Karvakuono on kirjoittanut painovoimasta ainakin täällä, täällä ja täällä. Painovoima on karvakuonon lempi-ilmiö. Se on myös eräs niistä tekijöistä, jotka saivat karvakuonon menettämään uskonsa kehitysoppiin. Se myös ylläpitää tätä epäuskoa. Samalla se auttaa pitämään jalat maassa.
(patriotplace.ning.com) |
Kaikkihan me tunnemme painovoiman. Painovoiman olemassaolo tulee meille selväksi viimeistään silloin, kun kehomme painopistettä tietyllä etäisyydellä maanpinnasta (tai muusta luotettavasta pinnasta) pitävä tukivoima lakkaa vaikuttamasta. Mitä nopeammin tämän tukivoiman vaikutus lakkaa, sitä selvemmin painovoiman vaikutus yleensä realisoituu tajunnassamme. Havaitsemme aluksi, että olemme joutuneet tasaisesti kiihtyvään liikkeeseen. Tämä ei sinällään ole huono asia, mutta kiihtyvä liikkeemme yleensä hidastuu hyvin nopeasti, kun kehomme painopisteen ja maanpinnan välillä alkaa uudestaan vaikuttamaan tukivoima. Nopea hidastuvuus eli suuri kiihtyvyyden muutos sen sijaan on huono asia, ja sillä on selvästi havaittavia, ja usein ikäviä fysikaalisia tai fysiologisia vaikutuksia. Näitä ovat kipu, särky ja fysiikkaan tai tieteeseen kuulumattomat ilmaukset. Toisaalta nämä sivuvaikutukset voivat helpottaa tämän fysiikan läksyn muistamista, koska ihmisen muisti toimii paremmin, mikäli muistettavia asioita voidaan assosioida mihin tahansa muuhun asiaan. Eikä yksi mustelma lonkassa, aristava kyynärpää tai naapurin vekaroiden sanavaraston kertyminen ole ollenkaan paha hinta fysiikan perusteiden oppimisesta.
Painovoima on ilmiönä uskomattoman kaunis ja yksinkertainen. Sen ainoana tehtävänä on saada kappaleet vetämään toisiaan puoleensa. Siis todella helppo ja yksinkertainen homma: "Hoi kappaleet siellä jossain! Vetäkää toisianne puoleenne, aina yhtä voimakkaasti ja aina samaan suuntaan. Lakkoilijoita ja muita käpykaartilaisia ei sitten katsota hyvällä!"
Ja mitä tapahtuu? Kappaleet tottelevat säntillisesti tätä käskyä. Mikäli me olisimme fenomenologeja, niin meistä suorastaan näyttäisi siltä, että joku on todellakin antanut tuollaisen käskyn ja se on kaikunut yli koko avaruuden. Mutta hienointa ja samalla uskomattominta on se, että kaiku ei ole lakannut ja kappaleet jatkuvasti vetävät toisiaan puoleensa samalla tavoin.
Koska painovoima on osa maailmankaikkeutta, niin me voimme pitää painovoiman aiheuttamaa prosessia (putoamisliikettä) luonnollisena prosessina. Edelleen me voimme olettaa, että painovoima ja erityisesti sen havaittavat vaikutukset ovat esimerkki tyypillisestä luonnollisesta prosessista, eli me voimme pitää painovoimaa luonnollisen prosessin prototyyppinä.
Painovoimaa tutkimalla me voimme siis oppia jotakin siitä, kuinka maailma toimii tai millaisten lakien alaisena se toimii. Havaitsemme, että painovoima toimii täysin ennustettavasti. Kun me pudotamme kappaleen, niin me voimme 100% varmuudella ennustaa kappaleen putoamissuunnan. Tämä on oikeastaan yllättävä havainto tässä epävarmuuden sävyttämässä maailmassa, jossa ennusteet monesti osuvat harhaan.
