Avaruus.fi - keskustelualue

Ilta-Sanomissa on (varmasti hyvinkin popularisoitu) artikkeli Universumista löytyi uusi arvoituksellinen mega�rakenne, jota siellä ei pitäisi olla.

Noin 40 vuotta sitten sain tietää käsitteen avaruuden kaarevuus. Minulle syntyi mielikuva, mitä se tarkoittaa. Voisin kuvailla sitä kolmiulotteisuuden laajentamisena useampiulotteiseksi avaruudeksi. Nyttemmin olen saanut tietää, että termi avaruuden kaarevuus tarkoittaa ihan muuta.

Ja tämä lehtiartikkeli luon uudelleen mielikuvan avaruuden kaarevuudesta. Mielenkiinnolla haluan ottaa selville lisää tietoa.

Avaruus ei ole millään tavalla kaareva, eikä sillä ole geometristä muotoa tai ulottuvuuksia muuta kuin ihmisen ajatuksissa. Avaruus itsessään on maasta, tai mistä tahansa muualta katsottuna joka suuntaan ulottuva ääretön, tyhjä, pimeä ja kylmä tila. Avaruus on olemassa mutta se ei ole olevaista. Sama pätee aikaan.

Myöskään aikaa ei ole olemassa muuten kuin ihmisen keksintönä. Jos ajatellaan aikaa ihmisen kognitiivisilla kyvyillä, sen voi havainnollistaa janana, joka ei ala mistään, eikä lopu mihinkään. Lienee itsestään selvä, että avaruutta (joka on ääretön) ei voi mitata, kuten ei myöskään aikaa muuten kuin subjektin ajatusrakennelmissa, joilla ei ole mitään tekemistä avaruuden tai ajan kanssa.

Selvitin nämä asiat itselleni 54 vuotta sitten 17 vuoden ihanassa iässä.

Lainasin kauan sitten kirjoitetun kirjan ajasta avaruudessa. En lukenut sitä kokonaan kun se piti palauttaa. En ole vielä hahmottanut ajan suhteellisuutta tai ainakaan sitä, että jossain paikassa aika katoaa.

Toinen asia, joka vaatii vielä ajattelemista on moniulotteiset avaruudet. Vanhassa T&a -lehdessä sanottiin, että jotkut avaruuden kaavat tulevat todeksi 12-ulotteisessa avaruudessa. Siis pitävät paikkansa. Ymmärrän sen, että kaavat voivat toimia tietokoneella laskettaessa, mutta visuaalisesti en osaa hahmottaa sitä.

Paljon voi tulla lisää tietoa kvanttikoneilla laskuja laskien. Jonkun arvion mukaan kvanttikone laskee muutamassa tunnissa vai oliko minuutissa laskut, joihin superkoneella menisi miljardeja vuosia.

Lainaus käyttäjältä: Ajattelija - 14.11.2025, 21:46:17Avaruus ei ole millään tavalla kaareva, eikä sillä ole geometristä muotoa tai ulottuvuuksia muuta kuin ihmisen ajatuksissa. Avaruus itsessään on maasta, tai mistä tahansa muualta katsottuna joka suuntaan ulottuva ääretön, tyhjä, pimeä ja kylmä tila. Avaruus on olemassa mutta se ei ole olevaista. Sama pätee aikaan.

Myöskään aikaa ei ole olemassa muuten kuin ihmisen keksintönä. Jos ajatellaan aikaa ihmisen kognitiivisilla kyvyillä, sen voi havainnollistaa janana, joka ei ala mistään, eikä lopu mihinkään. Lienee itsestään selvä, että avaruutta (joka on ääretön) ei voi mitata, kuten ei myöskään aikaa muuten kuin subjektin ajatusrakennelmissa, joilla ei ole mitään tekemistä avaruuden tai ajan kanssa.

Selvitin nämä asiat itselleni 54 vuotta sitten 17 vuoden ihanassa iässä.

Avaruuteen voi kuitenkin vetää mittanauhan ja se lyhenee liikkeen suunnassa. Kun siitä leikataan keskeltä 1 valovuosi pois, välimatka jää lyhentyneeksi vaikka välissä on vain tyhjiötä. Olet oikeassa siinä ettei tyhjiötä voi paaluttaa mutta toisaalta fysiikka puhuu tyhjiön energiasta jolloin se ei olisikaan tyhjiö.

