Rubriigi ‘Füüsika arhiiv

Füüsika | vänge.lugu

Kosmosesse tassitakse Newtoni õunapuu tükike

26.05.2010

Justkui Maal poleks sellele enam kohta, on rahvusvahelisse kosmosejaama veetud üks puutükk. Tõsi küll, mitte just tavaline puutükk. Vaid teadusajalooline puutükk. See on tükike õunapuust, mis legendi kohaselt inspireeris Isaac Newtonit gravitatsiooniteooria välja mõtlema. Londoni Kuninglik Ühing laenas selle 10-sentimeetrise tükikese Briti astronaudile Piers Sellersile, et teha reklaami oma 350. aastapäevale. Puutükk reisis sütiklaeva Atlantise pardal kosmosejaama, kuhu on ennegi veidraid esemeid veetud. Nagu golfipalle ja mänguasju.

Õunapuu ja selle inspireeriv õun kukkus teadusajalukku alates Newtoni biograafiast, mille kirjutas 1752. aastal William Stukeley. Puu kasvab väidetavasti siiani Newtoni sünnipaigas Woolsthorpe’i mõisas Lincolnshire’s. Tõsi, see on juba puu kolmas põlvkond, kuid ikka samadest juurtest.

Allikas: New Scientist

Füüsika | to.imetaja

Ilus odav matemaatika ja kole kallis eksperiment

18.03.2010

Inglise füüsik Paul Dirac oli võimatu suhtleja. Temaga ei saanud peaaegu keegi jutule. Ometi oli ta nõnda suur geenius, et temaga hakkas arvestama kogu füüsikute maailm. 1920. aastatel õnnestus tal vaid matemaatilistest kaalutlustest lähtudes tuletada võrrand, mis kannab tema nime ja kirjeldab relativistlikku elektroni – Diracil õnnestus ühendada ühendamatu ehk Einsteini relatiivsusteooria ja kvantmehhaanika.

1931. aastal ennustas Paul Dirac puhtalt oma matemaatilistest valemitest, mille ta tuletas, et kvantmehhaanika oleks ilus, positiivse laenguga elektroni olemasolu. Tippteadlasedki teda ei uskunud. Kuni juba järgmisel aastal leidis ameerika füüsik Carl Anderson kosmiliste kiirte ja maise mateeria vastastikmõju uurides üles needsamad positiivsed elektronid, antielektronid ehk positronid, nagu neid praegu kutsutakse.

Dirac ennustas midagi enamat kui positroni – ta leidis üles antimaailma. Matemaatilistel valemitel peab olema sisemine ilu, oli Diraci moto. Kui matemaatika on ilus, aga ei ühti eksperimendiga, siis peab eelistama matemaatikat. Kõigepealt matemaatika, seejärel eksperiment. Matemaatik mängib mängu, kus ta leiutab reeglid, füüsik mängib mängu, mille reeglid annab Loodus. Jumal on geniaalne matemaatik.

Kui ei saa nõuga, siis võib ju minna ligi jõuga. Umbes nõnda suure hadronite põrgutiga LHC Genfi lähedal sügaval maa all teha tahetaksegi. On avaldatud kahtlust, et milleks ikka säherdune koletis vajalik on. Ilusti tegi seda esseist ja tõlkija Ilmar Vene 12. märtsi Rohelises Väravas (paberlehes): „Tõenäoliselt pole veel keegi tõstatanud küsimust, milleks oli vaja ehitada määratu kollaider? Nii on sellepärast, et küsimusele ei leidu kõiki rahuldavat vastust.” Ja ta vihjab inimese pürgimusele „kirglikult teada, mida Jumal maailma loomise ajal tundis.”

Nojah, aga tõelistele küsimustele ei leidugi kõiki rahuldavat vastust. Ja mõnele küsimusele ei leidu võibolla üldse vastust.

