maanantai 6. toukokuuta 2019

Kirjauutuus: Kosmologian alkulähteillä


Pekka Teerikorpi
Kosmologian alkulähteillä
Ursa 2019
ISBN 978-952-5985-64-1



Kosmologia on kiehtova tiede, jonka juuret ulottuvat tieteenhistoriassa yllättävän syvälle. Jo antiikin kreikkalaisilla, tai ehkäpä vielä vanhemmilla kulttuurikansoilla oli luonnonfilosofeja, joilla oli jonkinlainen ajatus tai käsitys maailman(kaikkeuden) rakenteesta. Olipa tämä ajatus oikea tai väärä, se yleensä perustui niihin havaintoihin ja tietoihin, jotka olivat filosofin käytettävissä. Tilanne tässä suhteessa ei ole muuttunut, sillä nykypäivänkin kosmologit rakentavat ajatuksensa ja mallinsa aikaisemman tiedon ja havaintojen harteille. Tämä tulee selkeästi esille Pekka Teerikorven uusimmassa kirjassa Kosmologian alkulähteillä.

Vaikka Teerikorpi viittaakin hyvin usein varhaisiin filosofeihin, kirjan pääpaino on 1900-luvun kosmologisessa tutkimuksessa Albert Einsteinin aikalaisineen ja seuraajineen aivan nykypäivän tutkimuksiin asti. Merkittävässä pääroolissa kosmologisen tutkimuksen alkuvaiheessa oli tietysti Edwin Hubble, jonka havainnot galaksien etäisyyden kasvusta osoitti maailmakaikkeuden laajenevan. Ennen hänen havaintojaan ja päätelmiään, maailmankaikkeuden rakenteesta ei oikein ollut minkäänlaista käsitystä, itse asiassa Linnunradan ajateltiin olevan suurin piirtein koko kaikkeus. Tähtitaivaalla näkyvien utuisten pilvien (=galaksien) arveltiin olevan osa Linnunrataa.

Einsteinin teorian ja Hubblen havaintojen myötä tutkimus sai siivet ja hyvin nopeasti oltiin saatu oikea kuva galaksiavaruudesta – ainakin pääpiirteissään. Etäisyydet ja nopeudet kasvoivat, ja tietämys alkoi konvergoitua nykyiseksi suhteellisen nopeasti. Oman lukunsa maailmankaikkeuden rakenteeseen ja syntyyn loi valoa kosmisen taustasäteilyn havaitseminen, inflaatioteoria ja vain hieman yli kaksikymmentä vuotta sitten havaittu kiihtyvä laajeneminen. Uusimmat satelliittihavainnot ovat myös vahvistaneet pimeän aineen olemassa olon, mitä se sitten lieneekään ja pimeän energian, joka näyttää olevan vastuussa kiihtyvästä laajenemisesta.

Teerikorpi marssittaa esiin suuren joukon kosmologiaan liittyviä tutkijoita (henkilöhakemisto on kuusi sivuinen, kun asiahakemisto on ”vain” neljä sivuinen), joiden työ on omalta osaltaan edistänyt maailmankaikkeuden rakenteen ymmärtämistä. Osa näistä tutkijoista on ”tuttuja nimiä” mutta vähintäänkin yhtä paljon on täysin tuntemattomaksi jääneitä tutkijoita, joiden tutkimuspanos on kuitenkin ollut ratkaisevan tärkeää jatko kannalta. Pekka Teerikorpi on osa tätä tiedeyhteisöä, onhan hän osallistunut Hubblen vakion tutkimuksiin monellakin eri tavalla. Kirjassaan hän mielenkiintoisesti hieman valottaa myös omaa osuuttaan tutkimuksissa.

Puhdas  sattuma on, että Tampereen Ursassa keskusteltiin alkuvuodesta 2019 nimenomaan Hubblen vakion merkityksestä ja siitä, miksi eritavoin tehtyjen havaintojen pohjalta laskelmat antavat eri arvon vakiolle? Jälkimmäistä kysymystä valitettavasti Teerikorpi ei käsittele.

