Kirjauutuus: Kosminen pimeys väistyy

Markus Hotakainen

Kosminen pimeys väistyy – Maailmankaikkeuden arvoituksia

Kustannusosakeyhtiö Otava 2019

ISBN 978-951-1-33144-5

Sidottu 287 sivua.

Markus Hotakaisen esittelyä tuskin tarvitaan, sillä tähtitieteen populaarikirjallisuutta ja Tähdet ja Avaruus -lehteä lukevat kyllä tunnistavat kirjoittajan hänen monista aikaisemmista teoksistaan ja lehtiartikkeleistaan. Niinpä otinkin hänen tuoreimman, Otavan julkaiseman Kosminen pimeys väistyy -teoksen hyvin mielelläni lähempään tarkasteluun.

Kirjan rakenne on perinteinen kertomus maailmankuvan kehittymisestä tutkimuksen avulla muinaisuudesta nykypäivään ja hieman tulevaisuuteenkin. Tarinan kehittely on järkevää, sillä mitä lähemmäksi nykypäivää kirjassa tullaan, sitä monipolvisemmaksi maailmankuvamme muuttuu. Hotakainen joutuu ottamaan välillä pienen takaumankin, jotta uudet tutkimukset voisi tuoda esille.

Kirjan kertomus (siitä tässä on todella kyse) lähtee siis liikkeelle muinaisista akkadilaisista Mesopotamiassa. Siitä siirrytään nopeasti Eurooppaan ja kaukoputken keksimiseen. Kaukoputkia oli ratkaiseva askel myös Galileo Galileille, sillä hän teki monia merkittäviä havaintoja, jotka muokkasivat maailmankuvaamme perusteellisesti. Itse asiassa Galileo loi tieteessä edelleen käytettävän metodin, joka perustuu havaintoihin vahvistettuna tieteellisillä teorioilla.

Galileon jälkeen tarina jatkuu edelleen pitkälti kaukoputken kehittämisen myötä. Pian tullaankin viimevuosisadan alkuun ja sen merkittäviin havaitsijoihin, löytöihin ja teorioihin. Luonnollisesti Albert Einstein kumppaneineen tässä kohtaa kirjaa on merkittävässä roolissa. Mutta tarina jatkuu ja pian päästäänkin maailmankaikkeuden synnyn äärelle. Hotakainen on hyvinkin ajan tasalla ja hän kertoo mielenkiintoisesti maailmankuvan muuttumisesta, olipa kyse alkuräjähdyksestä tai maailmankaikkeuden kiihtyvästä laajenemisesta.

Kirjan loppuosa on sitten omistettu pohdintoihin mahdollisista avaruuden muukalaisista sekä maailmankaikkeuden itsensä kohtalosta.

Hotakaisen teksti on helppoa luettavaa. Hän tarinoi ja rupattelee keskittyneesti ja ymmärrettävästi niin, että maallikkokin ymmärtää mistä on kysymys. Kirjoittaja ei sorru kovinkaan yksityiskohtaiseen piperrykseen jopa maailmankaikkeuden vaikeimpien kysymysten äärellä, tässä kohtaa Hotakaisen kokemus tähtitieteen popularisoijana tulee vahvasti esille.

Mielestäni kirja sopii jokaiselle tähtitieteestä ja tieteellisestä maailmankuvastamme ja sen kehittymisestä kiinnostuneille riippumatta siitä, kuinka vahva kokemus ja tieto lukijalla on. Kirjan voi antaa huoletta alle kymmenvuotiaan luettavaksi ja siitä saa paljon irti myös alan ammattilaiset, joiden työtehtävät saattavat rajoittaa merkittävästi yleiskäsityksen luomista tai se on jopa vanhentunut nopean kehityksen myötä.

Kari A. Kuure

Kosmologiaa selkokielellä

Kari Enqvist

Ensimmäinen sekunti – silminnäkijän kertomus

WSOY 2014

ISBN 978-951-0-40730-1

Nidottu 221 sivua.

Maallikot mieltävät kosmologian osaksi tähtitiedettä. Aivan tarkkaan ottaen se ei kuulu tähtitieteen piiriin vaan on oma tieteenlajinsa, nimeltään kosmologia. Kosmologit tutkivat maailmankaikkeuden syntyä ja erityisesti sen varhaista rakennetta. Työssään tutkija tarvitsee tietoja tähtitieteen lisäksi fysiikasta ja erityisesti alkeishiukkasfysiikasta. Niinpä ei olekaan kovin suuri ihme, että suomalainen kosmologian tutkija Kari Enqvist on peruskoulutukseltaan fyysikko.

Kosmologian tutkijana Kari Enqvist on tullut tunnetuksi maailmalla paremmin kuin kotimaassaan, mutta tieteen popularisoijana hän on jo vanha tekijä. Häneltä on ilmestynyt suomeksi ainakin yksitoista kirjaa, vaikka pari näistä käsittelee enemmän filosofiaa ja uskontoa kuin fysiikkaa ja kosmologiaa.  Näiden lisäksi Enqvist on esiintynyt monissa tv-ohjelmissa ja tunnetaanpa hänet myös mielenkiintoisten esitelmien pitäjänä.

