Tiede

Tiedetöppäysjoulukalenteri 23: Ydintalvi peruttu

Ma, 12/23/2019 - 08:32 Jari Mäkinen
Carl Sagan ja hiroshiman räjähdyksen sienipilvi lentokoneesta kuvattuna

Vuonna 1983 viisi tutkijaa julkaisi artikkelin Science-lehdessä. "Nuclear Winter: Global Consequences of Multiple Nuclear Explosions" koetti arvioida sitä, millainen olisi maailmanlaajuisesta ydinsodasta tuleva ydintalvi.

 

Tutkimus oli paitsi aiheeltaan raflaava, niin sen teki tunnetuksi eräs kirjoittajista. Tähtitieteilijä Carl Sagan oli aikansa TV-kuuluisuus, 80-luvun Brian Cox – tai jopa enemmänkin, koska julkisuudessa olevia tutkijoita oli vähemmän, TV:n vaikutus vielä suurempi ja Sagan oli lisäksi todella pätevä tutkija. 

Tuossa artikkelissa Sagan, astrofyysikko James Pollack sekä ilmastotieteilijät Richard Turco, Owen Toon ja Thomas Ackerman sovelsivat aiemmin massiivisten tulivuorten purkausten seurauksia käsitelleitä tutkimuksia tilanteeseen, missä suuri määrä ydinräjähdyksiä tapahtuisi eri puolilla maapalloa.

Vaikka heti artikkelin johdannossa tutkijat selittävät suuria epävarmuustekijöitä, he päätyvät kuitenkin dramaattisiin johtopäätöksiin.

Räjähdysten ja tulipalojen ilmakehään nostama savu ja pöly saisivat aikaan maailmanlaajuisen katastrofin. Parissa viikossa planeetta olisi usvan peitossa, valoa pääsisi maan kamaralle vain pari prosenttia normaalista ja lämpötilat olisivat monin paikoin alle -15°C. 

Tätä kestäisi kuukausia, mikä johtaisi nälänhätään, kun tuotantokasvit kuolevat tai kärsivät suuresti, satoja menetetään ja eläimet menehtyvät. 

Sana "ydintalvi" viittaa juuri tähän: jopa keskellä kesää lämpötila laskisi reippaasti alle nollan, sade tulisi lumena ja vedet jäätyisivät. Voi vain kuvitella, mitä trooppisilla alueilla tapahtuisi ihmisille, jos pakkanen tulisi ja kestäisi kuukausia. 

Näin tapahtuisi jo kevyen luokan ydinsodassa, missä "vain" satakunta megatonnia räjäytettäisiin suurimpien kaupunkien päällä. 

Massiivisessa sodassa, missä yhteensä noin 5000 megatonnia räjähtäisi myös asuttujen alueiden ulkopuolella, tuloksena olisi vielä pitempään kestävän ydintalven lisäksi tappavaa radioaktiivisuutta laajoilla alueilla.

Sen jälkeen, kun pöly, savu ja tomu putoavat maahan ilmasta, ja Aurinko pääsee jälleen paistamaan, olisi sen säteily myös vaarallista, koska räjähdysten seurauksena otsonikerros olisi kärsinyt. Se, mitä säteily ja kylmyys ei olisi tappanut, Auringon voimakas ultraviolettisäteily surmaisi. 

Tuloksena olisi dinosaurusten häviämiseen verrattavissa oleva joukkotuho. Kauheaa tekstiä, ällistyttävän ikävä tulevaisuudenkuva. Ei mikään ihme, että ydinsodan pelossa olevassa maailmassa se sai osakseen paljon huomiota.

"Ydintalvi", Xavier Laviron

Xavier Lavironin kuva (Flickrissä), mikä antaa viitteitä vähän siitä, miltä ydintalvi voisi näyttää.

 

Heti artikkelin julkaisun jälkeen monet muut tutkijat löysivät päättelystä muutamia heikkouksia. Esimerkiksi sateet vähentäisivät pölyn määrää ilmassa nopeammin kuin tutkijaviisikko oli arvioinut. 

Mitä kunnollinen tutkija tekee tässä tilanteessa? Myöntää erehtyneensä ja tekee uuden arvion esiin nostettujen faktojen pohjalta. Sagan et al. kirjoittivatkin samaiselle Science-julkaisulle vuonna 1990 uuden artikkelin, missä ne esittivät ydintalven korjatun version.

Sen mukaan olennaisin eroavaisuus on se, että lämpötila ei laske aivan niin paljon kuin alkuperäisessä laskelmassa esitettiin. Arvio olisi keskileveysasteilla 10-20°C, eli kesällä keskimääräinen lämpötila ei laskisi pakkasen puolelle.   Paikallisesti lämpötila voisi kuitenkin pudota jopa 30°C, mikä tarkoittaisi tukevaa pakkasta.

Lisäksi artikkelissa oli nyt mukana arvioita sademäärien kehityksestä. Kyllä: nekin menisivät sekaisin.

Jos siis alkuperäinen kauhukuva ydintalvesta oli hieman väärä, ei tarkennettu kuvakaan ole mitenkään mieltä ylentävä. Tämä kannattaa pitää mielessä, kun pohtii sitä, että maailmassa on edelleen riittävästi ydinaseita saamaan aikaan maailmanlaajuisen tuhon. 

Tiedetöppäysjoulukalenteri 18: Linus Pauling ja helixmoka

Ke, 12/18/2019 - 07:05 Jari Mäkinen
Linus Pauling

Linus Pauling on varmasti eräs viime vuosisadan suurimpia tutkijoita. Hän sai kaksi Nobelin palkintoa, ja jos ei olisi töpännyt pahasti DNA:n rakenteen selittämisessä, olisi kolmaskin saattanut olla hänelle tarjolla.

 

Deoksiribonukleiinihappo, eli lyhyesti DNA, pitää sisällään kemiallisesti koodattuna kaikkien eliöiden solujen ja joidenkin virusten geneettisen perimätiedon. Sen periaatteet ja DNA:n  kaksoiskierreketjumaisen rakenteen löysivät Francis Crick ja James Watson vuonna 1953 ja saivat siitä Nobelin vuonna 1962.

Monilahjakkuus Linus Pauling oli 1950-luvulle mennessä ennättänyt jo keksimään paitsi nimeään kantavat ionisesti sidottujen materiaalien rakennetta määräävät säännöt, niin myös atomien orbitaalit ja elektronegatiivisuuden. Vaikka näillä oli suurta merkitystä fysiikankin puolella, oli Pauling ennen kaikkea kemisti – hänen ensimmäinen Nobelinsakin oli kemian palkinto, ja se annettiin silikaattien kaltaisten suurten epäorgaanisten rakenteiden rakenteen selvittämisestä.

