Tiedetuubi on ollut linjoilla jo 11 vuoden ajan, ja tämän yli vuosikymmenen aikana olemme julkaisseet useammankin erilaisen joulukalenterin. 

Vuoden 2024 joulukalenterin lopuksi listaamme niistä kiinnostavimmat, ja lisäksi myös pieni katsaus joulu- ja adventtikalenterien historiaan.

Nämä kalenterit kannattaa katsoa ainakin:

Tieteellistekninen lähtölasku jouluun (2013)

Kemiallinen joulukalenteri (2015)

Tiedetöppäyskalenteri (2019)

Vuonna 2018 esittelimme tiedepaikkoja, mutta nyt niitä on kartalla jo paljon enemmän kuin esittelimme aikanaan. Etenkin näin korona-aikaan mielikuvamatkat eri puolille planeettaa ovat kiinnostavia, joten alla koko tarjontamme!

Vuonna 2023 esittelimme joitain näistä paikoista joulukalenterinomaisesti YouTube -kanavamme Shorts-videoilla.

Tämän vuoden Yllätysten joulukalenterin kaikki luukut löytyvät myös omalta sivultaan.

Kuualuksella oli tehty vasta yksi miehitetty lento Maata kiertävälle radalle, mutta siitä huolimatta Nasassa tehtiin uhkarohkea päätös: Apollo 8 suuntaisi kohti Kuuta.

Frank Borman, James Lovell ja William Anders matkaisivat ensimmäisinä ihmisinä toisen taivaankappaleen läheisyyteen, ei vielä pinnalle, mutta kiertoradalle kuitenkin.

Kolmikko oli myös ensimmäinen, joka vietti joulun todella kaukana kotoa.

Apollo 8 laukaistiin jättimäisen Saturn V -raketin kärjessä 21. joulukuuta ja jouluaattona alus asettui Kuuta kiertävälle radalle. Maan ilmestyessä astronauttien näköpiiriin Kuun rosoisen horisontin takaa, Anders nappasi yhden tunnetuimmista valokuvista: Maannousun.

Kauniisti Kuun horisontin takaa noussut maapallo tuli astronauttikolmikolle pyytämättä ja yllättäen. He olivat keskittyneet kuvaamaan kohteita Kuun pinnalla suunnitelman mukaisesti, kunnes Anders äkkäsi Maan.

Anders: "Herrajumala, katso tuota! Maapallo on nousemassa! Vau, se on kaunis!"

Borman (vitsaillen): "Älä vain ota siitä kuvaa, sitä ei ole suunniteltu."

Anders: "Onko sinulla värifilmiä, Jim? Anna minulle äkkiä se värirulla..."

Lovell: "Oi, tuo on mahtavaa!"

Andersilla oli käsissään Kuun pintakuvausta varten muokattu (ruotsalainen!) Hasselblad 500 EL -kamera sisällään mustavalkofilmiä. Hän vaihtoi nopeasti kameraan Lovellilta saamansa Ektachrome SO-368 -värirullan ja otti sillä legendaariset kuvat. 

Aukoksi f/11 ja suljinnopeus 1/250. Klik, klik, klik...

Legendaarisista legendaarisin on Nasan numerointisysteemissä kuva numero AS08-14-2383, joka on tämän jutun otsikkokuvanakin.

Yleensä kuva esitetään asennossa, jossa Maa näyttää kohoavan Kuun pikimustalle taivaalle, mutta todellisuudessa näkymä oli kalenteriluukkumme mukainen.

Nasan Goddardin avaruuslentokeskuksen Visualisointistudio teki vuonna 2018 kuvaussessiosta alla olevan videon, missä Apollo 8:n kuvaustapahtumat yhdistetään Kuuta kiertävän LRO-luotaimen ottamiin kuviin.

Kotiplaneettaamme esittävä kuva ja jouluinen kuulento suorine lähetyksineen ”kaukaa” kosmoksesta valoi moniin uskoa tai ainakin toivoa rauhaisammasta tulevaisuudesta.

Kulunut vuosi oli ollut hyvin levoton: eri puolilla maailmaa oli sotia ja mellakoita, pommiattentaatteja ja salamurhia, lento-onnettomuuksia ja luonnonkatastofeja.

Maahan palattuaan Apollo-astronautit saivat miljoonia sähkeitä ja kirjeitä, joissa heitä onniteltiin saavutuksestaan. Lennon komentajan Frank Bormanin mukaan ikimuistoisimmassa todettiin: ”Te pelastitte vuoden 1968.”

Graniittia on ympärillämme joka puolella, koska se on Suomen kallioperän yleisimpiä kivilajeja ja maanuoren yleisin kivilaji.

