02-03-2006 18:14
Postitus: #1
13 asja mida me veel ei mõista!
1. Platseebo efekt
ÄRA seda kodus järgi proovi.
Oletame, et sul on keegi hea sõber katsejäneseks. Sa tekitad talle mitu korda päevas, mitu päeva järjest tugevat valu, mille vastu süstid talle morfiini. Ühel heal päeval asendad morfiini soolalahusega. Arva ära mis juhtub? Soolalahus toimib nagu morfiin.
See ongi platseebo efekt. Mingil imelikul põhjusel võib täiesti kasutu asi teha palju kasu. Kuid mitte alati. Kui Fabrizio Benedetti, Turini ülikoolist Itaalias lisas soolalahusele veel naloxoni, ainet mis blokeerib morfiini valuvaigistava toime, sai ta shokeeriva tulemuse. Soolalahuse valuvaigistav toime oli kadunud.
Mis siis toimub? Arstid tunnevad platseebo efekti juba aastakümneid ja naloxoni eksperiment viitab mingisugusele biokeemilisele reaktsioonile. Kui see on ka kõik, mida asjast teatakse.
Benedetti on oma katsetega näidanud, et platseebo vähendab lihaskrampe ja –värinaid Parkinsoni tõbe põdevatel inimestel (Nature Neuroscience, volume 7). Nad mõõtsid patsiendi ajus toimuvaid protsesse ja tõdesid et peale soolalahuse süstimist oli neuronitevaheline „tulistamine“ (haiguse üks peamiseid põhjuseid) tunduvalt vähenenud. Seega soolalahus tõesti toimis.
Meil on platseebost veel palju õppida, väidab Benedetti, kuid üks on kindel: aju suudab kehas toimuvaid biokeemilisi protsesse kontrollida. Teadlastel on nüüd vaja uurida, millal ja kuidas platseebo veel toimib. Hetkel me lihtsalt ei mõista seda.
2. Horisondi probleem.
MEIE universum tundub olevat kõikjal ühesugune. Kui vaadata ühest nähtava universumi servast teise serva, näeksime et kosmiline taustkiirgus täidab kogu vahemiku ühtlaselt ja sama temperatuuriga. See ei kõla uskumatuna seni, kuni võtta arvesse et ühest servast teise on 28 miljardit valgusaastat aga meie universum on ainult 14 miljardit aastat vana.
Miski ei saa valgusest kiiremini liikuda, seega on võimatu et soojuskiirgus on pärast Suurt Pauku soojemad ja külmemad augud ise ära täitnud ja kogu süsteemi ühtlaseks silunud.
„Horisondi“ paradoks on kosmoloogidele tõsiseks peavaluks. Probleemi vältimiseks on loodud mitu ulmelist teoreemi.
Näiteks inflatsioon, mis lahendab probleemi üsna kiiresti. Seda sõna otseses mõttes. Et kosmilise taustkiirguse ühtlast jagunemist seletada, tuleb universumit kohe pärast Suurt Pauku 10 astmes 50 korda suurendada ja seda ainult 10 astmes -33 sekundi jooksul. Kahjuks on sellist teoreemi võimatu tõestada ja samas ka ümber lükata. Samas ei suudeta ka paberil tõestada, miks selline asi oleks pidanud juhtuma. Sellest hoolimata on tegu avalikult aksepteeritud teoreemiga ja vastava peatüki võib leida iga õpilane oma füüsikaõpikust. Teaduslikes ringkondades jääb aga Horisondi probleem ikkagi anomaaliaks.
3. Ülisuure energiaga kosmilised kiired.
ROHKEM kui 10 aastat on Jaapani füüsikud registreerinud kosmilisi kiiri, mida tegelikult ei tohiks olemas olla. Kosmilised kiired on osakesed (tavaliselt prootonid, kuid vahest ka raskemad aatomituumad), mis kihutavad mööda universumit peaaegu valguse kiirusega. Tavaliselt tekib selline gammakiirgus supernoovade plahvatustes, aga nii kõrge energiaga kiiri pole keegi varem kunagi näinud ja nende allikad on siiani saladuseks.