Lainaus käyttäjältä: mistral - 17.11.2025, 11:40:52Avaruuteen voi kuitenkin vetää mittanauhan ja se lyhenee liikkeen suunnassa. Kun siitä leikataan keskeltä 1 valovuosi pois, välimatka jää lyhentyneeksi vaikka välissä on vain tyhjiötä. Olet oikeassa siinä ettei tyhjiötä voi paaluttaa mutta toisaalta fysiikka puhuu tyhjiön energiasta jolloin se ei olisikaan tyhjiö.

Onko sinulla ääretön mittanauha? Miten ääretön mittanauha voi lyhentyä liikkeen suunnassa? Jos leikkaat äärettömästä mittanauhasta metrin pois, mittanauhasta jää puuttumaan metri, mutta avaruus on edelleen ääretön. Tyhjiössä ei voi olla energiaa koska energia on yksi monista aineen olomuodoista.

Lainaus käyttäjältä: ispa - 16.11.2025, 01:40:49Lainasin kauan sitten kirjoitetun kirjan ajasta avaruudessa. En lukenut sitä kokonaan kun se piti palauttaa. En ole vielä hahmottanut ajan suhteellisuutta tai ainakaan sitä, että jossain paikassa aika katoaa.

Toinen asia, joka vaatii vielä ajattelemista on moniulotteiset avaruudet. Vanhassa T&a -lehdessä sanottiin, että jotkut avaruuden kaavat tulevat todeksi 12-ulotteisessa avaruudessa. Siis pitävät paikkansa. Ymmärrän sen, että kaavat voivat toimia tietokoneella laskettaessa, mutta visuaalisesti en osaa hahmottaa sitä.

Paljon voi tulla lisää tietoa kvanttikoneilla laskuja laskien. Jonkun arvion mukaan kvanttikone laskee muutamassa tunnissa vai oliko minuutissa laskut, joihin superkoneella menisi miljardeja vuosia.

Aikaa ei ole olemassa, joten se ei voi kadota.

Avaruus on kolmiulotteinen.
Humpuukia on todella vaikea visualisoida.
Laskemalla ei voi hahmottaa avaruutta, siihen tarvitaan erityisen kehittynyt kyky visualisoida abstrakteja ongelmia sekä hyvin kehittyneet kyvyt spatiaaliseen ajatteluun.

Lainaus käyttäjältä: Ajattelija - 03.12.2025, 02:06:42Onko sinulla ääretön mittanauha? Miten ääretön mittanauha voi lyhentyä liikkeen suunnassa? Jos leikkaat äärettömästä mittanauhasta metrin pois, mittanauhasta jää puuttumaan metri, mutta avaruus on edelleen ääretön. Tyhjiössä ei voi olla energiaa koska energia on yksi monista aineen olomuodoista.

En ole fyysikko mutta linkissä jotain tietoa:

https://fi.wikipedia.org/wiki/Nollapiste-energia

Olisihan elämä helpompaa jos tyhjiö olisi tyhjiö mutta mikä on totuus?

Lainaus käyttäjältä: mistral - 03.12.2025, 19:06:10En ole fyysikko mutta linkissä jotain tietoa:

https://fi.wikipedia.org/wiki/Nollapiste-energia

Olisihan elämä helpompaa jos tyhjiö olisi tyhjiö mutta mikä on totuus?

Tuolla sivullahan puhutaan aineen nollapiste-energiasta, ei aineettoman, absoluuttisen tyhjiön ominaisuuksista.

Lainaus käyttäjältä: Ajattelija - 04.12.2025, 05:32:31Tuolla sivullahan puhutaan aineen nollapiste-energiasta, ei aineettoman, absoluuttisen tyhjiön ominaisuuksista.

Linkissä sanotaan: "Kvanttikenttäteoriassa nollapiste-energia on sama kuin tyhjiöenergia".

Lainaus käyttäjältä: mistral - 04.12.2025, 15:47:29Linkissä sanotaan: "Kvanttikenttäteoriassa nollapiste-energia on sama kuin tyhjiöenergia".

Npllapisteessä tai tyhjiössä ei voi olla energiaa, koska energia on aineen synnyttämää.

