Rubriigi ‘Astronoomia arhiiv

Antropoloogia | Astronoomia | Bioloogia | News | to.imetaja

Täiskuu ei lase end maha magada

01.06.2017

 

See teaduskirjanik Tiit Kändleri artikkel ilmus Maalrehes 01. juunil 2017

 

 

Kui täiskuu paistab teie aknasse, võib olla teie uni häiritud. Kuid kui akna sulete luukidega, kas ka siis mõjutab Kuu teie und? Viimaste teadusuuringute valgusel (loodetavasti mitte kuuvalgusel) võib kinnitada, et mõjutab küll.

 

Ameerika teadusajakirjanik Matt Kaplan on oma möödunud aastal ka eesti keeles avaldatud raamatus „Teadus maagia taga“ ajaloole lähenenud nõnda, et müütidel ja maagial on taga midagi teaduslikku, st korratavat ja reeglipärast. Evolutsioon on kõikvõimas ja me ei tea pooltki oma tegelikest võimetest. Inimese ajalugu on täis müüte Kuu mõjust inimesele. Eriti on lummanud täiskuu. Kuuvalgel vihtlevad nõiad, täiskuu öösel erksad vampiirid, kuutõbised magades ringihukujad inimesed.

Muidugi teadis kuulus saksa astronoom Johannes Kepler 400 aasta eest, et astroloogia, st sünnihetkel valitsenud taevamustri kuju inimese tulevikule on leebelt öeldes oraaklus, kuid selle eest maksti palka, ja sai teha astronoomitööd.

Kuid pole üllatus, et inimesel on varjatud võimeid. Sest lõppude lõpuks, kui Jeesus ütles: „Sinu usk on sind päästnud,“ ega see ju vale ole. Õnnetunne on seotud teatud geenide avaldumisega, aga ka oma elust viimase võtmisega, pühendumisega millelegi ühiskondlikult olulisele, „oma saatuse lõimimisega jumalatest ja inimestest koosnevasse maailma, mis on sinust enesest palju suurem,“ nagu sõnastab südame siinusarütmiat uuriv Põhja-Carolina ülikooli psühholoog Barbara Fredrikson.

Kuu.ML.Kujund.

Meis toimib nii ööpäevakell kui kuupäevakell

On ammuima teada, et inimese ja loomade elu juhivad ööpäevarütmid ehk peenemalt tsirkadiaanrütmid. Ent pimedasse ruumi suletud inimesel käib tsirkadiaankell valesti, jäädes tavaliselt maha. Kas pole see mitte seletatav Kuu mõjuga? Kuu teeb ümber Maa tiiru umbes 29,5 päevaga, kui Maa pöörleb ümber oma telje 24 tunniga. Kalendrikuu ehk umbes kaheteistkümnendik aastat on aga pikem, üle 30 päeva. Enne mõneti ajalooliselt segaseks kujunenud aasta- ja kuukalendrit mõõtis inimene Kuu tiiruga ajavahemikku, mille ta nimetas kuuks. Tänu maa pöörlemisele näeme Kuud tõusmas ja laskumas, tänu sellele, et aeg-ajalt jääb Maa Kuu ja Päikese vahele, näeme täiskuud ja edasi erinevaid faase. Et Maa orbiit on ekliptika ehk Maa ümber Päikese tiirlemise tasandiga veidi kaldu, siis on kuuvarjutusi vähe.

Saksamaa Max Plancki käitumisfüsioloogia instituudi füsioloogid Martin Wikelski ja Michaela Hau avaldasid 1995. aastal ajakirjas Journal of Biological Rythms artikli, milles nad tõestasid, et roomaja Galápagose meriiguaan, kes sööb vetikaid paikades, mis jäävad enamasti vee alla, ent paljastuvad mõõna ajal, teab mingil moel mõõna alusaega. Kui Kuu asub meie peade kohal, tekitab see ookeanis tõusu, kui vastaspool maakera, siis mõõna. Kuu asub meie peade kohal umbes iga 12,5 tunni järel. Kuidagi tunnetavad roomajad seda perioodi – kuidas, on jäänud saladuseks. Kuid tsirkalunaarseks kellaks nimetatud (tsirkadiaankella eeskujul) mehhanism hoiab nii roomajaid kui ka meid instinktiivselt püsimas rütmis nii Kuu faasidega.

Šveitsi Baseli Ülikooli kronobioloog Christian Cajocheni ja tema kolleegide töö, mis avaldati 2013. aastal ajakirjas Current Biology, järeldab üsna usaldusväärselt, et inimesel on pistmist Kuu faasidega, mida võib loetleda kaheksa või lihtsamalt neli: täiskuu, kahanev poolkuu, uus kuu, kasvav poolkuu. Täpsemalt tegid nad kindlaks, et inimese uni on täiskuu ajal lühem ja põgusam. Täiskuu justkui ei taha, et me selle maha magaksime.

Et Maal on Kuu, mis on enne elu teket löödud Maa küljest mõne Marsisuuruse Theia poolt välja, omab meie jaoks üliolulist tähtsust. See nimelt stabiliseerib Maa orbiiti Päikese ümber, tehes elu võimalikuks. Tundub olevat ime, et Kuu on pööratud Maa poole kogu aeg vaid ühe oma poolega ning Kuu on nii suur ja meist nii kaugel, et katab parasjagu päikeseketta, võimaldades päikesevarjutuse. Kuu ühe palge on meie poole lukustanud looded, loodete mõjul aeglustub veidike ka Maa pöörlemine ümber oma telje. Kolme keha probleem ehk matemaatiline mõistatus on nõnda raske, et täpselt pole matemaatikud suutnud seda lahendada – seda enam peame tänama universumit, et meie Päikese-Maa-Kuu süsteemis on just täpselt selline olukord nagu on ning kaootilised protsessid on väikesed.

Teadlased valisid vabatahtlike seast 31 inimest, nii mehi kui naisi, kel ei esinenud hingamisraskuste tõttu tekkivat uneapnoed. Nad sulgesid katsealused akendeta uneruumidesse ning ei andnud neile teada uuringu eesmärgist. Uni jaguneb mitmeks eri staadiumiks, millest olulisemad on kiirete silmaliigutustega uni (REM) ja aeglaste silmaliigutustega uni (NREM). Katsealustel mõõdeti sügavama, NREM-une pikkus, une kogukestvus, uinumise aeg alates tule kustutamisest, elektroentsefalogrammi EEG aktiivsus sagedusvahemikus 0,5 – 1,25 Hz, samuti õhtused uinumist soodustava hormooni melatoniini nivood.

Tulemused näitasid, et täiskuuöö tähendab 19 minutit lühemat und, madalamat melatoniini taset ning aeglase une kestvuse vähenemist. Ka subjektiivselt tundsid inimesed end täiskuulähedastel hommikutel vähem väljapuhanuna.

 

Ärgem muutugem kuutõbisteks

Teadlased on veendunud, et kuigi Kuu põhjustab loodeid, ei oma gravitatsioonijõud une kvaliteedile mingit mõju, kuna isegi nii suurel veekogul nagu Läänemeri on looded mõne sentimeetri piires. Kuid teistest uuringutest on teada tsirkalunaarsete tsüklite mõju naise menstruatsioonitsüklile. Samuti mõjutab Kuu langetõvehaigete hoogusid, kuid tsirkalunaarse kella, nii nagu ka tsirkadiaaankella ja aastaaegade kella olemused on jäänud siiani „müstiliseks“, nagu Cajochen ja ta kolleegid tunnistavad.

