Uusi harrastus: mikrometeoriittien etsintä

Mitä arvioisit, kuinka monta meteoriittia putoaa vuoden aikana maan pinnalle?

Itse ainakin olisin arvioinut suuruusluokan ”hiukan” pieleen: oikea vastaus on suuruusluokkaa sata miljardia kappaletta vuodessa! Juju on siinä, että useimmat meteoriitit eivät ole mitään dinosaurustentappajia, vaan hyvin pieniä, läpimitaltaan millimetrin sadas- tai kymmenesosia.

Mikrometeoriitteja. Kuva Lucien Rudaux

No nyt, uusi harrastus kaikille: mikrometeoriittien etsintä! Työvälineeksi tarvitaan kunnollinen magneetti, harja, siivilä, minigrippipusseja ja mikroskooppi. Paras paikka etsiä mikrometeoriitteja olisi Etelämanner. Ihmisten ilmoilla niitä on toki yhtä runsaasti, mutta meteoriittien etsiminen vaikkapa kaupungista on vähän kuin neulan etsimistä neulasuovasta, koska ihminen on tuottanut paljon muuta pientä magneettista töhnää.

Lisää tietoa ja kuvia mikrometeoriitesta: Project Startdust https://www.facebook.com/micrometeorites/

Advertisement

Päivän olennaiset uutiset ja sarjikset

(C) xkcd via http://www.tanyaharrisonofmars.com/philae.gif
#Rosetta #Philae #67P #komeetta

Tähtiä kuin Otavassa, kissoja on Vilkkilässä

Montako tähteä on Otavassa?

Seitsemän. Paitsi, että… Otavan kauhan varren toista tähteä tarkkaan katsomalla huomaa, että siinähän onkin kaksi tähteä! Mizar-tähden vieressä näkyy Alcor -niminen tähti.

Mizar ja Alcor ovat oikeastikin kaksoistähti, eli ne kiertävät toisiaan – kiertävät kaukana, mutta kiertävät kuitenkin.

Otavassa on siis kahdeksan tähteä!

Paitsi että… vielä tarkemmin tutkimalla on selvinnyt, että molemmat kaksoistähdistä, Mizar ja Alcor, ovat kaksoistähtiä. Otavan varren toinen tähti onkin siis oikeastaan neloistähti.

Paitsi että… on selvinnyt myös, että Mizar-kaksoistähden molemmat tähdet ovat nekin molemmat kaksoistähtiä…

Mizar on neljä aurinkoa kiertämässä avaruudessa toisiaan!

Lasketaanpas, Mizar on kaksi kaksoistähteä eli yhteensä neljä tähteä plus Alcorin kaksoistähti: tekee yhteensä kuusi tähteä. Otavan varren toinen ”tähti” on siis oikeasti kuusi toisiaan kiertävää tähteä, joista kaksi erottaa Maasta paljain silminkin.

Mizarin ja sen kaverien kuusi tähteä plus ne muut kuusi otavan tähteä tekee yhteensä 12 tähteä. Otavassa on siis yhteensä 12 tähteä.

Entäs sitten muut Otavan tähdet, ovatko ne auringon tapaisia yksinäisiä tähtiä? Tutkitaanpa, no ainakin kauhan viimeisellä Dubhella on kumppanitähti ja kauempana toinen tähtipari ja kauhan ensimmäisellä Megrez-tähdellä epäillään olevan kaksi himmeämpää kumppania. On ihan mahdollista, että kaikkia Otavan tähtikumppanuksia ei tunneta ja niitä löytyy vielä lisää.

Mikä on siis vastaus kysymykseen: ”montako tähteä on Otavassa”?

No, seitsemän – auringonkokoiset asiat voi helposti ignoorata, kun ne ovat riittävän kaukana meistä ja ”Tanssii tähtien kanssa” -televisio-ohjelmasta (tänään televisiosta tuli kuulemma ”Vain elämää”)…

Lisää luettavaa Otavan tähdistön (paria lukuunottamatta Otavan näkyvät tähdet kuuluvat yllättäen samaan tähdistöön, yhdessä liikkuvaan löyhään tähtijoukkoon) kaksoistähden ja kaksoiskaksoistähden löytämisestä: http://www.rochester.edu/news/show.php?id=3515

Kivutaanko kohta timanttiköyttä pitkin avaruuteen?