Toinen Nobel oli rauhanpalkinto, mutta se olisi oman tarinansa väärti.

Pauling oli assistenttinsa Robert Coreyn kanssa tutkinut myös orgaanisen kemian puolella proteiinin osien ja aminohappojen molekyylirakenteita.

Yleisesti ottaen ennen 1950-luvun alkua tutkijat eivät välittäneet juurikaan DNA:sta. 20-luvulta alkaen tiedettiin, että geenit sijaitsevat kromosomeissa, jotka ovat soluissa olevia aminohappoja ja proteiineja. Useimmat ajattelivat, että proteiinit ovat tärkeämmässä osassa, koska vain ne voivat olla tarpeeksi monipuolisia. Yksinkertaiset aminohapot tuntuivat niihin verrattuna aivan liian primitiivisiltä.

Myös Pauling oli sitä mieltä, että juuri proteiinit ovat avain geenien ymmärtämiseen. Hän julkaisi keväällä 1951 samanaikaisesti seitsemän artikkelia, joissa hän kuvasi proteiinien rakenteita molekyylitasolla.

Tärkein niistä oli alfa-helix, kolmikierteinen perusmuoto.

Linus Paulingin DNA-malli

Pauling oli ensimmäinen tutkija, joka mallinsi nämä perusproteiinirakenteet molekyylitasolla. Hänen pitkäaikainen kilpailijansa Sir William Lawrence Bragg jäi juuri toiseksi. Myöhemmin Bragg nousi jälleen esiin, tosin vain siksi, että Watson ja Crick tulivat hänen laboratoriostaan.

Kiinnostavaa tämän tarinan kannalta on kuitenkin se, että Pauling päätyi ehdottamaan alfa-helix -rakennetta geeneille vastoin havaintojen antamia vinkkejä.

Oswald Avery oli julkaissut jo vuonna 1944 artikkelin pneumokokkibakteereilla tekemistään kokeista. Ne viittasivat siihen, että geenit olisivat aminohappoja. Pauling oli tietoinen näistä tuloksista, mutta päätti olla hyväksymättä niitä. Hän oli niin innostunut proteiineista ja halusi selittää geenit niillä.

Oli röntgenkuvia, jotka osoittivat selvästi kaksoiskierteen suuntaan, mutta Pauling tulkitsi ne liian epäselviksi. Sitten hän tulkitsi DNA:n tiheyden väärin, koska selvästikin ei halunnut uskoa siihen. 

Pauling oli kauniisti kolmoiskierteenä kuvailemiensa proteiinien sokaisema.

Ironista on se, että hän itse oli jo 40-luvulla miettinyt sitä, että geenit voisivat olla kaksi toisiaan tukevaa rakennetta, jotka voisivat kopioida toisiaan hieman samaan tapaan kuin Watson ja Crick myöhemmin selittivät.

Yksi asia on kuitenkin varmaa: Paulingin merkitys DNA:n rakenteen löytämisessä on merkittävä, koska kaikilla sen selvittämiseen osallistuneilla henkilöillä oli työpöydällään vuonna 1939 julkaistu Paulingin kirja The Nature of the Chemical Bond.

Paulingin muistiinpanoja

Paulingista ja DNA:n olemuksen selvittämisestä on netissä kerrassaan mainio sivusto: Linus Pauling and The Race for DNA. Yllä oleva sivu Paulingin muistiinpanoista on sieltä.

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Tiedetuubin joulukalenteri vuonna 2019 esittelee tieteellisiä töppäyksiä sekä erehdyksiä: tietoisia huijauksia, puhtaita vahinkoja ja myös varsin onnekkaiksi osoittautuneita epäonnistumisia. Ne auttavat myös ymmärtämään miten tiede toimii – ja että tutkijatkin ovat ihmisiä.

Kaikki avautuneet luukut ovat täällä.

Tiedetöppäysjoulukalenteri 16: Valoakin nopeammat neutriinot

Ma, 12/16/2019 - 06:41 Jari Mäkinen
Gran Sasson OPERA-koelaitteistoa joulukehyksissä

Vuonna 2011 kansainvälisen OPERA-kokeen tutkijat ilmoittivat havainneensa merkkejä siitä, että neutriinot voisivat kulkea valoakin nopeammin. Ilmoitus sai aikaan tietysti suuren haloon, koska periaatteessa mikään ei voisi kulkea nopeammin kuin valo. Havainto paljastui sittemmin vääräksi, mutta opettavaiseksi: piuhat kannattaa kiinnittää kunnolla.

-

Jos Italiassa haluaa ajaa Roomasta nopeasti Adrianmeren rannalle, kannatta käyttää Gran Sassossa vuorten läpi vievää moottoritietunnelia.

Jotakuinkin tunnelin puolivälissä, syvällä vuoren uumenissa, on tiessä yllättäen risteys ja sen kohdalla tienviitta. Viitassa lukee "Laboratori Nazionali del Gran Sasso".

Gran Sasson kansallinen laboratorio on maanalainen tutkimuslaitos, missä tehdään pääasiassa neutriinoihin liittyvää tutkimusta. Hyvin huonosti aineen kanssa vuorovaikuttavat neutriinot kulkevat kätevästi suurtenkin kivimassojen läpi, jopa planeettamme läpi, ja paras paikka tutkia niitä on mennä syvälle Maan alle.

Eräs tällainen tutkimushanke oli OPERA, eli Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus. Suuri neutrinoita havaitseva koeasema valmistui vuonna 2008 Gran Sasson laboratorion C-halliin, ja se oli toiminnassa vuoteen 2012 saakka.

Se havaitsi Genevessä sijaitsevasta Euroopan hiukkastutkimuskeskus CERNistä lähetettyjä neutriinoita, ja tarkoitus oli havaita oskilloituneita taun neutriinoita.

OPERA-koe

Yksinkertaistettuna koe oli sellainen, että CERNissä tuotettiin 10,5 mikrosekunnin neutriinopulsseja, jotka havaittiin Gran Sassossa 730 kilometrin päässä olevassa ydinemulsiofilmejä käyttävässä koeasemassa. 

Neutriinoiden matka-aika mitattiin tarkasti moninkertaisesti varmennetulla ja tarkistetulla laitteistolla, missä oli kummassakin päässä atomikellot ja GPS-vastaanottimet. Paikannussatelliiteista saadaan erittäin tarkka aikasignaali, ja tätä itse asiassa käytetään arkisemmissakin sovelluksissa (kuten parkkimittareissa ja pankkitoiminnassa).

Ja sitten kävi niin, että maaliskuussa 2011 huomattiin neutriinojen vipeltävän matkan noin 60 nanosekuntia nopeammin kuin valolta kuluisi samaan matkaan. Neutriinot siis näyttivät kulkevan tunnetun fysiikan vastaisesti valoa nopeammin.

