Suurta huomiota aikoinaan herättänyt kaaoksen ja kompleksisuuden teoria on viime vuosina yhdistetty suuraineistoon (Big Data). Ensimmäistä kertaa on voitu tutkia laajalla aineistolla, miten suurkaupungit ja yhtiöt kehittyvät ajan mittaan.
Fyysikko Geoffrey West on työtovereineen löytänyt näistä ilmiöistä hämmästyttäviä säännönmukaisuuksia. On syntymässä suurkaupunkien ja yhtiöiden matemaattinen teoria.
Skaala vastaa moniin tärkeisiin kysymyksiin, kuten miksi suurkaupungit ovat niin pitkäikäisiä, mutta yhtiöt eivät, miksi suurkaupungit näyttävät kasvavan rajatta ja ovat kohta planeettamme näkyvin ihmisen aikaansaannos, sekä miten suurkaupunkien teorialla voidaan ohjata ihmiskunnan tulevaisuutta.
Ilmestyy syyskuussa 2017.
***
Richard A. Muller, Nyt, Ajan fysiikka, suom. Kimmo Pietiläinen, ISBN 978-952-5607-81-0, 340 sivua, € 40,00.

Miksi hetki nyt on niin vaikeasti määritettävä? Miksei ajattelumme ei saa siitä otetta?
Tässä teoksessa tunnettu hiukkasfyysikko pohtii vuosien mittaan esitettyjä käsityksiä ajasta ja sen kulusta ja päätyy omaan teoriaansa.
Suuri alkuräjähdys olikin 4-ulotteinen ja avaruuden ohella se loi ajan. Hetki nyt on laajenevan aika-avaruuden aika-ulottuuden eturintama. Aika kulkee, koska koko ajan syntyy uutta aikaa.
Ilmestyy syyskuussa 2017.
***
BIOLOGIA
Frans de Waal, Olemmeko riittävän älykkäitä huomaamaan, miten älykkäitä eläimet ovat, suom. Juha Pietiläinen, ISBN 978-952-5697-83-4, 250 sivua, ovh. € 40,00.

Frans de Waal, Kuva: Catherine Marin, Wikimedia Commons.

Kädellisten tutkija Frans de Waal kerää tässä teoksessa tutkimustiedon eläinten älykkäästä käyttäytymisestä.
Osoittautuu, että älykkyys ei ole ihmisen erottava ominaisuus, vaan eläimet toimivat omissa ympäristöissään tavoilla, joiden paras selitys on älykkyys.
Frans de Waalin mielestä on aika arvioida eläinten älykkyys uudelleen ja luopua ennakkoluuloihimme perustuneesta virheellisestä ylimielestämme tässä asiassa.
Ilmestyy lokakuussa 2017.
***
YHTEISKUNNALLISIA VINOUTUMIA
Daniel Levitin, Valheiden käsikirja, Miten ajatella kriittisesti totuuden jälkeisenä aikana, suom. Kimmo Pietiläinen, ISBN 978-952-5697-83-4, 250 sivua, ovh. € 40,00.

Daniel Levitin, kuva: ©Peter Prato

Maailma on yhtäkkiä havahtunut vaihtoehtoisiin totuuksiin, valeuutisiin, disinformaatioon ja monenlaisiin muihin laajamittaisen valehtelun muotoihin.
Valheiden käsikirja opastaa arvioimaan arkielämässä päivittäin eteen tulevia “tietoja” ja “totuuksia” ja auttaa seulomaan varsinaisen tiedon kaikesta muusta monesta suunnasta tulevasta. Daniel Levitinin hauskasti esittelemät valheenpaljastusvälineet ovat yksinkertaisia, ne ulottuvat logiikasta aritmetiikkaan ja jokainen osaa käyttää niitä.
Daniel Levitin on McGill Universityssä, Montrealissa työskentelevä psykologian professori.
Ilmestynyt syyskuussa 2017. Lue lisää kirjan sivulta.
***
Cathy O’Neil, Matikkatuhoaseet, Miten suuraineisto lisää eriarvoisuutta ja uhkaa demokratiaa, suom. Kimmo Pietiläinen, ISBN 978-952-5687-82-7, 232 sivua, ovh. € 40,00.