Geniaalsel Diracil ei õnnestunud ühendada ühte ilusasse teooriasse kolme maailmasammast – kvantmehhaanikat, relatiivsust ja kosmoloogiat. Ikka tuli ette mõni lõpmatus, mille küll nooremad kolleegid renormaliseerimise nipiga kõrvaldasid – aga see oli Diraci jaoks inetu. Einsteinilgi ei õnnestunud jagu saada oma kosmoloogilisest konstandist. Ka geeniustel on oma piirid.

Kuid need piirid on lihtsurelike silmapiiride taga. Kui Dirac avastas matemaatiliselt antimaailma paratamatuse, ei osanud keegi arvata, et seesama hoomamatu antimaailm hakkab ükskord inimest ravima. Ometi teeb ta seda praegu iga päev. Kui on vaja uurida, mis ajus toimub, siis tuleb appi seade nimega positronide emissiooni tomograafia (PET). Patsiendile antakse sisse neelata väike ohutu kogus radioaktiivset kemikaali, mis kiirgab positrone. See kemikaal liigub ajju, positronid ühinevad seal ringi hulkuvate elektronidega ja - hopsti! Antiaine ja aine annihileeruvad, kaovad ning selle tagajärjel vallandub kiirgus. Mis registreeritakse ning mis annab märku aju ühe või teise osa aktiivsusest. Kiirgus, mille Einstein tuletas oma massi ja energia ekvivalentsuse valemiga veel enne, kui Dirac oma aintiainega välja tuli.

Mida sellest järeldada? Aga seda, et kunagi ei tea, mis sellest kõigest välja tuleb. Võib juhtuda, et LHC avab meie teadmisele ukse, millest läbi läinuna ei kujuta me maailma enam sellisena, nagu see on täna, üldse ette. Nii nagu me ei kujuta ette elu Einsteini ja Diraci eelses maailmas.

Seni, kuni see juhtub, soovitan huvilistel lugeda imepärast raamatut Paul Diracist – Graham Farmelo „The Strangest Man”. Sealt saab teada sedagi, miks inglise intellektuaalid siiamaani ajaloole vaatavad teisiti, kui meile meeldiks.

Tiit Kändler

Füüsika | nädal.mõttes

Väike on oluline

07.02.2010

„Füüsika on enam edenenud läbi töö väikeste probleemide kallal, kui läbi suurtest probleemidest rääkimise.”

Galileo Galilei

Füüsika | Tehnoloogia | vaata.imet

Kodused virmalised

21.01.2010

Kui pakane paugub aiateibas või vähemalt näpistab nina, ent virmalisi ometi taevas pole, mida siis mures teha? Tuleb võtta kätte ja valmistada kunstlikud virmalised. Selleks poel vaja muud kui kõrgsageduslike raadiolainete saatjaid. Kui pumbata mõnesaja kilomeetri kõrgusele atmosfääri 3,6 megavatine raadiolainete kimp, rebib see aatomitelt elektronid ja tekivadki virmalised. Todd Pedersen ja tema kolleegid USA õhujõudude uurimislaborist kasutasid neid saatjaid Alaskal, et tekitada 150 kilomeetri kõrgusel helenduv ionosfääri kiht. Sel kõrgusel oleks kiht kasulik uutlaadi radarite kaugsuhtluseks.

Allikas: Nature

Füüsika | täht.päev

Täpseima aja juubel

06.01.2010

6. jaanuaril 1949. aastal valmis Maa esimene aatomkell. Nüüdisaegsete aatomkellade täpsus on ligikaudu 0,04 miljondikku sekundit aastas ning see teeb võimalikuks kõik alates üldrelatiivsusteooria paikapidavuse kontrollist kuni GPS-ini ja raadioastronoomiani. Aatomkell on kell, mis kasutab ajas püsimiseks aatomi resonantssagedust. Aatomkella idee pakkus välja lord Kelvin 1879. aastal. Nii et kulus 70 aastat aega, kuni aega hakati mõõtma mitmeid ja mitmeid suurusjärke täpsemalt kui enne.

