Kevätpäiväntasaus 2016

KEVÄTPÄIVÄN TASAUS ON PALMUSUNNUNTAINA 20.3. KLO 6.30

Karkausvuosi toi yhden lisäpäivän helmikuuhun, ja sen vuoksi kevätpäivän tasaus on tänä vuonna 20.3. kello 6.30. Kevätpäivän tasauksena aurinko siirtyy taivaanpallolla eteläiseltä pohjoiselle pallonpuoliskolle, ja päivä on kaikkialla maailmassa periaatteessa samanpituinen eli auringonnousun- ja laskun määritelmästä johtuen hieman yli 12 tuntia. Helsingissä aurinko nousee klo 6.21 ja laskee 18.36. Helsinki on 5 astetta lännempänä kuin Itä-Euroopan aikavyöhykkeen keskimeridiaani 30 astetta itäistä leveyttä, ja siksi aurinko laskee hieman myöhemmin.

Kevätpäiväntasauksena aurinko sirtyy Oinaan merkkiin, ja sen deklinaatio = 0 asteatta ja rektasensio (pituuspiiri taivaanpallolla) 0 tunita. Tähtitaivaalla aurinko on Kalojen tähtikuviossa.
 

Kevätpäivän tasaus on yleensä 21.3. Kirkollisessa pääsiäisen eli pääsiäispäivän määrittelyssä kevätpäivän tasaus on aina määritelty 21.3. Täysikuu on keskiviikkona 23.3., Akselin päivänä. Pääsiäinen sitä seuraavana sunnuntaina eli tänä vuonna 27.3.

Kevätpäivän tasauksen aikaan liittyy yksi kirkollinen juhlapyhä. Marian ilmestyspäivä, joka periaatteessa on 25.3., mutta käytännössä 22. – 28 maaliskuuta välinen sunnuntai- Tänä vuonna 25.3. on pitkäperjantai tai ortodoksisessa kirkossa Suuri perjantai. Kun Palmusunnuntai on 20.3., niin Marian ilmestyspäivää juhlittiin viikkoa aiemmin, eli se oli sunnuntaina 13.3.

20. maaliskuuta on Marian isän Joakimin, Kimin ja Jaakkiman päivä.

OOPPERALAULAJA KIM BORG

Otan vuoden Kimiksi oopperalaulaja Kim Borgin, yhden ensimmäisistä kansainvälisen uran luoneen laulajistamme. (7.8.1919 – 28.4.2000). Hän syntyi Helsingissä, opiskeli teknillisessä korkeakoulussa kemisti-insinööriksi (erikoisalana ilmeisesti biokemia) ja valmistui 1946, mutta siirtyi heti jo hyvän alun saaneelle laulajauralle, ensin lauluopintoihin Helsingin konservatoriossa eli nykyisessä Sibelius-Akatemiassa.  Tunnettu räiskyvästä ja iloisesta luonteestaan, ja suoritetusta tutkinnosta huolimatta piti itseään ikiteekkarina.

Borg asui elämänsä loppuvuodet Tanskassa ja kuoli Humlebaekissa, Kööpenhaminasta hieman pohjoiseen sijaitsevassa pääkaupunkiseudun pikkukaupungissa. Kuuluisa Louisianan nykytaiteen museo sijaitsee samassa kunnassa.

Ääniala oli basso, ja hän esitti merkittäviä rooleja, mm. Boris Godunovina. Borg lopetti aktiivisen laulajanuransa jo 60-70 -lukujen taitteessa, siis siinä 50-vuotiaana. Hän toimi sitten Kööpenhaminan kuninkaallisen musiikkikorkeakoulun professorina vuoteen 1989.
1989.

Kim Borg Heikki Teittisen kamarikuorossa, maamme ensimmäisessä kamarikuorossa v. 1938.

Laulajapiireissä kerrotaan hänen legendaarisesta kielipoliittisesta lausumastaan: "Tanska ei ole kieli, vaan kurkkusairaus". Viitaten jäljempänä mainittuihin kontakteihini taivaallisiin sfääreihin haluan lisätä, että tanska on enkelten kieli, jota hekin puhuvat yksinomaan sunnuntaisin.