Graniitti on lisäksi kestävää ja helppohoitoista, joten sitä käytetään paljon rakentamiseen: katukiveyksien lisäksi siitä tehdään rakennusten kivijalkoja, kokonaisia talojakin, veistoksia sekä hautakiviä, ja myös sisätiloissa on mm. graniittisia tasoja keittiöissä ja kylpyhuoneissa.

Graniitti kuuluu jähmettyneisiin kivilajeihin eli magmakivilajeihin ja niiden alaryhmään syväkivilajit. Se koostuu kvartsista, kiilteestä, maasälvästä ja joskus myös sarvivälkkeestä, jotka näkyvät selvinä rakeina kiven pinnassa.

Mineraalit ovat ehtineet järjestäytyä ja muodostaa suurehkoja, silmin havaittavia kiteitä, joska graniitti on syntynyt hitaasti jäähtymällä eli intrusiivisesti magmapesäkkeissä syvällä maan kuoressa.

Koska Suomen graniitit ovat peräisin hyvin syvältä, ovat ne varsin vanhoja, yli 1800 miljoonaa vuotta vanhoja.

Koska maapallon ikä on noin 4,5 miljardia vuotta (4500 miljonaa vuotta), ovat katukiveyksen graniitit muodostuneet jotakuinkin silloin, kun planeettamme oli puolet iältään nykyisestä.

Nimi "graniitti" tulee  latinan sanasta granum eli rae.

Vanhaa kamaa

Suomen kallioperä kuuluu Fennoskandian kilpialueeseen, joka ulottuu Norjasta Ruotsin ja Suomen kautta Länsi- ja Luoteis-Venäjälle.

Kilpi tarkoittaa laajaa aluetta, jossa vanha, kiteinen (eli magmakivistä tai metamorfisista kivistä koostuva) kallioperä on näkyvissä tai ohuen maaperän peitossa, mutta ei siis esimerkiksi nuorten sedimenttikivien peittämä, kuten Virossa.

Itä- ja Pohjois-Suomessa on yli 2500 miljoonaa vuotta vanhoja ns. arkeeisiksia alueita. Pääosa kallioperästämme on kuitenkin nuorempaa, noin 2500–1600 miljoonaa vuotta vanhaa.

Kiinnostavin geologinen ajanjakso Suomen seuduilla oli 1900–1800 miljoonaa vuotta sitten, kun tänne syntyi korkea vuoristo, Svekofennidit.

Maapallo oli tuolloin kovin toisenlainen: alue, missä Suomi on nykyisin, oli noin 1800 miljoonaa vuotta osa suurempaa maa-aluetta nimeltä Fennoskandian kilpi tai Baltian kilpi.

Se puolestaan oli osa muinaista supermannerta, jota kutsuttiin nimellä Columbia. Todennäköisesti nyky-Suomen seudut olivat tuolloin olennaisesti etelämpänä nykyisen Grönlannin eteläpuolella. 

Mannerlaattojen myllerryksessä Svekofennidien vuoristo ei kestänyt kauaa. Se kului pois jo muutamassa sadassa miljoonassa vuodessa, mutta sen pohjaosat muodostavat nykyisen kallioperämme.

Kun kävelet siis kadulla ja korkosi kopsahtavat (tai lätsähtävät loskan kanssa) katukiveykseen, niin kävelet ammoisen vuorijonon juurikiven päällä – jos kivi on suomalasta.

Suurin graniitin myyjä maailmassa on Intia, mikä toimittaa noin 30 % kaikesta maapallolla käytetystä graniitista. Seuraavana tulevat Brasilia (15 %) ja Kiina (10 %), joiden jälkeen listalla ovat etenkin koristegraniittia tuottavat Espanja ja Italia.

Kaikkein vanhimmat graniitit ovat yli 2,5 miljardia vuotta vanhoja, ja niitä on esimerkiksi Kanadassa ja Australiassa.

Nuorempi graniitti, niin sanottu fanerozooinen graniitti, on syntynyt viimeisten 541 miljoonan vuoden aikana. Sellaista löytyy esimerkiksi Brittein saarilta.

Kyseessä on kalalaji nimeltä latimeria (Latimeria chalumnae), läntisellä Intian valtamerellä esiintyvä harvinainen syvänmeren varsieväkala, joka on elänyt satoja miljoonia vuosia lähes muuttumattomana.

Siksi sitä kutsutaan usein eläväksi fossiiliksi – etenkin kun sen oletettiin kuolleen sukupuuttoon miljoonia vuosia sitten, samoihin aikoihin dinosaurusten kanssa.