Kirjoitin aiemmin blogiin timanteista: kuinka niitä syntyy kynttilänliekeissäkin (ja ne kestävät ehjinä vain sekunnin miljardisosan – niin, että se siitä timanttien ”ikuisuudesta”…) – ja kuinka ankean tavallista tavaraa timantti saattaa olla maailmankaikkeudessa.

Timantti on yksi puhtaan hiilen monista olomuodoista. Tuore uutinen kertoo, että hiilestä on onnistuttu valmistamaan vielä yksi uusi olomuoto: ohut timanttiketju (Fitzgibbons ym. 2014).

Nanoluokan timanttiketjun ominaisuuksia ei ole vielä päästy testaamaan, mutta se ei ole estänyt tutkijoita spekuloimasta niillä (Badding 2014)

On mahdollista, että timantista tehty ohut naru on hyvin kestävää. Heti ensimmäisissä raporteissa haaveillaan, että ehkä timanttinauhassa olisi ainesta avaruushissin vaijereiksi.

Avaruushissi (kuva Wikimedia)

Avaruushissiä ainakin minun piti joskus miettiä, ennen kuin tajusin miten sellainen olisi mahdollinen. Siis että vaijeri ylettyy maan pinnasta avaruuteen asti ja sitten vaan ajellaan vaijeria pitkin hissillä, eikä tarvitse lähettää raketteja?

Vastapainohan sinne tarvitaan, että vaijeri pysyy roikkumassa tyhjässä avaruudessa. Avaruushissin vastapaino on maata kiertävällä radalla eli vapaassa putoamisliikkeessä koko ajan. Juju on siinä, että kiertoliike ajoitetaan samaan tahtiin kuin Maapallo pyörii, jolloin vaijerin pää roikkuu koko ajan samassa kohtaa Maapallon pintaa. Tämä temppu onnistuu tietenkin vain päiväntasaajan yläpuolella, joten joten siellä päiväntasaajalla sen hissin lähtöpaikan sitten olisi pakko olla.

Korkeus missä vaijeri vastapainoineen voi kiertää samaa tahtia kuin maapallo pyörii on geostationaarinen rata 35790 kilometrin korkeudella (vaijeria tarvittaisiin vielä enemmän kuin 35790 kilometriä, koska vastapainon ja vaijerin yhteinen massakeskipiste pitäisi saada tukevasti tuon korkeuden yläpuolelle*).

Perusongelma on, että vaijerista tulee kaikilla normaaleilla materiaaleilla aivan turhan massiivinen, että se kestäisi oman painonsa napsahtamatta poikki.

Hiilinanoputkia on jo aikaisemmin mietitty, että olisiko niissä ainesta avaruushissien vaijereiksi. Hiilinanoputkien olomuoto on perusluonteeltaan älyttömän kovaa, mutta lipsahtelevaa grafiittia – uuden timanttiolomuodon keksiminen herättää toiveita, että ehkä timanttinanoputki on vielä aiempia hiiliputkia kestävämpää, vaikka asiaa ei vielä oikeasti tiedetäkään.

Viitteet:

Badding, J. V. http://science.psu.edu/news-and-events/2014-news/Badding9-2014

Fitzgibbons, T. C., Guthrie, M., Xu, E.-s., Crespi, V .H., Davidowski, S. K., Cody, G. D., Alem, N. ja Badding, J. V. 2014: Benzene-derived carbon nanothreads. Nature Materials. Published online ahead of print. (En ole vielä nähnyt muuta kuin abstraktin – pdf kelpaisi…)

* Edit: korjailtu, en ollut ajatellut tätä loppuun asti – ei riitä, että massakeskipiste on geostationaarisen radan korkeudella, vaan pitää olla yläpuolella. Selitystä täällä: http://gassend.net/spaceelevator/center-of-mass/index.html

3D-printattua hainnahkaa

Jos iho on oikein sileä, niin vedenvastus pienenee ja uintinopeus paranee – totta – mutta vielä paremman ratkaisun ovat löytäneet hait satojen miljoonien vuosien tuotekehittelynsä aikana…

Haiden iho ei ole sileä, vaan pienten teräväsärmäisten suomujen* peittämä – joidenkin haiden ihoa voi käyttää hiekkapaperin tavoin.

