Nykytieteen ongelmia

 

Tieteessä on vielä useita ratkaisemattomia ongelmia, jotka kyseenalaistavat nykyiset käsitykset maailmankaikkeuden rakenteesta, eräiden alkeishiukkasten ominaisuuksista, niiden liikenopeudesta ja mm. kivun olemuksesta. Miksi lumelääke tai homeopatia tehoavat, mitä ovat pimeä aine ja pimeä energia? Voiko jokin liikkua valoa nopeammin? Näihin ongelmiin ei ole vielä löydetty kiistattomia ratkaisuja.

Plasebo-vaikutus.

Kipua lievitetään tavallisesti lääkkeillä, mutta sen voi saada pois myös plasebolla eli lumelääkkeellä. Tämä on ollut tiedossa jo vuosikymmeniä, mutta eräät uudet tutkimukset näyttävät osoittavan, että lumelääkkeen vaikutus on todellinen ja biokemiallinen. Mutta miten se vaikuttaa, sitä ei tiedetä.

Tri Fabrizio Benedetti Torinon yliopistossa, Italiassa teki kokeita Parkinsonin tautia sairastavilla henkilöillä. Niissä hän käytti saliiniksi nimittämäänsä liuosta, joka itse asiassa oli pelkkää vettä! Ryhmineen hän mittasi tiettyjen, kipua aistivien aivoalueiden aktiivisuutta potilaiden nautittua tätä 'lääkettä' ja totesi niissä selvää laskua. Lumelääkkeellä oli siis selvä vaikutus aivojen kipukeskuksiin.

Benedettin mukaan on vielä paljon opittavaa siitä, mitä tässä oikein tapahtuu, mutta yksi asia on selvä: "Odotusten ja kokeen tulosten välinen suhde antaa suurenmoisen mallin mielen ja kehon vuorovaikutuksesta."
Tutkijoiden tehtävänä on nyt selvittää, missä ja miten plasebo vaikuttaa. Voi olla kipuja, joihin sillä ei ole vaikutusta, toisaalta eri kiputiloissa voi olla myös joitakin yleisiä mekanismeja. Vielä emme vain sitä tiedä, sanoo Benedetti.

Homeopatiasta.

Belfastin Queen's Universityn farmakologi Madeleine Ennis oli kiivas homeopatian vastustaja. Hän kritisoi varsinkin homeopaattien väitteitä, että lääkeaineiden laimennus pisteeseen, jossa jäljellä ei olisi enää yhtään molekyyliä vaikuttavaa ainetta, vaan ainoastaan pelkkää vettä, voisi saada aikaan parannusta ja kivun lievennystä. Hän piti homeopatiaa roskapuheena, kunnes hän itse kokeili asiaa.

Viimeisimmissä tutkimuksissaan hän kuvaili työryhmänsä tekemiä havaintoja huippu-laimennettujen histamiini-lääkkeiden vaikutuksesta valkosoluihin tulehdusten yhteydessä. Lääkkeiden todettiin vapauttavan histamiinia soluissa. Kokeet toistettiin neljässä laboratoriossa tällä samalla homeopaattisella 'lääkkeellä', joka ei sisältänyt ainuttakaan molekyyliä histamiinia, mutta vaikutti silti histamiinin tavoin.

Ennis ei tietenkään ollut kovin iloissaan näistä tutkimustuloksista, ja pysyi edelleen skeptisenä niihin nähden. Hänen skeptisyytensä on hyvin ymmärrettävää. "Jos nämä tulokset ovat tosia, me joudumme kirjoittamaan uudelleen fysiikkamme ja kemiamme" hän totesi.

Horisontti-ongelma.

Universumi näyttää meistä katsoen hyvin yhtenäiseltä ja tasaiselta, katsommepa mihin suuntaan tahansa. Myös avaruudesta tulevan mikroaaltosäteilyn lämpötila on sama kaikilta suunnilta. Tämä ei tunnu mitenkään yllättävältä ennenkuin ajatellaan sitä seikkaa, että nykykäsitysten mukaan avaruuden rajoille on lähes 28 miljardia valovuotta, mutta universumilla on ikää vain 14 miljardia vuotta.

