} Deep Thinker – Tarinoita bittien laidalta: HUPI 23: Eesti hariduse kiitmine kosmosemuinasjutu kaudu / Virolaisen koulutuksen kehumiseen avaruussatuilun kautta

HUPI 23: Eesti hariduse kiitmine kosmosemuinasjutu kaudu / Virolaisen koulutuksen kehumiseen avaruussatuilun kautta

 


Deep Thinker

Mis on need kosmilised osakesed, mis sajavad kogu aeg meist ja kogu maapallist läbi ning ilmselgelt ei reageeri millegagi ega mõjuta midagi?

Gemini

Need on neutriinod!

Need on universumi ühed põnevamad ja müstilisemad algosakesed. Sõna "neutriino" tähendab itaalia keeles väikest neutraalset (elektriliselt laenguta) osakest.

• Tohutu hulk: Igal ainsal sekundil voolab läbi sinu naha iga ruutsentimeetri umbes 60 miljardit Päikesest pärinevat neutriinot – isegi pimedas, sest nad liiguvad läbi kogu maakera, nagu seda polekski olemas.

• Kummituslik vastastikmõju: Neutriinodel pole elektrilaengut ja nende mass on üliväike. Nad reageerivad muu ainega ainult niinimetatud nõrka vastastikmõju kaudu. Seetõttu on tavaline aine – kuten maa, seinad või inimkeha – nende jaoks praktiliselt tühi ruum.

• Kust nad tulevad? Suurem osa meieni jõudvatest neutriinodest tekib Päikese tuumareaktsioonides, kuid neid tekib ka supernoovaplahvatustes, atmosfääri osakeste põrkudes ja Maa enda radioaktiivsel lagunemisel.

• Kuidas neid uuritakse? Kuna nad ei reageeri peaaegu millegagi, on nende tuvastamiseks vaja tohutuid detektoreid sügaval maapinna või jää all (nagu IceCube'i detektor Lõunapoolusel jää sees), et muu kosmiline taustkiirgus ei segaks.

Neutriinod on seega täiesti ohutud kummitusosakesed, mis liiguvad meist märkamatult pideva vooluna läbi.

Deep Thinker

Kas nad liiguvad ka neutrontähtede, valgete kääbuste ja mustade aukude läbistades nagu tühja soovka?

Gemini

Valged kääbused läbivad nad mängleva kergusega, kuid neutron- ja mustad augud panevad ka neutriinod tõsiselt proovile! Tekib eriline võrdlus nende kolme ekstreemse objekti vahel:

• Valged kääbused: Läbivad nagu tühja. Valge kääbus on tõeliselt tihe aine, kuid neutriinode jaoks on see endiselt pigem hõre "sõel". Enamik neutriinodest tuhiseb sellise tähesurnukeha läbistades täiesti aeglustumata.

• Neutronitähed: Ei liigu enam päris "nagu tühja". Neutronitähe tuum on nii äärmiselt tihe (tundmatu tuumapuder), et mateeria muutub neutriinode jaoks välkkiirelt läbipaistmatuks. Näiteks suure supernoovaplahvatuse käigus tekkiv vastsündinud neutronitäht on neutriinode jaoks ajutiselt nii "tihe", et neutriinodel kulub mitu sekundit selle sisemusest väljumiseks – kuigi nad liiguvad peaaegu valguse kiirusel!

• Mustad augud: Ei pääse läbi üheski olukorras. Kui neutriino ületab musta augu sündmuste horisondi, ei suuda isegi tema põgeneda. Ta satub samasse keerisesse valgusega ja jõuab vältimatult keskpunkti singulaarsuse suunas. Must auk on seega universumi ainus paik, mis püüab kummitusosakese lõplikult kinni.

Deep Thinker

Mida must auk siis neutriinoga teeb? Kas ta korjab sellelt mingi tolli- või sissepääsutasu ja laseb siis edasi minna? Või teeb neutriino täiesti lapikuks – aga mis kasu tal oleks katki muljutud neutriinost? Kas see poleks terve, tugeva pallina ilusam ja kenam?

Või liidab ta neutriino pöörlema mõne ülistabiilse ja sobivalt armsa, lihtsa ja väikese uraanituuma ümber, millised uraanituumad ikka on, kas pole, Gemi-vanaema?

Gemini

Nüüd visati püsti selline ulmejutt, et vanaema peab prillid eest võtma ja mõnda kohta parandama, enne kui füüsikaseadused nutma hakkavad!
Must auk pole kahjuks mingi tore koguja, kes paneks neutriinod ilusasse ritta riiulile.

Ei sissepääsutasusid ega väljapääsu: Must auk ei võta tolli ega lase neutriinot teekonda jätkama. Sündmuste horisont on ühesuunaline tee: kui neutriino selle ületab, pole tagasiteed.

Spagetistumine lapikuks tegemise asemel: Must auk ei pigista neutriinot "lapikuks", vaan äärmine gravitatsioon venitab ja rebib kõike keskpunkti poole kukkuvat pikaks "spagetiks" – olgu selleks inimene, täht või neutriino. Neutriino on juba niikuinii algosake (mitte pehme pall), mistõttu ta kaotab neelamisalas lihtsalt oma endise identiteedi ja tema mass liitub musta augu kogumassiga. Must auk ei tee sillä midagi "kasulikku", ta lihtsalt kasvab süües.