Juuri oikeanmuotoisten suomujen ympärille syntyy sopivaa pientä turbulenssia, joka pienentää vedenvastusta. Vielä merkittävämpi juju saattaa piillä siinä, että suomujen aiheuttama pyörteily saa aikaan haita eteenpäin kiidättävän alipaineen.

Ihminen on yrittänyt jäljitellä haiden ihoa ennenkin, mutta heikolla menestyksellä. Haiden suomujen rakenne on monimutkainen, ne ovat hyvin pieniä ja lisäksi vielä limittäin toinen toistensa päällä. Hait eivät myöskään ole mitään jäykkäkuorisia sukellusveneitä, vaan niiden iho joustaa ja taipuu eläinten eleettömän elegantin uinnin tahtiin.

Uusi tekniikka tuli avuksi haiden jäljittelyssä: kolmiulotteisen tulostimen avulla tutkijat pääsivät lähemmäs haiden ihon ja uinnin matkimista kuin koskaan ennen (Wen ym. 2014). Helppoa hain ihon printtaaminen ei ollut, kovia suomuja piti tulostaa joustavalle alustalle, joten tarvittiin kahdenlaista materiaalia. Lisäksi oli tulostettava apurakenteita, jotka lopuksi sitten poistettiin.

Aikaa kokeiluissa kului tutkijoilta vuoden verran. Samaan tarkkuuteen kuin hait ei sittenkään päästy, tulostetut suomut olivat kymmenen kertaa isompia kuin skannatut ja mallinnetut makrillihain 0,15 millimetrin suomut – mutta printattu hainnahka toimi! Pienen robotin evä päällystettiin synteettisellä 3D-hainnahalla ja robotin uintinopeus parani sopivalla tahdilla ja vauhdilla seitsemänkin prosenttia.

Hainnahkauimapukuja tuskin valmistetaan vielä ihan lähivuosina, sen verran vaativaa tekniikka on, mutta kun siihen pystytään niin uinnin maailmanennätykset taatusti ropisevat taas. Ellei sitten hainsuomukangasta ehätetä säännöissä kieltää.

Lähde: Wen, L., Weaver, J. C. ja Lauder, G. V. 2014: Biometric shark skin: design, fabrication and hydrodynamic function. J. Exp. Biol. 217: 1656-1666. Disclaimer: en ole lukenut kuin abstraktin (ja blogikirjoituksia), juttu on maksumuurin takana enkä halunnut maksaa enkä tällä kertaa vaivata ketään pdf-pyynnöllä.

*Hain suomut ovat oikeastaan hampaita – tai hampaat suomuja – Erään planeetan ihmeitä -blogin hieno kirjoitus.

Sattuisiko, jos törmäisit miljardin tonnin mustaan aukkoon?

Ei sattuisi.

Jos avaruudesta syöksyisi sinua päin miljardin tonnin musta aukko, et huomaisi kolaria luultavasti ollenkaan- eikä syynä olisi se, että tuhoutuisit silmänräpäyksessä ehtimättä tuntea mitään, vaan musta aukko yksinkertaisesti hujahtaisi lävitsesi sinua lainkaan vahingoittamatta. 

Miljardin tonnin massainen musta aukko ei olisi vaarallinen, koska mustaksi aukoksi se olisi pieni – pienempi kuin atomi.* Niin pienelle massakeskittymälle, ihminen olisi käytännössä pelkkää tyhjää.

Lävitsesi kuljettuaan musta aukko voisi jatkaa matkaansa sujuvasti Maapallon läpi. Maapallo on sen verran iso, että miljardin tonnin massa kulkemisella sen läpi olisi sentään jo jotain havaittavia vaikutuksia. Maanjäristyksiä mittaavat laitteet voisivat rekisteröidä outoa tärinää Maapallon uumenista (Luo ym 2012). 

