Xavier Lavironin kuva (Flickrissä), mikä antaa viitteitä vähän siitä, miltä ydintalvi voisi näyttää.

Heti artikkelin julkaisun jälkeen monet muut tutkijat löysivät päättelystä muutamia heikkouksia. Esimerkiksi sateet vähentäisivät pölyn määrää ilmassa nopeammin kuin tutkijaviisikko oli arvioinut. 

Mitä kunnollinen tutkija tekee tässä tilanteessa? Myöntää erehtyneensä ja tekee uuden arvion esiin nostettujen faktojen pohjalta. Sagan et al. kirjoittivatkin samaiselle Science-julkaisulle vuonna 1990 uuden artikkelin, missä ne esittivät ydintalven korjatun version.

Sen mukaan olennaisin eroavaisuus on se, että lämpötila ei laske aivan niin paljon kuin alkuperäisessä laskelmassa esitettiin. Arvio olisi keskileveysasteilla 10-20°C, eli kesällä keskimääräinen lämpötila ei laskisi pakkasen puolelle.   Paikallisesti lämpötila voisi kuitenkin pudota jopa 30°C, mikä tarkoittaisi tukevaa pakkasta.

Lisäksi artikkelissa oli nyt mukana arvioita sademäärien kehityksestä. Kyllä: nekin menisivät sekaisin.

Jos siis alkuperäinen kauhukuva ydintalvesta oli hieman väärä, ei tarkennettu kuvakaan ole mitenkään mieltä ylentävä. Tämä kannattaa pitää mielessä, kun pohtii sitä, että maailmassa on edelleen riittävästi ydinaseita saamaan aikaan maailmanlaajuisen tuhon. 

Pauling oli ensimmäinen tutkija, joka mallinsi nämä perusproteiinirakenteet molekyylitasolla. Hänen pitkäaikainen kilpailijansa Sir William Lawrence Bragg jäi juuri toiseksi. Myöhemmin Bragg nousi jälleen esiin, tosin vain siksi, että Watson ja Crick tulivat hänen laboratoriostaan.

Kiinnostavaa tämän tarinan kannalta on kuitenkin se, että Pauling päätyi ehdottamaan alfa-helix -rakennetta geeneille vastoin havaintojen antamia vinkkejä.

Oswald Avery oli julkaissut jo vuonna 1944 artikkelin pneumokokkibakteereilla tekemistään kokeista. Ne viittasivat siihen, että geenit olisivat aminohappoja. Pauling oli tietoinen näistä tuloksista, mutta päätti olla hyväksymättä niitä. Hän oli niin innostunut proteiineista ja halusi selittää geenit niillä.

Oli röntgenkuvia, jotka osoittivat selvästi kaksoiskierteen suuntaan, mutta Pauling tulkitsi ne liian epäselviksi. Sitten hän tulkitsi DNA:n tiheyden väärin, koska selvästikin ei halunnut uskoa siihen. 

Pauling oli kauniisti kolmoiskierteenä kuvailemiensa proteiinien sokaisema.

Ironista on se, että hän itse oli jo 40-luvulla miettinyt sitä, että geenit voisivat olla kaksi toisiaan tukevaa rakennetta, jotka voisivat kopioida toisiaan hieman samaan tapaan kuin Watson ja Crick myöhemmin selittivät.

Yksi asia on kuitenkin varmaa: Paulingin merkitys DNA:n rakenteen löytämisessä on merkittävä, koska kaikilla sen selvittämiseen osallistuneilla henkilöillä oli työpöydällään vuonna 1939 julkaistu Paulingin kirja The Nature of the Chemical Bond.

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Tiedetuubin joulukalenteri vuonna 2019 esittelee tieteellisiä töppäyksiä sekä erehdyksiä: tietoisia huijauksia, puhtaita vahinkoja ja myös varsin onnekkaiksi osoittautuneita epäonnistumisia. Ne auttavat myös ymmärtämään miten tiede toimii – ja että tutkijatkin ovat ihmisiä.