Cathy O’Neil, Kuva: Laura McHugh, CC BY-ND 2.0

Matemaatikko Cathy O’Neil on perehtynyt liike-elämän tapaan käyttää vapaaehtoisesti tai muuten antamaamme yksityis- ja henkilökohtaista aineistoamme myös meitä vastaan.
Valtavien aineistojen keruu on mahdollistanut äärimmäisen henkilökohtaisen vaalimainonnan kohdistamisen, vakuutuksen myynnin riskien minimoinnin, työntekijöiden tekemän työn arvioinnin, korkeakoulujen maailmanlaajuisen luokittelun ja paljon muuta. On syntynyt matemaattisiin algoritmeihin perustuvia matikkatuhoaseita ja niitä voidaan käyttää demokratiaa vastaan. Tulokset eivät ole kaikille myönteisiä.
Cathy O’Neil pääsi äskettäin arvostetun Politico-lehden 50 Amerikan politiikkaa järisyttävän ajatuksen ja ajattelijan listalle.

Ilmestynyt syyskuussa 2017. Lue lisää kirjan sivulta.
***
Tom Nichols, Asiantuntemuksen kuolema, Vakiintuneen tiedon vastainen kampanja ja miksi se on tärkeä, suom. Kimmo Pietiläinen, ISBN978-952-5697-86-5, 250 sivua, ovh. € 40,00.
Teknologian kehityksen ansiosta informaatiota on nyt enemmän ja helpommin tarjolla kuin koskaan. Se ei kuitenkaan ole johtanut uudenlaiseen valistuksen aikaan. Päin vastoin.
Valtio-opin tutkija ja Yhdysvaltain Venäjän suhteiden asiantuntija Tom Nichols kertoo tässä teoksessa, miten perinteinen asiantuntemus on syrjäytetty ja miten on yleisesti alettu ajatella, että kaikki mielipiteet, ajatukset ja totuudet ovat samanarvoisia.
Paradoksaalisesti informaation lisääntynyt demokraattinen leviäminen ei ole tuottanut aikaisempaa oppineempaa kansaa, vaan huonosti informoitujen ja vihaisten kansalaisten joukkoja.
Tom Nichols pääsi äskettäin arvostetun Politico-lehden 50 Amerikan politiikkaa järisyttävän ajatuksen ja ajattelijan listalle.
Ilmestyyy lokakuussa 2017.
****
Adam Alter, Vastustamaton, miksemme pysty lopettamaan tsekkausta, skrollausta, klikkausta ja seuraamista, suom. Kimmo Pietiläinen, ISBN 978-952-5697-85-8, 340 sivua, ovh. € 40,00.

Adam Alter, kuva: John Fitzgerald.

Tämä teos paljastaa sosiaalisen median ja digitaalisen maailman pimeän puolen. Ne ovat äärimmäisen koukuttavia ja ne aiheuttavat päihdeaddiktioon verrattavia riippuvuuksia.
New York Universityn Stern-liikkeenjohdonkoulussa työskentelevä psykologian professori Adam Alter kertoo, miten nämä käyttäytymisaddiktiot syntyvät, kuinka yleisiä ne ovat, miten digimaailma on tarkoituksellisesti suunniteltu tuottamaan niitä ja miksi ne ovat vaarallisia.
Sosiaalisen median käyttäytymisaddiktiot poikkeavat aikaisemmista riippuvuuksista siinä mielessä, että ne ovat ympäristössämme pysyvästi.
Ilmestyy lokakuussa 2017.
***
LISÄTIETOJA: KIMMO PIETILÄINEN
puh. 050-433 8035
kimmo.pietilainen@terracognita.fi
Tallenna
Tallenna
Tallenna
Tallenna

The post Syksyn 2017 uutuudet appeared first on Terra Cognita.

Tästä syystä sitä kutsutaan pimeäksi aineeksi, eikä sitä voi nähdä suoraan edes parhailla kaukoputkilla. Ainoat vuorovaikutukset, jotka pimeä aine kokee on painovoima ja heikko ydinvoima. Miten pimeän aineen olemassaolo tiedetään?
Kysymykseen vastaamiseksi on perehdyttävä hieman Albert Einsteinin yleiseen suhteellisuusteoriaan ja erityisesti teorian gravitaatiolinsseiksi kutsuttuun seuraukseen.
Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian mukaan massa taivuttaa avaruutta. Esimerkiksi maapallon massa aiheuttaa avaruuteen ”kuopan”, jonka ”reunoja” pitkin kuu ja satelliitit päätyvät kiertämään.

