Ta paisub siiski
Kirjutatud tähtedesse
Maailmalõpp võib jõuda tules, võib olla jäine.*
Mis on Universumi lõplik saatus? Arvatavasti lõpeb see jääs, kui uskuda selleaastasi Nobeli füüsikapreemia laureaate. Mitme tosina plahvatava tähe, mida kutsutakse supernoovadeks, uurimisel avastasid nad, et Universum paisub igavesti kiirenevalt. Avastus oli täielikuks üllatuseks isegi laureaatidele endile.
1998. aasta kõigutas kosmoloogia alusmüüri, kui kaks uurimsrühma oma leiud esitasid. Saul Perlmutteri juhitud töörühm oli tööle asunud aastal 1988. Teist rühma juhtis Brian Schmidt, nemad alustasi 1994. aasta lõpus. Selles rühmas mängis olulist osa Adam Riess.
Uurijad võistlesid Universumi kaardistamisel, otsides kaugeimaid supernoovasid. Kõige keerulisemad teleskoobid maal ja kosmoses, kõige võimsamad arvutid ja uued digitaalsed pildisensorid (CCD, Nobeli füüsikapreemia 2009) andsid võimaluse üheksakümnendatel lisada kosmilisele puslele uusi tükke.
Töögrupid kasutasid üht erilist supernoovat, Ia tüüpi supernoovat. Tegmist on vana, tiheda tähe plahvatusega. Sedasorti täht on sama suur kui Päike, aga väike nagu Maa. Üks selline supernoova võib kiirata sama palju valgust nagu terve galaktika. Kõik kokku leidsid töörühmad üle 50 kauge supernoova, mille valgus oli oodatust nõrgem. See andis märku, et Universumi paisumine on kiirenev. Võimalikke lõkse oli mitmeid ja teadlased leidsid kinnitust faktis, et mõlemad grupid jõudsid sama hämmastava järelduseni.
Peaaegu terve sajand on teatud Universumi paisumist 14 miljardi aasta taguse Suure Paugu tulemusena. Ometi on jahmatav avastus, et see paisumine on kiirenev. Kui paisumine jätkub kiirenevalt, siis lõpetab Universum külmumisega.
Kiirenemist arvatakse põhjustavat tume energia, aga mis on tume energia – jääb mõistatuseks, võib-olla suurimaks mõistatuseks tänases füüsikas. Teada on see, et tume energia moodustab kolmveerandi Universumist. Seepärast on 2011 Nobeli füüsikapreemia laureaatide avastused aidanud avada Universumi, mis on suurel määral teadusele tundmatu. Ja kõik on jälle võimalik.
Maailm kasvab. Universumi paisumine algas 14 miljardit aastat tagasi Suure Pauguga, aga aeglustus järgnevate aastamiljardite jooksul. Viimaks algas uus kiirenemine. Usutakse, et kiirenemist veab tume energia, mis algul moodustas Universumist ainult väikese osa. Kui aga aine tihedus paisumise tulemusel vähenes, hakkas tume energia enam domineerima.
(Joonis 1)
* Robert Frost, Tuli ja jää, 1920
Head teadusaastat!
Teadlaste öö alustas teadusaastat ja jättis lahtiseks küsimuse, kas neutriinod liiguvad kiiremini kui valgus.
Elementaarne, kallis neutriino…
Vahest tulevad teadusavastused sealt, kust neid otsitakse, see on nagu aardelaeka leidmine laevavraki kõrvalt. Teinekord paistavad nad ilmuvat ei kusagilt, justkui langevad taevast. Osakestefüüsikas on küllalt mõlemat sorti näiteid, kuid kõiki avastusi seob tavaliselt üks asi. Niipea kui leiate midagi uut, olgu see ettearvatav või tulgu kui välk selgest teavast, asute kogu analüüsi hoolega läbi kammima, veendumaks, et midagi pole tegemata jäänud. Kas on mõni detail ununenud? Olete ehk mööda vaadanud mõnest aspektist, mis võib millegi uue efekti järele aimata?
Selles etapis teete oma tulemused teatavaks omade kohtule, teistele sama ala teadlastele, kes vaatavad üle, mida olete teinud ja kas leidub midagi, mis on tegemata jäänud. Ja siis, kui tsiteerida kirjandusest tuntud detektiivi, Sherlock Holmesi, „ pärast kõige võimatu kõrvaldamist, peab see, mis järele jääb, olema tõsi, olgu see ükskõik kui ebatõenäoline”.
Nüüdne juhtum on iseäranis selline, kus tulemus on täiesti ootamatu. Teatavas mõttes sõltub kõik detektiivitööst ja eksperimentaatorid peavad veenduma, et nad tõlgendavad kõiki tõendeid õigesti, enne kui kahtlusaluse tuvastavad.
Kiirust ületavate neutriinode juhtum (ilmselt ületavad nad looduse kiiruspiirangut, valguse kiirust, kui lendavad CERNist OPERA katseseadmesse Kesk-Itaalias) on nüüd kohtumõistmiseks avatud. OPERA koostööprojekt ei suutnud sellele efektile eksperimendi raames mingit seletust leida. Niisiis on uurijad avaldanud kolleegidele arXiv.org artiklis selle, mida nad on jälginud. Selgitakse kõiki etappe alates andmete kogumisest kuni lõppanalüüsi ja CERNi ettekandeni. Neutriinoeksperimentide keerukus on üldteada, sest neutriinode interaktsioonid on nii harvad. Kuid järgnevate kuude, tegelikult isegi aastate jooksul uurivad sarnaste katsete tegijad igal pool oma andmeid hoolikalt, et näha, kas on märgata sama efekti.