Kaikki avautuneet luukut ovat täällä.

Fleischmann ja Pons väittivät saaneensa aikaan ydinfuusion yksinkertaisesti laboratoriossaan pöydälle mahtuvalla koejärjestelyllä, missä oli raskasta vettä (deuteriumoksidia), palladiumia ja platinaa.

Palladiumpuikko oli upotettu raskaaseen veteen, joka oli lasiastiassa, jonka reunalla oli platinasta tehty anodi. Kun anodin ja katodin välille kytkettiin sähkövirta, alkoi raskaassa vedessä tapahtua elektrolyysi – deuteriumia alkoi kerääntyä katodille ja kuplia ulos astiasta.

Sähkövirtaa ylläpidettiin yhtäjaksoisesti useita viikkoja, ja raskas vesi vaihdettiin aina välillä uuteen. 

Suurimman osan ajasta koelaitteen lämpötila pysyi ennalta arvattavasti tasaisessa noin +30 °C:ssa, mutta välillä lämpötila nousi äkillisesti +50 °C:een ilman, että laitteeseen syötettyä tehoa lisättiin.

Nämä korkeamman lämpötilan vaiheet kestivät kaksi päivää tai kauemminkin ja toistuivat useita kertoja, kun sellainen kerran oli tapahtunut.

Tutkijakaksikko teki varsin nopeasti johtopäätöksen: ylimääräinen energia ei voinut olla peräisin kemiallisesta reaktiosta, vaan syynä oli ydinreaktio. He julkistivat löytönsä 23. maaliskuuta 1989 ja kertoivat onnistuneensa synnyttämään fuusioreaktion lähes huoneenlämmössä ja ”lukiotason välineillä”.

Kuten aina tieteessä, muut tutkijat riensivät toistamaan Fleischmannin ja Ponsin koetta. Se osoittautui kuitenkin hankalaksi. Tai kokeen tekeminen ei ollut hankalaa, mutta reaktiosta ei saatu missään enempää energiaa kuin siihen laitettiin. Fuusiota, tai mitään muuta ylimääräistä lämpöä tuottavaa reaktiota ei saatu aikaan. 

Fleischmann ja Pons selittivät tätä olettamalla, ettei muilla ollut samanlaista koeympäristöä kuin heillä. He eivät kuitenkaan halunneet auttaa muita toistamaan koettaan, mikä herätti luonnollisesti epäilyksiä 

Kaikista yrityksistä huolimatta kylmäfuusiosta ei ole olemassa ainuttakaan todennettua ja toistettavaa koejärjestelyä, joten Fleischmannin ja Ponsin väitteet olivat joko huijausta – tai sitten he töppäsivät mittauksissaan, jokin koejärjestelyn laite sai aikaan lämpötilan nousua tai jokin tuntematon reaktio tuotti energiaa, eivätkä rohjenneet tunnustaa tätä.

Ei ihan ilmasta temmattu idea

Ajatus kylmäfuusiosta on peräisin 1800-luvulta. Wikipedia kertoo, että Thomas Graham osoitti, että palladium voi sitoa itseensä runsaasti vetyä. 

Itävaltalaissyntyiset kemistit Friedrich Paneth ja Kurt Peters väittivät 1920-luvun lopulla, että vety muuttuisi spontaanisti heliumiksi, kun se absorboituu huoneenlämpötilassa hienojakoiseen palladiumiin. Myöhemmin he itse peruuttivat väitteensä todettuaan, että heidän havaitsemansa helium oli peräisin ympäröivästä ilmasta.

Ruotsalaiskemisti John Tandberg väitti puolestaan vuonna 1927, että hän olisi saanut vedyn fuusioitumaan heliumiksi sähkö­kemiallisessa parissa, jossa elektrodit olivat palladiumia. Järjestely oli siis varsin samankaltainen kuin Fleischmannilla ja Ponsilla, mutta utahilaistutkijat eivät olleet tietoisia Tandbergin tutkimuksista.