Kui laetud osake liigub läbi maailmaruumi, kaotab ta madalama energiaga footonitega (nagu näiteks kosmiline taustkiirgus) kokku põrgates energiat. Einsteini erirelatiivsusteooria ütleb, et maksimaalne kiirgus mis väljaspoolt meie galaktikat Maale jõuab, on põrkunud nii paljude osakestega, et selle energia ei saa olla suurem kui 5*10 astmes 19 elektronvolti. Seda tuntakse kui „Greisen-Zatsepin-Kuzmin“i piiri.
Viimase 10 aasta jooksul on aga Tokyo ülikooli Akeno Air Shower Array teleskoobid registreerinud tunduvalt suuremaid sähvatusi. Ainuke loogiline järeldus oleks, et need sähvatused tulevad meie galaktikast. Astronoomid pole aga senini loogilist seletust leidnud. Seega, mis toimub?
Võibolla on Akeno mõõtmised valed. Äkki on Einsteini teooria vale. Erirelatiivsusteooria väidab, et ruum on igas suunas samasugune, kuid äkki on osakestel teatud suunas lihtsam liikuda ja nii suudavad nad GZK limiidi ületada?
Argentiinas asuva Pierre Augeri füüsikud tahavad asjas selgusele jõuda. Kasutades 1600 detektorit, mis on 3000 ruutkilomeetri peale paigutatud, loodavad nad sähvatuste allikad täpselt paika panna. Alan Watson, Leedsi ülikooli astronoom on veendunud, et asja tasub uurida. „Pole kahtlustki, et üle 10 astmes 20 elektronvoldised osakesed on olemas. Meil on küllalt tõendeid. Küsimus on aga selles, mis nad on, kui palju neid on ja kust nad tulevad?“
4. Homöopaatia – elu ravib elu (sarnasega ravitakse sarnast)
MADELEINE Ennis, Belfastis asuva Queeni ülikooli farmatseut, oli tulihingeline homöopaatia vastane. Tema arvates, oli kogu ravi põhimõte absurdne ja võimatu. Lõpuks otsustas ta avalikult oma vastased põrmustada. Oma viimases artiklis kirjeldab ta, kuidas tema meeskond uuris ülilahja histamiinilahuse mõju valgetele verelibledele. Vesilahus, kus tõenäoliselt polnud enam ühtegi histamiinimolekuli järgi, toimis nagu histamiin. Ennis polnud küll tulemustega rahul, kuid kinnitas et eksperiment oli õnnestunud ja tunnistas oma kaotust.
Kuidas see toimib? Homöopaatiline ravim valmistatakse alati kindla reegli järgi. Üks osa tugevat mürki (nagu näiteks ämbliku- või maomürk) lahjendatakse üheksas osas etanoolis. Saadud alus lahendatakse üha uuesti ja uuest vees, kuni matemaatiliselt võttes pole algsest ainest enam midagi järgi. Homöopaadid väidavad aga, et vesi kopeerib aine omadused endale. Seega, ükskõik kui lahja selline lahus tuleb, on tal algse aine omadused.
On arusaadav, miks Ennis sellesse nii skeptiliselt suhtus. Ja samas vastab ka tõele, et senimaani pole homöopaatilisi raviomadusi suuremates, platseeboefekti kontrollivates eksperimentides õnnestunud esile kutsuda. Kuid Belfastis korraldatud katse näitab, et asja tasuks uurida. „Me ei suuda kuidagi selliseid tulemusi selgitada“ ütleb Ennis. „Kui järgmised katsed sama näitavad, peame me oma füüsika- ja keemiaõpikud ümber kirjutama“
5. Tume aine
Kui võtta meie parimad arusaamised gravitatsioonist ja ühendada need vaatlustulemustega galaktikatest, ilmneb suur viga: galaktikad peaksid laiali lagunema. Kogu aine tiirleb ümber galaktika keskme tänu gravitatsiooni ja liikumise tasakaalule. Kuid galaktikates pole sellist massi.