Pildil on näha Riikliku Standardite ja Tehnoloogia Instituudi tseesiumfontääni aatomkell, mis annab USA aja ja sageduse standardi. Selles hoiab laserkiir ülal tseesiumi aatomite pilve nagu vee purskkaevus. Nõnda hõljuvad aatomid kaaluta olekus, mis tähendab, et nende resonantssagedust ei mõjuta Maa gravitatsiooniväli.

Allikad: Ridamus, Wikipedia

Füüsika | Kosmoloogia | lugemis.vara | to.imetaja

Elulood elurikkale lugejale

17.12.2009

Eesti inimene põeb suurushullustust. Nii nagu meie riigikogu iga liige arvab, et ta on targim ja parim ja ilusaim, nii arvab vaata et iga äpardunud näitleja või luhtunud muusik või ajuvaba telekeha, et tema elulugu väärib raamatusse raiumist. Ja mis sa teed – ostetakse ka, aga eks ikka seepärast et nautida, kuidas autor oma kunagistele sõpradele pika puuga pähe virutab.

Ometi ei tohiks siin näha tonti. Vanasti kirjutasid tohmanid plangule ja lollid peldikuseinale, noh, nüüd on meil laiemad võimalused.

Ja tegelikult pole hullu midagi, meil on ilmunud ka mälestusi inimestelt, kes Eesti jaoks tõepoolest midagi tähendanud on ja tähendavad edasigi. Kõige hiljutisemast saab ette tuua Harald Kerese kogunisti kaks raamatut, mis hiljaaegu ilmunud. Tema mälestusteraamat „Sajandi seiklused” (Ilmamaa, 190 lk) visandab paeluva pildi selle Eesti teaduse supermehe elust. „See, kust ma tulen, ja see, kust olen minemas, on kaks täiesti erinevat maailma,” tõdeb Keres oma raamatu lõpus. Mehelt, kes on sündinud tsaariajal ja suutnud läbi Eestit läbinud kataklüsmide mitte ainult jääda ellu, vaid jääda ka inimeseks, pugemata kusagile eksiili katlakütjaks, vaid kujundades aktiivselt Eesti teaduse mentaalset ja organisatoorset palet, on see tõdemus tõeliselt leebe. Kereslikult leebe.

Harald Keres fenomenina

Harald Keresest kirjutada on ühtviisi kerge ja raske. Kerge, sest pole varjata midagi tumedat. Raske, sest ta on üks Eesti loodusteaduse hingi. “Olen olnud üksikrabeleja, minu isiku kujunemist pole keegi otseselt mõjutanud,” ütleb ta ise. Ometi on ta mõjutanud mitut loodusteadlaste põlvkonda.

Kuid kui üldse Eestis on kedagi, kelles kehastub loodusteaduse olemus, siis on see Harald Keres. Sest loodusteaduse olemus on pidev kahtlemine ja püüd mõtete täpse ning elegantse sõnastamise suunas.

Mäletan, kuidas äsja keskkooli lõpetanud noormehena Tartu ülikoolis esimest korda Kerese avalikku loengut kuulsin. Siis tundsin õigel jõul, et just siia ja just sel ajal tahtsin tulla õppima. Kui ka oleme tavapäevade jooksul unustanud, mis toimus 70. aastate alguse Eestis, siis tol ajal Tartus õppinud mäletavad seda kindlasti, kui mahti on meenutada. Võimu ja vaimu väitluse Gustav Naani interpretatsiooni vastu asetas Harald Keres oma läbinisti helge vaimsuse. Tema jaoks ei olnud küsimus võimu vastandusest vaimule, vaid vaimu võimest jõuda kõrgemale. Pole siis ime, et Keres on ka muusik, kes mängis flööti ka Vanemuise orkestris Juhan Simmi ja Eduard Tubina juhatamisel.