Yksi syy tähän lienee paitsi se, että latimeria on varsin ruma ja sen liha maistuu kuulemma pahalta, niin myös se, että nämä syvyyksissä elämään tottuneet kalat kuolevat pinnalle nostettaessa tai pian sen jälkeen.

Kauimmaksi historiaan ajoitetut varsieväkalafossiilit ovat yli 410 miljoonaa vuotta vanhoja. Niiden arveltiin kuolleen sukupuuttoon myöhäisliitukaudella noin 66 miljoonaa vuotta sitten.

Mutta ei.

Juuri ennen joulua vuonna 1838 eteläafrikkalaisen kalastusalus Nerinen kippari Hendrik Goosen soitti läheisen East Londonin museon kuraattori Marjorie Courtenay-Latimerille ja pyysi häntä tulemaan laivalleen katsomaan kummallista kalaa, jonka laivan miehistö oli napannut.

East London on kaupunki Etelä-Afrikan kaakkoiskulmassa, ja kummallinen kala oli löytynyt Chalumnajoen suulta Intian valtamerestä noin 70 metrin syvyydestä läheltä East Londonia.

Miehistö oli heittänyt tämä ruman, noin puolitoista metriä pitkän kalan roskasaalisröykkiöön, mikä heitettäisiin myöhemmin takaisin mereen – mutta Goosen onneksi nappasi kalan talteen ja soitti Courtenay-Latimerille.

Courtenay-Latimer oli tunnettu Etelä-Afrikan luonnon ja eläinten tuntijana, ja hän oli pyytänyt myös kalastajia ilmoittamaan hänelle kummallisista löydöistä.

Hän otti taksin satamaan ja näki siellä omituisen, sinertävän värisen otuksen. Kala, jolla oli neljä evää. Evät olivat vähän kuin jalkoja, joilla elämä merestä voisi siirtyä käppäilemään kuivalla maalla. Kala oli kuin alien.

Vaikka Courtenay-Latimer tunsi hyvin alueensa kalat, tässä tapauksessa hän oli vähän ns. pihalla. Hän vei kalan taksilla museoon ja piirsi siellä kalasta kuvaelman.

Vuodenajat ja maapallon vuotuinen kierto Auringon ympäri eivät ole suoraan tekemisissä keskenään.

Maan rata on lähes ympyrä, joten Auringon Maahan kohdistama lämmitysteho ei vaihdu vuoden kuluessa olennaisesti. Vähän kyllä, mutta ei niin paljoa, että se vaikuttaisi vuodenaikoihin.

Sen sijaan syynä on maapallon pyörähdysakselin kaltevuus, tällä haavaa noin  23,5°. Juuri tänään talvipäivänseisauksen aikaan akseli osoittaa poispäin Auringosta, ja klo 11.20 Suomen aikaa akseli on täsmälleen poispäin. 

Pohjoisella pallonpuolella yö on pisimmillään, eikä napapiirin pohjoispuolella Aurinko nouse lainkaan. Napapiiri sijaitsee tuon 23,5° etelään pohjoisnavalta, eli leveyspiirillä 66,5°. Auringon keskipiste näkyisi siellä keskipäivällä talvipäivänseisauksen aikaan horisontissa, jos ilmakehä ei taittaisi Auringon valoa.

Luonnollisesti myös etelässä on napapiiri, kohdassa 66,5° eteläistä leveyttä. Sen eteläpuolella on näinä aikoina yötön yö, eli Etelämantereella nautitaan jatkuvasta päivänpaisteesta.

Seisausten ajankohdat on nimetty pohjoisen pallonpuolen mukaan, joten kesäpäivänseisauksen aikaan täällä pohjoisessa tilanne on juuri päinvastainen: yö on pisimmillään eteläisellä pallonpuolella ja päivä pisimmillään täällä pohjoisessa. Maapallon akseli osoittaa kohti Aurinkoa.

Kevätpäivän- ja syyspäiväntasausten aikaan Aurinko on suoraan sivulla, joten niiden aikaan päivä ja yö ovat yhtä pitkät joka puolella rakasta kotiplaneettaamme.

Maapallon akselin kaltevuus muuttuu noin 41 000 vuoden jaksoissa. Muutos on tosin hyvin pientä, sillä kaltevuus soutaa välillä 22° – 24°. 

Myös akselin suunta Auringon suhteen muuttuu hitaasti, eli seisausten ja tasausten ajankohdat siirtyvät. Muutosjakson pituus on 19 000 – 23 000 vuotta.