Sana "kylmäfuusio", eli "cold fusion" tuli käyttöön vuonna 1956, kun New York Times kertoi  Luis W. Alwarezin aihetta koskeneista kokeista.

Kylmäfuusio on ollut esillä ihan viime aikoinakin, sillä Google päätti yrittää kylmäfuusion synnyttämistä vuonna 2015. Yhtiö käytti kymmenen miljoonaa dollaria tutkimusohjelmaan, jonka tulos oli hyvin selvä: kylmäfuusiosta ei löytynyt minkäänlaista näyttöä.

Periaatteessa fuusioreaktio voitaisiin saada aikaan muutenkin kuin vain korkeassa lämpötilassa, mutta mitkään tiedossa olevat ja koetetut menetelmät eivät ole tuottaneet energiaa enempää kuin reaktion käynnistäminen ja ylläpito vaativat.

-

Yllä olevassa kuvassa on Texas A&M -yliopistossa kylmäfuusiokoetta yrittäneen John Bockrisin laitteisto. Vaikka aluksi koe näytti tuottaneen ylimääräistä lämpöä, näin ei ollutkaan.

Tulokset hyttystautien vähentämisessä olivat erityisen hyviä Yhdysvalloissa, missä myrkkyä levitettiin muun muassa lentokoneista laajoille alueille. Tässä kuvassa lentokone (Ford Trimotor) suihkuttaa DDT:tä Oregonissa vuonna 1955 osana kampanjaa, jonka tarkoituksena oli hävittää koiperhosia.

Kuten tässä vaiheessa tarinaa sopii jo arvata, aine ei ollut ihan niin auvoisa kuin oletettiin. Pian nimittäin havaittiin, että DDT on erityisen vaarallinen linnuille, koska ne söivät hyönteisiä, joita DDT:llä myrkytettiin. 

DDT kerääntyy eliöiden rasvakudokseen ja mitä ylöspäin mentiin ravintoketjussa, sitä tappavammaksi se tuli ainemäärän kumuloituessa. Kokonaisia lintulajeja kuoli sukupuuttoon ja voimme ihailla niitä enää eläinmuseoissa. 

Otavan Iso Tietosanakirja vielä vuodelta 1960 kertoo, että DDT:tä käytettiin tuolloin “yleisesti hyönteismyrkkynä kodeissa ja maataloudessa”. Jo tuolloin kuitenkin aineen haitat alkoivat olla tiedossa.

Vuonna 1962 biologi Rachel Carson kirjoitti kirjan "Silent spring", "Äänetön kevät", missä hän kuvailee kevään, jolloin linnut eivät enää laula. 

Kirja kertoo laajemmin ympäristömyrkyistä ja siitä, miten niitä käytettiin aikanaan varsin leväperäisesti. Äänetön kevät on monessa mielessä nykyaikaisen ympäristöliikkeen liikkeelle panija. Joka tapauksessa kirja nosti viimeistään DDT:n haitat julkisuuteen, ja lopulta aine kiellettiin läntisessä maailmassa 70-luvun alussa. Nyt keskustelu käy kuumana DDT:n sijaan sen erään korvaajan, glyfosaattisuolan ympärillä, jonka käyttö näyttää tappavan mehiläisiä.

DDT on yhä edelleen käytössä kuitenkin kehitysmaissa, koska se on halpaa ja tehokasta. Sen haitat on joissain tapauksissa katsottu pienemmiksi verrattuna harmiin, mitä esimerkiksi malaria aiheuttaa.

Stavropolin kaupunkiin pystytettiin vuonna 1952 veistos, missä ovat Stalin ja Lysenko ihastelemassa vehnää. Veistos tuhottiin vuonna 1961, mutta se elää edelleen tässä Stavropolin hallintoalueen arkistossa olevassa kuvassa. Otsikkokuvassa ovat myös Lysenko (vasemmalla) ja Stalin (oikealla); kuvassa Lysenko pitää puhetta Kremlissä.