Mina lugesin veel kahte artiklit. Üks neist on uurimustest Ungari Sewllelweisi Ülikoolis ja avaldati ajakirjas Sleep Medicine 2014.aAastal. Selles oli katsealuste arv koguni 319, meeste vanus keskeltläbi 45 ja naistel 51 aastat. Nõnda on ka selle uuringu mõõtevead pisemad. Järeldused ent samad: pisem unetõhusus, lühem sügav NREM uni, pikem REM-uni.

Kuigi täiskuud on vahel seostatud ka sündide sagedusega, ei ole sellekohaseid tõestatud uuringuid. Siiski on kuutsükliga seostatud nii liiklusõnnetuste arvu, kuritegude ja enesetappude arvu, psühhiaatrite külastusi ning südamehäirete arvu. Nende kohta on ka avaldatud artikleid, kuid nii kindlat järeldust, nagu täiskuu ja une kvaliteedi seosest, ei saa veel teha.

Kolmanda artikli, mida lugesin, on kirjutanud Göteborgi teadlane Michael Smith ja tema kolleegid. Nemad uurisid 47 vabatahtlikku. Ja leidsid, et une kestvus väheneb täiskuu ajal keskeltläbi 25 minutit ning rahutu, REM-uni pikeneb 30 minutit, samuti muutuvad EEG signaalide kujud. Kuid et uuriti vaid hea unega inimesi, jätavad teadlased lahti ukse kahlusteks.

Matt Kaplan viitab oma raamatus veel ühele artiklile, mille tulemused siintoodud tulemustega ei kattunud. Kahjuks ei ole see artikkel minule kättesaadav.

Loetu põhjal (artiklid on avaldatud väärikates, eelretsenseeritavates ajakirjades) jääb mulle kerge veendumus, et inimese ja Kuu vahel midagi toimub. Ja peaaegu kindlasti mõjutab täiskuu inimese und. Loodan, et lugejad ei satu seda lugu lugedes enese sugereeritud ja välja mõeldud iseenesliku täitumuse ohvriks, hakates põhjendama oma meeleolu ja kasvõi ärrituvust Kuuga, kirjutama oma ebaõnnestumisi kuu peale ja muud sellist.

On ilme tõde, et Kuu vähehaaval Maast kaugeneb, 3,8 sentimeetrit aastas. Ka on ta Maast kord 357 000 kilomeetri, kord 407 000 kilomeetri kaugusel. Kuu mõju üle mõlgutasid mõtteid nii assüürlased kui babüloonlased, põliseestlastest kõnelemata. Meie vanasõnastik kubiseb Kuust, meie keeles on kalendri kuu ja taevakeha Kuu täpselt sama sõna, ning on arvukalt inimesi, kes on kindlad kuufaaside mõjust taimede istutamisele ja juuste lõikamisele. Kellelegi see paha ei tee, ja las siis Kuu mõjutab meie käitumist ka mitte ainult uneajal, vaid päise päeva aal.

 

 

 

 

Astronoomia | Kosmoloogia | News | to.imetaja

Mustast august puhtalt välja

02.01.2017

See teaduskirjanik Tiit Kändleri esse ilmus Maalehes 17. novembril 2016. aastal.

 

Universumis esinevate mustade aukude matemaatika on avaldanud uusi võimalusi, et nood polegi üksikud ja päris väljapääsmatud. Ning võivad olla omavahel ühenduses.

 

Kui teil mõni asi ära kaob, on tulutu seda paaniliselt otsima hakata. Laske asjal olla. Varem või hiljem ilmub ta ootamatus kohas teile välja. Kui see asi pole just musta auku kukkunud.

Must auk on kõige süngem objekt universumis. Must auk tõmbab suure jõuga enese poole nii kosmilist tolmu kui asteroide kui planeete kui tähti. Mis musta auku kukub, see meile enesest enam teateid otse anda ei saa. Isegi valgus, kui see on musta auku sattunud, ei pääse sealt enam välja.

Must auk tekib, kui täht on muutunud liiga suureks ja omaenese külgetõmbejõust kokku variseb. Aga mustad augud võisid tekkida ka universumi esimesel ajahetkel, suure pauguga koos. Musta augu ja ülejäänud universumi vahel on piir nagu mere ja taeva vahel: horisont, mida kutsutakse sündmuste horisondiks. Musta auku saab näha kaudselt selle järgi, et see painutab kaugetelt tähtedelt lähtuvaid valguskiiri või siis kui must auk omaenese raskuse all kokku kukub või kui kaks musta auku kokku põrkavad. Päike saaks mustaks auguks, kui see tõmbuks kokku paarikilomeetrise läbimõõduga keraks. Kuu massiga musta augu läbimõõt oleks kümnendik millimeetrist, enamik musti auke on aga miljoneid ja miljardeid kordi Päikesest suuremad.

Mustal augul on vaid kolm mõõdetavat omadust: mass, elektrilaeng ja liikumishulga moment ehk spinn, mis iseloomustab pöörlemise kiirust.

Meile kõige olulisem must auk asub meie galaktika, Linnutee keskel.

 

Lohutu või tohutu?

Päris lohutu pilt neist meie jaoks mõistetamatutest kosmilistest kehadest. Või ei olegi need kehad, raske on nime anda. Igatahes on teadmine mustadest aukudest tulnud astronoomidele esmalt matemaatikute arvutustest. Ja alles hiljem, palju hiljem on saadud vaatustest tõendeid, et need on olemas ja käituvad nagu matemaatika on ennustanud. See ei tule üllatuseks: on ju ka kvantmehaanika inimese vaatevälja tulnud esmalt matemaatika läbi. Nagu kogu osakeste sümmeetriline maailm. Matemaatikaid on palju, neid saab luua lõpmatul moel ja igaüks neist on omamoodi kooskõlaline. Kuid mis üllatav – mitmed matemaatikad on sobinud universumi ülesehitust kirjeldama nagu rühmateooria selle sümmeetrilisust.

Musta augu võimalikkuse arvutas üldrelatiivsusteooria lahenditest saksa matemaatik Karl Schwarzschild juba 1916. aastal, ent seda peeti kaua matemaatiliseks kurioosumiks. Tihedaimate tähtede, kümnekilomeetrise läbimõõduga ning kahe Päikese massiga neutrontähtede avastamisega 1970. aastatel hakati uskuma ka mustade aukude esinemise võimalusesse.

Kui must auk oma elu lõpetab, siis aurustub ta äkitselt ja sellega kaasneb ere välgatus. Ehkki selliseid välgatusi on kosmosest otsitud, ei ole neid veel leitud. Nõnda on mustad augud vaid kaudselt näha olnud. Kui gaasiosakesed kukuvad musta auku, hakkab gaasipilv pöörlema nagu vesi, mis vanniaugust alla voolates pöörleb. Musta augu horisondi lähedane gaas muutub nii kuumaks, et hakkab kiirgama röntgenkiirgust, mida saab teleskoopidega mõõta. Seda 2011. aastal ka tehti. 1995. aastast alates hakati avastama tähti, mis tiirlevad ümber nähtamatu musta augu ja 2015. aastal registreeriti kahe musta augu ühinemisest kiirgunud gravitatsioonilained, millest tegin juttu 14. märtsi Maalehes nr 12.