Kuid helge loodusteadlase vaimsus sisaldab piisavalt ruumi kahtlustele. “Ma pole eriti produktiivne publitseerija. Kaalun seitse korda, kas valmis teadusartiklit ikka tasub trükkida,” kirjutas Harald Keres oma elust Teaduste Akadeemia kogumikus. Ometi on Keres mitte ainult maailma ehitust sügavamalt analüüsinud, vaid ka sellest tol ajal Eesti teadlaste tipuks olnud ning ülemaailmse levikuga Nõukogude teadusajakirjades kirjutanud. Einsteini teooriat edasi arendanud Keres on kindlasti üks neid mehi, tänu kelle on Eesti astronoomia, füüsika ja miks mitte ka biotehnoloogia praegu maailmatasemel.

Harald Keres on neil, kes tema õppejõud olles ülikooli uksi ja laudu-toole kulutasid, meeles ilmtingimata. Sest Keres on üks Eesti teaduse, kultuuri ja eetika sümbolitest. Olgu need suured sõnad lausutud mehe kohta, kellest tagasihoidlikumat on raske otsida, veel vähem leida. Harald Keres pole lihtsalt inimene või teadlane, vaid fenomen, loodusnähtus millega Eestit on õnnistatud.

Aktuaalne mõtteselgus

Eelmise lõigukese kirjutasin Eesti Päevalehte kümne aasta eest, Kerese 87. sünnipäevaks. Nüüd on õnn lugeda Kerese teadlaseks kujunemisest ja selleks jäämisest tema enese mõtte kantuna.

Kerese mõte on täpne, ent sugugi mitte kuiv. Sellest saab kõige enam kasu ja lõbu, kui lugeda tema artiklite kogumikku „Ruum ja aeg” (Ilmamaa, koostanud Piret Kuusk) 416 lk, mis Eesti mõtteloo sarjas äsja ilmunud.

Kerese artiklid relatiivsusteooriast ja kosmilisest mõtlemisest, millest mõni ju kirjutatud 70 aasta eest, pole ometi kaotanud oma sära ja värskust tänini. Mis sest, et ehk mõned faktid on nüüdseks värskendunud. See asja olemust ei muuda. Keres on oma mõtted nii selgelt ja puhtalt läbi mõtelnud, et ei aja pikka jora, vaid toob ka kõige keerukamate probleemide olemuse lugeja ette nagu kristallselge ja saastevaba allika vee.

Mulle meenutavad Kerese artiklid ühe teise Eesti teaduse suurkuju Ernst Öpiku omi. Mida samuti Ilmamaa väljaandel saab pealkirja all „Meie kosmiline saatus” praegugi osta ja lugeda. Ja ehk pole ka ime – sündis küll Öpik Keresest 19 aastat varem, ometi saab nende kujunemise tausta pidada samavõrdseks. Ja mõlema teadlase suhtumine, et oma teadusprobleeme tuleb – ja saab – käsitleda ka laiemale publikule arusaadaval moel, oli enesestmõistetavana tunduvalt sama.

On imeasi, et Kerese tõestused raske ehk gravitatsioonilise massi ja inertse massi ekvivalentsusest – ning samas ka selgitused, miks seda on nõnda raske taibata –, on nõnda aktuaalsed, lausa päevapoliitilised just siin ja praegu, mil CERNi kuulsusrikkal suurel hadronite põrgutil LHC püütakse ometi kord üles leida jumalik osake, mis aitaks seletada, kustkohast meie poest ostetud vorstile see mass, mille eest maksma pidime, ikka lõpuks tuleb.

Keres teeb selgeks ka, miks isegi tippteadlastel on Einsteini raskevõitu mõista või kuis suhtestuvad teineteisega potentsiaalne ja aktuaalne lõpmatus.

Gravitatsiooniparadoksigi olemuse teeb ta meile selgeks. „Gravitatsiooniparadoksi all mõistetakse Newtoni kosmoloogia järeldust, mille kohaselt Newtoni gravitatsiooniseadus ei vii kindlate lõplike tulemsuteni, kui teda rakendada universumi kogu lõpmatule massile eeldusel, et massi keskmine tihedus üle kogu lõpmatu maailmaruumi ei ole null,” defineerib ta ja ja teeb kokkuvõtte: „Gravitatsiooniparadoks tekib ainult siis, kui maailmaruumis oleva gravitatsioonivälja määramise küsimus on ebaõigesti püstitatud.”