Lysenko oli voimissaan Stalinin valtakauden ajan, ja yllättäen hänen loistelias uransa jatkui myös Nikita Hruštšovin aikana. 

Hruštšov oli esimerkiksi todella innostunut Lysenkon ideasta käyttää kanoja sokerijuurikkaita turmelevien kärsäkkäiden tuhoamiseen. Kun asiantuntijat epäilivät asiaa, tuli Hruštšov väliin ja totesi hänen olevan ensiluokkainen tiedemies. 

Vasta 1960-luvun alussa Lysenkon ympärilleen ja koko neuvostomaahan rakentama tieteellinen kupla alkoi sihistä tyhjäksi. Ensin kolme tunnettua fyysikkoa, Jakov Zeldovitš, Vitali Ginzburg ja Pjotr Kapitsa syyttivät Lysenkoa valetieteellisyydestä ja tieteellisten vastustajiensa tuhoamisesta. Sitten myös ydinfyysikko Andrei Saharov hyökkäsi Lysenkoa vastaan ja sanoi yksinkertaisesti, että Lysenkon teorioiden takana oli vain Stalinin henkilöpalvonta, ja että  Lysenko oli aiheuttanut neuvostotieteelle valtavasti vahinkoa.

Käännekohdaksi tuli vuosi 1964, kun Lysenko viimein  erotettiin tiedeakatemian johdosta ja asetettiin arestiin koetilalle lähelle Moskovaa. 

Kun Hruštšov oli erotettu lokakuussa 1964, ei Lysenkolla ollut enää suojelijaa. Pian tiedeakatemian puheenjohtaja ilmoittikin, ettei Lysenkoa enää suojeltu arvostelulta, Lysenkon kotiin lähetettiin asiantuntijakomitea, ja keväällä 1965 julkaistiin häntä koskeva raportti, ja se oli rajua tekstiä: Lysenkon maine tuhottiin ja hänen tutkimuksensa todettiin yksiselitteisesti olleen puppua.

Lysenko kuoli Moskovassa vuonna 1976, mutta hänen vaikutuksensa näkyy edelleen itänaapurissamme, sillä Neuvostoliitossa jäätiin jälkeen etenkin geenitekniikassa – ja yhä edelleen politiikka sotkeutuu (sielläkin) tieteentekoon.

Oikealla on rekonstruktio Piltdownin ihmisen kallosta ja vasemmalla hahmotelma siitä, millainen ihminen olisi voinut olla. Piirros oli varsin pitkälle mennyt päättely varsin vajavaisen tiedon perusteella.

Evoluutiotutkijat hyppivät innoissaan, sillä tämä näytti olevan puuttuva linkki ihmisen ja apinan välillä. Se oli vahva ase evoluution vastustajia vastaan, sillä varhaisista ihmisistä ja myöhäisistä ihmisapinoista oli löytynyt hyviä fossiileja, mutta niiden välissä ei ollut mitään – ennen Piltdownin ihmistä.

Löytö sopi kuitenkin liian hyvin siihen mitä odotettiin, joten jo tuolloin monet epäilivät löydon aitoutta.

Niinpä Dawsonin löytöjä tutkittiin ja tutkittiin, kunnes viimein vuonna 1953 kehittyneet tutkimusmenetelmät paljastivat luut huijaukseksi. Tavallisen 1900-luvun alun orankutangin ja 600-vuotta vanhan ihmiskallon jäänteet oli liitetty toisiinsa hyvin huolellisesti ja niin aidon tuntuisesti, että ne onnistuivat huiputtamaan tutkijoita lähes 40 vuoden ajan.

Muistona tästä Dawsonin vilpistä on edelleen hänen luomansa olion latinankielinen nimi, Eoanthropus dawsoni, eli Dawsonin jäljitelmäihminen.

Ei mikään mukava tapa saada nimensä tieteen historiaan…