Juuri tämän kokoisten mustien aukkojen vaikutuksia on laskeskeltu, koska joidenkin laskelmien mukaan sellaisia saattaisi olla jäljellä aina alkuräjähdyksen alkuhetkistä alkaen. Pian alkuräjähdyksen jälkeen syntyneitä minikokoisia mustia aukkoja on jopa tarjottu selitykseksi jopa pimeän aineen ongelmaan, kosmologisten havaintojen mukaanhan suuri osa maailmankaikkeuden massasta on jotain vielä tuntematonta ainetta. Nykyisen käsityksen mukaan ei pidetä kuitenkaan todennäköisenä, että ikivanhoja pieniä mustia aukkoja yhä parveilisi ympärillämme – ja vakka parveilisikin, sellaisen kohtaaminen olisi äärimmäisen harvinaista.

Vaikka kaikki maailmankaikkeuden pimeä aine koostuisi pienistä mustista aukoista, sellaisten törmäyksiä Maapalloon sattuisi laskelmien mukaan silti keskimäärin vain kerran kymmenessä miljoonassa vuodessa. Maailmankaikkeus on yksinkertaisesti niin iso, että Maapallo on ihan naurettavan pikkiriikkinen maali keskellä tyhjyyttä.

Ihminen on vielä sen verran pienempi maali kuin kuuden triljoonan tonnin Maapallo, että tuskinpa musta aukko ikinä lävitsesi hujahtaa…

Hämmentävä ajatus silti: miljardi tonnia ainetta voisi painella vaikka ihmisen pään läpi ilman että tämä huomaisi yhtään mitään – miettisi vaan, että mitähän tänään tulee telkkarista…

Viite: Luo, Y., Hanasoge, S., Tromp, J. ja Pretorius, F. 2012: Detectable seismic consequences of the interaction of a primordial black hole with Earth. Astrophys. J. 1: 16-28

*Mustan aukon ”koko” on sen tapahtumahorisontin koko – raja, jonka ohittamisen jälkeen parhaan tietomme mukaan paluuta ei ole  (=schwarzschildin säteen etäisyys mustan aukon keskustaan).

 

Enceladukseen elämää etsimään?

Saturnus möllöttää jättimäisenä tiikeriraitaisen kuun taivaalla.

Vesi syöksyy jään alta äänennopeudella avaruuteen ruokkien Saturnuksen renkaita uusilla jääpaloilla.

-sellainenkin maailma on tässä ihan meidän lähinurkillamme.

Saturnuksen Enceladus-kuu on noussut Jupiterin Europa-kuun rinnalle aurinkokunnan kiinnostavimpina paikkoina etsiä elämää.

Enceladuksessa on todennäköisesti iso järvi paksun jääkuoren alla. Järvella on syvyyttä ehkä kahdeksan kilometriä ja jääkuorella paksuutta ehkä 35 kilometriä.

Jättiplaneetan aiheuttamat vuorovesivoimat pitävät veden ja jään liikkellä. Saturnuksen painovoima on tehnyt Enceladus-kuusta raidallisen ja vesigeysirit osoittavat, että vettä nousee välillä kuun pintaan eikä vettä tutkiakseen välttämättä tarvitsisi ottaa 35 kilometriä pitkää kairaa mukaan…

Linkkejä

Kumpaan mentäisiin ensin, Jupiterin vai Saturnuksen kuuhun, siinä vasta pulma.
Enceladuksen järvi.
Tiedesatu: Kuinka tiikerikuu sai raitansa? 
Yliäänennopeudella jäätä avaruuteen syöksevät geysirit.

Kommentti

Selitys siihen, miksi jäiden lähtöä on turha odottaa kuiden järvistä ja meristä Saturnuksen tai Jupiterin etäisyydellä: minkä kokoiselta Aurinko näyttäisi eri planeettojen pinnalta, tai siis kaasuplaneettojen tapauksessa kuvitellulta pinnalta ja Venuksen tapauksessa miltä Aurinko näyttäisi taivaalla, jos ei olisi taas sattunut niin pilviset sata miljoonaa vuotta (sitkeästi jatkuva neljänsadan asteen helle kesät talvet alkaa sekin rassata vähitellen ja rikkihapposadettakin lupasivat jälleen säätiedotuksessa)… 

Tee se itse: timantti

Tämän jutun luettuasi osaat valmistaa aitoja timantteja ihan kotikonstein! 