Borg opetti laulu-uralle aikovia omassa televisio-ohjelmassaan Suomessa ja piti eläviä radioesitelmiä laulamisesta. Borg esiintyi ensimmäisenä suomalaisena laulajana New Yorkin Metropolitan-oopperassa, 1959 elostelevana kreivi Almavivana Figaron häissä, baritonina tällä kertaa.

Borg oli myös säveltäjä, mikä muuten selvisi minulle vasta tanskankielisestä* Wikipedista. Teoksiin kuuluvat mm. pasuunakonsertto ja viulukvartetto. Hän oli levyttänyt hyvin paljon DGG:lle eli Die Deutsche Grammophon Gesellschaftille. Nykyään Deutsche Grammophon. DGG perusti 1900 maailman ensimmäisen äänilevytehtaan Hannoveriin.

Miellyttävä, hauska ja fiksu mies, joka halusi alusta alkaen laulajaksi, mutta opiskeli Polilla isänsä toivomuksesta tutkinnon. Ei tainnut tehdä sillä mitään. Hänen äänimateriaalinsa ei alussa tuntunut viitoittavan niin suurta uraa, kuin miksi se sitten muodostui. Kova päämäärätietoinen työ kantoi hedelmää. Hänen Matti-poikansa on (myös) säveltäjä

* Taas yksi syy harjaannuttaa tanskan taitojaan Politikenin ja laulun Der var en skikkelig bondemand lisäksi.

KEVÄTTALVEN TIEDEJYTKY –  PAINOVOIMA-AALTOJEN HAVAITSEMINEN  

Nyt ne vihdoin on suoraan havaittu – painovoima-aallot, tai oikeammin gravitaatioaallot. Yhtenä noin minuutin pihauksena, tai matalana bassoäänenä jossakin kaukana kahden massiivisen (yhteensä n 60 - 90 auringon massaa) mustan aukon törmäyksessä runsaan vuosimiljardin takaa. Havaintolaitteisto , LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory).  Yhdysvaltoihin rakennettu Järjestelmä on valtava: Se koostuu kahdesta 3000 kilometrin pääsäässä toisistaan olevasta L-muotoisesta 4 kilometrin pituisesta tyhjiöputkesta, joihin lähetetään lasersäde, ja niiden välistä interferenssiä havaitaan. Gravitaatioaallon aiheuttama poikkeama putkien pituudessa on joitakin triljoonasosametrejä eli vähemmän kuin vety-ytimen halkaisija.

Havainto oli tehty jo syyskuussa, mutta varmuuteen sen aitoudesta päästiin vasta vajaata puolta vuotta myöhemmin. Laitteiston hinta muuten oli sinä miljardi dollaria, osapuilleen Länsimetron verran, ei siis mikään pieni mutta ei mahdotonkaan summa, ja käyttöhenkilökuntaa tuhat ihmistä.  Intiaan on suunnitteilla kolmas havaintoasema, ja silloin lähde voidaan paikanta Tarkemmin. Sekä Euroopan avaruusjärjestö, ESA että Kiina suunnittelevat 2030-luvulla avaruuteen lähetettävää satelliittien muodostamaa observatoriota. Tämä siis on alku gravitaatioaaltoastronomialle.

11.2.2016 julkisettiin ensimmäinen suora havainto Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian ennustamista painovoima- tai oikeammin gravitaatioaalloista. (Nimityksellä painovoima-aalto on toinen merkitys, hydrodynamiikassa. Erinäisistä syistä fyysikot puhuvat nykyään mieluummin gravitaatiosta kuin painovoimasta, vaikka jälkimmäisessä suomenkielisessä sanassa ei minusta ole vikaa.)  Kiihtyvässä liikkeessä, esim. ympyräliikkeessä oleva kappale lähettää gravitaatiosäteilyä. Tosin hyvin heikkoa: maa, tai oikeammin maan ja auringon muodostama pari noin n 200 watin teholla ja koko aurinkokuntakin osapuilleen 10 kilowatin teholla. Sen verran lähtee lämpösäteilyä yksinomaan tämän kolmikerroksisen talon yhdestä portaasta.