„Ensteini teooriat ei saa tõlkida Newtoni teooria keelde, järelikult tuli Newtoni teooria tõlkida Einsteini teooria keelde.”

Teadus on kunst

Siin mõned Kerese laused: „Teadlaste armee rünnaku objektiks on teadmatus, mis kerkib eespool kui ühtlane kaljumüür.”

„Teadlasel peab olema erk fantaasia, mis annab mõtetele tiivad.”

„Eetilised probleemid viivad teaduse kontakti kunstiga.”

Keres oskab olla poeetiline, ent mitte vohavalt – kui ta kirjutab teaduse ja ühiskonna suhetest, teaduse populariseerimisest, teaduspoliitikastki. Oma võluvates esseedes on ta kirjutanud rahvuskultuurist, humanitaarkultuurist ja haridusestki. „Üks mõtlemisviis, mis ei tohiks puududa ka kooliõpetusest, on kosmiline mõtlemine. See tähendab kõigepealt elava kujutluse loomist universumi ruumilisest ja ajalisest põhjatusest, neist gigantsetest protsessidest, mis siin toimuvad. /…/ Siin näeme ennast oma õiges suuruses.”

Keres ise liigitab oma esseed kuuluvaks sotsiaalaegruumi. Ta on sekkunud ka päevapoliitikasse, kuid ikka sõltumatu mõtlejana, keda ei häiri vastu üldomaksvõetud saeisukohtade tuult kõndimine. Nii kirjutas ta näiteks 2001. aastal eesti keele seadusandliku kaitse üle muretsejatele: „Arvan, et muretseda tuleks muu pärast: eesti keelt ei toeta piisavalt eesti meel.”

Nii et Kerese mälestused ja aegruumi ning sotsiaalaegruumi kuuluvad artiklid pakuvad mõõterikast lugemist nii teadusest kui kunstist, muusikast ja kirjandusest huvitujale. Pole siin ülearune öelda, et Keres pole pelk muusikahuviline – ta on nooruses mänginud mitmetes orkestriteski. Nii nagu Ernst Õpik oli hea pianist ja heliloojagi, esindab Keres üht nüüdseks mitte küll täielikult kadunud, kuid mingis mõttes põranda alla pugenud teadlastüüpi, kellele ei ole ükskõik ükski inimmõtte saavutus.

Siin on tore vihjata veel kolmandale mälestuste raamatule, kosmoloog Jaan Einasto „Tumeda aine lugu” (Ilmamaa) on samuti saadaval ja seegi annab toitu mõttele ning meelele.

Kas on see juhus, et siinkohal kõne all olnud kolmest raamatust kolm kõnelevad omal moel kõik kõiksusest – universumist, kosmosest? Nii selle potentsiaalses kui aktuaalses lõpmatuses.

„Ponnistused, mida inimene teeb universumi mõistmise nimel, tõstavad ta elu kõrgemale jandist ning annavad sellele tragöödia tõsidust,” kirjutas nobelist Steven Weinberg oma raamatus „Esimesed kolm sekundit.” Mida tõestavad veenvalt ka kolm Eesti mõttemajakat.

Tiit Kändler

Füüsika | Humanitaarteadus | teadus.muusika

Muusika annab leiba ka füüsikutele

11.10.2009

Tänavu 14. mail lennutati kosmosesse Euroopa Kosmoseagentuuri ESA teleskoop, millesarnast Maalt välja veel saadetud pole. Herschel on infrapunase observatooriumi teleskoop, millel on seni kosmosesse lähetatud teleskoopidest suurim, 3,5-meetrine peegel. Selle eesmärgiks on uurida paljude taevakehade sündi ja evolutsiooni, alates tähtedest galaktikateni. Kuid enne kosmoseküpseks arvamist raputati kosmosesõidukit kolme risttelje suunas neli kuni sada korda sekundis. Ja siis katsetati, kuidas talub Herschel heli. Talle suunati peale helimüra, millist peab sõiduk stardil taluma. Selgus, et talub küll. Praegu asub Herschel Maast 1,5 miljoni kilomeetri kaugusel ja uurib usinalt taevast.