Tarkistusten jälkeen tutkijat uskalsivat julkistaa asian syyskuussa 2011. Tätä neutriinojen nopeuteen liittyvää "anomaliaa" ei pystytty selittämään laitteistoon liittyvillä asioilla, vaan tutkijat – tietoisena löytönsä merkityksestä – kehottivat tutkimusyhteisöä kiinnittämään asiaan huomiota ja tarkistamaan olisiko muualla saatu samankaltaisia tuloksia.

Jos havainto olisi pitänyt paikkansa, kyseessä olisi tosiaankin ollut mullistus. Suhteellisuusteoria olisi mennyt uusiksi, ja samoin paljon muutakin fysiikassa.

Tutkijat kävivät kiinni haasteeseen. Ensiksi työhön otettiin Gran Sassossa myös olleet neutriinokoeasemat ICARUS, BOREXINO ja LVD, eikä niissä havaittu merkkejä ylinopeudella kiitävistä neutriinoista. Muuallakaan ei löydetty merkkejä kummallisuuksista.

Myös OPERA:n laitteistoja syynättiin tarkasti, ja kävikin ilmi, että GPS-vastaanottimen signaalia tietokoneeseen syöttävä valokuitu oli ollut vähän löysällä. Kun kaapeli kiinnitettiin kunnolla, niin tulokset muuttuivat normaaleiksi: neutriinojen matka-aika piteni sen verran, että ne eivät enää kulkeneetkaan ylivalonnopeutta.

Heinäkuussa 2012 OPERA-tutkimisryhmä julkisti kokeensa tulokset vuosilta 2009–2011, ja näissä virheelliset tulokset oli kalibroitu ja yhdistetty tiukasti kiinni olleella valokuidulla tehtyihin kokeisiin. Nyt neutriinojen nopeus oli hyvin tarkasti odotetun kaltainen.

-

Otsikkokuvassa on OPERA:n tietokoneita ja kaapeleita. Kuva: S. Schiavon/LNGS-INFN.

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Tiedetuubin joulukalenteri vuonna 2019 esittelee tieteellisiä töppäyksiä sekä erehdyksiä: tietoisia huijauksia, puhtaita vahinkoja ja myös varsin onnekkaiksi osoittautuneita epäonnistumisia. Ne auttavat myös ymmärtämään miten tiede toimii – ja että tutkijatkin ovat ihmisiä.

Kaikki avautuneet luukut ovat täällä.

Tiedetöppäysjoulukalenteri: 15. Einsteinin suurin moka

Su, 12/15/2019 - 12:31 Jari Mäkinen
Einstein näyttää kieltä

Albert Einstein oli eräs 1900-luvun suurimmista tiedemiehistä, mutta ei hänkään ollut erehtymätön. Niin sanottu kosmologinen vakio oli hänen suurin harha-ajatuksensa.

-

Kosmologinen vakio on kummajainen, jonka Einstein vuonna 1916 julkaisema Yleinen suhteellisuusteoria pitää sisällään. Kun suhteellisuusteoria johti eittämättä siihen tilanteeseen, että maailmankaikkeus romahtisi kasaan ainetiheytensä vuoksi, oli kätevin tapa "korjata" vika lisätä kaavoihin vakio, joka pitäisi maailmankaikkeuden staattisena. Se olisi ikäänkuin antipainovoimaa.

Sen tausta on kuitenkin ymmärrettävä, sillä 1900-luvun alussa kuvamme maailmankaikkeudesta oli hieman erilainen kuin nykyisin. Emme tietäneet kunnolla esimerkiksi etäisyyksiä selvästi Aurinkokunnan ulkopuolella oleviin kohteisiin, kuten galakseihin, emme tietäneet paljonko kaikenkaikkiaan on ainetta, ja koko käsitys siitä, millainen maailmankaikkeus on, oli epäselvä.

Tilanne oli kuitenkin muuttumassa jo Einsteihin pohtiessa suhteellisuuttaan.

Vesto Slipher havaitsi vuonna 1912 galaksien punasiirtymän, ja kun punasiirtymän tiedettiin syntyvän suhteellisesta nopeuserosta, ymmärrettiin galaksien etääntyvän meistä. Alexander Friedmann osoitti vuonna 1922 (Einsteinin kaavoilla!), että maailmankaikkeus laajenee. Vuonna 1927 Georges Lemaître ehdotti, että galaksien etäisyys on verrannollinen niiden etääntymisnopeuteen. Kaksi vuotta myöhemmin Edwin Hubble osoitti tämän todeksi havainnoillaan.

Kun kaikki viittasi siihen, että maailmankaikkeus laajenee, ei Einstein sätkinyt vastaan, vaan totesi kosmologisen vakion olevan "elämänsä suurimman virheen". 

Se ei kuitenkaan ollut sitä, sillä vuonna 1998 päädyttiin jo aiemmin olleisiin havaintoihin ja ajatuksiin perustuen siihen ajatukseen, että maailmankaikkeus ei olekaan vain laajenemassa, vaan laajeneminen vain nopeutuu ajan kuluessa. Mitä kauemmaksi tulevaisuuteen mennään, sitä nopeammin universumi laajenee.

Siis: jonkinlainen kosmologinen vakio onkin tarpeen, mutta juuri päinvastoin kuin Einstein aikanaan oletti. Sen tarkoitus ei ole pitää maailmankaikkeus vakiokokoisena, vaan kuvata sen kiihtyvää laajenemista.

Voisi siis sanoa, että Einsteinin suurin virhe oli olettaa kosmologisen vakion olleen virhe.

Einsteinin liitutaulu

Oxfordin yliopiston tieteenhistorian museossa on liitutaulu, jota Einstein käytti toukokuussa 1931 pitäessään Oxfordissa kolme kuuluisaa luentoa. Keskimmäinen niistä käsitteli kosmologiaa, ja vaikka kirjoitukset eivät ole aitoja, tuolta luennolta säilyneitä, on liitutaulu esillä museossa kosmologian esitelmän kaavat pintaansa kirjoitettuina. 

Esitelmässään Einstein käsitteli tuoreinta maailmankaikkeuden olemusta kuvaavaa malliaan, joka tunnettaan Friedmann-Einsteinin mallina. Siinä Einstein yhdistää omat suhteellisuusteorian pohjalta tulevat ajatuksensa vuonna 1922 Alexander Friedmannin esittämään teoriaan, missä maailmankaikkeus voi laajentua ja supistua ajan myötä. 

Taulussa on muutama jännä yksityiskohta.

Ensinnäkin Einstein piti esitelmänsä saksaksi, ja siksi toiseksi alimmalla rivillä oleva valovuosi on kirjoitettu kirjaimin LJ, eli Lichttjahr.