Kuid must auk ei ole päris must. 1974. aastal tõestas kuulus inglise füüsik Stephen Hawking matemaatiliselt, et musta augu piiril tekivad nagu kvantmaailmas ehk väga väikeste osakeste maailmas ikka osakese ja antiosakese paarid, kaks tekkinud osakest kihutavad teineteisest eemale. Ühe neelab must auk, teine aga jääb hulpima meie universumisse. See on esimene leevendus.

Teine leevendus on samuti matemaatiliselt tõestatud. Alul arvati, et musta augu piiril ehk nagu öeldakse sündmuste horisondil, seal, mille läbi minemise järel enam midagi väljapoole näha pole, rebitakse jalad ees sukelduv kosmonaut muudkui pikemaks ja pikemaks, kuna tema jalgu rebitakse musta augu südame ehk singulaarsuse poole tugevamalt kui pead ja lõpuks läheb kosmonaut pooleks ja lõpp on lool. Tema kell seiskub, tema aeg jääb seisma ja kui keegi väljastpoolt vaatab musta auku sukeldujat, siis tundub talle, et too jääb igaveseks musta augu horisondi kohale hõljuma, kuid selle hõljuja kujutis muutub üha tuhmimaks ja tuhmimaks ja kaob silmist ning  näha on vaid musta auku. Auku kukkuja näeb kukkudes kogu aeg meie universumis olevat sõpra ning tema ei tunne, et on horisondi läbinud, kui ta seda just ei arvuta. Siis sulgub väline universum tema taga.

Must auk.Graf

Leevendavad arvutused

Nüüdseks on tõestatud, et erilisest mustast august, mis ei pöörle, on siiski üks väljapääs: kui leiame üles teise universumisse siirduva ussiaugu. Kui siseneme musta auku, siis alul näeme seda kui musta ketast tähistaeva taustal, see ketas muutub üha pisemaks ja pisemaks ning edasi kukkudes näeme äkitselt musta laigu asemel heledat valgust, mis tähendab, et siseneme sisemisse horisonti ehk valgesse auku. Ruum kõverdub ning et näha seda täpselt, peaks meil olema kolm silma. Kuid kui siseneme valgesse auku, siis oleme sisenenud ussiauku, mis viib meid teise universumisse. Enne sinna jõudmist aga pöördub aeg ning me võime näha meie universumi tagurpidist ajalugu, kui selja taha vaataksime. Seda juhul, kui mingi imenipiga kannataksid meie silmad seda valge augu lõpmatult heledat sära. Kui oleme jõudmas valge augu horisondile, näeme oma ümber värvikirevat ruumi ja enne, kui arugi saame, olemegi teises universumis. Kogu see ussiaugu läbimine on läbi mängitud matemaatiliselt, arvutiga rehkendades, kuid nagu öeldud, me ei tea kunagi, millal matemaatika saab tõelisuseks ja millal ei saa.

Kolmanda leevenduse esitas paari aasta eest USAs Princetonis asuva Arenenud Uuringute instituudi teoreetiline füüsik John Maldacena. Tema töö näitas, et kvantmehaaniline osakeste põimumine ja ussiaugud, mõlemad veidrad moodustised, on omavahel seotud. Põimumise tõttu jäävad osakesed, mis tekkisid näiteks üheskoos, omavahel seotuks, kui kaugel siis need teineteisest ka edaspidi ei oleks. Sellest veidrast nähtusest kirjutasin 19. mai Maalehes nr 20. Kui on tõesti nõnda, nagu Maldacena ja tema kolleegid väidavad, siis selgub, et põimumist põhjustab aegruum ise. Ja et põimunud objektid võivad olla omavahel ühendatud viisil, mis on palju vähem fantastiline, kui siiani arvati.

Mustal augul on kaks erinevat piirkonda: välimus, kus ruum on kõverdunud, ent objektid ja teated saavad sellest ometi põgeneda, ja sisemus, mis asub naasmisvõimatuse piiri taga. Välimus ja sisemus on eraldatud sündmuste horisondi läbi. Ent juba 1935. aasta Albert Eisteini ja Natan Roseni töödest hakkas selguma ootamatu võimalus, mida on 1960. aastatest alates üha tõsisemalt võtma hakatud. Nimelt see, et kaks musta auku võivad omavahel olla ühendatud silla kaudu, mida füüsikud oma naljasoonele omaselt on hakanud nimetama ussiaukudeks.  Samasugused ussiaugud ühendavad multiversumite teoorias erinevaid universumeid.

Ussiauk ei sisalda erinevalt mustast august ainet – see on vaid kõverdunud aegruum. Kahte musta auku ühendav ussiauk muutub ajas, see peeneneb kiiresti ja katkeb. Nõnda ei saaks seda mööda reisida. Kuid et mustad augud on väljastpoolt vaadates nagu kvantsüsteemid ja käituvad kvantmehaanika kohaselt, siis ei sega miski neid omavahel põimumast, arvab Maldacena ajakirjas Scientific American. Kvantpõimumine loob mustade aukude vahelise sideme. See tulemus on üllatav, kuna siiani on arvatud, et põimumine toimub ilma füüsilise ühenduseta. Kuid kaks teineteisest kaugel asuvat musta auku võivad olla ühenduses. Nõnda arvab Maldacena, et kvantpõimumise puhul on tegu geomeetrilise ühendusega.

Praegu on see tulemus veel spekulatsioon, ent nagu on vahel juhtunud varemgi, võidakse säherdused spekulatsioonid võtta reaalsuse pähe nagu juhtus Hawkingi kiirgusega. Ja võib-olla kunagi saab seda teooriat ka vaatlustel kontrollida, nii nagu saadi Päikesevarjutuse ajal kontrollida Einsteini alul uskumatuna tundunud ennustust ruumi kõverdumisest gravitatsiooniväljas.

 

Astronoomia | Kosmoloogia | News

Gravitonid otsustavad kõiksuse

06.04.2016

See teaduskirjanik Tiit Kändleri artikkel ilmus Maalehes 24. märtsil.

Nüüd, mil gravitatsioonilained 11. veebruaril välja kuulutati (vt 10. märtsi ML), on põhjust arutleda, mida kasulikku me neist võime teada saada ja kas gravitonid on olemas ning püüdavad.

 

Teadlaste pingutused ja jutud gravitatsiooni olemusest, sealhulgas gravilainetest ja graviosakestest ehk gravitonidest meenutavad mulle vene muinasjuttu lollikesest Ivanuškast, kes „havi käsul, minu tahtel“ ahju otsas pealinna otse tsaari juurde sõitis. Meenutavad sellepärast, et tol ammusel ajal, mil muinasjutt käiku lasti, oli ahjuga sõit tehniliselt võimatu, kuid ometi selgelt ette kujutletav. Praegu saaks kogu rahvas ahju otsas lesida ja sellel ringi sõita ning osa rahvast sellega tegelebki. Gravilainetest loodetakse saada sellist teavet universumi hiiglaslike objektide kohta, mis siiani on olnud varjul. Ning gravitonidest ahju, millel sõita universumi sügavustesse.

