sijainti havaintokelien kannalta huonoksi.

Tällä hetkellä maailman suurin teleskooppi on La Palman saarella sijaitseva Gran Telescopio Canarias, jossa on 10,4 metrin läpimittainen peili. Se ei kuitenkaan ole yhtenäinen lasikappale, vaan rakentuu paloista.

Parhaillaan on rakenteilla Euroopan eteläisen observatorion E-ELT (European Extremely Large Telescope), jonka mosaiikkipeilin läpimitaksi tulee 39 metriä. Se valmistuu vuonna 2024.

Kuva: Caltech

Salamoita ja soppaa ajalta ennen elämän kehittymistä

Su, 05/15/2016 - 09:27 By Jari Mäkinen
Miller tekemässä koettaan

63 vuotta sitten tänään julkaistiin Science -lehdessä mielenkiintoinen ja kuuluisaksi muodostunut tutkimus: Chicagon yliopiston tutkija Stanley L. Miller (kuvassa vasemmalla) kertoi kehittäneensä elämän peruspalikoita koejärjestelyssä (kuvassa oikealla), joka jäljitteli varhaisen maapallon olosuhteita. Eivätkä olot olleet kovin mukavat.

Päivän kuvaMiller ja Harold Clayton Urey ottivat kaksi, huolellisesti steriloitua lasisäiliötä, josta toinen alemmaksi sijoitettu sisälsi noin puoliväliin vettä (H2O) ja se oli yhdessä toiseen, ylemmäksi sijoitettuun lasipalloon. Niiden sisällä oli kaasua, joka koostui ammoniakista (NH3), metaanista (CH4) ja vedystä (H2).

Ylemmässä astiassa oli lisäksi elektrodipari, jonka avulla kaasuun aiheutettiin sähköpurkauksia.

Idea oli hyvin yksinkertainen, sillä Miller ja Urey koettivat jäljitellä näin maapallon ammoisia olosuhteita sellaisina kuin ne 50-luvun alussa oletettiin. Vesi vastasi merta ja vety, ammoniakki sekä metaani muodostivat yksinkertaistettuna ilmakehän. Sähköpurkaukset puolestaan olivat salamaniskuja.

Kokeen annettiin jatkua viikon päivät, minkä jälkeen tutkijakaksikko huomasi, että 10–15 % hiilestä oli sitoutunut orgaanisiin yhdisteisiin. Erityisesti 2 % hiilestä oli muodostanut proteiinien rakennusosina toimivia aminohappoja. 

Kaikkiaan koe tuotti 13 elämän tarvitsemista 22 aminohaposta ja viittä erilaista amiinia. Lisäksi astiaan kertyi sokereita, lipidejä ja DNA:n ja RNA:n sisältämiä nukleotidiemäksiä. Proteiineja, DNA:ta tai RNA:ta itsessään kokeessa ei muodostunut.

Vaikka koe ei vastaakaan enää nykytiedon mukaan täysin varhaisen maapallon olosuhteita, on se edelleen merkkipaalu kokeellisessa elämän synnyn tutkimisessa sekä periaatteeltaan erittäin käyttökelpoinen mm. jäljittelemään syvänmeren vulkaanista ympäristöä, jossa on korkea lämpötila ja suuri paine. 

Sinänsä kiinnostavasti vain paria viikkoa Millerin historiallisen artikkelin jälkeen Nature -lehdessä julkaistiin toinen elämän perusteiden kannalta tärkeä tutkimus, missä James Watson ja Francis Crick kertoivat löytäneensä DNA:n kaksoiskierteen.