Vera Rubin, Carnagie institustiooni astronoom avastas selle anomaalia 70ndatel aastatel. Parim, mida füüsikud välja oskasid pakkuda, oli et galaktikates on nähtamatu, kuid massiga aine. Senimaani pole aga keegi suutnud isegi arvata, mis ainega on tegu. Välja on pakutud mitmeid variante, kuid üksmeelt pole leitud. Astronoomilised vaatlused kinnitavad et tume aine peaks enda alla haarama 90 protsenti kogu universumist. Seega peaks iga nähtava objekti kohta olema 9 nähtamatut asja. „Ma muudaks parem oma arusaamu Newtoni printsiipidest, kui lepiksin faktiga et universum on täis tundmatut, nähtamatut ja mõõtmatut ainet“, ütleb Rubin
6. Vikingi metaan
Juuli 20, 1976. Gilber Levin on oma õnne tipul. Miljonite kilomeetrite kaugusel Marsil on Vikingi nimelised kulgurid teinud esimese katse leida teiselt planeedilt elu. Eksperiment on üsna lihtne. Segada Marsi pinnasesse eluks vajalikke aineid nagu vett ja süsinikku ja kui vastuseks eraldub sealt metaani, on tegu orgaanilise protsessiga.
Vikingitelt tuleb positiivne vastus. Keegi „sööb“ ained ära ja väljastab metaani.
Miks pidu nii lühikeseks jäi?
Sest teine aparaat, mille ülesandeks oli leida eluks vajalikke orgaanilisi molekule, ei leidnud sealt midagi. Esimene resultaat tembeldati veaks.
Õli valas tulle aga NASA viimane kulgur, mis väitis üsna kindlalt et Marsil on kunagi voolanud vesi ja seega on planeet eluks sobiv. „Pea iga missioon on meid tõele lähemale toonud“, sõnas Levin. Selle uudise peale hakkas Joe Miller, Lõuna-Kalifornia ülikooli bioloog Vikingite saadetud andmeid taaskord uurima. Tema väitel on kõik saadud andmed selged viidad, et Marsil leidub elu.
Levin’il on hetkel läbirääkimised ESA (Euroopa Kosmoseagentuur) ja NASA teaduritega, et järgmisesse Marsi missiooni samalaadne aparatuur saata ja Vikingite müsteerium lõpuks lahendada.
7. Tetraneutronid
NELI aastat tagasi avastasid Prantsuse füüsikud osakestekiirendiga töötates kuus uut osakest mida ei tohiks tänapäevaste füüsikaseaduste kohaselt olemas olla. Need olid tetraneutronid, ehk neljast neutronist koosnevad osakesed.
Francisco Miguel Marqués ja tema kolleegid kavatsevad lähiajal katset korrata. Kui see neil õnnestub, purustavad nad kõik teooriad aatomituuma sisemuses toimuvatest protsessidest.
Katses põrkusid omavahel süsinik ja berülliumi aatomi tuum. Arvutused näitasid, et tulemuseks oleks pidanud olema neli eraldiolevat neutronit. Selle asemel registreeriti üks tugev sähvatus, mis tähendas et neli neutronit saabusid lugejasse koos. Tõenäosus, et tegu on juhusega, on naeruväärselt väike (Physical Review C, vol 65, p 44006).
Mitte aga nii väike kui tertaneutronid, väidavad mõned teadlased. Kvantmehhaanika alustaladeks peetavad teoreemid välistavad võimaluse, et neli neutronit suudaksid koos püsida. Tugev tuumajõud on lihtsalt nii seatud, et too ei suuda isegi kahte neutronit koos hoida, rääkimata siis neljast.
Probleeme on veel. Kui füüsikaseaduseid nii palju muuta, et tertaneutronid võimalikud oleksid, tekiks maailmas kaos (Journal of Physics G, vol 29, L9). See tähendaks, et osakestesupp mis Suure Paugu ajal tekkis, oli teistsuguste omadustega kui tänapäeval. Mis veel hullem, need osakesed oleksid muutunud nii raskeks et universum kui selline poleks saanud tekkida.
Selles vastuväites on aga paar kahtlustekitavat erandit. Parim näide on neutrontäht, mis koosneb lugematust arvust neutronitest ja on ehedaks näiteks, et kvantmaailmas on veel palju segast.
