78 TIETEESSÄ TAPAHTUU 4 2020
Tiede on totuuden likiarvo
Pekka Teerikorpi: Kosmologian alkulähteillä – Tähtisumuja Ein- steinin avaruudessa. Ursa 2019.
”Kosmologia, tiede maailman ra- kenteesta ja kaikesta mikä koskee maailman avaruutta.” Näin mää-
TIETEESSÄ TAPAHTUU 4 2020 79 MUISTIKUVIA
lä tähdet ja galaksit sijaitsevat. Ja mitä galaksit ylipäätään ovat, nii- den todellinen olemushan Linnun- radan kaltaisina ja sen ulkopuolisi- na tähtijärjestelminä selvisi vasta vajaat sata vuotta sitten.
Tähtienvälisiä etäisyyksiä mää- rittäviä mittatikkuja on verrattu usein tikapuihin, joita pitkin pääs- tään askelma askelmalta yhä ylemmäs tai maailmankaikkeuden tapauksessa kauemmas. Tikapuut sopivat vertauskuvaksi myös kir- jan rakenteelle, sillä universumin salaisuudet ovat selvinneet vähä vähältä, asia ja ilmiö kerrallaan.
Kirjan alaotsikossa mainittuun Einsteinin avaruuteen päästäk- seen on luettava satakunta sivua, mutta siitä eteenpäin Albert-setä onkin mukana käytännössä koko loppumatkan. Ja edelleen, yli sata vuotta syntymänsä jälkeen, ylei- nen suhteellisuusteoria on kes- keinen työkalu tarkasteltaessa maailmankaikkeutta. Einsteinin ajatukset ovat yhä ajankohtaisia, saatiinhan varmistus esimerkiksi suhteellisuusteorian ennustamille gravitaatioaalloille vasta muutama vuosi sitten.
Ei kirja kuitenkaan pelkkää Ein- steinin suitsutusta ole. Vaikka hän laati teoriansa ylhäisessä yksinäi- syydessään, sen sovellutuksia on ollut kehittämässä suuri joukko sekä hänen aikalaisiaan että myö- hempien aikojen tutkijoita. Tee- rikorpi kertoo mukavasti myös suomalaisista tähtitieteilijöistä, fyysikoista ja matemaatikoista, joi- ta vilisee sekä ajan hermolla että anekdooteissa.
Ja perustellusti kirjoittaja tuo esiin myös omia tutkimuksiaan, joita hän on tehnyt sekä Suomes- sa että ulkomailla lukuisten kolle- gojen kanssa. Se havainnollistaa osaltaan, kuinka kansainvälis- tä ja yhteistyöhön perustuvaa ny- kytiede on. Yksittäisten ”hullu- jen tiedemiesten” yksittäisten neronleimaus ten aika on jäänyt kauas taakse.
Vaikka kirjassa on paljon vai- keitakin asioita, koska tähtitiede on vaikeaa, lukemista helpottaa Teerikorven havainnollinen ker-
ronta ja elävä kieli. Kun hän ker- too kaaoksesta ja ennustettavuu- den hupenemisesta, hän ottaa esimerkiksi kaksoistähden, jonka osapuolten liikkeet pystyy helposti laskemaan Newtonin gravitaatio- teorian avulla. ”Vaan lisääpäs kol- mas pyörä paritanssiin, niin seuraa jo vallan konstikas karkelo.”
Einsteinin suhteellisuusteorian vuosisataisesta voittokulusta huo- limatta se ei ole lopullinen teoria.
Sekä maailmankaikkeuden alus- sa että mustissa aukoissa tarkas- tellaan niin suuria tiheyksiä ja niin pieniä tilavuuksia, että kvantti-ilmi- öt on pakko ottaa huomioon. Eikä suhteellisuusteoria laajan skaalan gravitaatioteoriana sisällä mikro- maailmaa kuvaavaa kvanttifysiik- kaa. Kosmologiassa gravitaatio ja kvanttimaailma eivät lyö kättä vaan toisiaan, ainakin toistaiseksi.
Mikään teoria ei myöskään ole mitään ilman havaintoja, mikä mo- nen muun asian ohella käy hy- vin ilmeiseksi kirjan sivuilla. Kos- mologian kohdalla se oli pitkään polttava ongelma. Vielä 1960-lu- vun alussa, kun Stephen Hawking aloitti jatko-opintonsa Cambrid- gen yliopistossa, hänen mukaan- sa ”kosmologiaa ei noihin aikoihin käytännössä tunnustettu oikeaksi tieteenalaksi”.
Havaintojen tekeminen puo- lestaan vaatii tekniikkaa, ei pel- kästään kaukoputkia, vaan myös havaintojen tallentamiseen sovel- tuvia mittalaitteita ja mittausten käsittelyyn käypiä tietokoneita.
Niiden myötä kosmologiasta on tullut vähintäänkin oikea tieteen- ala. Ja kehitys on ollut huimaa.
Kun Vesto Slipher määritti sata vuotta sitten galaksien spektre- jä, hän onnistui vuosikymmenessä mittaamaan 31 galaksia. Kuluvan vuosituhannen alussa käynnisty- neessä Sloan Digital Sky Survey -kartoituksessa saatiin yhdellä va- lotuksella talteen 640 galaksin spektrit.