Seuraaviin kolmeen faktaan on hyvä varautua henkisesti ennen ryhdyt timanttien tekoon:

timantit
a) ovat hiiltä
b) ovat aika yleisiä
c) eivät ole ikuisia…

Puhdas hiili on siitä ovelaa tavaraa, että se voi järjestäytyä ihan yksinään hyvin erilaisiksi aineiksi.

Grafiittina olevalla hiilellä saa kivan jäljen paperille. Lyijykynissä ei onneksi ole ollut lyijyä viiteensataan vuoteen vaan grafiittia. Teipillä grafiittia voi kuoria kerros kerrokselta ja saada aikaan superohutta hiililevyä grafeenia. Rullalle käärimällä ohuesta hiilestä saa hiilinanoputkia, jotka keksittiin 1991. Mikä jännittävintä, hiili voi käärityä myös jalkapallon muotoiseksi fullereeniksi. (Putkihiilen ja pallohiilen yhdistelmäkin on näemmä keksitty ja sille on annettu söpö nimi hiilinanonuppu.) Timanttina hiili on hyvin kovaa ja varsinkin hiottuna kiiltävää ja nättiä.

Hiili ei ole harvinaista. (Tai on siinä mielessä, että hiili on ainetta ja ainetta puolestaan on maailmankaikkeuden tyhjyydessä naurettavan vähän ja siitä vähästäkin suurin osa on vetyä ja heliumia. Heliumia raskaammista alkuaineista hiili on kuitenkin yksi yleisimpiä.)

Puhtaan hiilen eri muotoja löytyy ympäri maailmankaikkeutta kaikissa muodoissaan.

Pallohiiltä on esimerkiksi löydetty isoja määriä toisesta galaksista.

Toinen aika kiva esimerkki hiilen olomuotojen yleisyydestä maailmakaikkeudessa on se, että timanttiplaneettoja on olemassa!

Jättimäisen timanttiesiintymän löytääkseen ei tarvitse mennä kuin Uranukseen asti. Uranuksen metaanikaasun hiili puristuu laskelmien mukaan planeetan uumenissa timanttikerrokseksi. Vielä syvemmällä ison planeetan hurjassa paineessa timantit sulavat hiilimereksi.

Jos siis joku sanoo sinulle, että ”timantit ovat ikuisia”, voit vastata, että ”eivätpäs ole, ne sulavat Uranuksessa”! (Kannattaa ehkä silti ottaa tarjottu timantti vastaan.)

Neptunuksen sisuksissa Uranuksen tavoin hiilimeressä kelluva timanttikerros ja joidenkin laskelmien mukaan Jupiterin ja Saturnuksen sisuksissa voi sataa timantteja, mutta laskut kannattaa tarkistaa ja muutenkin käyttää tervettä harkintaa ennen kuin yrittää lähteä timanttien keruumatkalle jättiplaneetoille.

Jotkin eksoplaneetat ovat lähes täyttä hiiltä. Grafiittikuorensa alla ne ovat hyvin syvälle pelkkää timanttia.

Tällainen suklaakonvehti: päällystetty suussasulavalla grafiitilla, sisällä ruhtinaallinen kerros timanttia. Kokonaisuuden viimeistelee rapea piikivi ja tulinen rautaydin. Kuva: Haven Giguere 2012.

(Kultaplaneettoja ei ole olemassa. Kulta on oikeasti harvinaista ainetta. Kullasta ei ole olemassa mitään erilaisia versioita kynäntäytteeksi tai korukiviksi niin kuin hiilestä. Kulta on aina kultaa, sen voi sulattaa ja tietää aina mitä saa; romukultaa ei olekaan, romutimanttia on esimerkiksi saunanpesässä…)

Maapallolla on paljon hiiltä, orgaaninen kemia on hiilen kemiaa ja ihminen on hiilestä tehty ahvena (ihmiset ja ahvenet puristuisivat Uranuksen uumenissa metaanikaasun tavoin timanteiksi)…

Ai, että: ”asiaan, kiitos, missä se timanttien valmistusohje viipyy?” Helppo homma: sytytä kynttilä.