Toiseksi taulussa on virhe – siis taas yksi Einsteinin töppäys!

Neljännellä rivillä oleva D on Hubblen vakio (jolla kuvataan maailmankaikkeuden laajenemisvauhtia) jaettuna valon nopeudella. Sen neliön arvoksi Einstein merkitsee tässä 10−53 cm−2, vaikka sen olisi pitänyt olla 10−55 cm−2. Nähtävästi Einstein on erehtynyt muuttaessaan megaparsekeja senttimetreiksi, jolloin tuloksena on varsin suuri virhe.

Einstein korjasi sen myöhemmin, mutta se on jäänyt elämään mm. tässä liitutaulussa.

Kirjoitimme liitutaulusta Tiedetuubissa vuonna 2013.

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Tiedetuubin joulukalenteri vuonna 2019 esittelee tieteellisiä töppäyksiä sekä erehdyksiä: tietoisia huijauksia, puhtaita vahinkoja ja myös varsin onnekkaiksi osoittautuneita epäonnistumisia. Ne auttavat myös ymmärtämään miten tiede toimii – ja että tutkijatkin ovat ihmisiä.

Kaikki avautuneet luukut ovat täällä.

Tiedetöppäysjoulukalenteri: 9. Maapallon ikä

Ma, 12/09/2019 - 11:06 Jari Mäkinen
Lordi Kelvin

Pätevätkin tutkijat tekevät virheitä, kun päätelmiä tehdään vajavaisten tietojen perusteella tai jotain seikkaa ei osata ottaa huomioon. Se, miten Lordi Kelvin arvioi maapallon iän, on hyvä esimerkki tästä.

Lordi Kelvin, eli Sir William Thomson, oli 1800-luvulla toiminut (26.6.1824 – 17.12.1907) fyysikko ja insinööri, jonka nimi elää nykyisin absoluuttisen lämpötilan yksikkönä. Kelvin päätteli ensimmäisenä, mikä on absoluuttisen nollalämpötilan arvo, eli −273,15°C.

Hän tutki myös sähköä ja matemaattista analyysiä, laati modernin fysiikan periaatteita ja oli mukana kehittämässä merenkulkutekniikkaa sekä osallistui lennätinkaapelin laittamiseen Euroopan ja Yhdysvaltain välille. Parhaiten hänet kuitenkin tunnetaan termodynamiikan tutkijana.

Siihen liittyy myös hänen arviointinsa maapallon iästä. Hän arvioi – sinänsä aivan oikein silloisen tiedon perusteella – maapallon syntyneen kuumana, sulana kivimetallipallona, joka on viilentynyt ajan kuluessa. Hän esitti koko maailmankaikkeuden noudattavan termodynamiikan lakeja, ja kuvaili miten aurinkokunta sekä kaikki muu avaruudessa kokee lopulta lämpökuoleman. Siis kaikki viilenee, kun lämpötila koko universumissa tasaantuu. 

Nykynäkökulmasta tämä ei ole mitenkään radikaalia, mutta 1800-luvulla se oli. Monet ajattelivat maapallon olosuhteiden olleen samanlaisia oikeastaan aina, mutta Kelvin mukaan Maa olisi ollut aikanaan liian kuuma asuttavaksi ja olisi tullut sopivaksi elämälle kehittyä vasta myöhemmin.

Charles Darwin julkaisi kirjansa Lajien synty vuonna 1859, ja osin sen innostamana Kelvin arvioi maapallolle ikää juuri tämän viilenemisen perusteella. Näin maapallon kehittyminen saataisiin  tukemaan evoluutiota.

Vuonna 1864 hän esitti ensimmäisen arvionsa: 20 – 400 miljoonaa vuotta. Kelvin itse totesi, että haarukka on varsin suuri siksi, että hän ei ollut varma eri kivilajien sulamislämpötiloista ja ominaislämpökapasiteeteista.

Kolmea vuosikymmentä myöhemmin (1897) Kelvin rohkeni esittää uuden, tarkennetun arvion: 20 – 40 miljoonaa vuotta.

Nyt tiedämme, että arvio oli aika tavalla pielessä, sillä maapallo on noin viisi miljardia vuotta vanha. Siis 5000 miljoonaa vuotta, eli noin 200 kertaa vanhempi kuin Kelvin laski.

Kelvinin päättelyssä meni pieneen ensinnäkin se, että hän oletti lämpötilan kulkevan tasaisesti joka puolella maapalloa, myös eri syvyyksillä.

Toiseksi hän ei tiennyt mitään radioaktiivisuudesta, joka löydettiin vuonna 1903.

Maapallon iän suhteen radioaktiivisuudella on todella suuri merkitys, koska radioaktiivisten aineiden hajoaminen on tuottanut lämpöä ja "hidastanut" viilenemistä.

Lisäksi maapalloon on törmännyt aurinkokunnan ollessa nuori paljon pienempiä kappaleita, ja painovoima on puristanut nuorta maapalloa kasaan. Aivan aluksi Maa oli varsin löyhä ja viileä massamöykky.

Vaikka Kelvin ennätti kuulemaan radioaktiivisuudesta ja muista ikäarvioista maapallolle ennen kuolemaansa, hän ei muuttanut näkemystään. Hän oli yleensä oikeassa ja hyvin itsevarma, ja todennäköisesti tässäkin tapauksessa vakuuttunut siitä, että hänen teoriansa oli paras.

Hän kuoli vuonna 1907, eli samana vuonna kun radiometrinen iänmääritys keksittiin, ja kenties hän olisi lopulta muuttanut mieltään vanhempaa maapalloa tukevan massiivisen todistusaineiston edessä.

Mitä maapallon ikään tulee, niin yhä edelleen on yllättävän paljon kreationisteja, jotka vastoin kaikkia todisteita uskovat maapallon olevan alle 10 000 vuoden ikäisen. Mutta se on jo ihan toinen juttu...

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Tiedetuubin joulukalenteri vuonna 2019 esittelee tieteellisiä töppäyksiä sekä erehdyksiä: tietoisia huijauksia, puhtaita vahinkoja ja myös varsin onnekkaiksi osoittautuneita epäonnistumisia. Ne auttavat myös ymmärtämään miten tiede toimii – ja että tutkijatkin ovat ihmisiä.

Kaikki avautuneet luukut ovat täällä.

Tiedetöppäysjoulukalenteri: 8. Kylmäfuusio

Su, 12/08/2019 - 11:23 Jari Mäkinen
Stanley Pons (vas) ja Martin Fleischmann (oik).

Huhtikuussa 1989 kerrottiin mullistava uutinen: Utahin yliopiston tutkijat Stanley Pons ja Martin Fleischmann ilmoittivat onnistuneensa saamaan aikaan kylmäfuusion. Maailman energiaongelmat oli ratkaistu kertaheitolla!