8. Pioneeri anomaalia
SEE on lugu kahest kosmosesondist. Pioneer 10 startis 1972, Pioneer 11 aasta hiljem. Tänaseks peaksid mõlemad olema oma töö teinud ja ammu unustatud. Kuid nende lennutrajektoor on nii paeluv, et see on kahjuks võimatu.
Seda sellepärast, et midagi lükkab või tõukab neid, sundides neid kiiremini lendama. Kiirendus võib tunduda naeruväärselt väike: vähem kui nanomeeter sekundis sekundis. See võrdub vaid 1/10000000000 Maa gravitatsioonist, kuid see on piisav et Pioneer 10 on oma lennuteest 400 000 kilomeetrit kõrvale kaldunud. NASA kaotas kahjuks Pioneer 11 1995. aastal silmist, kuid seni ajani olid ka sellel täpselt samasugused sümptomid.
Mis seda põhjustab?
Keegi ei tea. Paljud väited on tänaseks välistatud, nagu näiteks tarkvaraline viga, päikesetuul või kütuseleke. Väidetavalt on tegu gravitatsiooniga, kuid objekti mis seda põhjustaks, pole leitud. Tegelikult on see nii raske küsimus, et paljud asjaosalised keelduvad asja kommenteerimast või liigitavad selle teema müstika valdkonda.
Bruce Bassett, Portsmouthi ülikoolist väidab, et Pioneeri anomaalia puhul on tegu konstant alfa veaga. Teised väidavad, et tegu on tumeda ainega.
Michael Martin Nieto kutsus kokku uue meeskonna, et kosmoselaeva trajektoori arvutused algusest lõpuni üle arvutada. Kuid et asjasse selgust tuua, oleks vaja selleks spetsiaalselt kohandatud aparatuuri, mis Päikesesüsteemi äärealale saata. Selline ülesanne maksaks umbes 300 kuni 500 miljonit dollarit. Kahjuks ei taha keegi endale sellist kulutust võtta, kuna probleem võib peituda ka mingisuguses veidras soojusallikas Pioneeride pardal.
9. Tume energia
SEE on tänapäeva füüsika kuulsaim ja kõige rohkem häbi tekitav probleem. 1998 aastal avastasid astronoomid et meie universum paisub lõputult ja järjest kiiremini. Suure Paugu teooria kohaselt peaks aga olukord vastupidine olema – universumi paisumine peaks aeglustuma. „Teoreetikud mängivad siiani arvudega ja loodavad leida loogilist lahendust“ ütleb kosmoloog Katherine Freese Michigani ülikoolist. „Me kõik loodame et edasised vaatlused annavad meile selgemad ja lihtsamad vastused.“
Üks teooria väidab, et põhjuseks on tühja ruumi (vaakumi) energia. Kosmoloogid nimetavad seda tumedaks energiaks. Kuid katsed seda leida on kõik nurjunud. Alati on võimalus, et Einsteini üldrelatiivsusteooria nii suurte objektide puhul ei kehti. „Kõik on võimalik“, ütleb Freese.
10. Kuiperi kuristik
KUI sa reisiksid meie Päikesesüsteemi äärealale, Pluutost veel edasi, näeksid sa midagi jahmatamapanevat. Läbides Kuiperi vöös olevad jää- ja kivikamakad, kaovad järsku kõik objektid. Üleminek on järsk, liiga järsk. Mis selle põhjustas? Ainus loogiline seletus oleks 10nes planeet. Värskelt leitud Sedna ja Quaoar on selleks liiga väikesed, see peaks olema sama suur objekt kui Maa või vähemalt Marss, mis kogu selle prügi sealt minema on pühkinud. Tõestusmaterjal „Planeet X“ kohta on üsna paks, kuid kellelgi pole õnnestunud seda oma silmaga näha.
Selleks on ka hea põhjus. Kuiperi vöö on meist lihtsalt liiga kaugel, et korralikku pilti saada. Pole mõtet ennatlikke järeldusi teha, targem oleks sinna ise kohale lennata. Ja see on NASAl ka plaanis. Nende uus uurimisjaam stardib Pluuto ja Kuiperi vöö poole 2006. aasta kevadel ja kohale jõuab 2015. Seega tuleb natukene kannatust varuda.