Kosmologian alkulähteillä on kirja tähtitieteen historiasta kiinnostuneille, ja uskon heitä olevan paljon. Itse luin kirjan hyvin suurella mielenkiinnolla, joten uskon sen olevan hyvin kiinnostava myös monelle muulle tähtiharrastajalle. Mikäpä sen mukavampaa voisi ollakaan kuin nauttia kesäisestä lämmöstä ja auringosta hyvää kirjaa lukien.
Kari A. Kuure


tiistai 9. huhtikuuta 2019

Kirjauutuus: Lyhyet vastaukset suuriin kysymyksiin


Stephen Hawking
Toimittanut John Murray
Lyhyet vastaukset suuriin kysymyksiin
WSOY 2019
ISBN 978-951-0-43748-3
nidottu 249 sivua
Suomentanut Markus Hotakainen
Suomalaisen laitoksen esipuhe Esko Valtaoja
Alkusanta Eddie Redmayne
Johdanto Kip S. Thorne
Jälkisanat Lucy Hawking



Stephen Hawkingin viimeiseksi jäänyt kirja Lyhyet vastaukset suuriin kysymyksiin oli vielä työnalla hänen kuollessaan. Kirjan tekivät valmiiksi Hawkingin tutkijatoverit ja perikunta.

Kirjassa käsitellään kymmentä eri aihetta, joita Hawking piti suurina kysymyksinä. Monet näistä aiheista ovat tuttuja monestakin eri yhteydestä, mutta on mielenkiintoista lukea niistä Hawkingin vastaukset kysymyksiin. Ennen kysymysosiota, kirjassa käsitellään Hawkingin elämää hänen itsensä kertomana. Osuus ei ole pitkä, vain 22 sivua, joten hyvin katkelmalliseksi se jää. Toisaalta, kirjaa ei ole tarkoitettukaan omaelämäkerraksi, joten laajempi elämäkerrallinen osuus olisi vain muuttanut kirjan luonnetta tarpeettomasti.

Kirjassa siis käsitellään kymmentä kysymystä, joihin Hawkin haluaa vastata ja kertoa oman näkemyksensä. Kysymykset ovat hyvin valittuja mutta itse en olisi kirjaan ottanut kysymyksistä järjestyksessä ensimmäistä: Onko jumala olemassa? Kysymys poikkeaa niin paljon kirjan muiden kysymysten aihepiiristä, että se tuntuu jotenkin keinotekoiselta ja irralliselta tässä yhteydessä. Hawking oli tietääkseni ateisti ja tämän näkemyksen hän tuo esiin tekstissään. Jakson lopulla hän paljastaa vastauksen pohdiskeltuaan ensin kysymystä monelta taholta.

Kirjan takakanteen on listattu kaikki käsitellyt kysymykset. Niitä on sen verran runsaasti, että niiden kaikkien käsitteleminen tässä yhteydessä ei ole mahdollista, mutta muutamalla avainsanalla yritän luonnehtia aihepiiriä. Kirjassa käsitellään kaiken alkua, älyllisen elämän olemassa oloa, tulevaisuuden ennustamista, mustan aukon rakennetta, aikamatkustusta, ihmiskunnan selviäminen, avaruuden asuttaminen, tekoälyä ja tulevaisuuden muokkaamista.

Poimin kuitenkin musta aukot sellaiseksi kysymykseksi, joka on tietysti ajankohtaakin liittyen mielenkiintoisin käsitellyistä aiheista. Tämä myös sen vuoksi, että Stephen Hawking on ansainnut kannuksensa nimenomaan mustien aukkojen tutkijana. Tämän vain 19 sivua pitkän osan Hawking aloittaa vuodesta 1783, jolloin John Michell päätteli, että maailmankaikkeudessa voisi olla tähtiä, jotka ovat niin massiivisia, että valokaan ei niistä pääsisi pakenemaan. Michell kutsui näitä tähtiä pimeiksi tähdiksi. Seuraava askel aiheen käsittelyssä on tietysti, tai lähes itseoikeutetusti Albert Einstein ja hänen gravitaatioteoriansa vuodelta 1915.