Enqvistiä on muistettu monilla palkinnoilla niin tutkijana, popularisoijana ja tieteellisen maailmankuvan puolustajana ja edistäjänä. Tunnetuin hänen saamista palkinnoista lienee Tieto-Finlandia kirjasta Olemisen porteilla vuonna 1999.

Itse kirja Ensimmäinen sekunti paneutuu selvittämään mitä tapahtui maailmankaikkeuden ensimmäisen sekunnin aikana. Ihmisen aikakäsityksen mukaan sekunti on lyhyt aikajana, jonka kuluessa ei ehdi kovinkaan montaa asiaa tapahtua. Tämä käsitys ei kuitenkaan vastaa sitä, mitä kosmoksessa tapahtui ensimmäisen sekunnin aikana. Hieman ja vain hieman kärjistetysti voisi sanoa, että kaikki tärkeä mitä maailmankaikkeudessa on ylipäättään tapahtunut, tapahtui ensimmäisen sekunnin aikana. Kosmologisessa mittakaavassa ensimmäisen sekunti olikin aionin mittainen, jonka kuluessa maailmankaikkeudesta tuli se mikä se on nykyisin.

Maailmankaikkeuden alku on siis tuntemattoman prosessin, syyn ja sen seurauksen aikaansaama singulariteetti, joka laajeni valonnopeudella. Kun aikaa oli kulunut singulariteetin ilmaantumisesta meidän aikakäsityksen mukaan 10^-43 sekuntia (Planckin aika) käynnistyy varsinainen alkuräjähdys (Big Bang). Ajan hetkeen 10^-35 sekuntia (Hubblen aika) mennessä gravitaatio on erkaantunut perusvuorovaikutuksista samoin kuin vahva vuorovaikutus erkaantuu sähköheikosta vuorovaikutuksesta.

Maailmankaikkeuden ensimmäinen inflaatiovaihe käynnistyy ajanhetkellä 10^-35 s. Inflaation aikana maailmankaikkeus laajeni valoa nopeammin, lämpötila laski absoluuttiseen nollapisteeseen ja materia oli kvarkki-gluoniplasmaa. Inflaatio päättyi ajanhetkellä 10^-32 sekuntia, eli se kesti tuhatkertaisesti iän, jonka maailmankaikkeus ehti olla olemassa ennen inflaation käynnistymistä.  Tämä varmasti havainnollistaa edellä kerrottua, jonka mukaan ensimmäinen sekunti oli kosmisessa mittakaavassa aionin mittainen. Inflaation päätyttyä maailmankaikkeuden koko oli kasvanut noin 10²⁸-kertaiseksi inflaatiokauden alkuun verrattuna ja ihmisen mittakaavassa koko kosmos oli noin 1 metrin halkaisijaltaan.

Inflaation jälkeinen maailmankaikkeus koki vielä kaksi erityistä ja tärkeää eepokkia ennen ensimmäisen sekunnin päättymistä. Ensimmäinen näistä oli ajanjaksolla 10^-12 – 10^-6 sekuntia ja tätä kautta kutsumme kvarkkieepokiksi. Toinen eepokki on hadronieepokki ja se vallitsi 10^-6–1 sekunnin aikavälillä. Kvarkkieepokin aikana sähkömagnetismi ja heikkovuorovaikutus erkanivat toisistaan ja hadronieepokin aikana kvarkeista syntyi protonit ja neutronit.

Kirja ensimmäinen sekunti käsittelee inflaatiota, kuumaa alkuräjähdystä, Higgsin hiukkasia ja aineen syntyä, kosmista mikroaaltotaustasäteilyä, maailmankaikkeuden laajenemista ja kosmista horisonttia. Kirjan 221 sivuun on Enqvist saanut ahdettua paljon asioita ja niitä kuvaavia analogioita (vertauskuvia). Näitä vertauskuvia oli runsaasti ja ehkä ne ovat ymmärtämistä helpottavia asioita, mutta itse koin ne paikka paikoin häiritsevinä. Analogiat katkaisivat joissakin kohtaa aika pahasti ajatuksen kulun.  Tähän voisinkin hakea analogian kiireisestä maisemakonttorista, jossa työhön keskittymistä häiritsee konttorin äänet ja työntekijän puhelin. Jokaisen katkon jälkeen kestää jonkin aikaa ennen kuin työhön pääsee syventymään uudelleen.

Ensimmäinen sekunti on erittäin mielenkiintoinen kirja kaikille niille, joita kosmoksen syntyminen kiinnostaa, eikä vain syntyminen vaan myös se mitä Enqvist kertoo multiversumeista. Suosittelen kirjaa lukeville perusteellista syventymistä ja viitseliäisyyttä lukea kirja toiseen kertaan, sillä siinä on useita eri tasoja ja ne kaikki eivät välttämättä avaudu ensimmäisellä lukukerralla. Hyviä lukuhetkiä todella kiehtovan kirjan äärellä.