Lainaus käyttäjältä: Ajattelija - 01.02.2026, 03:09:28Npllapisteessä tai tyhjiössä ei voi olla energiaa, koska energia on aineen synnyttämää.

Taitaa olla niin päin että aine on yksi energian muoto. Oma tietämys ei riitä tyhjiöenergian salaisuuksiin, en edes tiedä onko sitä. Mutta jos on, se on suuri fysikaalinen tekijä.

Kvanttimekaniikka ei taida tosiaan sallia täysin olematonta tai tyhjää tilaa. Syy siihen, miksi tyhjiö ei kuitenkaan vaikuta "täydeltä" on seurausta siitä, että kvanttimekaaninen fluktuointi olemassaolon ja olemassa olemattomuuden välillä tapahtuu niin nopeasti, ettei se periaatteessa ennätä vuorovaikuttaa minkään kanssa. Tämä antaa vaikutelman, että tätä nopeaa fluktuointia suuremmalla mittakaavalla (eli meidän makroskooppisella "rasterikoollamme") tila vaikuttaa efektiivisesti tyhjältä.

Tämä fluktuaatio eli kvanttimekaaninen aaltoilu on kuitenkin havaittu niin kutsutulla Casimirin ilmiöllä, ja sen ennusteet on osoitettu toteen kokeellisesti. Koe perustuu koejärjestelyyn, jossa kaksi metallilevyä asetetaan riittävän lähelle toisiaan mahdollisimman absoluuttisessa tyhjiössä, toisiaan koskettamatta. Hypoteesin mukaan levyjen väliin ei geometriasta johtuen mahdu yhtä laajaa jakaumaa kvanttimekaanisen taustan aallonpituuksia kuin levyjen ulkopuolelle.

Tällöin ulkopuolelle jäävät aallonpituudet aiheuttavat levyihin paineen, joka puskee metallilevyjä toisiaan kohti.

En muista tarkalleen, mikä tämän paineen suuruus mitattuna oli, mutta vaikka se on arkimittakaavassamme käyytännössä olematon, se on noissa mikroskooppisissa kokeissa systemaattisesti läsnä. Koejärjestelyjen aiheuttamat mahdolliset artefaktit on onnistuttu laskemaan pois selitysvaihtoehdoista.

Eli vaikka yksittäiset kvanttimekaanisen taustan fluktuaatiot (virtuaalihiukkaset) ovat olemassa liian vähän aikaa ollakseen yksinään merkityksellisellä tavalla havaittavissa, ne kontribuoivat kukin pienen pienen siivunsa tavallaan "yhteiseen olemassaoloon" ts. energiaan, jota Casimirin ilmiö fyysisesti kuvaa.

Lainaus käyttäjältä: -:)lauri - 20.02.2026, 19:09:22Kvanttimekaniikka ei taida tosiaan sallia täysin olematonta tai tyhjää tilaa.

Kummallista, miksi kvanttimekaniikka niin toimii? Siihen täytyy olla hyvä syy.

Lainaus käyttäjältä: mistral - 21.02.2026, 21:23:47Kummallista, miksi kvanttimekaniikka niin toimii? Siihen täytyy olla hyvä syy.

Syy tähän omituisuuteen löytyy aivan kvanttimekaniikan ytimestä, nimittäin Heisenbergin epätarkkuusperiaatteesta.

Arkijärjellä ajateltuna tyhjä tila on täysin tyhjä: siellä ei ole hiukkasia, sen energia on tasan nolla ja mikään ei muutu. Heisenbergin epätarkkuusperiaate kuitenkin kieltää tällaisen absoluuttisen varmuuden luonnolta. Periaatteen mukaan emme voi koskaan tietää järjestelmän kaikkia ominaisuuksia — tässä tapauksessa tietyn pisteen energiaa ja aikaa — täydellisen tarkasti samanaikaisesti.