Seuraava askel mustien aukkojen historiassa oli vuosi 1930 ja Subrahmanyan Chandrasekhar, joka osoitti, että valkoisen kääpiön suurin mahdollinen massa on 1,4 auringonmassaa. Sitä massiivisemmat tähdet romahtavat lopulta neutronitähdiksi tai vielä massiivisemmat mustiksi aukoiksi. Mustien aukkojen synnyn neutronitähtien luhistumisella päätteli Robert Oppenheimer yhdessä George Volkoffin ja Hartland Snyderin kanssa vuonna 1939. Monien muidenkin tutkijoiden nimet vilahtavat Hawkingin tekstissä ja lopulta hän pääsee omaan osuuteensa mustien aukkojen tutkimuksessa.

Kysymykset vastauksineen ovat mielenkiintoisia ja uskon aiheen ja aiheet kiinnostavan monia, ei vain tähtitieteestä tai kosmologiasta kiinnostuneiden vaan kaikkia tiedekirjojen ystäviä hyvin monialaisesti. Kirjaa voin myös suositella laajentamaan itse kunkin yleistietämystä tieteistä ja tietysti heille, jotka juuri nyt etsivät vastauksia kirjan kysymyksiin.

Kari A. Kuure

sunnuntai 10. helmikuuta 2019

Komeetta Iwamoto ohittaa Maan


Komeettoja havaitseville olisi mielenkiintoisa aika tiedossa, jos vain sää suosisi. Komeetta C/2018 Y1 (Iwamoto) ohittaa maapallon helmikuun 13. päivän aamuna suhteellisen läheltä. Etäisyys on lyhimmillään vain 0,299 au (n. 45 miljoonaa km) ja komeetta on silloin ekliptikan tasossa. Radan inklinaatio on 160,4 astetta, joten se siirtyy nopeasti pohjoisen suuntaan tähtitaivaalla ja samalla menettää kirkkauttaan. Kirkkaimmillaan komeetta alkaa olla näinä päivinä ja se on noin 6,5 magnitudia.

Komeetta Iwamoton rata Maan läheisyydessä 13.helmikuuta.Kuva JPL


Komeetan kirkkaus mahdollistaisi sen näkemisen paljain silmin täysin pimeässä paikassa. Suomessa kaikkialla oleva lumipeite kuitenkin vähentää taivaalla näkyvien kohteiden kirkkauseroja taustataivaan suhteen, joten paljain silmin komeetan näkemisestä ei ole toivoakaan. Sen sijaan pienellä kiikarilla tai kaukoputkella komeetta voisi olla suhteellisen helppo kohde kokeneelle harrastajalle.

Komeetta näkyy helmikuun Maan ohituksen aikaan Leijonan tähdistössä ja on horisontin yläpuolella heti illan pimentyessä. Kello 20 aikaan (12.2.2019) se on melko tarkkaan idässä noin 17 asteen korkeudella ja h Leo -tähden lähellä. Komeetta kulkee ko. tähden editse iltapäivällä Suomena aikaa samana päivänä, eikä illan tullen ole edennyt vielä kovinkaan kauas tähdestä. Näin ollen tähteä voi käyttää komeetan etsimiseen esimerkiksi kiikarien avulla.

Komeetta Iwamoton voi löytää taivaalta Leijonan tähdistöstä. Kuva © Kari A. Kuure.


Komeetta C/2018 Y1 on pitkäkestoisella radalla. Sen kiertoaika on 1371,34 vuotta, ja edellinen vierailu aurinkokunnan sisäosiin tapahtui vuonna 648 jaa. Silloin sitä ei tiettävästi kukaan havainnut. Seuraavan kerran komeetta on perihelissään vuonna 3390.