Tällä hetkellä maapallo on lähimpänä Aurinkoa pohjoisen pallonpuoliskon keskitalven aikaan, mutta runsaat 10 000 vuotta sitten näin oli keskikesällä.

Maan rata Auringon ympärillä on lähes ympyrä, mutta ei aivan täsmälleen, sillä etäisyys vaihtelee 147 ja 152 miljoonan kilometrin välissä. 

Lähimpänä Aurinkoa olemme 4. tammikuuta ja kauimpana 4. heinäkuuta.

Juuri tänään maapallo on 147 165 829 kilometrin päässä Auringosta.

Tiettävästi maailman ensimmäiset joulukortit lähetti Sir Henry Cole Lontoossa vuonna 1843. Cole (1808 – 1882) oli virkamies, opettaja, keksijä jamyös  Victoria ja Albert -museon ensimmäinen johtaja.

Hän oli mukana uudistamassa brittiläistä postijärjestelmää 1840-luvulla, jolloin muun muassa kehitettiin yhtenäispostimerkki, jonka toivottiin lisäävän ihmisten innostusta lähettää tervehdyksiä koristelluilla kirjelomakkeilla ja käyntikorteilla.

V&A:n joulukorttiartikkelissa kerrotaan, että joulu oli kiireistä aikaa Colen perheessä, ja isäntä keksijänä keksi vastata tervehdyksiin ja kirjeisiin korteilla. Sir Henry pyysikin ystäväänsä, taiteilija John Callcott Horsleytä suunnittelemaan tätä varten sopivan kortin.

Cole kirjasi päiväkirjaansa 17. joulukuuta 1843: "Illalla Horsley tuli ja toi suunnitelmansa joulukorteille".

Sateenkaari näkyy aina vastakkaisella puolella taivasta kuin aurinko, koska valo heijastuu sadepisaroista takaisin jokseenkin samaan suuntaan kuin se on tullut. Valon heijastuminen vesipisaroista ei vielä riitä selittämään sateenkaaren värejä, siihen vaaditaan myös valon taittumista.

Kun auringonvalo taittuu ja heijastuu vesipisaroissa, valkoiselta näyttävä auringonvalo hajoaa – kirjaimellisesti – sateenkaaren väreihin. Niitä on seitsemän: punainen, oranssi, keltainen, vihreä, sininen, indigo ja violetti. Värit ovat sitä hehkuvampia ja kirkkaampia, mitä suurempia pilvistä tipahtelevat vesipisarat ovat.

Kun auringonvalo kulkee sadepisaran pinnan läpi, valon kulkusuunta muuttuu, koska se siirtyy harvemmasta aineesta eli ilmasta tiheämpään eli veteen.

Valo heijastuu pisaran sisäpinnasta ja kun se poistuu vesipisarasta, sen kulkusuunta muuttuu jälleen: nyt se siirtyy tiheämmästä aineesta harvempaan eli vedestä ilmaan.

Kahden taittumisen ja yhden heijastumisen seurauksena valon kulkusuunta muuttuu 42 astetta. Siksi sateenkaari näkyy taivaalla vastapäätä aurinkoa ja kaartuu katsojan pään varjon ympärille 42 asteen etäisyydellä.
 

Kamera kuin kamera käy, kunhan valotusaikaa on mahdollista säätää. Monilla älykännyköilläkin saa varsin kohtuullisia tähtikuvia, mutta järjestelmäkamerassa säätömahdollisuuksia on enemmän ja ennen kaikkea niiden optiikkaa voi vaihtaa tarpeen mukaan.

Akku on hyvä ladata täyteen ja vara-akku kannattaa pitää mukana (mielellään lämpimässä takin sisätaskussa), sillä kylmässä ulkoilmassa lataus hupenee yllättävän nopeasti.   

Objektiivi määräytyy sen mukaan, kuinka laajan alueen tähtitaivaasta halua saada kuvaan. Mitä lyhyempi polttoväli, sitä laajempi kuvakenttä. Ja mitä suurempi valovoima, sitä himmeämpiä tähtiä kuvaan tallentuu, jos valotusaika pysyy samana.

Valotusaika riippuu objektiivin polttovälistä – mikäli haluaa tähtien pysyvän pistemäisinä. Hyvä ohjenuora on niin sanottu 500-sääntö: luvun 500 jakaminen objektiivin polttovälillä (mm) kertoo, kuinka pitkällä valotusajalla (sekunteina) tähdet eivät vielä ala venyä viiruiksi. Esimerkiksi 50-millisellä objektiivilla maksimivalotusaika on 10 sekuntia. Pitää kuitenkin muistaa, että puolikennokameroissa todellinen polttoväli ei ole sama kuin objektiivissa ilmoitettu.