Massiivinen kappale saa avaruuden taipumaan. Kuva: NASA.

Kun avaruus taipuu, myös siinä kulkevat valonsäteet taipuvat. Ensi kerran taipuminen havaittiin vuonna 1915, kun tutkijat mittasivat auringonpimennyksen aikana kuinka paljon Aurinko taivuttaa sen takaa tulevaa valoa. Tulos oli merkittävä vahvistus Einsteinin samana vuonna julkaisemalle yleiselle suhteellisuusteorialle.

Mitä suurempi massa, sitä suuremman linssivaikutuksen se aiheuttaa. Elokuvassa Interstellar nähdään hätkähdyttäviä tietokoneella luotuja kuvia mustan aukon läheisyydestä, joissa musta aukkko taivuttaa sen takaa tulevaa valoa.
Kuvat perustuvat todelliseen fysiikkaan ja niitä oli luomassa muun muassa kuuluisa mustien aukkojen grand old man Kip Thorne. Ryhmä päätyi mallintamaan valon käyttäytymistä mustan aukon läheisyydessä uudella tavalla ja he julkaisivat tuloksista jopa tieteellisen artikkelin American Journal of Physics -julkaisussa.

Oheisessa suomeksi tekstitetysssä videossa summataan Thornen ja kumppanien artikkelin tulokset ja se sisältää erinomaisen havainnollistuksen mustan aukon gravitaatiolinssistä.

 

 

Gravitaatiolinssit ovat yksi pimeän aineen vahvimmista todisteista.

Kun galaksien takana olevista kaukaisista kappaleista tulee valoa, edessä olevan galaksin massa saa sen taipumaan. Tästä syystä galaksi vääristää takanaan olevan maailmankaikkeuden kuvan. Yleinen suhteellisuusteoria antaa tarkan ennusteen valon taipumiselle gravitaatiolinssissä, kun linssin synnyttävän kappaleen massa tiedetään.

Gravitaatiolinssin toimintaperiaate. Kuva ei ole millään lailla mittakaavassa. Keskellä olevan galaksijoukon massa taivuttaa avaruutta, minkä seurauksena joukon takana olevasta galaksista tuleva valo taipuu avaruuden mukana. Syntynyt maassa näkyvä kuva on useimmiten vääristynyt ja moninkertaistunut. Kuva: NASA.

Hämmästyttävä asia on, että galaksit ja galaksijoukot taivuttavat valoa enemmän kuin niiden pitäisi pelkän tähdissä ja vastaavissa olevan massansa perusteella. Galaksit ja galaksijoukot sisältävät suurin piirtein kuusi kertaa enemmän massaa kuin niissä olevilla näkyvillä kappaleilla voidaan selittää.
Tämä ylimääräinen massa on peräisin pimeästä aineesta. Pimeä aine muodostaa myös yksittäisiin galakseihin massiivisen galaktisen halon, joka muun muassa saa galaksien ulko-osat pyörimään nopeammin kuin ne pyörisivät ilman pimeää ainetta.

Gravitaatiolinssi-ilmiön avulla määritetty massajakauma galaksijoukossa CL0024+1654. Vuorenhuiput ovat yksittäisten galaksien massakeskittymiä, keskellä oleva iso kukkula on pimeää ainetta, jota on suurin osa galaksijoukon massasta. Kuva perustuu Hubble-teleskoopilla kerättyyn dataan. Kuva: Greg Kochanski, Ian Dell’Antonio, and Tony Tyson (Bell Labs).

Mitä pimeä aine sitten on? Tällä hetkellä suurinta kannatusta nauttiva hypoteesi on heikosti vuorovaikuttavat massiiviset hiukkaset eli WIMPit (Weakly Interacting Massive Particle). Ne ovat hiukkasia, jotka nimensä mukaisesti vuorovaikuttavat vain painovoiman sekä heikon ydinvoiman kautta.
Koska ne eivät vuorovaikuta muilla tavoilla, niiden havaitseminen on äärimmäisen vaikeaa. Useita kokeita niiden löytämiseksi on käynnissä, mutta toistaiseksi varmoja tuloksia ei ole.

Lisää hienoja mustien aukkojen gravitaatiolinssin visualisointeja täällä.

Teksti: Juha Pietiläinen

The post Kateissa: Maailmankaikkeuden massa appeared first on Terra Cognita.