Ihmiset ovat tuijotelleet kynttilöitä iät ja ajat, mutta vasta ihan muutama vuosi sitten Wuzong Zhou kollegoineen keksi tutkia, että mitä kaikkea kynttilän liekistä löytyy. Tulos: löytyi hiiltä eri muodoissa, grafiittina, fullereenipalloina – ja timantteina!

Timantteja ei synny vain yhtä tai kahta, vaan kynttilä on miljoonien ja taas miljoonien pienten timanttien suihkulähde.

Sormuskiviksi ei kynttilämenetelmällä tehdyistä timanteista valitettavasti ole, koska ne ovat niin pieniä, ettei niitä näe paljain silmin. Pienet timantit myös hajoavat, muutamassa sekunnin miljardisosassa noin keskimäärin. Niin että se taas siitä timanttien ”ikuisuudesta”.

(C) Mikko Kolkkala 2014 @ laisciainen.wordpress.com

Lähteitä (todisteeksi, että en minä näitä asioita omasta päästäni keksi. Minkä minä sille mahdan, että todellisuus päihittää parhaankin mielikuvituksen.):

Eggert, J. H., Hicks, D. G., Celliers, P. M., Boehly, T. R., Jeanloz, R., McWilliams, R. S.,  Bradley, D. K., Collins, G.W. 2009: Melting temperature of diamond at ultra-high pressure, Nature Physics, 6: 40-43. Kokeellista tutkimusta ja laskutoimituksia siitä, miten hiilelle käy Uranuksen ja Neptunuksen kaltaisten planeettojen sisuksissa.

Su, Z., Zhou, W. ja Zhang, T. 2011: New insight into the soot nanoparticles in a candle flame. Chem. Commun. 47: 4700-4702. Mitä tuli on? Vihdoinkin joku tutki mitä aineita liekistä löytyy!

 

Lehtien top 5

Helsingin sanomat? Pöh.
Hämeen sanomat? Tuplapöh.

• Molecular phylogenetics and evolution on paljon kiinnostavampi lehti.

Monia muitakin lehtiä pitää lukea, että sivistys pysyisi laajana, selvä se. Tässä laisciaisen top 4 edellä jo mainitun lehden lisäksi:

• Ciklidbladet (pitäähän sitä kieliä harrastaa – ja kaloja!)
• Juoksija (isossa J:ssä on taas enemmän yritystä päätoimittajan vaihtumisen jälkeen!)
• New Scientist (paras populaari tiedelehti, muun muassa paljon kvanttifysiikkaa!)
• Tähdet ja avaruus (Suomen paras populaari tiedelehti!)

Pari näistä lehdistä tulee kotiin ja paria voi lukea töissä, joten ei paha. Molecular phylogenetics and evolutionin uusista artikkeleistakin osa on jo open access, hieno juttu. Oikean paperisen lehden käyttöliittymä on vaan niin yliveto, että sellainen versio olisi kiva. Kuka tilaisi Moledular phylogenetics and evolutionin minulle kotiin? 🙂

• Tulossa pikapuoliin laisciaisen lukupiirissä: maailman paras kirja. Ainakin ensimmäinen luku oli maailman paras. Kerron sitten mistä kirjasta on kyse.

Uudessa Molecular phylogenetics and evolutionissa oli esimerkiksi kiinnostava juttu, joka kertoi puoliapinoiden vallankumouksesta ja vanhoista Molecular phylogenetics and evolution lehdistä (ihan totta; Yoder 2013). Tässä kyseisestä artikkelista napattuja jänniä tilastoja:

Missä mennään fylogeneettisissä analyyseissä noin mallinnus- ja ohjelmointipuolella: mitokondrio- ja nukleaariset geenit; etäisyys-, parsimonia-, maximum likelihood- ja bayesläiset menetelmät; tutkitut lajimäärät ja artikkelien määrät.

Mitä ohjelmia on käytetty fylogeneettisissä analyyseissä. Mega, Paup, MrBayes, RAxML jne.

(Jos joku oli niin kiinnostunut ylläolevista kuvista, että klikkasi ne auki, niin kirjoita kommentteihin ”hep!”.)

Viite: Yoder, A. 2013: The lemur revolution starts now: the genomic coming of age for a non-model organism. Mol. Phylogen. Evol. 66: 442-452.