See ongi viis, kuidas teadus kogu aeg toimib, mitte ainult siis, kui saabub üllatusefekt nagu ootamatu peokülaline. Tulemusi kontrollivad teised, küsitakse ja vastatakse, kuni kõik on rahul, et miski pole märkamata jäänud, siis tulemused avaldatakse. Muidugi, ka valetulemusi avaldatakse ja üllatuslikud efektid haihtuvad, kui edasistes katsetes ei leita värskeid tõendeid. Jällegi, see kõik on osa teadusprotsessist; kaugel sellest, et kui sirged Rooma teed ühendada erinevaid avastusi, pigem liikudes kui jõgi, muutes suunda vastavalt läbitavale maastikule.
Niisiis, OPERA tulemused lähevad nüüd hoolsale uurimisele osakestefüüsika kogukonnas ja on kütkestav vaadata, kas need peavad ajaproovile vastu. Siis ja ainult siis, kui tulemused jäävad püsima, täites Sherlock Holmesi tingimust, saavad ülikiired neutriinod kinnituse mitte kui teadusfantastika vaid kui teaduslik fakt. Praegu tuleb meil siiski oodata.
Christine Sutton
http://www.quantumdiaries.org/
Häda mõõtude pärast
„Ameerika Ühendriikides mõõdetakse metsamaterjali ühikutes, mille nimeks on board foot* (BF). Board foot on ühe jala laiune, ühe jala pikkune ja ühe tolli paksune. Pliiats, paber ja elementaarne algebra võimaldavad kergelt välja arvutada suvalise staabeldatud lauamterjali koguse BF-ides.**
Ja ükskord lähed sa ostma Virginia osariigist kalleid pähklipuu pakke, et neid Prantsusmaale eksportida. Aga kui sa hakkad kaupa BF-idesse arvutama, sattud täiesti uue süsteemi otsa, sest pakud on ümmargused. Kui see on siiski arvutatud ja raha makstud, siis tuleb puit vedada sadamasse raudteed mööda. Siin saad teada, et vedu arvutatakse tsentnerite ja miilidega mitte BF-idega. Kui puit jõuab sadamasse, laaditakse see laevale. Jälle tuleb maksta üleveo eest, aga seekord juba tonnide ja miilde järgi. Arvestama peab ka seda, et meremiil on 6076,097 jalga, mitte 5280 jalga nagu kuival maal tavaliseks peetakse.
Vaatamata kõigile neile ärritavatele arvutustele jõuab metsamaterjal lõpuks Prantsusmaale. Siin tuleb maksta laoplatsi eest. Board foot? Üldsegi mitte, platsil kasutatud pinna järgi. Mida pakud, kas pindala käib ruutjalgades või ruutjardides? Ei seda ega teist, arvutatakse ruutmeetrites.
Lõpuks saabub prantslane, kellele sa kauba müüsid ja mõõdab selle üle, aga BF on tema jaoks vaid õhu võnkumine. Ta mõõdab kõik ära kuupmeetrites ja maksab raha välja. Dollarites? Ei, frankides.***”
Л. Еллиот, У. Уилкокс, Физика – <Наука> ГРФМН, Москва 1975
* Eesti keeles võiks olla lauajalg, aga see ei lähe mitte. Laudjalg samuti mitte.
** Elementaarne aritmeetika on näiteks selline.
1BF = 1ft x 1ft x 1″,
aga meil ei ole muidugi tavaliselt nii, et tolline laud on jala laiune.
Kui laud on näiteks ½”, siis on
1BF = 1ft x 2ft x ½”.
Kui laud on seejuures ka kitsam, näiteks pool jalga, siis:
1BF = ½ft x 4ft x ½”.
Kui needsamad lauad on näiteks 6 jardi pikad (18ft) ja et 4 jalga annab 1BF,
siis oleks üks laud 4½BF.
Kui on staabeldatud 6 lauda kõrvuti, kümme täis kihti ja kaks lauda üle,
siis on puidu kogus 6 x 4½ x 10 + 9= 279BF.
Vastav märkmikuleht näeb välja umbes selline:
Lihtne!
Koduseks ülesandeks: Mitu BFi teeb ¾ft (9″) pruss pikkusega 9yd?
*** Nüüd maksaks ta eurodes, aga ega see asja lihtsamaks ei tee.
Suvekool I – õppevahend Mustamäe trollis
Suvekool toimus sel korral Tallinnas. Olid väga toredad südasuvised päevad ja lahked võõrustajad ja huvitavad jutud.
Kolmanda päeva hommikul sõitis suvekool trolliga Mustamäelt Tõnismäele. Trolli topeltakna vahele oli kogunenud päris palju vett, nagu vahest ikka juhtub.
Peatuses püsib veepind vaikselt tasane ja väga horisontaalne, sõidu ajal see enam nii ei ole.
Mis juhtub, kui troll stardib või pidurdab? Kas veepinnaga toimuvat õnnestub mõõta ja mida mõõtmistulemus võiks meile teada anda trolli liikumise kohta?
Trolliakna teema jätkub!
Suvekooli pildid on nüüd näha juba kahes albumis: Siim ja Jaan.