Tiedetöppäysjoulukalenteri: 3. Eetteri

Orionin kaasusumu Andrew Ainslie Commonin kuvaamana vuonna 1883

Eetteri on orgaaninen yhdiste, joka reagoi varsin huonosti muiden aineiden kanssa ja sitä käytetään esimerkiksi uuttamisessa varsin paljon.

Aikanaan sillä oli myös kovasti käyttöä kosmologiassa, koska jostain syystä koko maailmankaikkeuden oletettiin olevan täynnä eetteriä – hieman kemiallisen eetterin tapaan huonosti vuorovaikuttavaa ainetta, jonka ansiosta esimerkiksi valo pystyi liikkumaan (hieman äänen tavoin) avaruudessa. 

Jo antiikin kreikassa niin sanotun maailmaneetterin oletettiin "täyttävän kuunylisen kaikkeuden".

Ajatus eetteristä oli sinänsä looginen, sillä esimerkiksi ääni kulkee ilmassa värähtelynä. Koska oli vaikeaa kuvitella tapaa, millä valo tai minkä muun tahansa signaali kulkisi tyhjässä avaruudessa, oli suora päätelmä se, että avaruudessa on pakko olla jotain ainetta, mitä ei näe, mikä ei haittaa taivaankappaleiden liikettä ja mikä ei muutenkaan ole havaittavissa, paitsi että se kuljettaisi esimerkiksi valoa.

Eetterin piti olla siis täysin läpinäkyvää, kitkatonta ja sen piti olla täysin levossa maailmankaikkeuden suhteen siten, että valon nopeus siinä oli aina täsmälleen valon nopeus.

Tämä eetteri oli kuitenkin sen verran omituinen ja ristiriitainen ajatus, että herrat Albert Michelson ja Edward Morley suunnittelivat 1880-luvulla kokeen, jonka tarkoituksena oli mitata Maan absoluuttinen liike eetterin suhteen.

Kokeen lähtökohtana oli ajatus siitä, että maapallon liikkeen eetterin suhteen pitäisi aiheuttaa Maan pinnalla havaittava "eetterituuli". Valon suunnan ja eetterituulen välisen kulman pitäisi vaikuttaa valon nopeuteen, ja siksi hyvin yksinkertaisella koejärjestelyllä koetettiin havaita "sivutuuleen" ja "vastatuuleen" liikkuneiden valonsäteiden eri nopeuksista aiheutunut vaihe-ero.

Michelson-Morley -koe 1887

He tekivät mittauksia useampaan otteeseen vuonna 1881 ja 1887, eivätkä löytäneen mitään eroavaisuutta. Tai he löysivät hyvin pienen nopeuseron, mutta se oli mittausvirheen rajojen sisällä ja siksi siihen ei voinut luottaa.

Vaikka koetta pidetään yhtenä kuuluisimmista epäonnistuneista kokeista, se oli kuitenkin kiinnostava. Michelson sai sen ansiosta jopa Nobelin palkinnon vuonna 1907.

Tuolloin kuitenkin eetterin aika alkoi olla lopullisesti ohi, koska 1900-luvun alussa Albert Einstein selitti suhteellisuusteoriassaan vuonna 1905, että mikään koejärjestely ei voi havaita eroa valon nopeudessa, koska valon nopeus on aina vakio.

Lisäksi tuntemus valon ja koko sähkömagneettisen säteilyn olemuksesta oli kehittynyt 1900-luvun alussa siihen saakka, ettei sen kulkemiseen enää kaivattu edes teoreettisesti mitään eetteriä.

Avaruus on siis tyhjä ja eetteri on jäänyt elämään lähinnä radiotoiminnassa, missä edelleen lähetyksiä lähetetään niin sanotusti eetteriin – vaikkakin yhä useammin tuo radioeetteri sijaitseekin netissä. Mutta se on ihan eri juttu.

-

Otsikkokuvassa on Andrew Ainslie Commonin vuonna 1883 ottama kuva Orionin kuuluisasta kaasusumusta. Tämä oli eräs ensimmäistä tähtivalokuvista, joilla osoitettiin miten aikavalotuksella saadaan kuvaan näkyviin paljon enemmän tähtiä ja kaasua kuin paljain silmin voi nähdä.

Tiedetöppäysjoulukalenterin tunnus

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Tiedetuubin joulukalenteri vuonna 2019 esittelee tieteellisiä töppäyksiä sekä erehdyksiä. Aihe ei ole erityisen jouluinen, mutta kiinnostava, sillä töppäykset pitävät sisällään niin tietoisia huijauksia, puhtaita vahinkoja kuin myös varsin onnekkaiksi osoittautuneita epäonnistumisia.

Nämä tarinat ovat kiinnostavia myös siksi, että ne osoittavat miten tiede toimii: se on itse itseään korjaava systeemi, jonka tavoitteena on totuus.

Jos joku epärehellinen tutkija koettaa väärentää tuloksiaan, toiset kyllä paljastavat tämän ennemmin tai myöhemmin. Jos virheelliset mittaukset tai epäselvät havainnot johtavat tekemään epätosia päätelmiä, niin tutkijakollegat kyllä korjaavat tämän pian. Jokainen hyvä tutkija on luonnostaan myös epäilijä, vaikka kyse on omista tuloksista.

Totuus voittaa aina lopulta – eikä luonnonlakeja voi huijata.