11. WOW signaal
SEE kestis 37 sekundit ja tuli kosmosest. 15. augustil 1977 kirjutas raadioastronoom Jerry Ehman Big Ear nimelisest teleskoobist tulnud andmete kõrvale WOW. 28 aasta hiljem ei tea keegi, mis signaaliga tookord tegu oli. „Ma ootan siiani selle kohta loogilist seletust“, ütleb Ehman.
Signaal tuli Amburi tähtkujust 1420 megahertsise ja väga tugeva pulsina. Rahvusvahelise kokkuleppena on aga Maal sellise sagedusega signaalid keelatud. Looduslikud raadioallikad on palju laiema sagedusribaga, seega need võib välistada. Mis siis selle põhjustas?
Lähim täht selles suunas on 220 valgusaasta kaugusel. Kui see signaal oli võõrtsivilisatiooni poolt loodud, pidid nad väga võimast raadiosaatjat kasutama.
Faks, et senini pole leitud ühtegi teist sarnast signaali, ei tähenda et tulnukaid olemas ei ole. Big Ear suudab ühe ajahetkega ainult miljondikku taevast katta ja kuna tulnukate raadiosaatja suudaks signaali ka vaid sama suurele osale taevast saata, on kohtumine üliväike.
Teised väidavad aga et küsimusele on palju lihtsam vastus – tegu oli siiski Maalt saadetud signaaliga. SETI@home projektijuht Dan Wertheimer väidab et on sadu selliseid signaale saanud ja alati on tegu raadiosaastega. Vaidlus kestab.
12. Mitte nii konstantsed konstandid
AASTAL 1997 uurisid John Webb ja tema tiim Sydney ülikoolis ühelt kvasarilt tulnud valgust. Oma 12 miljardi aasta pikkusel teel oli valgus põrkunud väga mitmete aatomitega, nagu näiteks raud, nikkel ja kroom. Valguse põrkumisel aatomitega osa footonitest neeldub. Antud juhul oli neeldumine märgata aga mitte selline nagu peaks.
Kui arvutused peavad paika, on ainus seletus et peene struktuuri konstant ehk alfa on atomaarsete pilvede läbimisel teise väärtusega kui seni arvati.
Kuid siit tuleb pähkel. Alfa on kriitilise väärtusega konstant, mis näitab kuidas aine ja valgus omavahel suhtlevad ja ei tohiks olla muutlik. Tema väärtusest on tuletatud sellised konstandid nagu elektroni laeng, valguse kiirus ja Planck’i konstant. Kas tõesti on üks neist arvudest vale?
Ükski füüsik ei taha sellist asja uskuda. Webb on oma meeskonnaga mitu aastat seda tulemust uurinud aga seini pole viga leitud.
Webbi avastus pole ainuke, mis alfa konstandi väärtuse kahtluse alla seab. Samalaadsed anomaaliad leiti ka 2 miljardit aastat tagasi Gabonis eksisteerinud looduslikust tuumareaktorist
13. Külm tuumasüntees
PEALE 16. aastast pausi on ta taas tagasi. Tegelikult ei läinud see kunagi ära. USA merevägi tegi aastatel 1989-1999 üle 200 vastava katse, et uurida tuumasünteesi protsesse toatemperatuuril. Samasugune protsess toimub kõikides tähdedes, kaasaarvatud meie Päikeses.
Kontrollitava tuumasünteesiga laheneks kogu planeedi energiaprobleemid, pole siis ka ime et USA sellest nii huvitatud on. 2004. aasta detsembris otsustati katsetele taas elu sisse puhuda.
Külma tuumasünteesi tööpõhimõte seisneb pallaadiumivarrastes, mis deuteeriumisse (raske vesi) lastes ja elektrivoolu läbi juhtides, peaksid ise energiat kiirgama hakkama. Senimaani on aga toatemperatuuril sellised katsed ebaõnnesutnud. David Nagel, Wahingtoni ülikooli inseneri arvates pole sel aga vahet. „Paberil on asi täiesti selge. Seda ei tohi ega saa eirata“
--------------
Väga huvitav jutt minuarust! Paneb ikka hämmastama!
(selle postituse viimane muutmine: 06-12-2013 13:47 Nielander.)
|