Koska mikään ei voi liikkua valoa nopeammin, minkään ei pitäisi pakottaa säteilyäkään liikkumaan sitä nopeammin. Tämä horisontti-ongelma on edelleen iso 'päänsärky' kosmologeille. Sen selittämiseksi on kehitetty mm. ns. inflaatio-teoria, jonka mukaan universumi olisi jossain vaiheessa laajentunut erittäin nopeasti. Mutta onko se vain toiveajattelua? "Inflaatio voisi olla selitys, jos sellainen olisi ollut," sanoo Cambridgen yliopiston astronomi Martin Rees. Vaikeus on siinä, ettei kukaan tiedä, mikä sen olisi saanut aikaan.

Inflaatio ratkaisee yhden ongelman vain johtaakseen toiseen. Myös valon nopeuden muutos voisi ratkaista ongelman, mutta on kyvytön vastaamaan kysymykseen "miksi?". Taustasäteilyn tasainen lämpötila säilyy arvoituksena.

Pimeä energia.

Tämä on yksi fysiikan hämmentävimpiä ongelmia. Tähtitieteilijät havaitsivat vuonna 1988, että universumi laajenee kiihtyvällä nopeudella. Tähän ilmiöön etsitään edelleen syytä, koska siihen asti oli uskottu laajenemisen Big Bangin jälkeen vain hidastuvan. "Tutkijat kompuroivat edelleen etsien järkevää selitystä", sanoo kosmologi Katherine Freese Michiganin Ann Arbor -yliopistosta. "Toivomme tulevien supernoviin, klustereihin ym. liittyvien havaintojen antavan lisävihjeitä tähän asiaan."

Erään oletuksen mukaan sen aiheuttaa jokin tyhjän avaruuden ominaisuus - tutkijat ovat nimenneet sen pimeäksi energiaksi. Mutta yritykset sen selvittämiseksi ovat loppuneet valitettavan lyhyeen. On myös mahdollista, että Einsteinin suhteellisuusteoriaa täytyy korjata kun sitä sovelletaan hyvin suuren mittakaavan universumiin. "Tämä on vielä avointa kenttää", sanoo Freese.

Pimeä aine.

Galaksien liikkeistä saamamme tiedot ovat ongelmallisia: Tiedämme galaksien liikkuvan poispäin toisistaan, mutta galakseissa materia kiertää niiden keskipisteen ympäri, koska vetovoima suuntautuu kohti tuota keskipistettä. Ongelman muodostaa se seikka, ettei galaksien massa ei ole riittävä tuottamaan noita havaittuja kiertoliikkeitä.

Carnegie Instituutin maamagnetismia tutkivan laitoksen astronomi Vera Rubin kohdisti huomionsa tähän anomaliaan 1970 -luvulla. Fyysikoiden oletuksena oli, että on olemassa enemmän ainetta kuin voimme havaita. Ongelma oli vain siinä, ettei kukaan osannut selittää, mitä tämä "pimeä aine" on.

Eivätkä he vieläkään osaa sitä selittää. Vaikka on olemassa monia tulkintoja noiden hiukkasten ja pimeän materian laadusta, tutkijoilla ei ole siitä yhtenevää näkemystä. Tässä kohdin tietämyksessämme on hämmentävä aukko. Astronomiset havainnot tukevat oletusta, että pimeää ainetta olisi peräti 90 prosenttia universumin materiasta, mutta olemme edelleen hyvin tietämättömiä siitä, mitä tuo 90% oikein on!

Emme ehkä pysty tutkimaan tuota pimeää ainetta, koska sitä ei itse asiassa ole olemassa. Rubin toteaa: "... haluaisin tietää, voisiko Newtonin lakeja korjata niin, että ne kuvailisivat oikein gravitaation vuorovaikutuksia suurilla etäisyyksillä. ..Se olisi vielä kiinnostavampi asia, kuin uudenlaisia ydinhiukkasia täynnä oleva universumi."

 
Lähde:
New Scientist.com  
 
Lisää aiheesta:
Universumin arvoituksia
Big Bang -teorian ongelmia  
 
09.10.2010