Tämän luonnollisen prosessin prototyypin avulla me voimme päätellä, että luonnollinen prosessi etenee aina täysin ennustettavasti samaan suuntaan. Entä, pitääkö tämä ennuste yhtä havaintojen kanssa? Yllättäen me havaitsemme, että asia on juuri niinkuin me voimme painovoiman perusteella päätellä. Kokeelliset havainnot osoittavat, että lämpö siirtyy aina lämpimämmästä kappaleesta kylmempään tai että kaasu virtaa korkeamman paineen säiliöstä alemman paineen säiliöön. Edelleen me havaitsemme, että kemialliset prosessit tapahtuvat aina tiettyyn suuntaan, jonka reagoivien aineiden kemialliset potentiaalit määräävät. Me havaitsemme erilaisten potentiaalierojen tasoittuvan. Tämä tasoittuminen tapahtuu niin, että korkeammasta potentiaalista virtaa ainetta tai energiaa matalampaan potentiaaliin.
Täsmälleen sama ilmiö tapahtuu kappaleelle painovoimakentässä. Mitä korkeammalla kappale sijaitsee painovoimakentässä, sitä suurempi potentiaalienergia sillä on. Kappale pyrkii spontaanisti liikkumaan siihen suuntaan, jossa sen potentiaalienergia on minimissään. Tällöin me sanomme ja havaitsemme kappaleen putoavan.
Se, mitä me olemme painovoimaa tutkimalla saaneet selville on itseasiassa eräs fysiikan laeista, jota fyysikot kutsuvat termodynamiikan toiseksi pääsäännöksi. Termodynamiikan toinen pääsääntö on luonnonlaki, joka määrittää tai ennustaa jokaisen luonnollisen prosessin suunnan.
Oikeastaan termodynamiikan toinen pääsääntö ei määrittele mitään, sillä se on vain kokeellisten havaintojen perusteella muotoiltu aksiooma, joka siis vain kertoo sen, miten luonnollisten prosesssien havaitaan tapahtuvan. Koska toinen pääsääntö on aksiooma, sitä ei voida todistaa oikeaksi. Se vain oletetaan havaintojen perusteella oikeaksi. Tähän ja kahteen muuhun aksioomaan perustuu termodynamiikaksi kutsuttu fysiikan ala. Tässä tapauksessa fysiikkaa ei siis voida todistaa oikeaksi, me voimme vain uskoa, että havaintomme kertovat luotettavasti sen, kuinka maailma toimii. Tästä myös käytännössä seuraa se, että kaikki havaintomme ovat termodynamiikan toisen pääsäännön mukaisia. Me saamme havaintojen perusteella lain, mutta lain avulla me voimme ennustaa ennestään tuntemattoman prosessin etenemissuunnan.
Mutta miksi luonnolliset prosessit tapahtuvat aina täysin ennustettavasti eli aina samaan suuntaan? Juuri tämä säntillinen samaan suuntaan tapahtuminen on herättänyt fyysikoiden mielenkiinnon. Fyysikot eivät nimittäin osaa selittää sitä, mistä tämä suorastaan tajunnan räjäyttävä tarkkuus johtuu.
Fyysikoiden mukaan luonnollisten prosessien toiminta ovat vain enemmän tai vähemmän todennäköistä eli niiden toiminta on vain tilastollisten vaikutusten alainen. Fyysikoiden ihmetyksen syynä se, että tämä oletettu tilastollisuus ei mitenkään näy luonnollisten prosessien toiminnassa. Käytännössä ne toimivat aivankuin ne olisivat kuulleet painovoimalle osoitetun huudon, ja noudattaisivat sitä omassa toiminnassaan.
Meidän olemassaolomme ja koko maailmankaikeuden yleisen järjestyksen kannalta tämä on erittäin tervetullut asia, sillä mikäli juuri näin ei olisi, ei tätä blogiakaan olisi olemassa, eikä juuri mitään muutakaan mainitsemisen arvoista. Juuri tämä murhaavan tarkka ennustettavuus tekee tästä maailmankaikkeudesta mielekkään. Muussa tapauksessa tämä olisi järjetön sekametelikeitos, josta fyysikoiden tai matemaatikkojen (jos heitä olisi olemassa) olisi toivotonta etsiä ennustettavuutta tai matemaattista kauneutta.
Me löysimme painovoiman avulla termodynamiikan toisen pääsäännön. Olisiko mahdollista painovoiman avulla löytää selitys tähän luonnollisten prosessien henkeäsalpaavaan säntillisyyteen? Kenties, kannattaa ainakin yrittää!