Komeetan rata vie sen kauas aurinkokuntamme ulko-osaan. Radan apheli on 230–264 au etäisyydellä Auringosta. Perihelietäisyys oli 1,29 au Auringosta ja komeetta oli radallaan tässä kohtaa 7. helmikuuta noin kello 2.30 Suomen aikaa.

Komeetan löysi japanilainen komeettoihin erikoistunut harrastaja Masayuki Iwamoto, jonka ansioihin lukeutuu myös komeetan C/2013 E2 löytäminen. Tämä komeetta olisi Härän tähdistössä mutta sen etäisyys on tällä hetkellä yli 16 au, joten komeetan kirkkaus (noin 30 magnitudia) ei riitä sen näkemiseen isoillakaan harrastajakaukoputkilla. Kovin helppo kohde komeetta ei ollut vuonna 2013 maaliskuussakaan, sillä sen visuaalinen kirkkaus oli silloin 14,5 magnitudia. Näin himmeitten komeettojen havaitsemiseen tarvitaan suhteellisen kookas ja valovoimainen kaukoputki.




torstai 24. tammikuuta 2019

Kuunpimennys 21.1.2019


Teksti ja kuvat Kari A. Kuure

Tammikuun kuunpimennys näkyy Pohjois-Ja Länsi-Euroopassa sekä Pohjois- ja Etelä-Amerikassa. Itä-Euroopassa ja Lähi-Idässä Kuu laskee ennen pimentymisen päättymistä ja Intiassa, Kiinassa ja Australiassa pimennys ei ole näkyvissä lainkaan.

Pimentynyt Kuu voi olla hyvin tumma. Kuva © Kari A. Kuure.


Kuunpimennyksen 21.1.2019 vaiheet
Tunnus
tapahtuma
aika
P1
puolivarjopimennys alkaa
04.36.30
U1
täysvarjopimennys alkaa
05.33.54
U2
täydellinen pimennys alkaa
06.41.17
C
syvin pimennys
07.12.16
U3
täydellinen vaihe päättyy
07.43.16
U4
täysvarjopimennys päättyy
08.50.39
P4
puolivarjopimennys päättyy
09.48.26

Maan varjo muodostuu kahdesta varjokartiosta avaruudessa. Sisin varjoista on täysvarjo ja sen alueelle joutuessaan Kuuta valaisee vain maapallon ilmakehän kautta kulkenut valo. Valo on sitä vähäisempää ja punaisempaa mitä keskempänä varjokartiossa Kuu on.

Kuunpimennys etenee oikealta vasemmalle. Symbolit viittavat edelliseen taulukkoon. Kuva NASA.


Toinen, laajeneva varjokartio on puolivarjo ja sen alueella Kuu valaistuu osittain maapallon taakse jäävän Auringon vaikutuksesta. Kuussa on siis osittainen auringonpimennys. Puolivarjon kirkkauteen ei Maan ilmakehä juuri vaikuta ja pimentynyt Kuu on puolivarjossa suhteellisen kirkas. Tummin Kuu on siltä reunaltaan, joka on syvimmällä puolivarjossa.

Kuunpimennys näkyy Länsi-Euroopassa ja Emerikoissa. Kuva NASA.


Kuten aina, kuunpimennys alkaa puolivarjo pimennyksellä Kuun itäreunalta. Kuun pohjoisella pallonpuoliskolla sijaitsee Mare Orientalis, joka on väriltään hyvin tumma. Kuun kulkiessa Maan varjoon ekliptikan pohjoispuolella, ensimmäinen (täys)varjon kontakti tapahtuu Mare Orientalisin alueella tai hyvin lähellä sitä. Tästä syystä pimennyksen alku näyttää tummalta. Vastaava pimentyminen Kuun länsireunalla ei näytä aivan yhtä tummalta.