Jos jokin tila olisi absoluuttisen tyhjä ja muuttumaton, sen energia olisi tasan nolla ja se pysyisi nollana ajan kuluessa. Tämä tarkoittaisi, että tietäisimme sekä energian että ajan absoluuttisella tarkkuudella. Kvanttimekaniikan säännöt tekevät tästä matemaattisesti mahdotonta. Mitä lyhyempää aikaväliä tarkastellaan, sitä suurempi epätarkkuus (eli vaihtelu) energian määrässä on pakko olla. Luonto siis ikään kuin 'lainaa' energiaa olemattomuudesta olemassaoloon äärimmäisen lyhyiksi hetkiksi, mikä ilmenee noina aiemmin mainittuina virtuaalihiukkasten nopeina fluktuaatioina. Eli nollataso keskiarvona ja kun otetaan siitä hiukkanen syntyy negatiivinen "kuoppa" ja kun hiukkanen palaa negatiiviseen kuoppaansa, on lopputulos jälleen nolla (jos tällainen mentaalinen malli auttaa hahmottamaan tilannetta).

Toinen tapa hahmottaa asia on modernin fysiikan, eli kvanttikenttäteorian, kautta. Nykykäsityksen mukaan maailmankaikkeus ei ole tyhjä näyttämö, jonne hiukkaset on heitelty, vaan se on täynnä kaikkialle levittäytyviä kenttiä (esimerkiksi sähkömagneettinen kenttä). Nämä kentät voi kuvitella ikään kuin äärettömäksi vesimassaksi. Heisenbergin periaatteen vuoksi nämä 'vedenpinnat' eivät voi koskaan olla matemaattisen täydellisen tyyniä edes absoluuttisessa nollapisteessä. Niissä on aina oltava pientä levottomuutta tai värähtelyä.

Tätä alinomaista vääjäämätöntä väreilyä kutsutaan nollapiste-energiaksi, ja juuri se fyysisenä ilmiönä estää absoluuttisen 'olemattoman' tai täydellisen tyhjyyden.

Jos mietitään, miten Heisenberg alun perin päätyi tähän epätarkkuusperiaatteeseen vuonna 1927, se ei suinkaan ollut pelkkä matemaattinen oikku, vaan seurausta fysikaalisesta realismista. Hän käytti kuuluisaa ajatuskoetta, jota kutsutaan Heisenbergin mikroskoopiksi.

Kuvitellaan, että yritämme mitata elektronin paikan ja nopeuden täydellisesti. Jotta voimme 'nähdä' elektronin (eli mitata sen paikan), meidän on ammuttava siihen valoa (fotoneita), joka kimpoaa elektronista mikroskooppiimme.

Tässä tulemme kuitenkin ylitsepääsemättömään ongelmaan:

Jos haluamme tietää paikan tarkasti, meidän on käytettävä valoa, jolla on hyvin lyhyt aallonpituus (kuten gammasäteilyä). Lyhyen aallonpituuden fotoneilla on kuitenkin valtavasti energiaa. Kun tällainen energinen fotoni osuu elektroniin, se antaa elektronille voimakkaan 'potkun'. Tiedämme nyt missä elektroni oli, mutta potkun vuoksi emme enää tiedä, mihin suuntaan ja millä nopeudella se lähti liikkumaan. Nopeuden epätarkkuus kasvaa valtavaksi.

Jos taas haluamme häiritä elektronin nopeutta mahdollisimman vähän, meidän on käytettävä pehmeää valoa, jolla on pitkä aallonpituus ja vähän energiaa. Tällainen fotoni ei tönäise elektronia pahasti, joten tiedämme sen nopeuden hyvin. Mutta pitkän aallonpituuden vuoksi kuva on sumea: emme erota tarkasti, missä kohtaa elektroni sijaitsee. Paikan epätarkkuus kasvaa.

Heisenberg tajusi, että tämä ei ole vain mittalaitteiden puutteellisuutta, vaan luonnon perusominaisuus. Emme voi koskaan saada 'ilmaista informaatiota' koskematta systeemiin. Mitä tarkemmin puristamme toista muuttujaa (paikkaa), sitä enemmän toinen (nopeus/liikemäärä) leviää käsiin. Sama pätee energiaan ja aikaan, ja juuri tämä 'liikkumavara' mahdollistaa sen, että tyhjiö voi lainata energiaa ja kuplia, kunhan se tapahtuu riittävän nopeasti.

Kyllä vain, mittaaminen muuttuu vaikeaksi mikromaailmassa. Mutta se että mittauksella on rajansa, ei mielestäni todista että mikromaailma olisi oikukas. Ajattelen että se on tasainen. Toki jos se onkin kupliva, perustelu tulisi löytää "koneen sielunelämästä".