Inglane Michael Faraday ja šotlane James Clerk Maxwell murdsid 19. sajandil läbi njuutonlikust 17. sajandi piiratusest, tuues füüsikasse välja mõiste. Välja olemasolu selgub, kui sellesse viiakse elektriliselt laetud keha. Newtonil olid ruumiks materiaalsed punktid, Maxwellil kogu pidev ruum. Välja asupaigaks on kõikjal, ka raskete kehade sees, tühi ruum.

Relatiivsusteooria nõuab gravitatsiooni väljateooriat. Selles esineb üks ja seesama massikonstant kahes rollis: inertse massina liikumisseadustes ja gravitatsioonilise massina gravitatsiooniseaduses.  Need kaks on identsed, miks, seda me ei tea.

Ülipikad lained

Gravitatsioonilainel nagu igal lainel on erinevad lainepikkused.  Silmaga näeme punast valgust, mille lainepikkus on 400 nanomeetrit, kõrvaga kuuleme lainet, mille pikkus on kuni 30 meetrit. Gravilained, mis LIGO katses mõõdeti, olid sagedusega 35–250 hertsi ehk lainepikkusega keskeltläbi 3000 kilomeetrit ja väga kitsal lainealal. Kuid me ei saa Maal mõõta suurema lainepikkusega ehk väikesema sagedusega gravilaineid, mis sisaldavad enam infot oma allikate kohta. LIGO interferomeetri õla pikkus on 4 km, vaja oleks mõõta õlal pikkusega sadu tuhandeid kilomeetreid.

Sest mida pisem on keha mass, seda pikem on selle poolt levitatav gravilaine. Kui kolme Päikese massiga võrdse energia vallandunud sündmusel on gravilaine lainepikkus 3000 km, siis maasuuruse objekti  plahvatamisel on see laine miljon korda pikem.  Sellise laine kuulmiseks peavad kunstlikud kõrvad olema sama suured kui kaugus Maalt Päikeseni. Kui sajakilose inimese suurune keha kogu täiega laiali paiskub, ei piisa sellest tekkinud gravilaine mõõtmiseks meie universumi suurusest mõõteriistast.

See tähendab, et ühtpidi on gravitatsioon inimese jaoks ülitähtis, kuna selle välja tõttu püsib ta maapinnal, kuid gravitatsioon teda koos ei hoia, hoiavad elektrilised jõud. Et meie Maa külgetõmbejõudu tunneme, tuleb sellest, et Maa elektriline laeng on null.

Füüsika täiuslikkuse huvideks peaks gravitatsiooniväli olema kvanditud nagu elektromagnetiline väli. Elektromagnetilisi laineid vahendavad footonid, nõrka ja tugevat vastastikmõju teada olevad algosakesed, seega peaks ka graviväli olema kvanditud ehk omama kahepalgelist iseloomu nagu valgus: kord laine, kord osake graviton.

Gravitonikaaslased

Et pikemaid gravilaineid mõõta, oleks vaja tehiskaaslastel põhinevaid gravilainete mõõtjaid. Kahte sellist kolme tehiskaaslase koostööl toimivat süsteemi plaanib Maa orbiidile saata Hiina, kolmandat Euroopa Kosmosekeskus (vt graafik).

Gravitatsioon valitseb maailma

Oma originaalsete ideede ja teravmeelsusega kuulsaks saanud  odessiidist ameerika füüsik George Gamow kirjutas 1962. aastal avaldatud raamatus „Gravity“ („Gravitatsioon“): „Gravitatsioon valitseb maailma.“ Teadlaste eesmärgiks on avastada võimalik, peidus olev suhe gravitatsiooni ja elektromagnetilise välja vahel ja materiaalsete osakeste vahel.

Et selgitada oma ideid gravitatsioonist, pidi Newton looma imeväikeste arvudega rehkendamiseks kalkuluse ehk diferentsiaalarvutuse ja integraalarvutuse. See võttis tal aega 20 aastat.

Einsteini loodetud ühendatud väljateooria ehk Maxwelli elektrodünaamika pluss gravitatsioon võib samuti vajada uut matemaatikat. Prantslane Charles-Augustin de Coulomb mõõtis juba 1784 aastal, et elektrijõu suurus väheneb kauguse ruuduga nagu gravitatsioonijõudki. Kuid Gamow rõhutas poole sajandi eest: kahe osakese elektriline vastastikmõju on 10 astmes 40  korda suurem kui  gravitatsiooniline. Seepärast võttis ka gravilaine tabamine  nõnda kaua aega: see on nõnda pikk ja nõrk.

Inglise füüsik Paul Dirac, kes oli matemaatiliselt ennustanud antiaine, ennustas 1960. aastal gravitonid, mille energia on nagu footonitelgi võrdne Plancki konstandi ja sageduse korrutisega.  Kuid et gravilainete sagedus on nõnda väike, on ka gravitonide energia äärmiselt väike. Maast lendavad gravitonid läbi möödaminnes. Siiani hüpoteetilise gravitoni spinn on kaks, kui footonil on see üks, need osakesed liiguvad valguse kiirusega, omamata massi.

Gravitonides peitub universumi olemus

Nagu selgitas oluline inglise füüsik Roger Penrose oma 1990. aastal ilmunud raamatus, on gravitatsioon sellegi poolest eriline, et selle energia on mittelokaalne, seda ei saa mõõta näiteks aegruumi kõveruse põhjal piiratud aladel. Jutt kipub keeruliseks, kuid lihtsustavalt saab ütelda, et gravienergiat ei saa mõõta ühes punktis nagu näiteks valguskiire eredust või elektrilaengut. Sellepärast ongi gravilainete mõõtmiseks vaja vähemalt kaks pikka ristiolevat toru või siis kolmnurga nurkadeks olevat satelliiti.

Sobilik on tuua veel üks Gamowi võrdlus. Kui aatomituum kiirgab footoni, võtab see aega miljondik miljardikust sekundist. Neutron kiirgab beetaosakese, selleks kulub keskeltläbi 12 minutit. Kui aga aatomituum kiirgaks gravitoni, võtaks see aega 10 astmes 53 aastat ehk mõõtmatult kauem, kui on eksisteerinud universum.

Võib ju unistada raskusjõu kaotamisest ehk antigravitatsioonist. Elektrivälja eest pääseme pakku maandatud traatpuuri, sest on olemas nii negatiivseid kui positiivseid laenguid. Magnetil on kaks poolust, nõnda võime end ka magnetväljast isoleerida.

Kuid universumis on olemas vaid positiivne gravitatsiooniline mass, negatiivset pole teada. Kui selline oleks, käiks see vastu Einsteini masside ekvivalentsusprintsiibile: sellega, et nii keha inertne mass kui gravitatsioonist põhjustatud mass on täpselt ühesuurused.