Jalusta on tärkeä apuväline, sillä käsivaralta kunnollisia tähtikuvia on miltei mahdoton ottaa, kun valotusajat venyvät. Nykyisten digikameroiden herkkyys kyllä riittää siihenkin, mutta kuvista tulee runsaan kohinan takia ”rakeisia”. Jalustan pitää olla riittävän tukeva, heppoiset kolmijalat eivät tähtikuvaukseen kelpaa.

Pimeys on eduksi. Valosaasteisella paikalla taivas ei ole syvänsininen vaan pahimmillaan likaisen oranssi (valonlähteiden värin mukaan). Taajamien valot hukuttavat himmeät tähdet alleen eivätkä ne tartu myöskään kameran kennolle.

Taskulamppu on suureksi avuksi ja myös turvaksi, jos onnistuu hakeutumaan pilkkopimeään paikkaan. Lampun eteen on hyvä teipata punaista muovia tai pahvia, jotta silmien hämäränäkö ei tärväänny aina, kun taskulampun sytyttää.

Vaatetus pitää valita kelin mukaan. Pikkupakkasessakin tulee äkkiä vilu, kun seisoskelee pari tuntia jalustalla olevan kameran vieressä. Erityisesti käsineisiin ja jalkineisiin kannattaa kiinnittää huomiota.

Pilvet estävät usein tähtien kuvaamisen. Näin loppuvuodesta selkeä sää jää helposti haaveeksi, mutta sääennusteita seuraamalla voi varautua kirkkaaseen keliin ja laittaa varusteet toiveikkaasti valmiiksi.

Lontoossa, Kensingtonissa sijaitseva The Science Museum on maailman toiseksi vanhin tiedettä ja teknologiaa esittelevä museo. Se on perustettu vuonna 1857. Kolmantena iässä on Deutsches Museum (1903) Münchenissä, kun voiton vie Pariisissa oleva, vuonna 1794 perustettu Musée des Arts et Métiers.

Lontoon tiedemuseon nimi oli välillä Suuri Patenttimuseo, koska sen kokoelmissa oli lähinnä keksintöjä.

Museon kokoelmissa on nyt yli 300 000 esinettä, joiden joukossa on Apollo-kuualus, maailman vanhin höyrykone, Charles Babbagen tekemä tietokoneen esi-isä, Frank Whittlen suunnittelema ensimmäinen suihkumoottori, jäljennös Francis Crickin ja James Watsonin DNA:n rakennemallista, Mika Häkkisen kolaroima Formula 1 -auto ja paljon muuta.

Museo on ehdottomasti suositeltava käyntikohde Lontoossa jokaiselle tieteestä ja tekniikasta kiinnostuneelle, mutta jos et ehdi tai pysty singahtamaan nyt Brittein saarille, niin museoon pääsee tutustumaan erinomaisella 360°-sivustolla: 360tour.sciencemuseum.org.uk

Muita virtuaalikäyntejä:

The Smithsonian National Museum of Natural History (USA)

The Museo Galileo (Italia)

Musée des Arts et Métiers (Ranska)

Deutsches museum (Saksa)

Esimerkiksi Lieben-putki, varhainen katodisädeputki, oli todellisuudessa Eugen Reiszin ja Siegmund Straussin aikaansaannos. He kuitenkin sattuivat olemaan Robert von Liebenin palkkalistoilla, joten uudenlaisen tyhjiöputken patentti kirjattiin kaikkien kolmen nimeen – ja silti se tunnetaan Lieben-putkena.

Fysiikasta ja kemiasta tuttu Avogadron vakio, joka kertoo, kuinka paljon hiukkasia on moolissa ainetta, on nimetty Amadeo Avogadron mukaan. Käsitteen otti käyttöön Jean Perrin yli 50 vuotta Avogadron kuoleman jälkeen.

Magnetismiin liittyvä Curie-piste eli lämpötila, jossa aineen magneettisuus katoaa, on saanut nimensä Pierre Curielta, vaikka ilmiön havaitsi ensimmäisenä Claude Pouillet.

Ja mantereen nimenä tunnettu Amerikka juontuu Amerigo Vespuccista, vaikka hän ei suinkaan ollut uuden maanosan ”löytäjä”. Ei sitä tietenkään ollut myöskään Kristoffer Kolumbus, sillä Atlantin tuolla puolen asusti alkuperäiskansoja jo kauan ennen eurooppalaisten harhautumista ”uuden maailman” rannikolle.

Stiglerin laki myös todistaa itse itsensä, sillä sen muotoili ensimmäisenä Stiglerin maanmies, sosiologi Robert Merton.