Nii et kui nõustute, et helimüra on üks muusika äärmuslikke vorme, siis ei jää teil üle muud kui tõdeda, et muusika ei aita mille ainult korrastada inimese tundeid, vaid abistab inimest ka teaduse ja tehnoloogia edendamisel.

Kuid helimüra on lahutamatu ka kosmilistest kehadest. Pidev tillukeste meteoriitide sadu Kuu pinnale peaks panema selle Maa ustava kaaslase helisema. Ent ükski seismomeetritest, mis siiani Kuule saadetud on, pole olnud küllalt tundlik seda avastama. Pariisis asuva Maa füüsika instituudi teadlane Philippe Logonné ja ta kolleegid otsustasid teha lõppude lõpuks kindlaks, kui tugev see helin ikka on. Selleks hindasid nad meteoriitide populatsiooni arvukust ja rehkendasid tõenäolise seismilise signaali, mille tekitab eri suuruse ja kiirusega meteoriitide sadu Kuu pinnale. Selgus, et grammist kuni kilogrammi suurused meteoriidid tekitavad kahtlemata ümina, kuid see on imeväike. Maa ümin, mille tekitavad pekslevad lained, on enam kui tuhat korda valjem. See tähendab, et seismomeeter suudab Kuul tabada selle taevakeha sisemisi liikumisi ehk kuuvärinaid, ilma et meteoriidid tööd segaksid. Vaikus tagab töö edukuse. 1977. aastal viis Apollo Kuule seismomeetrite võrgustiku, mis seni veel teadmata põhjustel toimuvad kuuvärinad avastas. Me ei tea veel, mis toimub Kuu sisemuses kolmandiku ulatuses tema raadiusest.

Vesiniku paukuv muusika

Mõni loodusteadlane ainult muusika tekitamisest ära elabki. Karlsruhes asuva Helmholtzi ühingu Tuuma- ja energiatehnoloogia instituudi maa-alal on leida hiiglaslikke betoonpunkrite moodi rajatisi. Ning paksude betoonmüüridega piiratud platsikesi. Aeg-ajalt kostub neist betoonpunkritest suuremaid või vähemaid pauke. Instituudi teadlane Walter Fietz juhatab meid plekk-angaari ja näitab seal raudtala küljes hõljuvat kollast õhupalli. Hoiatab siis ja vallandab elektrisädeme. Pall paugatab lõhki. Selge see, oli pall on ju täidetud vesinikgaasiga. Siiski ei hukku keegi, nii nagu juhtus Krahv von Zeppelini ehitatud dirižaabli Hindenburgi puhul 1937. aastal. Sakslased täitsid tollal õhulaeva vesinikuga, kuna jänkid neile heeliumit ei müünud. Nüüd aga uurivad sakslased vesiniku plahvatusi, et vältida võimalikke õnnetusi vesinikkütusel töötavate sõidukitega. Ning seda uurida ei saa üksnes arvutil simuleerides, nii nagu Fietz seda oma ametis teeb, vaid ka vesinikuga paugutades. Plahvatuste puhul jäädvustatakse nii leegid kui helid. Vesiniku muusika aitab muuta elu turvalisemaks.

Muusika pole aga teaduses onud oluline mitte ainult ratsionaalsetel kaalutlustel. Paljud geniaalsed füüsikud on olnud ka väga head muusikud, kes olid võimelised musitseerima ühes oma kutselistest muusikutest sõpradega. Max Planck oli suurepärane pianist, kes isegi kaalus nooruses, kas mitte hakatagi muusikuks. Ja kummalisel kombel leidis ta oma hingele kosutust rohkem romantilistest heliloojatest nagu Schubert, Schumann ja Brahms kui Bachi intellektuaalsemast muusikast. Oma muusikalistel õhtutel musitseeris ta sageli ühes tunnustatud viiuldaja Joseph Joachimiga ning Albert Einsteiniga.