Füüsikud alates Diracist on loonud universumi mudeli, mis põhineb nägemusel, et algosakesed on ühemõõtmelised stringid, mitte punktikujulised osakesed ning selles tegutsevad gavitonid kahemõõtmelistel braanidel. Teooria hämarustesse me ei lasku, ent selge on üks: gravitonide olemuse selgitamisega selgitame ka selle, kus me tegelikult elame. Kas ühes suuremamõõtmelise universumi neljamõõtmelise aegruumi taskus või eraldi universumis.

 

 

 

Astronoomia | News

Gravitatsioonilained avastati mustade aukude ühinemisest

19.03.2016

See teaduskirjanik Tiit Kändleri artikkel ilmus 10. märtsi Maalehes Järg 24. märtsil.

Täpselt 100 aastat hiljem, kui Albert Einstein ennustas gravitatsioonilained ja Karl Schwarzschild mustad augud, mõõdeti kahe musta augu ühinemisest Maale jõudnud lained. Gravitoni pole veel leitud.

 

Sõnad on mugavad vahendid, et varjutada nendega tähistatud nähtuse olemus. Põhikoolhariduse omandanud inimene teab, et gravitatsioon on külgetõmbejõud. Tavaelus piisab, et me peame gravitatsiooni all silmas Maa külgetõmmet asjadele ja olevustele. Vaid inimene on külgetõmbe üle mõtisklenud, teised olevused on selle tahes-tahtmata oma elu aluseks võtnud. Iga ahv teab, et puu otsast kukub alla, kuid alles Londonist 1665. aastal musta katku eest Linconshire’i pakku läinud 23-aastane Isaac Newton sõnastas gravitatsiooniseaduse: kõik massiga kehad tõmbavad ligi teisi massiga kehi jõuga, mis on võrdeline masside korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga. Gravitatsioon ulatub lõpmatusse!

See seadus korrastas inimese mõtlemist nõnda palju, et sai selgeks, kuidas toimib Päikesesüsteem ja kuidas universumi hiiglaslikud kehad omavahel liiguvad. Maal kinnitas Newtoni seaduse katsega kolmveerand sajandi pärast inglise füüsik Henry Cavendish, taevakehade liikumine erines Newtoni ennustatust siiski veidi. Miks erines, selle seletas ära Alberrt Einstein saja aasta eest oma üldrelatiivsusteoorias: massiga keha moonutab ruumi nagu kummikilel lebav raudkera kilet allapoole painutab. Aeg ja ruum on seotud ühtseks aegruumiks ning gravitatsioon ja inertsi põhjustav mass, mida ka Newton ennustas, on eristamatud.

 

Gravilainete teke

Siiamaani, ja kõik. Mis asi on gravitatsioon, seda ei tea me siiani. Ei teadnud 11. veebruarini kindlasti sedagi, kuidas külgetõmbejõud levib.  Tõsi, loogiline oli eeldada, et levib lainetena ja valguse kiirusega, kuid selle kinnituseks olid vaid kaudsed tõendid kahe pulsari mõõtmisest aastatel 1975–1982.

Me oletame, et ajahetkel  pärast universumi teket ehk suurt pauku, ehk nn Plancki aja hetkel olid kõik neli fundamentaalset jõudu – gravitatsioon, elektromagnetism, nõrk ja tugev tuumajõud – ühendatud üheks jõuks. Suure ühendteooria mudelit veel ei ole. Temperatuur oli hiiglaslik, kogu universum pakutud kümme miljonit miljardit pisemasse ruumi kui prooton. Seda teooriat toetab tollest ajast pärit taustkiirguse mõõtmine universumi avarustest 1965. aastal.

Seejärel toimunud ülikiire paisumise ehk inflatsiooni käigus paisus universum apelsinisuuruseks, eraldusid erinevad fundamentaaljõud ja hakkasid tekkima prootonid ning neutronid, veidi hiljem elektronid, footonid ja neutriinod.  Sekund pärast suurt pauku hakkasid tekkima lihtsamad aatomid. Maailm muutus läbipaistavaks 380 000 aastat pärast suurt pauku. Algsetest ebatasasustest ehk fluktuatsioonidest said tekkida galaktikad, neis omakorda tähed. Kui tähed said väga raskeks, tõmbusid nad kokku ja plahvatasid supernoovadena või said neist mustad augud, kust valgus välja ei pääse.

Kuna gravitatsioon on võrreldes teiste fundamentaaljõududega nii väike ja võibolla ka erakordne, ei ole seda õnnestunud siduda kvantfüüsikaga, kuigi enamuse oma elust Einstein ja tema järel paljud teoreetikud on seda teha püüdnud. Alates 1960. aastatest on üritatud gravitatsioonilaineid registreerida resonantsete massidetektoritega, ent edutult.

Ajaloo irooniana õnnestus äsjane otsene gravitatsioonilainete registreerimine põhimõtteliselt sama seadmega, millega tehti kindlaks, et valgus levib igas taustsüsteemis ühe ja sama kiirusega. Albert Michelson ja Edward Morley tegid Eiunsteini relatiivsusteooriat kinnitava katse 1887. aastal andekalt lihtsal interferomeetril.

Valgusallikast tulev valgus jagatakse poolläbipaistva peegliga kahte omavahel risti kulgevasse harru ja kummagi haru otsas on peeglid, mis valguse tagasi peegeldavad. Poolläbipaistev peegel viib kaks eri teed kulgenud valguskiirt kokku. Kui mõlema kiire teed on olnud täpselt ühepikkused, siis kohtub valguslaine hari harjaga ja signaal kahekordistub, kui vahe on pool lainepikkust, siis üks laine kustutab teise. Meetod on väga tundlik, ent vajab eriti hoolsat isoleerimist mehaanilistest müraallikatest. 1887. aastal piisas veendumiseks, et ei ole olemas eetrit, valguskire teepikkusest 11 meetrit.

 

Imeväikese pikenemise mõõtmine

Gravitatsioonilainete püüdmiseks ehitati interferomeeter, mille ühe 1,2-meetrise läbimõõduga vaakumtorust õla pikkus on neli kilomeetrit. Sealjuures varustati mõlemad õlad veel resonantse optilise õõnsuse seadmetega, mis valguse teed pikendasid. Selliseid interferomeetreid ehitati USAs teadusühenduse LIGO ehk valguse interferomeetrilise gravitatsioonilaine observatooriumi tarbeks kaks tükki: Hanfordi Washingtoni osariiki ja Livingstoni Los Angelese osariiki, mille vahel valgus liigub 7 millisekundit. See oli tähtis, et mõlema seadme signaale omavahel võrrelda ja signaali saabumise suunda arvutada. Sel meetodil on püütud gravitatsioonilaineid püüda alates 1960. aastatest Jaapanis, Saksamaal ja Itaalias. Nüüd oli aeg küps: piisavalt tundlikud detektorid võtta ja osati seadet ka vibratsioonide eest kaitsta ja footonite loomulikku haavelmüra arvesse võtta.

Graafik.ML

Valgusallikaks oli infrapunane Neodüüm:YAG laser ja seadmel veel tuhat ja üks olulist pisiasja, mis ei muuda tulemust. Mõõdeti 16 päeva 2015. aasta septembrist oktoobrini ja registreeriti interferomeetri torupikkuste muutumine.