Pimennyksen aikaisen Kuun kirkkauteen ja väriin vaikuttaa maapallon ilmakehän kunto. Ilmakehän läpi kulkeva valo punertuu voimakkaasti koska sinisen valon aallonpituudet sirottuvat ilmakehässä voimakkaasti ja jäljelle jää pitkäaaltoinen punainen. Jos ilmakehässä on hyvin paljon esimerkiksi tulivuoren tuhkaa, niin läpäisevän valon määrä on hyvin pieni ja Kuu näyttää tästä syystä hyvin tummalta.

Pimentyneen Kuun kirkkautta arvioidaan visuaalisesti ja kuvataan Danjon-asteikolla. 
L arvo
kuvaus
0
Kuu on hyvin tumma, vain vaivoin näkyy taustataivaalla
1
Kuu on tumman harmaa ja ruskea, yksityiskohtien näkeminen on vaikeaa
2
Kuu on tummanpunainen tai ruskea, täysvarjon keksiosa on selvästi tumma
3
Kuu on tiilen punainen, täysvarjon reuna on keltainen
4
Kuu on kirkkaan kuparinpunainen tai jopa oranssi, täysvarjon reuna on sinertävä

Tampereella syvimmän kuunpimennyksen aikaa Kuu on lännen ja luoteen välissä, suunnassa 287° 41’. Korkeus on tällöin noin 12,5 astetta, siis hyvin näkyvissä. Kuu laskee horisonttiin 09.27 luoteessa, jolloin puolivarjopimennys on vielä menossa. Täydellinen pimennys vaihe päättyy 08.50.39, jolloin se ehditään hyvin nähdä ennen Kuun vaipumista horisonttiin.



Kuunpimennys näkyi Tampereella


Teksti ja kuvat Kari A. Kuure

Tämän vuoden ainoa täydellinen kuunpimennys näkyi kirpakasssa pakkasessa ilmeisesti koko maassa.

Täysvarjopimennys etenee.
Tämänkertainen pimennys oli täysvarjopimennys ja seuraava vastaava ja meillä näkyvä on vuonna 2015. Näin ollen pimennykseen oli latautunut hieman toiveita hyvästä näkyvyydestä.

Täysvarjopimennys alkoi kello 5.33.54, jolloin tähtitornilla oli pakkasta noin 17 astetta, maanpinnalla pakkanen paukkui jopa 22 asteessa. Pimennyksen alkaessa Kuu oli korkealla taivaalla ja näkyvyys oli yleisesti ottaen hyvä. Juuri ennen täysvarjopimennyksen alkamista taivaalla ajelehti kohtuullisen paksu jääkidepilvi, joten ehdin jo pelätä sen jäävän paikoilleen koko pimennyksen ajaksi. Onneksi näin ei käynyt ja näkymä taivaalle oli esteetön pimennyksen alkaessa.

Ei vielä aivan kokonaan täysvarjossa.

Kamera raksutteli pimennyksestä kuvia tasaiseen tahtiin, kunnes oltiin jo lähellä pimennyksen syvintä vaihetta. Kuu näkyi taivaalla hyvin tummana mutta samalla taivaalla oli jälleen matalalla ajelehtinut jääkidepilvi. Pilven himmentäessä pimennystä entisestään valokuvaamiseen aiheutui uusi ongelma. Kameran automaattinen tarkennus ei pystynytkään enää tarkentamaan oikein kuvista tuli yllättävän epätarkkoja. Korjasin tilannetta siirtymällä käsintarkentamiseen, joka antoikin hieman paremman, vaikkakaan ei aivan täydellistä lopputulosta. Jäi siis kovasti tehtävää tietokoneen ääreen kuvankäsittelyn parissa. Jälleen kerran jääkidepilvi siirtyi sivuun ja lopun aikaa keli oli selkeä, hyvä valokuvaussää.

Paukkuva pakkanen teki kuvaamisesta ja ulkosalla oleilusta hieman tuskallista. Huolimatta kolmista sukista kengissä ja pilkkihaalarista päällä, varpaat olivat ne, jotka aloittivat valittamisen ensimmäisenä. Sitkeästi kylmässä talvisäässä kuitenkin sinnittelin täysvarjopimennyksen loppuun asti. Tätä sinnittelyä kannusti se, että seuraava pimennys olisi vasta kuuden vuoden kuluttua.