Epäsuorasti painovoima-aallot - käytän mieluiten tätä hieman harhaanjohtavaa mutta suomenkielistä ilmaisua - havaittiin 1974 kahden toisiaan hyvin lähellä olevan neutronitähden säteilyfrekvenssin pienestä muutoksesta. Tutkijat saivat fysiikan Nobel-palkinnon tästä löydöstä 1993. Teoreettisen mekaniikan dosentti ja suhteellisuusteorian tutkija Raimo ” Rami” Keskinen, opettajani aikoinaan teoreettisen fysiikan laitoksella selosti tutkimusta Porthanian yleisöluennolla 1995: muistan vain, että kaikki havainnot sekä arviot kiertonopeudessa ja ratasäteessä oli tehty siinä yhdeksän desimaalin tarkkuudella ja muutokset havaittiin viimeisessä kahdessa. Kohde oli n. 15.000 valovuoden päässä. ”Sen tarkempaa arviota ei voi esittää” totesi Keskinen, kun joku kysyi kohteen tarkkaa etäisyyttä.

WEBERIN SYLINTERI – PAINOVOIMA-AALTOJEN ENSIASKELEET:

70-luvun alussa opiskelin modernin fysiikan alkeita Raimo Keskisen luennoilla Teoreettisen fysiikanlaitoksella. TFL liittyy henkilöhistoriaani myös siten, että laitoksen portaikossa tapasin ensimmäisen kerran tulevan ja sitten entisen puolisoni. Keskinen kertoi paljon Einsteinin yleisestä suhteellisuusteoriasta ja siitä, miten sitä voisi todentaa. Silloin oli vain kaksi suora todistusta: valon taipuminen auringon vetovoimakentässä sekä Merkuriuksen periheliliike, jonka selittäminen loi suhteellisuusteorian.

Merkurius ei tottele Newtonia.

Planeetan rata ei koskaan ole puhdas ellipsi, vasen sen periheli, aurinkoa lähinnä oleva piste siirtyy hitaasti muiden planeettojen vetovoiman vaikutuksesta. Tätä ilmiötä käsittelevää taivaanmekaniikan osa kutsutaan häiriöteoriaksi ( mécanique céleste, théorie des perturbations).  Suurin osa Merkuriuksen periheliliikkeestä (n 1.5 kaariminuuttia vuosisadassa) selittyy planeetan oman pyörimisakselin hitaasta kiertoliikkeestä, lopusta 531 kaarisekunnista vuosisadassa erityisesti Venuksen ja muiden planeettojen aiheuttama häiriö, mutta pieni osa 43 kaarisekuntia jäi selittämättä. Yksi selitys olisi ollut tuntematon pieni planeetta Vulkanus aivan lähellä aurinkoa. Elegantti ratkaisu mutta kovasta yrittämisestä huolimatta planeettaa ei koskaan havaittu.

.

Matemaatikko Henri Poincaré – maan presidentin Raymond Poincarén serkku – arveli syyksi kappaleen massan muutosta eri nopeuksilla. Tältä pohjalta Einstein alkoi luoda yleistä suhteellisuusteoriaansa, jonka hän julkisti vuonna 1916 eli sata vuotta sitten. Itse hän kertoi myöhemmin sydämensä pompahtaneen, kun laskelmat täsmäsivät, ja teoria selitti Merkuriuksen oudon käyttäytymisen.

Suurelle yleisölle varsinainen paukku oli kaukaisesta tähdestä saapuvan valonsäteen taipuminen, 1,75 kaarisekuntia auringon vetovoimakentässä. Tämän havaitsi britti Arthur Eddington kuuluisalla tutkimusmatkallaan 1919. Tähdet piti havaita puolta vuotta aiemmin ja sitten auringonpimennyksen aikaan. Marraskuussa 1919 – kun armeija juhli voitonpäivää -  Einstein, vihollismaan fyysikko kruunattiin Royal Societyssä ja ”Newtonin muotokuva kumarsi hänelle kevyesti seinällä.”