Huolimatta kirjan nimestä sii- nä päästään alkulähteistä pitkäl- le kohti nykytietämystä, jopa kaik- kein uusimpiin hypoteeseihin ja arvioihin maailmankaikkeuden rittelee Pekka Teerikorven kirjan
teeman vuosina 1909–22 julkais- tu Tietosanakirja, jonka Tuorlan observatorion tähtitieteilijä ja kos- mologi kertoo olevan kirjahyllynsä
”pieni aarre”. Ensyklopedia tulee kirjan sivuilla vastaan useamman kerran, mikä sopii oikein hyvin ai- heeseen, sillä vaikka tietämys maailmankaikkeudesta jatkuvas- ti kasvaa, siitä on tiedetty tai aina- kin ounasteltu yllättävän paljon jo menneinä vuosikymmeninä ja -sa- toina, jopa -tuhansina.
Esimerkiksi Aristoteles päätte- li jo 300-luvulla eaa. kosmoksen olevan äärellinen, koska pyörivän – taivashan kiertyy – ja äärettö- män avaruuden kaukaiset alueet
”kulkisivat päivässä äärettömän matkan”. Filosofin mielestä moi- nen olisi mahdotonta.
Avaruus miellettiin Aristoteleen aikoina toki hyvin toisenlaiseksi kuin nykyisin, mutta vieläkään ei olla ihan varmoja siitä, millainen se on kaikkein laajimmassa (ja kuinka laajassa?) mittakaavassa.
Teerikorpi lähtee setvimään kirjan nimen mukaisia ”kosmolo- gian alkulähteitä” ajallisesti kau- kaa. Kirjan alku on aavistuksen sekava, kun esimerkiksi muinais- ten egyptiläisten aatoksista loika- taan Michael Hellerin kautta Gus- taf Järnefeltin luennoille ja sieltä Plato niin, Pliniukseen ja edelleen Zachris Topeliukseen. Erilaiset aja- tukset ja eri aikoina tehdyt löydöt listautuvat limittäin ja lomittain, ja välillä on vaikea pidellä kertomuk- sen punaista lankaa käsissä.
Sinänsä poukkoilu kuvaa osu- vasti tieteen hoipertelevaa etene- mistä, kun yksi asia johtaa toiseen ja mukaan tulee vielä kolmas ja nel- jäskin. Lopullinen ”totuus” saattaa paljastua yllättävältä taholta – ja voi myös kumoutua yhtä nopeasti.
Kun Teerikorpi siirtyy teeman taustoittamisesta varsinaiseen asiaan ja kosmologian nykytietä- myksen pohjana oleviin yhtenäi- sempiin kokonaisuuksiin, tahti ta- saantuu ja tyyli selkenee.
Jotta maailmankaikkeuden ra- kennetta voi ylipäätään tutkia, on tiedettävä, millaisilla etäisyyksil-
80 TIETEESSÄ TAPAHTUU 4 2020 MUISTIKUVIA
suuren mittakaavan kummalli- suuksista. Tässä, jos missä, tär- keintä ei ole päämäärä vaan liike, matkan eteneminen kohti yhä tar- kempaa käsitystä kosmoksesta, jota asutamme.
Tämän kirja-arvion otsikko on lainaus Jakov Zeldovitšilta, neu- vostoliittolaiselta tutkijalta, jonka osaamisalueita olivat niin ydin- ja hiukkasfysiikka kuin kosmologia ja mustat aukotkin. Teerikorpi itse summaa kirjansa teeman seuraa- vasti: ”Emme voi laatia koko to- dellisuuden mallia, vaan on tyyty- minen sen eri osien likimääräisiin kuviin, jos niihinkään.”
Jos kirjan detaljeista hakee eri- tyistä huomautettavaa, niin joka alallahan on omat vakiintuneet käsityksensä, joista osa pitää ku- tinsa, osa ei. Niin tähtitieteessä- kin. Teerikorpi toistaa uskollisesti, että William Herschel oletti Lin- nunradan muotoa määrittäessään kaikkien tähtien olevan yhtä kirk- kaita, ja että musta aukko -nimi- tyksen otti vuonna 1967 käyttöön John A. Wheeler. Kumpikaan väite ei pidä paikkaansa, vaikka tähtitie- teen perusteoksissa sitkeästi niin esitetään.
Pitkin matkaa kirjassa viitataan ahkerasti myös ”ulkoastronomi- siin” lähteisiin ja Teerikorpi sitee- raa niin Väinö Linnaa, Nikolai Go- golia kuin T. S. Eliotia. Eikä syyttä.
Se kertoo paitsi tieteen ja muun kulttuurin usein yllättävän likeisis- tä suhteista, myös siitä, miten vai- keana ja maallisista asioista kovin kaukaisena pidetty tähtitiede on vaikuttanut monen kulttuurialan toimijan ajatuksiin.
MARKUS HOTAKAINEN Kirjoittaja on tiedetoimittaja ja tietokir- jailija.
KÄY SISÄÄN TIETEEN OMAAN VERKKOKAUPPAAN
WWW.TIEDEKIRJA.FI
T u t k i m u s t a j a t i e t o a T i e d e k i r j a s t a !