Ka saksa kvantfüüsik Werner Heisenberg kahtles nooruses, kas mitte valida pianisti karjäär, kuid siiski tõmbasid teda enam Einsteini tööde rütmid kui Mozarti võluvad helid. Viini füüsik Ludwig Boltzmann oli samuti silmapaistev pianist. Kui ta sõitis 1905. aastal USAsse Berkeley ülikooli loenguid pidama, siis oli ta sügavalt häiritud sellest, et sealne seltskond tundus olevat täiskarske. Isegi kui Boltzmann päris, kus on parim veinipood, vaadati teda kui hullu, kuni üks hea tuttav talle aadressi sosistas. Ometi leevendas igatsust koduse hea Austria õlle ja veini vastu muusika, ja täpsemalt võimalus mängida kalleimal Steinway klaveril. Mängides sellel Schuberti sonaati „tundsin esmalt selle mehaanika olevat imelik, kuid kui kiiresti harjud heade asjadega. Andantes unustasin end täielikult: ma ei mänginud meloodiat, see juhatas mu sõrmi. Pidin end Allegrot mängides jõuga tagasi hoidma, sest mu tehnika oleks üles ütelnud,” kirjutas ta oma Ameerika-mälestustes ja lisas, et selline võimalus oli talle tõeliseks tasuks kõigi katsumuste eest, mida ta Californias taluma pidi.

Füüsiku loodud muusikasüsteem

Saksa füüsik Hermann von Helmholtz oli see mees, kes 1847. aastal avastas – või õigem on öelda, et sõnastas – energia jäävuse seaduse. Kuid see tõi talle kaela vaid vanemate füüsikute pahameele, kes ei olnud veendunud, et maailma juhib mingi üks ja üldine printsiip. Oma tuntuse, või täpsemalt kuulsuse saavutas Helmholtz hoopis, kui ta Heidelbergis psühholoogiaprofessorina töötas ja avaldas oma uurimused nägemise psühholoogiast, värvinägemisest, liikumise tajumisest ning least not last – kuulmisest ja muusikast. Need tööd on asjatundjate arvates siiani aktuaalsed. 1920. aastate Harvardi psühholoog Edward Boring pühendas oma raamatu Helmoltzile sõnadega „Kui arvatakse, et raamatuid ei peaks pühendama surnutele, siis Helmholtz ei ole surnud.” Tõepoolest, resonaator, mille Helmholtz leiutas ja millel ta mitte ainult kvalitatiivselt kui kvantitatiivselt uuris õhu võnkumist suletud õõnsuses, ja mida igaüks võib kogeda, puhudes tühja pudelisse või okariini, on õpetanud akustikuid ehitama paremaid kontserdisaale. Ning just füüsik Helmholtz oli see, kes leiutas helikõrguste ülesmärkimise süsteemi, mis ka tema nime kannab ning Lääne kromaatilise skaala noote nimetab sel kombel, millisel moel teevad seda Euroopa muusikud tänini.

Albert Einstein on massiteadvuses lahutamatu oma kohevast soengust, sokkideta kingadest ning muidugi viiulist. Kuid et lõpetada see palake paraja de-kadentsiga, siis olgu toodud üks arvamusavaldus selle geeniuse muusikaloomingu kohta.

“Pärast lõunat läksime muusikatuppa ja doktorid kogunesid oma pille häälestama. Nad otsustasid Beethoveni kvarteti kasuks. Einstein mängis hästi ja tema rasvased valged näpud (nagu kasimatud väikesed vorstikesed) lendasid üle keelte, ent ta jõudis teistest ette. Pianist peatus ja küsis: “Kus te olete, härra professor?” “Teise lehekülje lõpus,” ütles Einstein. “Tore, ütles tšellist,” mina olen teise lehekülje alguses.” “Ja mina olen ikka veel esimese lehekülje lõpus,” ütles mu doktor. Pärast seda läksid nad kõik esimesele leheküljele tagasi. Oli mälestusväärne õhtu.”

