MS-E1011 - Tieteen historia D, Luento-opetus, 5.9.2022-12.12.2022

MS-E1011 Tieteen historia

VIIKKOTEHTÄVÄ 10 17.11.2022

Palautus torstaihin 24.11. klo 16 mennessä, vapaamuotoisen otteen voi palauttaa 8.12.2022 mennessä.

Vastaa kirjoittamalla yhteensä 1-2 sivun kirjoitus yhdestä tai useammasta teemasta a-c. Vastaa kysymyksiin mieluiten nykyisten tietojesi ja näkemystesi pohjalta ilman mitään oheiskirjallisuutta tms.

a)    Luennolla todettiin, että Newton on yksi merkittävimmistä koskaan eläneistä ihmisistä. Katso Wikipedian hakusanaa ”Ihmiskunnan 100 suurinta”. Pohdiskele listaa tieteen historian näkökulmasta.

Voit myös halutessasi lukea juuri julkaistua Tiedebarometriä 2022 kohdasta ”Luotetuimmat tutkijat” (https://www.tieteentiedotus.fi/tiedebarometri.html). Mitä tämä lista kertoo suomalaisten näkemyksistä?

b)    Luennolla on pohdiskeltu, mitä ihmettä Newton etsi 30 vuoden ajan alkemiasta. Olisiko mielestäsi nykypäivän tieteilijöidenkin joskus pyrittävä rohkeasti rikkomaan raja-aitoja – vai olisiko tästä kenties enemmän haittaa kuin hyötyä? Minkälaisia raja-aitoja nykypäivän tieteilijöiden pitäisi mahdollisesti yrittää rikkoa?

c)    Pohdiskele seuraavaa kirjoitusta tieteen historian näkökulmasta:

Tämä mystinen ilmiö voi panna Einsteinin ja Newtonin teoriat uusiksi – ”Meidän täytyisi keksiä kosmologia uudelleen”

Bonnin yliopiston tähtitieteilijät selittävät havaintojaan 1980-luvulla kehitetyllä vaihtoehtoisella painovoimateorialla.

Tähtitieteilijät ovat havainneet ilmiön, jota on vaikea selittää Isaac Newtonin ja Albert Einsteinin painovoimateorioilla. Sen sijaan ilmiötä pystytään selittämään paremmin vaihtoehtoisella painovoimateorialla, 1980-luvulla kehitetyllä modifioidulla newtonilaisella dynamiikalla eli mond-mallilla (Modified Newtonian Dynamics).

Tutkijat havaitsivat erikoisen ilmiön tutkiessaan avoimia tähtijoukkoja, jotka liikkuvat avaruudessa osana galakseja. Tähtijoukot muistuttivat muodoltaan kaksisakaraista tuulihyrrää. Toinen sakaroista on tähtijoukon etupuolella ja sen tähdet ovat lähempänä galaksin keskustaa kuin tähtijoukon takana olevan sakaran tähdet.

Sakarat muodostuvat tähtien törmäillessä ympäriinsä tähtijoukossa. Vallitsevan painovoimakäsityksen mukaan molemmissa sakaroissa tulisi olla suunnilleen yhtä paljon tähtiä, sillä tähtijoukossa lentelevät tähdet päätyisivät yhtä todennäköisesti kumpaan tahansa sakaraan.

Bonnin yliopiston tutkija Pavel Kroupa kollegoineen kuitenkin huomasi, että kolmessa tutkimusryhmän tutkimassa tähtijoukossa sakarat eivät suinkaan olleet tasapainossa, vaan etupuolen sakarassa oli selvästi enemmän tähtiä. Tutkijoiden tekemien simulaatioiden perusteella ilmiön pystyy selittämään mond-mallilla.

”Ikään kuin tähtijoukosta johtaisi ulos kaksi ovea, joista tähdet voivat mennä läpi, kunhan niillä on oikea suunta ja energia. Muuten ne vain ponnahtavat takaisin tähtijoukkoon. Mond-mallin mukaan toinen näistä ovista on yksinkertaisesti suurempi”, Kroupa kuvaa tilannetta.

Mond-mallin mukaan tähtiä kohti galaksin keskustaa kiskovat gravitaatiovoimat ovat suurempia kuin newtonilaisen painovoimateorian mukaan.

Mond-mallia noudattaneissa simulaatioissa tähtijoukot hajosivat newtonilaista painovoimaa nopeammin siten, että niiden elinaika jäi 20–50 prosenttiin siitä, mitä niiden elinajaksi odotettiin newtonilaisen painovoimateorian perusteella. Kroupan mukaan mond-simulaation tulokset vastaavat tähtitieteilijöiden havaintoja.

New Scientist -lehden haastatteleman tutkimuksen ulkopuolisen asiantuntijan mukaan kolmen tähtijoukon havainnointiin perustuva tutkimus ei vielä riitä syrjäyttämään newtonilaista painovoimateoriaa.

Jotta mond-mallin tueksi voitaisiin saada lisää näyttöä, täytyisi tutkia lukuisia muitakin tähtijoukkoja yksityiskohtaisesti. Mond-malliin suhtaudutaan tähtitieteessä skeptisesti muun muassa siksi, että se mullistaisi koko tieteenalan.

”Mikäli mond-malli on totta, kaikki galakseihin, niiden muodostumiseen ja keskinäiseen vuorovaikutukseen sekä suureen osaan koko maailmankaikkeutta liittyvät laskut olisivat täysin väärässä”, Kroupa sanoo.

”Meidän täytyisi keksiä kosmologia uudelleen.”

Tutkimus on julkaistu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society -tiedelehdessä.

Tekniikka & Talous, Antti Kailio 3.11.2022

d)    Kirjoita vapaamuotoinen kirjoitus kurssin tiimoilla tähän asti heränneistä ajatuksista.