Siitä syntyi suhteellisuusteorian buumi, mutta sitten tutkimus vähitellen laimeni. Saatiin paljon kiehtovaa matematiikkaan, mutta fysiikkaa ei saatu. Paitsi että suhteellisuusteoria piti ottaa huomioon teoreettisen fysiikan varsinaisen kehitysalan, raskaiden hiukkaskiihdyttimien eli synkrotronien rakentamisessa.

Mustat aukot eli singulariteetit

Yksi suhteellisuusteorian seuraus olivat musta aukot, niin tiheät kappaleet että valosäde ei pääse niistä lähtemään. Singulariteetin laski Karl Schwartschild jo 1916. Hyvin eksoottista. Ensimmäinen ehdokas oli 60-luvulla havaittu voimakas röntgenlähde Cygnus X – 1 Joutsenen tähdistössä. Musta aukko itsessään ei säteile mitään, mutta sen ympärillä kiertävä hiukkaspilvi on kiihtyvässä liikkeessä ja lähettää voimakasta röntgensäteilyä. Tätä kutsutaan muuten jarrutussäteilyksi (Brehmstrahlung). Ilmaisu on perusteltui,vaikka hieman hämmentääkin.

Ursa julkaisi 1976 aiheesta Raimo Keskinen ja Heikki Ojan kirjoittaman teoksen Mustaa ukkoa etsimässä. Julkaisutilaisuus Säätytalolla oli varsinainen menestys. Sali ja lehterit olivat aivan täynnä, ja silloin minäkin liityin Ursaan.

Jos löydätte kirjan antikvariaatista, ostakaa se heti!

Erittäin hyvä johdatus suhteellisuusteorian perusteisiin.

1957 amerikkalainen Richard Feynman ja itävaltalais-englantilainen Herman Bondi kirjoittivat gravitaatioaaltojen mahdollisesta havaitsemisesta. 1962 kaksi neuvostutkijaa selvittivät kirjoituksessaan gravitaatioaaltojen havaitsemista interferometrillä.

Weberin sylinteri

Marylandin yliopiston fysiikan professori Joseph Weber (1919 – 2000), merkittävä havainnoitsija ja mas erin ja laserin kehittäjiä rakensi alumiinista 1,8 metriä pitkän ja metrin paksun sylinterin, jolla hän 1968 ilmoittui havainneensa painovoima-aaltoja. Sylinterin päiden havaittava liike olisi ollut samaoin atomiytimen luokkaa. Koetta ei pystytty toistamaan, Weber ei myöntänyt tehneensä virhettä jäi sitten aika lailla sivuraiteelle. Oliko hän vain tulkinnut aineiston väärin vai oliko tietokone-ohjelmassa virhe?

Weber ja sylinteri

Mutta kipinä oli sytytetty. Tähtitieteen perusteiden 1995 laitoksessa Weberin sylinterin lisäksi Max Planck-instituutissa Saksassa oleva 30 pitkä laserinterferometri, jossa valo kulkee 110 kertaa, joten kanta oli 3,3 km. Silläkään ei havaittu mitään. LIGO:n rakentaminen alkoi vuonna 1994. Tulokset saatiin vasta viime syksynä. joten kärsivällisyyttä ja uskoa on tarvittu. 

LIGO:n tuloksen julkistamistilaisuudessa oli läsnä kunniavieraana Weberin leski. Weberiä pidetään osassa gravitaatiotähtitieteen alalla sellaisena perustajaisänä. Uusia tuloksia jouduttaneen kuienkin odottamaan aika pitkään. Aallot ovat niin heikkoja.

Kuluneet sata vuota ovat avanneet monta uutta ikkunaa maailmankaikkeuteen, mm. radio-, infrapuna-  ja röntgenaaltojen kautta.
Linnunrata näyttää aivan erilaiselta riippuen siitä, millä aallonpituudella sitä tutkii!

MARKKU AF HEURLIN
--------
ps. tekstissä saattaa olla joitakin kirjoitusvirheitä erinäisitä tekijöistä johtuneesta kovin  pikaisesta toimitustyöstä. Korjaillaan. JO