Signaal ei saabunud oodatud kahe pulsari kokkupõrkest, vaid 1,3 miljardi valgusaasta kaugusel asuva kahe hiiglasliku, 36 ja 29 Päikese massiga musta augu ühinemisest, millest paiskusid välja kolme Päikese massiga võrdse energiaga gravitatsioonilaineid. Need tekkisid, kui miljoneid aastaid teineteise ümber pöörelnud mustad augud jõudsid kiiruseni 35 kuni 250 pööret sekundis ehk poole valgusekiiruseni. Mõõteseadmesse 14. septembril jõudnud värelused muutsid torude pikkust kujuteldamatult vähe: üks osa ühest miljardist triljonist (. Signaali sagedus suurenes alates 35 hertsist kuni 250 hertsini.

Tähestiku sunnil esimeseks sattunud Benjamin Abbott ja tema üle tuhande kaasautori LIGO kollaboratsiooni 150 liikmesorganisatsioonist kinnitavad 12. veebruaril ajakirjas Physical Review Letters avaldatud artiklis, et nende tulemuste eksimisvõimalus on 1 sündmus 203 000 aasta jooksul ning selliseid mustade aukude ühinemisi toimub universumi 1–100 valgusaasta suuruse servaga kuubis aastas üksainus.

Tunnustatud ameerika füüsik Kip Thorne California Tehnoloogiainstituudist oli 1980. aastatel üks mõõteseadme ehitamise plaanijaid ja algatajaid.  „Sel öösel, kui tulemusest teada sain, tähistasin ma saavutust naeratusega, sest ei tohtinud seda veel naisele ütelda,“ sõnas ta ajakirjale Nature. Mida toob avastus inimese maailmapildile, sellest mõtiskleme edaspidi.

Astronoomia | Bioloogia | mis.uudist | News

Õuepäike lillepeenralt ja vanim galaktika

08.09.2015

Treppoja.08.09.15Päike särab õuepeenralt kõigest hoolimata, isegi kui päike ei paista.
28. augustil teatati ajakirjas Astrophysical Journal Letters, et tõestatud on vanim siiani registreeritud galaktikatest, 13,2 miljardi aasta vanune EGS8p7. Selle jälile said Hubble’i taevateleskoobi, Spitzeri taevateleskoobi ja Hawaii Kecki observatooriumi andmeid uurides Londoni University Colledge’i astrofüüsikaprofessor Richard Ellis ja NASA Hubble’i astronoom Adi Zitrin.
Universumi vanuseks loetakse 13,8 miljardit aastat. Peaaegu kohe pärast varase universumi läbipaistavaks muutumist 380 000 aastat peale suurt pauku tekkinud galaktika on eriti ere.

Foto ja tekst: Tiit Kändler

Astronoomia | News

Linnutee elule pole leitud partnerit

25.04.2015

Linnutee elule pole leitud partnerit
Võite olla rahulikud. Vähemat 100 000 meile lähemat galaktikat on priid intelligentsest elust. Pennsylvania osariigi ülikooli astronoom Jason Wright järeldas pärast seda, kui oli kolleegide abil läbi uurinud 100 000 galaktika termodünaamilised sõrmejäljed, et jäätmeenergiat, mis peaks kiirgama keskmises infrapunases lainealas, neis ei lähtu. Uuringui rahastas eraorganisatsioon Templeton Foudation.
Poole sajandi eest rajati optimistlikult maaväliste tsivilisatsioonide otsimise võrgustik SETI, mida enam riiklikult ei rahastata. Muidugi leiavad optimistid, et kõrgtsivilisatsioonid on leidnud võimaluse mitte oma väheväärtuslikku kiirgust ilmaruumi paisata. Kuid seni jääb kehtima ameerika teaduskirjaniku Arthur C. Clarke’i kalambuur, kes väitis, et kindel tõestus, et meist vähemalt 50 valgusaasta (praegu peaks ütlema, et 60) kaugusel pole ühtegi arukat tsivilisatsiooni on see, et keegi pole meile ütelnud, et lõpetage ometi need ogarad telesaated ära.
Allikas: Sientific American

Astronoomia | News

Euroopa õnnestunud avastusretk

03.12.2014

See Tiit Kändleri artikkel ilmus Postimehes 22. novembril

 

Väikese Saksa linna Darmstadti uhkuseks on juugendimuuseumi, õigeusu kiriku ja sõjapommitustest säilinud raudteejaamahoone kõrval või õigemini kohal Euroopa Kosmoseoperatsioonide Keskus, linna ja villade piirkonna vahele ehitatud neljakorruselised tavapärase Euroopa teaduskeskuse moega hooned. Viie aasta eest detsembris, mil ühte siinset arvutisaalidest täidetud maja külastasin, kõneldi meile eelkõige ilmaennustusest, millega Darmstadtis igapäevaselt tegeldakse. Ent ilmaennustus ei saa läbi tehiskaaslasteta, EUMETSATi süsteemita, mida siitsamast juhitakse. Juhitakse ka teisi Euroopa kosmosesõidukeid ja mõnda neist õige kaugele.

ESA kosmosesond Rosetta oli päikesest kolm korda kaugemal asuva komeedi juurde teel kümme aastat ja läbis 2004. aastast kolmekorda suurema vahemaa kui kaugus Maast Päikeseni, kuid see iseenesest ei ole katkestav saavutus. Katkestavaks leiutiseks võib pidada Rosetta sõidutatud maandurit Philae, mis 12. novembril laskus komeedile 67P/Huljumov-Gerassimenko. Philae ei lakanud 15. novembril töötamast. See lülitati varjusurma, hibernatsiooni. Midagi uut selles olekus Philae jaoks pole. Varjusurmas oli kolm tonni kaaluv Rosetta 957 päeva, kuni 20 jaanuarini 2014. Siis ärkas viksilt üles – erinevalt näiteks 1993. aastal raadioühenduses kaotsi läinud ESA Marsi sondiga Mars Observer.

Komeet on väike astronoomiline objekt, mis on sarnane kivist asteroidile, ent koosneb suuresti jäädest – külmunud veest, süsihappegaasist, metaanist, mis segatud meteoorse tolmu ja kividega. Sageli nimetatakse komeete poristeks lumepallideks. Kuid kui komeet koosneb suuresti jääst, millest see siis koosneb?

PTOLEMYPildil: Philae pardal on mass-spektromeeter Ptolemaios.

Philae erakordsus pole mitte selles, et see komeedile pihta sai ja sellele ka maandus. Vaid selles, et suutis saata andmeid komeedi kohta, mis pärineb Päikesüsteemi äärealadel laiuvast, Päikesüsteemi ümbritsevast vööst, kus ringleb hiiglaslik arv, kümme astmes kaksteist kuni kolmteist erineva suurusega komeedituuma. Ning mida meil on aukohus nimetada Öpik-Oorti pilveks, ehkki maailmas on see kitsalt erialasest kirjandusest väljaspool saanud tuntuks Oorti pilvena.