Kysymys kuuluu: Miksi painovoima vaikuttaa juuri tietyllä, täysin ennustettavalla, tavalla? Sen täytyy johtua siitä, että painovoiman aiheuttaa vain yksi tekijä. Mutta kuinka me voimme näin päätellä? Mikäli painovoiman aiheuttajia olisi enemmän kuin yksi, niin silloin olisi todennäköistä, että painovoima toimisi paljon vähemmän ennustettavalla tavalla.
Voimme verrata painovoimaa ilman lämpötilaan. Ilman lämpötilaa voidaan ennustaa, mutta se voi nousta tai laskea. Me emme voi määrittää sille yhtä suuntaa, johon se aina muuttuisi. Tämä johtuu siitä, ilman lämpötilaan vaikuttaa moni eri tekijä maapallolla. Mikäli siihen vaikuttaisi vain yksi tekijä, niin silloin se todennäköisesti aina muuttuisi täysin ennustettavasti.
Mutta mikä tämä yksi tekijä sitten voisi olla? Karvakuonolle tämä on aika selvä asia. Yksi, joka pitää huolen siitä, että tämä maailmankaikkeus on järkevä ja ennustettava, on maailmankaikkeuden Luoja. Älykkääseen Luojaan viittaa myös se, että painovoima on hienosäädetty erittäin suurella tarkkuudella. Vain pieni muutos painovoiman voimakkuuteen tekisi elämästä mahdotonta. Maailmankaikkeuden hienosäätö on parhaiten selitettävissä älykkäällä syyllä.
Luonnollisen prosessin prototyypin - painovoiman - avulla me voimme myös päätellä millaisia rakenteita luonnolliset prosessit voivat tuottaa. Luonnollinen prosessi tapahtuu siis aina samaan suuntaan. Luonnollisen prosessin edellytyksenä on aina jonkinlainen potentiaaliero kahden systeemin tai systeemin kahden eri osan välillä. Se voi olla vaikkapa lämpötilaero, jolloin lämpö siirtyy korkeammasta lämpötilasta alempaan. Pääsääntönä voidaan sanoa, että maailmankaikkeudessa olevat erilaiset potentiaalierot pyrkivät häviämään. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, maailmankaikkeudessa epäjärjestys lisääntyy, sillä potentiaalieroja voidaan pitää osoituksena järjestyksestä. Huoneen lämpötilaa kylmempi jääkaappi muodostaa huoneen kanssa järjestäytyneemmän systeemin kuin (sähkökatkon aikana) huoneen lämpötilaan lämmennyt jääkaappi.
Voivatko luonnolliset prosessit selittää maailmankaikkeudessa havaittavat potentiaalierot ja järjestyksen, esim. elävän ja kuolleen materian välillä? Koska luonnolliset prosessit pyrkivät vain hävittämään potentiaalieroja, ne eivät voi selittää potentiaalierojen olemassaoloa. Periaatteessa voidaan kuitenkin ajatella, että luonnollinen prosessiketju voi edetä niin pitkälle kun "alamäkeä" riittää. Mutta vaikka tämä prosessiketju jaettaisiin osiin, niin silloinkin epäjärjestys vain lisääntyisi, koska jokaisen osan jälkeen olisi taas yksi potentiaaliero hävinnyt.
Jotta järjestystä voisi syntyä, olisi tämän prosessiketjun osat liitettävä joihinkin järjestystä tuottaviin prosesseihin eli luonnollista prosessia käytettäisiin järjestystä tuottavan prosessin käyttövoimana. Tämä vaatisi kuitenkin jonkinlaisen välitysmekanismin (koneen), jonka avulla luonnollisen prosessin potentiaaliero valjastettaisiin hyötykäyttöön. Näin tapahtuukin soluissa, joissa esimerkiksi ATP:n avulla suoritetaan monenlaisia toimintoja. Tämä tieto ei auta meitä kuitenkaan selittämään solun olemassaoloa luonnollisten prosessien tuotteena.
Meidän pitäisi painovoiman ja painovoiman tavalla toimivien prosessien avulla selittää biosfäärin monimuotoisuus. On selvää, että mikäli näin tehdään, niin silloin on jouduttu käyttämään mielikuvitusta ja ekstrapolaatioita tavalla, jotka eivät kuulu tieteeseen.
Jos tämä kirjoitelma tuntuu Wikipediamaiselta tyngältä, niin voit auttaa parantamaan sitä!
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti