Kysymyksiä ja vastauksia LUMA-aiheista

Onko fysiikan kannalta työtä kannatella kirjapinoa?

Hyvä kysymys, joka koskee sitä että fysiikan työ ja arkikielen työ eivät monissa tilanteissa tarkoita samaa asiaa. Fysiikan kannalta kappaleeseen tehdään työtä vain jos sen paikka muuttuu. Esimerkiksi kivilohkareeseen nojailu tai kirjapinon kannattelu ei ole työtä. On myös tilanteita joissa kappaleen paikka muuttuu, mutta ei tehdä työtä. Kirjapinoa voidaan kantaa vakionopeudella vaakatasossa, eikä siihen liity työtä. Kuu kiertää maapalloa lähes ympyräradalla, eikä tähänkään liity työtä.

Kappaleeseen vaikuttavan kokonaisvoiman tekemä työ aiheuttaa mekaanisen energian muutoksen, eli liike-energian tai potentiaalienergian muutoksen. Aiemmissa esimerkeissä ei synny tai häviä kumpaakaan energiamuotoa, joten työtä ei ole tehty.

On kuitenkin päivänselvää, että kirjapinon kannattelu tuntuu työltä ja kirjapinoa kannateltaessa energiaa kuluu enemmän kuin jos ei kannatella kirjapinoa. Tämä energia menee hukkaan ihmisen lihaksissa esim. lämpönenergiana. Hukkaan mennyt energia on hankala laskea, mutta sitä voidaan mitata analysoimalla hengitysilman happi- ja hiilidioksidipitoisuuksia samalla tavalla kuin kuntotesteissä, joissa määritetään esimerkiksi juoksemiseen tai kävelemiseen kulunut energia.

Miikka de Vocht, tohtorikoulutettava
Fysiikan laitos, Helsingin yliopisto

Taannoin löysin tietoa sovelluksista, jotka kykenevät “varastamaan” yksityistä tietoa puhelimesta, kuten esim. kuvia. Onko tämä edes mahdollista? Ja miten ne toimivat? Varastavatko ne tietoa vain kun sovellus on käynnissä? Entä varastavatko ne tietoa kaikilta sovelluksen ladanneilta? Tai entä jos sovellus on ulkomainen, pääseekö se silti puhelimen dataan käsiksi? Ja mihin kuvia ja tiedostoja käytetään yleisimmin. Myös olisi kiva tietää, mitkä Google Playn sovelluksista erityisesti keskittyy kuvien/videoiden varastamiseen.

Jos sovellus pyytää asennettaessa luvan kuviisi, se voi periaatteessa tehdä asennuksen jälkeen kuvillasi mitä vain.

Tämä koskee yhtä lailla kotimaisia ja ulkomaisia sovelluksia, ja pääasiassa kaikkia sovelluksen käyttäjiä. Kaikki muukin data ja puhelimen ominaisuudet, joihin sovellus pyytää oikeudet, toimivat samalla tavalla. Jos sovelluksella on oikeus päästä käsiksi kuviisi, se pääsee käsiksi kaikkeen muuhunkin laitteen muistiin tallennettuun tietoon, koska muistissa itsessään ei ole mitään korvamerkittyä paikkaa tietyille tiedoille, kuten kuville. Puhelimen käyttäjä ei voi luvan antamisen jälkeen tietää, miten sovellus näitä tietoja käyttää.

Pääasiassa sovelluksilla on pääsy laitteen tietoihin vain silloin kun ne ovat käynnissä, mutta monissa sovelluksissa on taustalla pyörivä moodi, joka on sovelluksen toiminnan kannalta erittäin tärkeä – eihän vaikkapa pikaviestistä ole oikeastaan hyötyä, jos se ei tule perille heti. Taustalla pyörivää sovellusta ei enimmäkseen edes huomaa, ja sellainen saattaa olla hankalaa saada edes pois päältä.

Se, että sovelluksella on pääsy johonkin tietoon tai ominaisuuteen, ei välttämättä tarkoita, että sovellus sitä koskaan käyttää. Järkevä ja verraten turvallinen sovellus hakee ja käyttää näitä tietoja vain silloin, kun käyttäjä pyytää tai odottaa sitä sovellukselta, kuten hakiessa puhelimen muistista liitettä sähköpostiin tai sijaintia status-päivitykseen. Kuitenkin käyttäjän antamat oikeudet “turvalliselle” sovellukselle voivat olla täsmälleen samat kuin pahantahtoiselle sovellukselle, joka vaikkapa jakaa käyttäjän tietoja ulkopuolisille tahoille.

Monet sovellusten pyytämistä oikeuksista ovat välttämättömiä sovelluksen toiminnan kannalta.

Jos haluat jakaa laitteeltasi kuvan Facebookissa, täytyy sovelluksen päästä käsiksi laitteeseen tallennettuihin tiedostoihin. Jos haluat käyttää karttasovellusta, sovelluksen täytyy selvittää fyysinen sijaintisi, mihin se yleensä tarvitsee GPS-paikannuksen ja langattomien internet-yhteyksien tiedot.

Valitettavasti listat sovellusten pyytämistä oikeuksista ovat useimmiten melko pitkiä ja oikeuksien todellista tarvetta tai käyttökohdetta on hankala keksiä.

Sovellukset eivät myöskään voi pyytää kovinkaan tarkkoja oikeuksia; esimerkiksi Facebook-ohjelma tarvitsee tietoja omasta käyttäjätunnuksestaan, mutta samalla se saa oikeudet kaikkiin puhelimelle tallennettuihin tunnuksiin, kuten sähköpostiin. Valitettavasti vain harva tekijä selittää sovelluksen kuvauksessaan mihin mitäkin lupaa tarvitaan.

Luotettavien sovellusten valinnassa auttaa arvostelujen ja foorumien lukeminen aiheesta, mutta nyrkkisääntönä voi pitää sovelluksen saavuttaman yleisön laajuutta.

Mitä enemmän käyttäjiä, sitä enemmän sovelluksen kehittäjällä on oikeuksien väärinkäytön kanssa hävittävää, ja sitä todennäköisemmin väärinkäyttö myös paljastuu. Toisaalta mikä tahansa sovelluskehittäjä voi jossakin vaiheessa tehdä virheitä, esimerkiksi vuotaa käyttäjien tietoja ulkopuolisille.

Käyttäjä ei voi myöskään koskaan olla varma, mitä sovelluskehittäjät tulevat tekemään tulevaisuudessa nyt keräämällään datalla.

Sovelluksia päivittäessä kannattaa myös olla tarkkana, koska uudet ominaisuudet tuovat usein mukanaan uusia vaatimuksia käyttäjän tietoihin pääsystä.

Mobiilisovellusten käyttäjän kädet ovat siis suhteellisen sidotut tässä asiassa.

Jos sovelluksia haluaa käyttää, altistaa itsensä väistämättä tietojensa päätymiselle vääriin käsiin. Jos kuitenkin haluaa tietojensa olevan mahdollisimman varmasti turvassa, tiedot voi salata tai oikeuksien hallintaa voi tarkentaa käyttämällä jonkinlaista palomuuri-sovellusta.

Jälkimmäiset yleensä vaativat pääkäyttäjän oikeudet, mikä on jo vaativampi toimenpide useimmissa puhelinmalleissa, ja saattaa olla vastoin puhelimen takuusopimusta. Kaikkein tietoturvallisin vaihtoehto on tietysti jättää sovellukset ja mieluiten koko puhelin kauppaan.

Virpi Sumu
Tietojenkäsittelytieteen laitos, Helsingin yliopisto

Vastauksen kokoamisessa on konsultoitu laitoksen henkilökuntaa ja opiskelijoita.

Tänään kuudennen luokan fyken tunnilla opiskelimme tupakkaan ja nuuskaan liittyviä asioita mm. niiden terveysvaikutuksia. Yksi urheilijapojista kysyi: “Entä nenänuuska, onko se vaarallista?” Minulle nenänuuska on varsin vieras asia. Netistä sain selville, että se on kuivaa nuuskaa, jota vedetään nenään. Onko nenänuuska kemiallisesti samaa ainetta kuin nuuska? Sisältääkö se samoja terveydelle haitallisia aineita kuin ns. tavallinen suuhun laitettava nuuska? Miten nenänuuska vaikuttaa terveyteen? Nenän limakalvoja varmaankin vaurioittaa. Entä sydämen sykkeen nousu, suorituskyvyn heikkeneminen, syöpäriski, sydän- ja verisuonitaudit, jne.? Netissä mainittiin, että nenänuuskan myyntiä ei ole Suomessa kielletty. Pitääkö tämä tieto paikkansa?

Nenänuuska tehdään tupakkakasvista, kuten suussa käytettävä nuuska. Myös käytetyt lisäaineet ovat pitkälti samoja.

Lähtökohtaisesti eri nuuskatyypit ovat lähellä toisiaan ja sisältävät samoja haitallisia aineita. Valmistusprosessi kuitenkin vaikuttaa siihen, mikä tuotteiden lopullinen koostumus on. Yksikään nuuskatyyppi ei ole terveydelle haitaton.

Nimenomaisesti nenänuuskan käytöstä johtuvia terveyshaittoja on tutkittu vähän, koska sen käyttö on monessa maassa vähäistä tai olematonta.

Nuuskan ja vielä eri nuuskatyyppien haittojen tutkimista vaikeuttaa käytännössä myös se, että nuuskaajilla on usein myös tupakointitaustaa tai he tupakoivat silloin tällöin tai säännöllisesti nuuskaamisen ohella – elimistössä voi olla jo tupakoinnista aiheutuneita haittoja. Nenänuuska on jauhomaista, mutta jauhomaista nuuskaa käytetään joillakin alueilla myös suussa, joten jauhomaisen nuuskan haittojakaan koskevia ei voida suoraan yleistää nenänuuskan käytöstä johtuviksi.

On kuitenkin joitakin tutkimuksia, joissa on osoitettu nimenomaan nenänuuskan ja syöpäriskin yhteys.

Kyseessä ovat olleet syövät suuontelossa ja ruokatorvessa. Muista nimenomaan nenänuuskaan liittyvistä haitoista on vähän tutkimusta. Voidaan kuitenkin olettaa, että suuri osa niistä haitoista, joihin nuuskaamisen yleisesti on osoitettu olevan yhteydessä, ovat todennäköisiä myös nenänuuskan käytölle. Johtuen käyttötavasta, nenänuuskan akuutti rasitus kohdistuu nimenomaan nenän ja nielun limakalvoille, jotka ärtyvät ja voivat pidempiaikaisessa käytössä myös vaurioitua.

Nuuskassa on yleisesti myös enemmän nikotiinia kuin savukkeissa ja nikotiinipitoisuus veressä säilyy nuuskaamisen jälkeen pitkään korkeana. Nuuska aiheuttaa siksi voimakkaan riippuvuuden. Yleisimpiä vieroitusoireita ovat muun muassa ärtyisyys, kärsimättömyys, keskittymis- ja univaikeudet ja lisääntynyt ruokahalu ja makeanhimo. Nikotiini nostaa myös tilapäisesti sykettä ja vaikuttaa verisuonten ja sydänlihaksen supistumiseen.

Nenänuuskan myyntiä ei ole Suomessa kielletty. Suomen tupakkalakiin on kirjattu ”Suussa käytettäväksi tarkoitettua tupakkaa ei saa maahantuoda, myydä tai muutoin luovuttaa. Maahantuontikielto koskee myös suussa käytettäväksi tarkoitetun tupakan hankkimista ja vastaanottamista postitse tai muulla vastaavalla tavalla Suomen ulkopuolelta. Yksityishenkilö saa kuitenkin omaa henkilökohtaista käyttöään varten tuoda maahan suussa käytettäväksi tarkoitettua tupakkaa matkatavarana mukanaan enintään 30 rasiaa edellyttäen, että rasia sisältää enintään 50 grammaa mainittua tupakkaa”. Tuon “suussa käytettäväksi tarkoitettua” -kirjauksen takia nenänuuska jää tällä hetkellä myyntikiellon ulkopuolelle.

Tupakkalakia tullaan lähivuosina uudistamaan ja nuuskatuotteiden laajentuva kirjo saadaan toivottavasti huomioitua myös lakia uudistettaessa.

Lisätietoja eri nuuskatyypeistä löytyy esimerkiksi tästä raportista.

Hanna Ollila, asiantuntija
Terveyden- ja hyvinvoinnin laitos

Onko paristoista vuotanut aine syövyttävää kuivuttuaan? Ja, jos esim. paristo on ollut vuotaessaan muiden tavaroiden seassa, niin miten tulee toimia muiden tavaroiden kanssa? Onko paristojen vuoto aina valkoista ja siis ruskea jälki pariston päässä vain ruostetta?

Yleisimmät paristot eli alkaliparistot voivat ajan myötä vuotaa kaliumhydroksidia, joka on vahvasti emäksisenä syövyttävää. Paristojen päässä oleva ruskea jälki viittaa ruosteeseen, kaliumhydroksidi on kuivuttuaan valkoista. Paristojen vuotamista voi estää poistamalla paristot laitteesta siksi aikaa kun sitä ei käytetä, käyttämällä vain saman tyyppisiä paristoja kerrallaan ja vaihtamalla kaikki paristot samaan aikaan.

Kaliumhydroksidi voi aiheuttaa hengitys-, iho- tai silmä-ärsytystä. Vuodolle altistunutta ihoa tulee huuhdella välittömästi runsaalla vedellä n. 15–30 minuutin ajan. Mikäli ärsytys ei lakkaa, on syytä olla yhteydessä lääkäriin. Tila, jossa vuotaneita paristoja on käsitelty, on hyvä tuulettaa huolellisesti.

Laitteeseen tai muihin tavaroihin vuotanutta kaliumhydroksidia voi yrittää puhdistaa varovaisesti happamalla liuoksella, esimerkiksi sitruunamehulla tai etikalla. Puhdistusvaiheessa ja muutoinkin aina vuotaneita paristoja käsiteltäessä on syytä käyttää muovikäsineitä.

Vuotaneet paristot on hyvä pakata kierrätystä varten pieneen muovipussiin, esimerkiksi vanhaan leipäpussiin, jossa ne voi palauttaa paristoja myyvistä liikkeistä löytyviin keräysastioihin.

Lisätietoja: www.paristokierratys.fi.

Liisa-Marie Santakoski, Managing Director 
Recser Oy

Mitä lämpö on? Joissakin oppikirjoissa sanotaan, että lämpö on nimi prosessille, jossa energiaa siirtyy kappaleiden välillä lämpötilaeron vuoksi ja toiset oppikirjat taas väittävät, että lämpö on siirtyvää energiaa kahden eri lämpötilassa olevan kappaleen välillä. Kumpi lämmön määritelmä on oikein?

Lämpö on energiaa, joka esiintyy lämpöliikkeenä tai lämpösäteilynä.

Koulufysiikan kannalta oppikirjojesi mainitsemat määritelmät ovat kuitenkin paljon hyödyllisempiä, sillä lämpöä on kätevintä mitata juuri lämpötilan muutosten ja lämmönsiirtoprosessien kautta. Esimerkiksi veden tapauksessa lämpöenergian muutos voidaan mitata siten että eristettyyn vesiastiaan upotetaan sähkövastus, jonka teho kerrottuna ajalla kertoo siirtyneen lämmön määrän. Mittauksessa huomataan että tietyn vesimäärän lämmittäminen asteella sitoo aina saman määrän lämpöä (4182 joulea per kilo). Veden saavuttaessa kiehumispisteen lämpötila ei enää muutukaan, ja sähkövastuksen lämpöenergia kuluu veden olomuodon muutokseen.

Molemmat oppikirjasi määritelmät ovat periaatteessa oikeassa, ja niiden sisältökin on suhteellisen samanlainen. Olennaista on siis että lämpöä siirtyy jos kappaleiden välillä on lämpötilaero. Kumpikaan mainitsemistasi määritelmistäsi ei ole kuitenkaan kattava, koska lämpö on niin laaja käsite ja sen perusteelliseen ymmärtämiseen tarvitaan myös paljon muuta.

Toinen tärkeä lämpöön liittyvä periaate on tasapaino. Esimerkiksi Maapallo hakee koko ajan tasapainotilaa, jossa Auringosta tuleva ja Maapallolta avaruuteen haihtuva lämpö olisivat yhtäsuuret. Kasvihuoneilmiön voimistumisen takia ilmakehään sitoutuu kuitenkin enemmän lämpöä kuin avaruuteen haihtuu, ja siksi Maapallon keskilämpötila nousee.

Kannattaa muistaa että lämpö ei ole sama asia kuin lämpöliike. Lämpöliike selittää esimerkiksi lämpölaajenemisen. Lämpöliike ilmenee kaoottisen värinänä tai kaasun tapauksessa hiukkasten nopeusjakaumana. Jos kappale voitaisiin jäähdyttää absoluuttiseen nollapisteeseen sen lämpöliike lakkaisi kokonaan.

Muita hyviä lämpöön liittyviä kysymyksiä ovat: Miksi metallinen löylykauha tuntuu lämpimämmältä kuin puinen? Miksi palomiehillä on niin paljon vaatteita päällä? Mihin lämpökameran toiminta perustuu? Miten määrittää avaruuden lämpötila? Miksi ihminen hikoilee?

Miikka de Vocht, tohtorikoulutettava
Fysiikan laitos, Helsingin yliopisto

Minkä takia elektroniaffiniteetti on toisilla atomeilla positiivinen (esim. Mg +14) ja toisilla negatiivinen (esim. Cl −349)? Ionisaatioenergia kun on aina positiivinen, vaikka tilanne on melkein sama, mutta päinvastainen.

Määritellään aluksi lyhyesti kysymyksessä esiintyvät käsitteet:

Ionisaatioenergiaksi kutsutaan energiamäärää, joka tarvitaan irrottamaan neutraalin atomin uloin (eli korkeimmalla energiatilalla oleva) elektroni. Koska neutraalin perustilallaan olevan atomin elektronikonfiguraatio vastaa energian minimiä, on systeemiin tuotava energiaa elektronin irrottamiseksi ja siten ionisaatioenergia on aina positiivinen.

Voidaan sanoa, että ionisaatioenergia mittaa neutraalin atomin vastusta elektronin menettämiselle. Jaksollisessa järjestelmässä ionisaatioenergiat kasvavat siirryttäessä riveillä vasemmalta oikealle ja sarakkeessa alhaalta yläspäin.

Pienimmät ionisaatioenergiat ovat alkalimetalleilla, jotka helposti luopuvat yksinäisestä valenssielektronistaan.

Elektroniaffiniteetti on energiamäärä, joka vapautuu, kun neutraali atomi vastaanottaa elektronin ja muodostaa negatiivisesti varatun ionin. Jaksollisessa järjestelmässä elektroniaffiniteetti kasvaa siirryttäessä riveillä vasemmalta oikealle ja sarakkeessa ylhäältä alaspäin.

Tyypillisiä esimerkkejä suuren elektroniaffiniteetin alkuaineista ovat halogeenit, jotka yhden elektronin vastaanottamalla saavuttavat energeettisesti edullisen jalokaasuja vastaavan elektronikonfiguraation. Koska energiaa tässä prosessissa yleensä vapautuu, on elektroniaffiniteetti yleensä negatiivinen.

Nyt voimme siirtyä varsinaiseen kysymykseen, eli miksi elektroniaffiniteetin etumerkki joskus muuttuu? Positiivinen elektroniaffiniteetti tarkoittaa sitä, että negatiivisen ionin muodostaminen ei ole atomille energeettisesti edullista, eikä näin ollen vapauta vaan vaatii energiaa.

Eräillä aineilla, kuten heliumilla, berylliumilla, typellä ja kysymyksessä mainitulla magnesiumilla perustilaa vastaava elektronikonfiguraatio on poikkeuksellisen stabiili, eikä uuden elektronin vastaanottamisesta ole energeettistä hyötyä, vaan negatiivisen ionin muodostaminen vaatii energiaa ja aineiden elektroniaffiniteetti on etumerkiltään positiivinen.

Vaikka positiivisen ja negatiivisen ionin muodostuminen ovat varauksen siirtymisen kannalta toisilleen käänteisiä prosesseja, ne eivät atomien energetiikan kannalta sitä yleensä ole. Tämän näkee jo siitäkin, että elektroniaffiniteetit ovat tyypillisesti itseisarvoltaan pienempiä kuin ionisaatioenergiat. Tämän seurauksena ruokasuolan (NaCl) muodostumisessa elektronin irrottaminen natriumista vaatii enemmän energiaa kuin kloori antaa elektronin vastaanottaessaan.

Miten NaCl molekyylin ionisidos sitten muodostuu? Puuttuvan energian antaa varattujen Na⁺ ja Cl⁻ -ionien välinen sähköinen vuorovaikutus.

Kimmo Tuominen, yliopistonlehtori
Fysiikan laitos, Helsingin yliopisto

Vaikuttaako paineen muutos metallien sulamispisteeseen kuinka paljon vai ei ollenkaan?

Kyllä paineella on vaikutusta monen metallin kohdalla. Esimerkiksi alumiinin, kuparin ja nikkelin sulaminen vaatii korkeassa paineessa huomattavasti korkeamman lämpötilan kuin alhaisessa paineessa. Sen sijaan esimerkiksi volframilla, tantaalilla ja molybdeenillä paineen merkitys on vähäisempi. Lisätietoa paineen vaikutuksesta mm. raudan sulamispisteeseen.

Pentti Hölttä, vanhempi tutkija
Geologian tutkimuskeskus

5.-luokan fysiikan kirjassa sanotaan, että atomit ovat värittömiä. Miten tämä on mahdollista? Eikö kaikella ole jokin väri?

Hauska kysymys, jota voisi pohtia vaikka kuinka monelta kantilta!

Atomit eivät ole minkään värisiä, koska ne ovat niin pieniä ettei niitä voi nähdä. Ja kun sanon että atomeita ei voi nähdä, niitä ei ihan oikeasti voi nähdä, vaikka otetaan miten voimakas valon avulla toimiva mikroskooppi. Näkeminen yleensä ja myös värien näkeminen perustuu sille että valoaallot ”kimpoavat” kappaleiden pinnasta ihmisen silmään. Atomin tapauksessa ongelma on se, että atomit ovat liian pieniä, jotta valoaallot voisivat ”kimmota” selkeästi atomin yksityiskohdista. Atomin rakennetta ei siis voi tarkastella valon avulla.

Sopivassa tapauksessa elektroni saattaa kuitenkin värähdellä valoaallon vaikutuksesta, siten että elektroni synnyttää uuden valoaallon. Uusi valoaalto voidaan havaita ja sillä on jokin väri. Tutkimalla sitä mitä värejä tai aallonpituuksia atomit lähettävät saadaan tietoa niiden rakenteesta. Atomit voivat kuitenkin värähdellä monilla eri tavoilla riippuen siitä minkälainen valoaalto niihin osuu ja siitä minkälaisessa molekyylissä, sidoksessa tai järjestyksessä ne ovat muiden atomien kanssa. Värit syntyvät kun suuri joukko valoaaltoja on tekemissä suuren atomijoukon kanssa esimerkiksi jonkun kappaleen pinnalla.

Yksi hyvä esimerkki värien monimutkaisesta syntymisestä on alkuaine seleeni. Seleeni voi esiintyä ainakin kolmessa eri muodossa, joista jokaisessa atomit ovat eri järjestyksessä ja jokainen muoto on siksi erivärinen; yksi muoto on harmaa, yksi punertava ja yksi metallinen. Toinen esimerkki on veren rauta, joka värjää veren punaiseksi. Pienissä määrissä rauta näyttää punaiselta. Rauta- tai seleeniatomeita ei kuitenkaan voida katsoa eikä niillä ole väriä.

Yksi pienimmistä asioista joita näkyvällä valolla vielä voidaan havaita ovat virukset. Tätä pienempiä asioita pitää havaita laitteilla, jotka perustuvat esimerkiksi ultraviolettivaloon, röntgensäteisiin tai korkeaenergisiin elektroneihin.

Miikka de Vocht, tohtorikoulutettava
Fysiikan laitos, Helsingin yliopisto

Mitä maailmankaikkeus oikein on? Jos alkuräjähdysteoria onkin vain ihmisen mielipide, entä jos toinen sivilisaatio ajattelisi toisin. Voisiko koko maailmankaikkeus olla vain jonkun oikein viisaan ryhmän kehittämä virtuaalikupla, vähän niin kuin meidän tietokoneverkko? Ja elämä olisi vain heidän luoma tekoälynsä? Voisiko mikä tahansa oikeastaan olla mahdollista?

Niin, mikä maailmankaikkeus oikein on? Platonin ajoista saakka on kiistelty siitä, onko kaikki pohjimmiltaan ainetta vaiko ajatusta, ja yksimielisyyttä ei ole löytynyt. Puhtaat materialistit (kuten mainio tietokirjailija ja huippututkija Kari Enqvist) ajattelevat, että kaikki on pohjimmiltaan vain hiukkasten liikettä, kvarkkien tanssia. Idealistit taas uskovat, että maailma on jotain ihan muuta, ei-aineellista – vaikkapa Jumalan unta.

Tässä maailmassa meidän täytyy kuitenkin luottaa havaintoihimme, aisteihimme ja järkeemme.

Esimerkiksi alkuräjähdysteoria perustuu tiukasti havaintoihin, ja voinemme olettaa, että jossain muualla olevat älykkäät olennot tekisivät samanlaisia havaintoja kosmoksesta kuin mekin, ja lopulta hekin päätyisivät samanlaisiin selityksiin. Ovathan luonnonlait ja muut säännöt samoja kaikkialla ja kaikkina aikoina, kuten voimme eri tavoin havaita.

Yksi moderni versio idealismista on sitten ajatus, että elämmekin virtuaalitodellisuudessa, jonka joku superäly on luonut.

Tätä ajatusta on erityisesti kehitellyt Oxfordin yliopistossa toimiva filosofi Nick Bostrom, jonka mielestä on “lähes varmaa”, että me todellakin elämme simulaatiossa. (Verkosta löytyy runsaasti hänen englanninkielisiä kirjoituksiaan.) Lienee tuskin tarpeellista sanoa, että kaikki eivät ole yhtä mieltä hänen kanssaan.

Esko Valtaoja, professori
Fysiikan ja tähtitieteen laitos, Turun yliopisto

Mistä fissioreaktorissa reaktion käynnistävät neutronit käytännössä saadaan?

Fissioreaktio voidaan saada aikaan, kun riittävän paljon radioaktiivista ainetta on riittävän pienellä alueella. Tämä johtuu siitä, että jokaisessa fissioreaktiossa vapautuu neutroneita. Reaktion tuotteissa on yhteensä vähemmän neutroneita kuin lähteessä. Vapautuneet neutronit voivat stimuloivat uusia reaktioita, mikäli niiden nopeus on sopivalla alueella. Hallitsematon reaktio ei tietenkään ole ydinvoimalassa toivottu, joten reaktion neutronien määrää säädellään monella tavalla.

Kun fissioreaktoria ollaan käynnistämässä on sen keskelle laitettu suhteellisen pieni neutronisäteilylähde, joka on käytännössä jotain radioaktiivista ainetta. Reaktorissa on myös tankoja, jotka on tehty neutroneja absorvoivasta aineesta. Nämä estävät aluksi reaktion syntymisen. Radioaktiiviseen materiaaliin voidaan päästää lisää neutroneita, vetämällä tankoja kauemmas keskustasta. Sopivissa olosuhteissa reaktio käynnistyy säteilylähteen vaikutuksesta. Käynnistyksen jälkeen reaktiota säädellään edelleen paineen, lämpötilan ja neutroneita absorboivien aineiden avulla.

Miikka de Vocht, tohtorikoulutettava
Fysiikan laitos, Helsingin yliopisto