No nyt on pimennyksen syvin hetki.Danjon asteikolla Kuun kirkkaus oli luokkaa 0 (tummin).

Tällä kertaa pimennyksen kuvaamisessa oli mukana myös uuden kameran testaaminen tämän laatuisessa kuvaamisessa. Olin syyspuolella hankkinut uuden superzoom-kameran, jolla olin päässyt kuvaamaan hyvin vähän. Kamera on Canon PowerShot SX70 HS ja se tekee 20 Mpx kuvia ja ekvivalentti polttoväli on 1365 mm. Kuu kohteena on suhteellisen helppo ja joitakin kuvia siitä olin jo ottanutkin, mutta nyt kamera pääsi tosi toimiin. Lopputulos, josta on joitakin esimerkkejä tämänkin jutun yhteydessä, on kyllä odotukset täyttäviä, kuvat ovat selkeitä, dynamiikka on kohdallaan ja kohina lähes huomaamatonta.

Lopputulokseen vaikuttaa merkittävästi Canonin uusin raw-tallennusformaatti, järjestyksessä kolmas ja se näkyy kuvien tyyppimerkinnässä RW3-merkintänä. Raw-formaatti poikkeaa aikaisemmista versioista, joten kuvankäsittelyohjelmat joudutaan päivittämään uusimpaan versioon, olipa sitten kyse Canonin omasta Digital Photo Professional -ohjelmasta tai sitten kaupallisista vastaavista ohjelmista.

Paluu arkeen on alkanut.

 
Vielä kun pakkasta kestäisi muutaman minuutin.


Seuraava täysvarjopimennys on sitten 7.9.2025 illalla! Tässä välissä on monta osittaista tai vain puolivarjopimennystä, joista osa näkyy ja osa taas ei näy Tampereella. Ensimmäinen näistä osittaisista on heinäkuun 16. 2019 aamuyöllä ja se on sen verran näyttävä, että sen havaitseminen on kyllä järkevää harrastustoimintaa! Palaan tähän pimennykseen näillä Radiantin sivuilla viimeistään heinäkuun alkupuolella.



maanantai 17. joulukuuta 2018

46P/Wirtanen on parhaimmillaan


Sää ei ole suosinut suomalaisia komeettaharrastajia juuri lainkaan. Onneksi sentään jossakin päin muualla on aina selkeää. Yksi tällaisista paikoista on Kanarian saarilla Teide-tulivuoren rinteillä olevat observatoriot, joiden yllä kaartuva taivas pysyttelee lähes pilvettömänä suurimman osan vuodesta. Alla oleva kuva tulee sieltä Slooh-observatorion teleskoopeista.


Komeetta Wirtanen kuvattuna 16.12.2018 kello 21.52 Suomen aikaa. © Kari A. Kuure.

perjantai 14. joulukuuta 2018

46P/Wirtanen


Komeetta 46p/Wirtanen näyttää nyt tältä. Kuva on otettu viimeyönä Kanarian saarilla sijaitsevalla Slooshin 17”-teleskoopilla.

Komeetta 46p/Wirtanen kuvattuna aamuyöstö 14. joulukuuta Karian saarilla
Canary Two Slooh-teleskoppilla. Kuva © Kari A. Kuure.

Komeetan kirkkaus on tällä hetkellä noin4 magnitudia mutta sen odotetaan vielä jonkin verran kasvavan. Parin päivänä kuluttua se ohittaa maapallon noin 11 miljoonan kilometrin etäisyydeltä ja silloin se pitäisi olla myös nähtävissä kiikareilla. Kiikari pitää tukea kamera- tai johonkin muuhun jalustaan, sillä vähäinenkin kiikarin heiluminen ja värinä vaikeuttaa havaitsemista.

46P/Wirtanen kirkkaus havaintoja ja ennuste