Eesti astronoom Ernst Öpik alustas koolipõlves meteoriidilugejana ning hakkas maailmas esimeste seas mõlgutama, kust Maa atmosfääri jõudvad meteoorid, aga ka taevaruumi hulkurid komeedid pärit on. Ta leiutas 1920. aastatel meteoriitide lugemise meetodid, mille põhjal – tänu põhjalikele vaatlustele omaleiutatud võnkuva peegliga seadme abil – muude paikade seas Arizona ülikoolis – ja uskumatult mahuka statistile analüüsi vaimukusele sai Öpik 1932. aastal välja arvutada, et osa meteoore pärineb Päikesesüsteemi äärealadel valgusaasta kaugusel laiuvast hiiglaslikust pilvest, mis ei olnud otseselt jälgitav, ega ole ka praegu. Nõnda nagu ka komeedid. “Planeetide piirkond komeedisfääri sees on otsekui pisike küla meie maakera pindalaga võrreldes,” kirjutas ta. Pärast Öpikut tuli sama hüpoteesiga 1950. aastal lagedale Hollandi astronoom Jan Oort.

Kiievi astronoomiaobservatooriumis 1969. aastal avastatud komeet 67P on pärit Öpik-Oorti pilvest, ent Päikesesüsteemi objektide gravitatsioonijõudude mõjul sellest välja rebitud ning leidnud stabiilsema asukoha Kuiperi vöös, Neptuuni taguses alas, kus kihutab ringi miljardeid mõne meetri kuni 2000 kilomeetrise läbimõõduga taevakivisid. Veel paarikümne aasta eest ei olnud astronoomidel Hollandi astronoom Gerard Kuiperi 1951. aastal ennustatud ja tema nime kandvast vööst praktilist aimu. Praegu arvatakse, et sealt pärinevad pika perioodiga komeedid, mille taasilmumiseks meie vaatevälja läheb vaja vähemalt 200 aastat.

Mitme kosmilise keha omavahelise mõju probleem pole matemaatiliselt siiani lahendatud Seda tunnistas oma vaimukal moel üks Euroopa tuntumaid matemaatikuid, Prantsuse matemaatik, Poincaré Instituudi direktor, matemaatikute Nobeli, Fieldsi auhinna 2010. aastal võitnud Cédrik Villani suvel Kopenhaagenis toimunud Euroopa teaduse avatud foorumil. Tõepoolest, matemaatikute jaoks vanim probleem – Päikesesüsteemi stabiilsus – ei ole tänapäevani täpselt tõestatud. „Matemaatikutel tuleb siiani tunnistada sama, mida oma elu lõpupoole tunnistas Newton: päikesesüsteemi püsivuseks vajatakse jumalikku sekkumist,“ ütles Villani.

Nüüdseks on leitud tõendeid Jupiteri, Saturni, Uraani ja Neptuuni orbiitide ümbersättimisest Päikesesüsteemi ajaloos planeetide ja teiste taevakehade gravitatsiooni mõjul, võibolla isegi viienda hiigelplaneedi kunagisest olemasolust.

Praeguseks on mõõdetud 1500 Kuiperi vöö objekti suurused ja orbiidid. Kuid kas Kuiperi vööst pärit taevakehade paiskumine vastu Maad tõi meie noorele kuivale Maale ookeanide tarbeks vee? Oluline on teada, et 67P on nende meie Päikesesüsteem asukate seas, mis ei ole alates Päikesesüsteemi moodustumisest 4,6 miljardi aasta eest kuigivõrd muutunud. See on jäine keha, mille vee hapniku isotoopiline koostis annab aimu Maa vee päritolust. Me ei tea, kuidas tekkisid planeete moodustanud paletesimaalid ehk planeedi-eellased ise, enne kui kokku rühmitusid, ning kui suured need olid. Loodetakse, et Rosetta aitab meid.

Idee on äratada Rosetta ja isegi Philae ellu, kui 67P kihutab Päikesele lähemale ja sellelt lähtuv soojus külmutab lahti komeedi helenduva saba. Kindlasti aga jätkab end ümber komeedi hoidev Rosetta teed sellega üheskoos Päikese poole veel 15 kuud.

Rosetta pole üksi. NASA kosmosesond New Horizons on aastast 2006 teel Pluto poole, mis 2005. aastast, Pluuto-suuruse Kuiperi vöö objekti Erise avastamisest pole enam planeet, vaid väikeplaneet, mille elukohaks on Kuiperi vöö. Järgmise aasta juulis jõuab see eeldatavalt Pluto ja tema viie teada oleva kuu lähedusse, kuhu ei ole ükski inimese tehtud asi veel jõudnud.

Esimene kokkupude komeediga oli inimesel 4. juulil 2005, mil Ameerika automaatjaam Deep Impact komeedi Tempel 1 pihta pesumasina suuruse, 370 kilo kaaluva vasksondi saatis. Nüüd mõõtis Philae 56 tunni jooksul komeedi 67P omadusi, kuni aku tühjenes – päikesepatarei ei suuda Päikesest nõnda kaugel energiamahukat tööd tagada. Side 30-kilose maanduriga peeti Rosetta kaudu. Tonnine keha kaalub komeedi 67P peal 10 grammi, 30-kilone on vaid ebe oma 0,3 grammiga. Ime, et see komeedi pinnal püsis, kui ankruid selle sisse sättida ei suutnud. Nõnda pildistas Philae komeedi pinda, uuris selle sisemust raadiosignaalide abil, keeras päikesepaneeli 35 kraadi võrra, orienteerudes täpsemalt Päikesele. Nüüd varjusurmas loodetakse aku laadumist. Tähtsaim töö oli maandumisel vallandunud tolmu ja jää analüüs.

Kosmosesondide nimevalik pole juhuslik. ESA jätkab oma Egiptuse teemat. Rosetta sai nime kivi järgi, mille kakskeelse raidteksti abil Jean-François Champollion 1822. aastal dešifreeris egiptuse hieroglüüfid. Kivi leiti Memphisest Niiluse deltast. Philae maandumispaik sai nimeks Agilkia, mille nimelisele Niiluse saarele tõsteti ümber Assuani paisu üle ujutatud Philae saare ehitised. Nimi valiti esseedekonkursil. Rosett pardal on ka mikrograveeritud nikkelketas, millel on 1200 eri keeles kirjutatud 13 000 leheküljeline tekst.

Nõnda on Rosetta lähetus astronoomia edenemisest loogiliselt kasvanud reis. Rosetta aitab uurida, kuidas tekkis Maa, kust pärineb Maa vesi ja kui palju on meid kas siis rõõmustamas või ähvardamas hiidkehi, mis astronoomide jaoks siiani märkamatult kihtavad Kuiperi vöös või koguni tormavad Oorti pilvest lahtirebituna selle vöö poole. Need küsimused ei ole vaid uudishimu rahuldamiseks.

Rosettasse andsid panuse paljud Euroopa riigid ja USA. Soome teadlased rõõmustavad näiteks, et nende panus oli erakordselt suur. Eurooplastena on meilgi tore rõõmustada koos meie kosmoseagentuuriga, kuhu on täisliikmelisuse poole liikumas ka Eesti, et sõbralikus võistluses ameeriklastega on midagi selgelt vägevat vastu panna.

 

 

Astronoomia | mis.uudist | News

Avastati eriti vesine, kauge asteroid

17.06.2014

 

Vesi suured laevad kannab, vesi palju jõudu annab. Nõnda lauldi poole sajandi eest. Praeguseni laulavad seda laulu edasi astronoomid, kes otsivad vett universumi avarustest. Hiljuti teatati, et ühe valge kääbuse nime all tuntud sureva tähe ümber ringleva asteroidi jäänused sisaldavad tohtu koguse vett. See tähendab, et meist 150 valgusaasta kaugusel asuv surev planeedisüsteem võib sisaldada Maa-sarnaseid eksoplaneete.