See on katkend inglise ajakirjaniku Neysa Perksi mälestustest, mille avaldas füüsikaajakiri Physics World oma 2005. aasta jaanuarinumbris.

Tiit Kändler

Ajalugu | Füüsika | nädal.pildis

Einsteini torn ja ajalugu

29.09.2009

Saksamaal Berliini lähedal Potsdamis Telegrafenbergi ehk Telegraafimäe teaduspargis võib näha ka kummalist ja veidike kuulsa kataloonlase Antoni Gaudí art nouveau stiili meenutavat torni. Kuid see pole Gaudí projekteeritud, vaid hoopis saksa arhitekti Erich Mendelsoni looming. 1921. aastal valminud ekspressionistlik torn ehitati selleks, et mõõta ülitäpselt Päikese gravitatsioonist tingitud üliväikesed spektrijoonte nihked, mida nüüd punanihke all tuntakse. Sellega püüti tõestada Einsteini üldrelatiivsusteooriat. Mistõttu päikeseobservatoorium kannab Einsteini torni nime. Einstein selles ei töötanud, küll aga külastas kord. Tema kommentaar torni arhitektuurile oli pärast mõnetunnilist mõtlemist lühike: „Orgaaniline”.

Seadmed osutusid küll selleks eesmärgiks liiga vähetundlikeks, ent torn töötab päikeseobservatooriumina siiani ja ka selle fuajees seisev Einsteini büst leiti pärast sõda kila-kola alt üles, kuhu see natside eest oli peidetud.Umbes nii nagu Vabadussõja monumendid kommunistide eest Eestis.

Tekst ja foto: Tiit Kändler

Bioloogia | Füüsika | Meditsiin | eesti.mõte

Eesti teadlased täiustasid tuumamagnetresonantsi

20.03.2009

Tahke keha tuumamagnetresonants (TMR) on uurimismeetod, mida kasutatakse agaralt juba üle poole sajandi ning mis sobib ka selliste keeruliste ainete uurimiseks, mis mängivad oma osa bioloogias ja meditsiinis. Kuid meetodi piiratud tundlikkuse tõttu vajatakse mõõtmiseks suhteliselt suuri ainekoguseid. Tavaelus on üks mikromool küll väga väike kogus, ent biomolekulide puhul sageli saavutamatu.
TMRi tundlikkust on küll kavalate nippidega pidevalt tõstetud. Sealhulgas on ka proovi ülikiire pööritamine nn maagilise nurga all magnetvälja suhtes, mille arendamisse on oma panuse andnud ka meie Keemilise ja bioloogilise füüsika instituudi (KBFI) raadiospektroskoopia rühma teadlased.
(more…)

Astronoomia | Füüsika | nädal.pildis

Eesti teaduse paradigma

20.03.2009

“Teadus kõrgkultuuri lahutamatu osana on Eesti kui väikeriigi eneseteostuse olulisi komponente.” Nõnda on öelnud Eesti astrofüüsik Jaan Einasto. Kui teadusmaailm peab praegust aastat Galileo ja Darwini aastaks, siis meie võiksime seda pidada Einasto aastaks. 23. veebruaril 80-aastaseks saanud akadeemik Jaan Einasto on vintske mees. Mitte ainult teaduses, vaid ka teaduse tutvustamises. Einasto mõte on, et teadus on globaalne, kuid samas ka midagi eestilikku. Eestiliku jonniga on ta nihutanud astronoomia paradigmasid. Maailmapilt muutub hüppeliselt, nii et tagantjärele hüppeid ei näegi. Nii on ka Jaan Einasto tume aine ja kärjekujuline universum muutunud meie maailmapildi loomulikuks osaks. Keda asi huvitab lähemalt, saab lugeda www.epl.ee
Foto:Tiit Kändler

Telli Teadus.ee uudiskiri