Kuinka paljon neurotutkijan päässä säteilee

Löysin eilen lähikirjastosta kiinnostavan uuden kirjan neurologiasta (Eagleman 2011). Aloin lukea ja pääsinkin jo ensimmäisen kappaleen ensimmäiselle sivulle…

Eagleman kirjoittaa:

”Aivosi koostuvat soluista, joita kutsutaan neuroneiksi ja gliasoluiksi – ja niitä on satoja miljardeja. […] Jokainen neuroni lähettää sähkösykäyksiä muihin neuroneihin satoja kertoja sekunnissa. Jos jokaista näistä aivojen biljoonista ja biljoonista sykäyksistä kuvattaisiin yhdellä ainoalla valofotonilla, niiden loiste olisi häikäisevän kirkas.”

Havainnollistus on muuten aivan mahtava, mutta minulle tuli epäilys, että se ei ole totta…

Asia piti tarkistaa. Jatkan kivan kirjan lukemista sitten myöhemmin.

Neuroneja on aivoissa noin 10¹¹. Jos arvioidaan vähän yläkanttiin, että jokainen neuroni lähettää tuhat sähköimpulssia sekunnissa, siitä tulee yhteensä 10¹⁴ sykäystä.

Jos siis jokainen sykäys kuvataan yhdellä fotonilla, valohiukkaisia saadaan joka sekunti matkaan 10¹⁴ eli sata biljoonaa kappaletta. Kuulostaa aika isolta määrältä, mutta fotonit ovat pieniä. Tosi pieniä. Tosi, tosi pieniä.

Otetaan vertailuksi hehkulamppu. Millaisia määriä hehkulamppu lähettää fotoneja?

Tällainen pitäisi tietysti laskea itse, mutta – hei, tämä on Tiedettä laiskoille – joten etsin netistä. Helppo homma, hehkulampun fotonien määrä tuntuu olevan aika suosittu laskutehtävä yliopistojen fysiikan perusopinnoissa…

Sadan watin hehkulamppu, joka säteilee keskimäärin 550 nanometrin valoa, lähettää noin 8.3^.10¹⁸ valohiukkasta sekunnissa eli pyöreästi kymmenen triljoonaa. (Hiukan lampusta tulee myös aallonpituuksia mitä silmä ei näe, mutta valtaosa on ihan näkyvää valoa.)

Hehkulamppu säteilee enemmän kuin edellisen vertailun mukainen aivojen kuviteltu säteily – satatuhatta kertaa enemmän!

Hehkulamppu säteilee satatuhatta kertaa kirkkaammin kuin pää säteilisi, jos jokainen neuronin sykäys lähettäisi liikkeelle valohiukkasen. En oikein osaa pitää sadastuhannesosaa hehkulampun kirkkaudesta häikäisevänä (alkukielellä blinding = sokaiseva)… 🙂

Edellinen ei tarkoita, etteikö aivojen kapasiteetti olisi käsittämättömän huimaava juuri kuten Eagelman hehkuttaa. Fotonit olivat vain epäonnistunut vertailu, niillä ei sinänsä ole mitään tekemistä aivojen sähköimpulssien kanssa.

Kirja näyttää edelleen lupaavalta. Selailin sitä vähän sieltä täältä ja löysin heti toisen mukavan vertailun [alunperin Read Montaguen kirjasta Your brain is (almost) perfect: How we make decisions]: Kun Deep Blue -tietokone voitti Garry Kasparovin shakkiturnauksessa, se pyöri tuhansien wattien teholla. Kasparovin aivojen energiankulutus oli noin kaksikymmentä wattia.

Deep Bluen tehoja oli yllättävän vaikea nopeasti tarkistaa. Tyydyin siihen mitä yleensä löysin vanhoista supertietokoneista. Lienee turvallista sanoa, että voittoisa shakkitietokone käytti vähintään satoja kertoja enemmän tehoja kuin vastustajana ollut ihminen.

Voimme ylpeillä aivojemme tehottomuudella! Tästä saakin hyvän moton: Aivot: hyviä tuloksia vähällä vaivalla.

Lähde: Eagleman, D. 2011: Incognito: Aivojen salattu elämä. Suom. 2012 J. Kankaapää. Avain, 304 s.