See on esimene kord, mil meie päikesesüsteemist väljaspool leiti nii kivipinnast kui vett.

Maa on pindalalt vesine, kuid kogumassilt kuiv planeet – vaid 0,02% Maa massist tuleb pinnaveest. Ookeanid tekkisid kõige tõenäolisemalt siis, kui vesised asteroidid varajase Maa pihta põrutasid. Uus, NASA Hubble’i taevateleskoobi abil tehtud avastus viitab, et sama võis juhtuda ka mujal. Cambridge´i ja Warwicki ülikoolide astronoomide analüüsitud asteroidi massist on 26%  vesine. Selle poolest sarnaneb see meie päikesesüsteemi suurima asteroidiga Ceresega. Astronoomide kinnitusel on see esimene leitud veerikas päikesesüsteemi väline taevakeha.

Planeet.Vesi

Meid oota kuue miljardi aasta pärast sama tulevik, milles 150 miljoni aasta eest viibis täht GD 61. Siiani on mõõdetud kaugete asteroidide suurust ja tihedust, ent mitte nende koostist. Ainus võimalus on koostis määrata sureva, tuhmi tähe ümber ringlevat asteroidi jälgides. Oma hiilgeajal oli GD 61 meie päikesest kolm korda raskem. Astronoomid oletavad, et sellel olid suured kaljused planeedid, mis langesid tähte ja saastasid seda magneesiumi, räni ja rauaga, mis ühes hapnikuga kivimid moodustasid.

Allikas: Science, AlphaGalileo

Astronoom Laurits Leedjärv kõneleb teadus.ee suvekoolis 24. augustil Universumi arengust aegade algusest lõpuni. Suvekool toimub Käsmus 22.–24. augustil, vt www.teadus.ee Suvekooli nupu alt. Registreerimine 11. juulini.

 

 

Astronoomia | mis.uudist | News

Kuu kivimite keemia toetab Suure Hävingu teooriat

16.06.2014

Kuu kivimite keemia toetab suure hävingu teooriat

Väikegi keemiline erinevus Maa ja Kuu kivimite vahel võib suuresti mõjutada Kuu tekke teooriaid. Täpsed mõõtmised näitasid, et Kuu kivimid sisaldavad Maa omadest veidi enam hapniku haruldast isotoopi hapnik-17.
Enamik teadlasi arvab, et Kuu tekkis päikesesüsteemi algaegadel 4,5 miljardi aasta eest, mil suur algplaneet paiskus vastu moodustuvat Maad. Põrkest välja paiskunud tükid kogunesid kokku ja jäid ringlema Maa orbiidile, moodustades aegade jooksul Kuu. Kui see on tõsi, peaks Kuu kivimites olema jälgi Maaga kokku põrganud planeedist – nende koostis oleks veidi erinev maistest kivimitest.
Kuu.Inimene
Daniel Herwartz ja tema kolleegid Kölni Ülikoolist otsustasid mõõta eriti täpsel meetodil hapniku isotoope, sest hapniku sõrmejälg annab teada kivimite sünnipaigast. Juuni aölguses ajakirjas Science ilmunud artiklis võrdlesid teadlased Maa kivimeid, meteoriite ja kuuproove, mille tõid Maale Apollo astronaudid.
Arvatakse, et taevakeha, mis Maaga kokku põrkas ja mida teadlased nimetavad Theiaks, võis olla keemiliselt sarnane kondriitide nimelise meteoriitide klassiga. Need on Maale lähedased, jätmaks oma erinevaid sõrmejälgi Kuule. Kuigi skeptikud vaidlevad vastu, et mõõtmised on vea piires ja kivimite keemiline koostis Kuul sõltub paigast, on Herwartz kindel – tema tulemused raputavad Kuu-uurijate maailma.
Allikas: Nature
Astronoom Laurits Leedjärv kõneleb teadus.ee suvekoolis 24. augustil Universumi arengust aegade algusest lõpuni. Suvekool toimub Käsmus 22.–24. augustil, vt www.teadus.ee suvekooli nupu alt.

Astronoomia | Kosmoloogia | mis.uudist | News | vänge.lugu

Aeg annab arukust. Suure paugu leid kogub mulle. Ka teadus.ee suvekoolis kõneldakse ajast.

27.05.2014

Ka teadus.ee suvekoolis kõneldakse ajast

 

Inflatsioonimudel ütleb, et kosmos paisus sekundi murdosa murdosa jooksul pärast Suurt Pauku valguse kiirusest kiiremini. Kui see on õige, siis pidanuks vallanduma gravitatsioonilained. 17. märtsil Harvard-Smithsoni Astrofüüsikakeskuses toimunud pressikonverentsil teatas uurijate rühm, et nad on tõepoolest gravitatsioonilained kinni püüdnud. Teade vallandas kui mitte suure paugu, siis plärtsatuse küll.

Kuid nüüdseks on olukord muutunud, arvab Princetoni Ülikooli füüsik Paul Steinhardt, kes toetas seni inflatsioonile alternatiivset mudelit. Kui Lõunapoolusel asuv teleskoop BICEP2 (fotol) oli lained leidnud, asus hulk kosmolooge asja kontrollima, arvates, et avastus seisab libedal pinnal.

BICEP2

Kahe kuuga on kahtlused paisunud, sest arvutustulemusi pole õnnestunud korrata. Avastajad aga ei ole avalikustanud oma originaalseid andmeid. BICEP2 võimalik avastus on ülioluline, et tõestada inflatsiooni toimumist. See on nüüdse kosmoloogia nurgakivi. Teine nurgakivi on, et universum on lame – kaks paralleelset joont ei kohtu, kui need ka kogu kosmose läbi reisiks. BICEP2 leidis mitte gravitatsioonilained enesed, vaid nende kujutise kosmilise taustkiirguse pildil. Nood lained pidid moonutama taustkiirguse mikrolaineid.

Kriitikud viitavad tolmusaastele kui väära info allikale. Kuid vastasseis ei saa kesta kaua aega. Plancki kosmoseteleskoobi meeskond peaks varsti avaldama oma tulemused tolmu polarisatsiooni kohta. Ja vähemalt veel kümme rühma töötab balloonidele paigutatud instrumentide abil polarisatsioonikatsetega. „Kui signaal on, selgub see vähemalt kolme aastaga,“ kinnitas Princetoni astrofüüsik David Spergel ajakirjale Scientific American.

Nõnda siis annab aeg arutust ja loodetavasti ka arukust.

Ajast erinevates teadusharudes ja muusikas kõneldakse teadus.ee suvekoolis „Aegumatu aeg“, mis toimub Käsmus 22.-24. augustini ja millele pädevaks registreerimiseks on aega täpselt 11. juulini. Tulge kuulama ja kaasa mõtlema! Vaadake täpsemalt ww.teadus.ee nupu Suvekool alt.

Allikas: Scientific American, foto: Wikipedia.

Telli Teadus.ee uudiskiri