Nykyisin ydinvoimalat toimivat siten, että raskaat atomit hajoavat ja hajoamisessa vapautuu energiaa. Kyse on fissiosta.

Vetypommissa ja Auringossa (sekä muissakin tähdissä) tapahtuu kuitenkin fuusioreaktio, missä kevyet atomiytimet yhtyvät tuottaen energiaa. Fissioon verrattuna fuusio olisi paljon parempi, koska raaka-aineita on kätevämmin saatavilla, tuloksena ei ole juurikaan radioaktiivista jätettä ja kaikki häiriöt reaktiossa pyrkivät sammuttamaan reaktion.

Fuusio olisi periaatteessa huippukätevä tapa tuottaa lähes rajattomasti energiaa.

Ongelmana vain on se, että fuusiota ei ole saatu toimimaan vielä kunnolla siinä mittakaavassa, että siitä olisi energialähteeksi. Reaktion aloittaminen vaatii paljon energiaa, ja tuloksena on ollut parhaimmillaan vain hieman enemmän energiaa mitä reaktion synnyttäminen vaati. 

Ranskaan ollaan rakentamassa ensimmäistä teollisen mittakaavan koevoimalaa, ITERiä, ja erilaisia pienempiäkin ratkaisuita tutkitaan ympäri maailman.

Mikään näistä ei kuitenkaan perustu Fleischmannin ja Ponsin vallankumoukselliseen kokeeseen. Mikä meni pieleen?

John Bockrisin kylmafuusiolaite

Fleischmann ja Pons väittivät saaneensa aikaan ydinfuusion yksinkertaisesti laboratoriossaan pöydälle mahtuvalla koejärjestelyllä, missä oli raskasta vettä (deuteriumoksidia), palladiumia ja platinaa.

Palladiumpuikko oli upotettu raskaaseen veteen, joka oli lasiastiassa, jonka reunalla oli platinasta tehty anodi. Kun anodin ja katodin välille kytkettiin sähkövirta, alkoi raskaassa vedessä tapahtua elektrolyysi – deuteriumia alkoi kerääntyä katodille ja kuplia ulos astiasta.

Sähkövirtaa ylläpidettiin yhtäjaksoisesti useita viikkoja, ja raskas vesi vaihdettiin aina välillä uuteen. 

Suurimman osan ajasta koelaitteen lämpötila pysyi ennalta arvattavasti tasaisessa noin +30 °C:ssa, mutta välillä lämpötila nousi äkillisesti +50 °C:een ilman, että laitteeseen syötettyä tehoa lisättiin.

Nämä korkeamman lämpötilan vaiheet kestivät kaksi päivää tai kauemminkin ja toistuivat useita kertoja, kun sellainen kerran oli tapahtunut.

Tutkijakaksikko teki varsin nopeasti johtopäätöksen: ylimääräinen energia ei voinut olla peräisin kemiallisesta reaktiosta, vaan syynä oli ydinreaktio. He julkistivat löytönsä 23. maaliskuuta 1989 ja kertoivat onnistuneensa synnyttämään fuusioreaktion lähes huoneenlämmössä ja ”lukiotason välineillä”.

Kuten aina tieteessä, muut tutkijat riensivät toistamaan Fleischmannin ja Ponsin koetta. Se osoittautui kuitenkin hankalaksi. Tai kokeen tekeminen ei ollut hankalaa, mutta reaktiosta ei saatu missään enempää energiaa kuin siihen laitettiin. Fuusiota, tai mitään muuta ylimääräistä lämpöä tuottavaa reaktiota ei saatu aikaan. 

Fleischmann ja Pons selittivät tätä olettamalla, ettei muilla ollut samanlaista koeympäristöä kuin heillä. He eivät kuitenkaan halunneet auttaa muita toistamaan koettaan, mikä herätti luonnollisesti epäilyksiä 

Kaikista yrityksistä huolimatta kylmäfuusiosta ei ole olemassa ainuttakaan todennettua ja toistettavaa koejärjestelyä, joten Fleischmannin ja Ponsin väitteet olivat joko huijausta – tai sitten he töppäsivät mittauksissaan, jokin koejärjestelyn laite sai aikaan lämpötilan nousua tai jokin tuntematon reaktio tuotti energiaa, eivätkä rohjenneet tunnustaa tätä.

Ei ihan ilmasta temmattu idea

Ajatus kylmäfuusiosta on peräisin 1800-luvulta. Wikipedia kertoo, että Thomas Graham osoitti, että palladium voi sitoa itseensä runsaasti vetyä. 

Itävaltalaissyntyiset kemistit Friedrich Paneth ja Kurt Peters väittivät 1920-luvun lopulla, että vety muuttuisi spontaanisti heliumiksi, kun se absorboituu huoneenlämpötilassa hienojakoiseen palladiumiin. Myöhemmin he itse peruuttivat väitteensä todettuaan, että heidän havaitsemansa helium oli peräisin ympäröivästä ilmasta.

Ruotsalaiskemisti John Tandberg väitti puolestaan vuonna 1927, että hän olisi saanut vedyn fuusioitumaan heliumiksi sähkö­kemiallisessa parissa, jossa elektrodit olivat palladiumia. Järjestely oli siis varsin samankaltainen kuin Fleischmannilla ja Ponsilla, mutta utahilaistutkijat eivät olleet tietoisia Tandbergin tutkimuksista.

Sana "kylmäfuusio", eli "cold fusion" tuli käyttöön vuonna 1956, kun New York Times kertoi  Luis W. Alwarezin aihetta koskeneista kokeista.

Kylmäfuusio on ollut esillä ihan viime aikoinakin, sillä Google päätti yrittää kylmäfuusion synnyttämistä vuonna 2015. Yhtiö käytti kymmenen miljoonaa dollaria tutkimusohjelmaan, jonka tulos oli hyvin selvä: kylmäfuusiosta ei löytynyt minkäänlaista näyttöä.

Periaatteessa fuusioreaktio voitaisiin saada aikaan muutenkin kuin vain korkeassa lämpötilassa, mutta mitkään tiedossa olevat ja koetetut menetelmät eivät ole tuottaneet energiaa enempää kuin reaktion käynnistäminen ja ylläpito vaativat.

-

Yllä olevassa kuvassa on Texas A&M -yliopistossa kylmäfuusiokoetta yrittäneen John Bockrisin laitteisto. Vaikka aluksi koe näytti tuottaneen ylimääräistä lämpöä, näin ei ollutkaan.

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Tiedetuubin joulukalenteri vuonna 2019 esittelee tieteellisiä töppäyksiä sekä erehdyksiä: tietoisia huijauksia, puhtaita vahinkoja ja myös varsin onnekkaiksi osoittautuneita epäonnistumisia. Ne auttavat myös ymmärtämään miten tiede toimii – ja että tutkijatkin ovat ihmisiä.

Kaikki avautuneet luukut ovat täällä.

Tiedetöppäysjoulukalenteri: 7. DDT

La, 12/07/2019 - 11:21 Jari Mäkinen
DDT-myrkkypurkin etikettiä

Sveitsiläinen Paul Müller äkkäsi vuonna 1938, että saksalaisen Othmar Zeidlerin vuonna 1874 keksimä aine toimi aivan erinomaisena hyönteismyrkkynä.

Diklooridifenyylitrikloretaani, eli DDT tappoi tehokkaasti kerralla monia eri lajeja, mutta kokeiden mukaan oli käytännössä vaaratonta ihmiselle.

Ihmeainetta käytettiinkin paljon, ja sillä esimerkiksi onnistuttiin hallitsemaan malariaa ja montaa muuta hyttysten levittämää tautia monissa osissa maapalloa. Numerot olivat erinomaisia: esimerkiksi Intiassa malariaan sairastuneiden määrä putosi 75 miljoonasta vuodessa noin viiteen miljoonaan. Samalla intialaisten elinaikaodote nousi 32:sta 47 vuoteen. 

Ei ihme, että Müller sai siitä Nobelin palkinnon varsin pikavauhtia, sillä se annettiin vain kymmenen vuotta keksimisen jälkeen vuonna 1948. Koska DDT oli erittäin tepsivä ase tauteja vastaan, tuli keksijän Nobel kemian sijaan juuri lääketieteestä. 

DDT:tä lentolevitetään Orgonissa vuonna 1955.
Tulokset hyttystautien vähentämisessä olivat erityisen hyviä Yhdysvalloissa, missä myrkkyä levitettiin muun muassa lentokoneista laajoille alueille. Tässä kuvassa lentokone (Ford Trimotor) suihkuttaa DDT:tä Oregonissa vuonna 1955 osana kampanjaa, jonka tarkoituksena oli hävittää koiperhosia.

Kuten tässä vaiheessa tarinaa sopii jo arvata, aine ei ollut ihan niin auvoisa kuin oletettiin. Pian nimittäin havaittiin, että DDT on erityisen vaarallinen linnuille, koska ne söivät hyönteisiä, joita DDT:llä myrkytettiin. 

DDT kerääntyy eliöiden rasvakudokseen ja mitä ylöspäin mentiin ravintoketjussa, sitä tappavammaksi se tuli ainemäärän kumuloituessa. Kokonaisia lintulajeja kuoli sukupuuttoon ja voimme ihailla niitä enää eläinmuseoissa. 

Otavan Iso Tietosanakirja vielä vuodelta 1960 kertoo, että DDT:tä käytettiin tuolloin “yleisesti hyönteismyrkkynä kodeissa ja maataloudessa”. Jo tuolloin kuitenkin aineen haitat alkoivat olla tiedossa.

Vuonna 1962 biologi Rachel Carson kirjoitti kirjan "Silent spring", "Äänetön kevät", missä hän kuvailee kevään, jolloin linnut eivät enää laula. 

Kirja kertoo laajemmin ympäristömyrkyistä ja siitä, miten niitä käytettiin aikanaan varsin leväperäisesti. Äänetön kevät on monessa mielessä nykyaikaisen ympäristöliikkeen liikkeelle panija. Joka tapauksessa kirja nosti viimeistään DDT:n haitat julkisuuteen, ja lopulta aine kiellettiin läntisessä maailmassa 70-luvun alussa. Nyt keskustelu käy kuumana DDT:n sijaan sen erään korvaajan, glyfosaattisuolan ympärillä, jonka käyttö näyttää tappavan mehiläisiä.

DDT on yhä edelleen käytössä kuitenkin kehitysmaissa, koska se on halpaa ja tehokasta. Sen haitat on joissain tapauksissa katsottu pienemmiksi verrattuna harmiin, mitä esimerkiksi malaria aiheuttaa.

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Tiedetuubin joulukalenteri vuonna 2019 esittelee tieteellisiä töppäyksiä sekä erehdyksiä: tietoisia huijauksia, puhtaita vahinkoja ja myös varsin onnekkaiksi osoittautuneita epäonnistumisia. Ne auttavat myös ymmärtämään miten tiede toimii – ja että tutkijatkin ovat ihmisiä.

Kaikki avautuneet luukut ovat täällä.

Tiedetöppäysjoulukalenteri: 4. Lysenko & vernalisaatio

Ti, 12/03/2019 - 23:43 Jari Mäkinen
Lysenko (vas) puhuu ja Stalin (oik) kuuntelee.

Tässä tekstissä mennään vaarallisille vesille, sillä se käsittelee politiikkaa ja tiedettä. Kun ideologia alkaa määrätä tieteen suuntaa, ei tuloksena ole yleensä kuin harmia.

Käsittelyssä on nimittäin tapaus Lysenko.

Trofim Denisovitš Lysenko oli maatyöläisen oloinen ja näköinen agronomi Karlovkasta Poltavan läheltä Venäjältä. Hän syntyi vuonna 1898 valmistui 1925 Kiovan maatalousinstituutista ja sai varsin pian mainetta. 

Pravda kertoi vuonna 1927 Lysenkon keksineen, kuinka pellot voidaan lannoittaa ilman lannoitteita ja mineraaleja. Hänen kerrottiin myös todistaneen, että Azerbaidžanissa voitaisiin kasvattaa talvisatoa tekeviä papuja. Eksentrisen tutkijan maine alkoi kasvaa ja laajeta, mistä hän innostui ennestään kehittämään erilaisia teorioitaan.

Niitä Lysenko kehitteli ilman minkäänlaista tieteellistä pohjaa. Hän jopa sanoutui irti monista yleisesti hyväksytyistä ajatuksista, koska ne eivät "sopineet dialektisen materialismin doktriiniin", kuten hän kirjoitti. Evoluution, eli darwinismin sijalle Lysenko kehitteli "sosiaalisen darwinismin", missä ei tarvittu perintötekijöitä ja muista sellaisia läntisiä hapatuksia.

Lajien talvikestävyyden parantamiseen Lysenko kehitti niin sanotun vernalisaation, eli ajatuksen, jonka mukaan lajit oppivat esimerkiksi sietämään olosuhteita, joille ne altistetaan. Eli kun toisiaan seuraavat viljasukupolvet pidetään koko ajan kylmässä, niin ne oppivat sietämään lopulta kylmyyttä. 

Valtaan juuri sopivasti 1920-luvun lopussa noussut Josif Stalin piti Lysenkon ajatuksista kovasti – ei vähiten sen vuoksi, että viljan paleltumiset olivat Neuvostoliitossa kovin yleisiä, ja tässä näytti olevan siihen ratkaisu. Ja Lysenko lupasikin korjata asian. 

Stalin teki Lysenkosta maataloustieteellisen Akatemian johtaja vuonna 1938 ja hänestä tuli myös Stalinin avustaja tiedekysymyksissä. Eli Lysenko oli käytännössä Neuvostomaan tiedediktaattori Stalinin aikaan. Hänen ajatuksiaan kritisoineet tutkijat laitettiin Siperiaan, minkä seurauksena tieteellinen keskustelu paitsi genetiikan ja perintötieteen, niin myös muiden tieteenalojen saroilla muuttui ymmärrettävästi vaisuksi.

Stalin ja Lysenko patsaana
Stavropolin kaupunkiin pystytettiin vuonna 1952 veistos, missä ovat Stalin ja Lysenko ihastelemassa vehnää. Veistos tuhottiin vuonna 1961, mutta se elää edelleen tässä Stavropolin hallintoalueen arkistossa olevassa kuvassa. Otsikkokuvassa ovat myös Lysenko (vasemmalla) ja Stalin (oikealla); kuvassa Lysenko pitää puhetta Kremlissä.

Lysenko oli voimissaan Stalinin valtakauden ajan, ja yllättäen hänen loistelias uransa jatkui myös Nikita Hruštšovin aikana. 

Hruštšov oli esimerkiksi todella innostunut Lysenkon ideasta käyttää kanoja sokerijuurikkaita turmelevien kärsäkkäiden tuhoamiseen. Kun asiantuntijat epäilivät asiaa, tuli Hruštšov väliin ja totesi hänen olevan ensiluokkainen tiedemies. 

Vasta 1960-luvun alussa Lysenkon ympärilleen ja koko neuvostomaahan rakentama tieteellinen kupla alkoi sihistä tyhjäksi. Ensin kolme tunnettua fyysikkoa, Jakov Zeldovitš, Vitali Ginzburg ja Pjotr Kapitsa syyttivät Lysenkoa valetieteellisyydestä ja tieteellisten vastustajiensa tuhoamisesta. Sitten myös ydinfyysikko Andrei Saharov hyökkäsi Lysenkoa vastaan ja sanoi yksinkertaisesti, että Lysenkon teorioiden takana oli vain Stalinin henkilöpalvonta, ja että  Lysenko oli aiheuttanut neuvostotieteelle valtavasti vahinkoa.

Käännekohdaksi tuli vuosi 1964, kun Lysenko viimein  erotettiin tiedeakatemian johdosta ja asetettiin arestiin koetilalle lähelle Moskovaa. 

Kun Hruštšov oli erotettu lokakuussa 1964, ei Lysenkolla ollut enää suojelijaa. Pian tiedeakatemian puheenjohtaja ilmoittikin, ettei Lysenkoa enää suojeltu arvostelulta, Lysenkon kotiin lähetettiin asiantuntijakomitea, ja keväällä 1965 julkaistiin häntä koskeva raportti, ja se oli rajua tekstiä: Lysenkon maine tuhottiin ja hänen tutkimuksensa todettiin yksiselitteisesti olleen puppua.

Lysenko kuoli Moskovassa vuonna 1976, mutta hänen vaikutuksensa näkyy edelleen itänaapurissamme, sillä Neuvostoliitossa jäätiin jälkeen etenkin geenitekniikassa – ja yhä edelleen politiikka sotkeutuu (sielläkin) tieteentekoon.

Nikolai Vavilov
Eräs surullisimmista Lysenkon ajan tutkijakohtaloista on Nikolai Vavilov. Hän oli erinomainen ja lahjakas tutkija, kasvitieteilijä ja geneetikko, joka erikoistui kasvien immunologiaan ja viljelykasvien geneettisten ominaisuuksien tutkimiseen ja niiden jalostamiseen. 


Vavilov oli Lysenkon aikalainen, ja geneetikkona (sekä pätevänä tutkijana) Lysenkon kannalta vaarallinen. Siksi Vavilov vangittiin vuonna 1940 ja tuomittiin kuolemaan isänmaanpetturuudesta ja tuholaistoiminnasta. Tuomio lievennettiin 20 vuoden vankeudeksi, mutta Vavilov kuoli jo kolmen vuoden kuluttua tuomiostaan aliravitsemukseen vankilassa. Yllä on hänen vankilakuvansa Vavilov-museossa Moskovassa.

 

PS. Jotkut huomauttavat, että vernalisaatio ei ollutkaan ihan täyttä soopaa. Viimeaikainen tutkimus epigenetiikassa on osoittaunut, että hankitut ominaisuudet voivatkin vaikuttaa jossain määrin perimään. Vaikutus on kuitenkin paljon pienempi kuin Lysenko lupasi, ja lisäksi Lysenkon perustelut vernalisaatiolle eivät kestä tietellistä valoa laisinkaan.

 

 

 

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Tiedetuubin joulukalenteri vuonna 2019 esittelee tieteellisiä töppäyksiä sekä erehdyksiä: tietoisia huijauksia, puhtaita vahinkoja ja myös varsin onnekkaiksi osoittautuneita epäonnistumisia. Ne auttavat myös ymmärtämään miten tiede toimii – ja että tutkijatkin ovat ihmisiä.

Kaikki avautuneet luukut ovat täällä.

Tiedetöppäysjoulukalenteri: 3. Eetteri

Ti, 12/03/2019 - 10:50 Jari Mäkinen
Orionin kaasusumu Andrew Ainslie Commonin kuvaamana vuonna 1883

Eetteri on orgaaninen yhdiste, joka reagoi varsin huonosti muiden aineiden kanssa ja sitä käytetään esimerkiksi uuttamisessa varsin paljon.

Aikanaan sillä oli myös kovasti käyttöä kosmologiassa, koska jostain syystä koko maailmankaikkeuden oletettiin olevan täynnä eetteriä – hieman kemiallisen eetterin tapaan huonosti vuorovaikuttavaa ainetta, jonka ansiosta esimerkiksi valo pystyi liikkumaan (hieman äänen tavoin) avaruudessa. 

Jo antiikin kreikassa niin sanotun maailmaneetterin oletettiin "täyttävän kuunylisen kaikkeuden".

Ajatus eetteristä oli sinänsä looginen, sillä esimerkiksi ääni kulkee ilmassa värähtelynä. Koska oli vaikeaa kuvitella tapaa, millä valo tai minkä muun tahansa signaali kulkisi tyhjässä avaruudessa, oli suora päätelmä se, että avaruudessa on pakko olla jotain ainetta, mitä ei näe, mikä ei haittaa taivaankappaleiden liikettä ja mikä ei muutenkaan ole havaittavissa, paitsi että se kuljettaisi esimerkiksi valoa.

Eetterin piti olla siis täysin läpinäkyvää, kitkatonta ja sen piti olla täysin levossa maailmankaikkeuden suhteen siten, että valon nopeus siinä oli aina täsmälleen valon nopeus.

Tämä eetteri oli kuitenkin sen verran omituinen ja ristiriitainen ajatus, että herrat Albert Michelson ja Edward Morley suunnittelivat 1880-luvulla kokeen, jonka tarkoituksena oli mitata Maan absoluuttinen liike eetterin suhteen.

Kokeen lähtökohtana oli ajatus siitä, että maapallon liikkeen eetterin suhteen pitäisi aiheuttaa Maan pinnalla havaittava "eetterituuli". Valon suunnan ja eetterituulen välisen kulman pitäisi vaikuttaa valon nopeuteen, ja siksi hyvin yksinkertaisella koejärjestelyllä koetettiin havaita "sivutuuleen" ja "vastatuuleen" liikkuneiden valonsäteiden eri nopeuksista aiheutunut vaihe-ero.

Michelson-Morley -koe 1887

He tekivät mittauksia useampaan otteeseen vuonna 1881 ja 1887, eivätkä löytäneen mitään eroavaisuutta. Tai he löysivät hyvin pienen nopeuseron, mutta se oli mittausvirheen rajojen sisällä ja siksi siihen ei voinut luottaa.

Vaikka koetta pidetään yhtenä kuuluisimmista epäonnistuneista kokeista, se oli kuitenkin kiinnostava. Michelson sai sen ansiosta jopa Nobelin palkinnon vuonna 1907.

Tuolloin kuitenkin eetterin aika alkoi olla lopullisesti ohi, koska 1900-luvun alussa Albert Einstein selitti suhteellisuusteoriassaan vuonna 1905, että mikään koejärjestely ei voi havaita eroa valon nopeudessa, koska valon nopeus on aina vakio.

Lisäksi tuntemus valon ja koko sähkömagneettisen säteilyn olemuksesta oli kehittynyt 1900-luvun alussa siihen saakka, ettei sen kulkemiseen enää kaivattu edes teoreettisesti mitään eetteriä.

Avaruus on siis tyhjä ja eetteri on jäänyt elämään lähinnä radiotoiminnassa, missä edelleen lähetyksiä lähetetään niin sanotusti eetteriin – vaikkakin yhä useammin tuo radioeetteri sijaitseekin netissä. Mutta se on ihan eri juttu.

-

Otsikkokuvassa on Andrew Ainslie Commonin vuonna 1883 ottama kuva Orionin kuuluisasta kaasusumusta. Tämä oli eräs ensimmäistä tähtivalokuvista, joilla osoitettiin miten aikavalotuksella saadaan kuvaan näkyviin paljon enemmän tähtiä ja kaasua kuin paljain silmin voi nähdä.

Tiedetöppäysjoulukalenterin tunnus

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Tiedetuubin joulukalenteri vuonna 2019 esittelee tieteellisiä töppäyksiä sekä erehdyksiä: tietoisia huijauksia, puhtaita vahinkoja ja myös varsin onnekkaiksi osoittautuneita epäonnistumisia. Ne auttavat myös ymmärtämään miten tiede toimii – ja että tutkijatkin ovat ihmisiä.

Kaikki avautuneet luukut ovat täällä.

Tiedetöppäysjoulukalenteri: 2. Piltdownin ihminen

Ma, 12/02/2019 - 08:24 Jari Mäkinen
John Cooken maalaus tutkijoista ihailemassa Eoanthropus dawsonin kalloa

Vuonna 1912 amatööriluonnontieteilijä Charles Dawson kertoi maailmalle löytäneensä luita ja työkaluja eräästä luolasta Piltdownin luona Kentissä, eteläisessä Englannissa. Alue on tunnettu arkeologisista löydöistään.

Löytyneet luut näyttivät viittaavan jonkinlaiseen ihmisen ja apinan välimuotoon. Kun keskustelu Charles Darwinin esittämästä evoluutioteoriasta kävi tuolloin kovin kiivaana, ei ollut ihme, että löytö sai kovasti huomiota osakseen.

Kolme vuotta myöhemmin, vuonna 1915, Dawson ilmoitti toisesta, jopa kiinnostavammasta löydöstä: nyt hän oli löytänyt lisää luita toisesta ammoisesta ihmisapinasekasikiöstä, aivan edellisen löytöpaikan lähitienoilta.

Kun luut kasattiin yhteen, mudostivat Piltdownin fossiilit mielenkiintoisen jäänteen: yksilöllä näytti olevan suurikokoinen, lähes nykyihmisen kaltainen kallo, mutta leuat ja hampaat olivat selvästi apinamaiset.

Piirros mahdollisesta Piltdownin ihmisestä ja kallo

Oikealla on rekonstruktio Piltdownin ihmisen kallosta ja vasemmalla hahmotelma siitä, millainen ihminen olisi voinut olla. Piirros oli varsin pitkälle mennyt päättely varsin vajavaisen tiedon perusteella.


 

Evoluutiotutkijat hyppivät innoissaan, sillä tämä näytti olevan puuttuva linkki ihmisen ja apinan välillä. Se oli vahva ase evoluution vastustajia vastaan, sillä varhaisista ihmisistä ja myöhäisistä ihmisapinoista oli löytynyt hyviä fossiileja, mutta niiden välissä ei ollut mitään – ennen Piltdownin ihmistä.

Löytö sopi kuitenkin liian hyvin siihen mitä odotettiin, joten jo tuolloin monet epäilivät löydon aitoutta.

Niinpä Dawsonin löytöjä tutkittiin ja tutkittiin, kunnes viimein vuonna 1953 kehittyneet tutkimusmenetelmät paljastivat luut huijaukseksi. Tavallisen 1900-luvun alun orankutangin ja 600-vuotta vanhan ihmiskallon jäänteet oli liitetty toisiinsa hyvin huolellisesti ja niin aidon tuntuisesti, että ne onnistuivat huiputtamaan tutkijoita lähes 40 vuoden ajan.

Muistona tästä Dawsonin vilpistä on edelleen hänen luomansa olion latinankielinen nimi, Eoanthropus dawsoni, eli Dawsonin jäljitelmäihminen.

Ei mikään mukava tapa saada nimensä tieteen historiaan…

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Tiedetuubin joulukalenteri vuonna 2019 esittelee tieteellisiä töppäyksiä sekä erehdyksiä: tietoisia huijauksia, puhtaita vahinkoja ja myös varsin onnekkaiksi osoittautuneita epäonnistumisia. Ne auttavat myös ymmärtämään miten tiede toimii – ja että tutkijatkin ovat ihmisiä.

Kaikki avautuneet luukut ovat täällä.