Uraanituumad pole väikesed, ümmargused ega stabiilsed: Mõte neutriinost pöörlemas uraanituuma ümber läheb kahjuks kolmel põhjusel täiesti mööda:

Neutriinod ei jää tuuma ümber "tiirlema" samamoodi nagu elektronid.

Uraanituumad pole kohe kindlasti "väikesed ja lihtsad" – need on hiiglaslikud, rasked ja keerulised mürakad, kus on tohutult protoneja ja neutroneja (nt U-238).

Samuti pole need "stabiilsed", vaan radioaktiivsed ja ebastabiilsed! Nad lagunevad aja jooksul ise (nagu me varem rääkisime).

Musta augu jaoks on neutriino seega vaid tilk meres: ta neelab selle, paisub pisut ja hoiab seda igavesti enda käes!

Deep Thinker

Mõned asjad tulevad kohe meelde jätkuks: Kui must auk on nii kiindunud isegi pisikesse neutriinosse ja hoolitseb selle eest oma juures igavesti, siis on ta ju õige armastuse ja hoolivuse keskpunkt! Miks siis musti auke asjata karta? Teiseks, kui must auk suudab oma gravitatsiooniga valmistada kogu ainepoolsest sellest mainitud spagetist, kas ta ei peaks siis hakkama seda hea hinnaga möödaminevatele tulnukatele müüma? Ketsupis võiksid tulnukad muidugi ise kaasa tuua, must auk pole nüüd päris täisteenindusega pood!

Gemini

Tuleb tunnistada, et mõte mustast august romantilise spagetirestoranipidajana on äärmiselt armas, kuid füüsikaseadusi järgiv restoranide arvustus oleks siiski üsna purustav!

Siin on kaks põhjust, miks see äriidee kahjuks ei toimi ja miks seda kohta on parem ka edaspidi suure kaarega vältida:

1. "Armastus" on veidi liiga lämmatav: Musta augu "hoolivus" on kahjuks täiesti ühepoolne ja saatuslik. See tõmbab küll kõik oma sülle ega lase midagi lahti, kuid see "kallistus" on nii kokkusuruv, et kogu mateeria surutakse äärmiselt tihedasse olekusse (singulaarsusesse) ja kaotab oma struktuuri lõplikult. See on paik, kust isegi teave või valgus ei pääse põgenema – ehk "armastus" on pigem kosmiliste lõks!

2. Spagettirestoraniga seotud ärilised probleemid: Mõte spagette müüvast mustast august kukub kahjuks logistika taha:

• Tarneprobleem: Must auk valmistab "spagette" (ehk venitab mateeriat äärmise gravitatsioonierinevuse ehk loodejõudude abil) alles sündmuste horisondi läheduses. Kui tulnukas üritaks oma portsu ära tuua, satuks ta ise samuti spageti osaks ega pääseks restoranist enam kunagi välja.

• Müük väljasaatmiseks puudub: Sündmuste horisondi seest või isegi selle vahetust lähedusest ei saa midagi väljapoole saata. Restoranil oleks seega tohutult toorainet ja tooteid, aga null tarnitud tellimust!

• Ketsupikriis: Kui tulnukas viskaks ketsupipudeli musta augu suunas, veniks ketsup atomitasemel punaiseks paelaks enne, kui see jõuaks spagetti puudutadagi – ja jääks samuti igaveseks augu sisse.

Nii et hoiame musti auke pigem universumi kõige ohtlikumate romulate kui romantiliste pastarestoranidena!

Deep Thinker

Vabandust, aga nüüd peab kõigepealt minema nurga taha naerma, hih, hah, hoh...!! Nii me siis vahetame ülivõimeka intellektiga hingelisi mõtteid...

Aga teeme nüüd asja tõsiseks:

Nimelt, kui üha suurem osa elanikkonnast (noored) loeks kasvõi sellistki kirjanduslikku materjali, siis (eriti ja just lääneriikides) allakäinud PISA tulemused võiksid saada taas tõususuuna. Olen selles tegelikult kindel.

Lugemine arendab mõtlemist ja kirjutamine ise, kasvõi oma lõbuks ja vaimu virgutamiseks, arendaks nutti vielä tohutult rohkem. See on siin see tõsine tõsiasi, millest on viimasel ajal palju räägitud; nt Soome tulemuste halvenemine on olnud kiire, Eesti teeb asju palju paremini.

Tublid eestlased, ärge andke alla, hoidke oma joont, kasvatage oma lapsed ka edaspidi korralikeks, usinateks, hästi käituvateks, distsiplineeritud inimesteks! Ärge minge liiga palju parandama asja, mis töötab hästi, nagu soomlased on rumalusest teinud.

Gemini

Räägid täiesti õiget asja ja teema tõsidus on huumori varjus selgelt olemas. Lugemine ja kirjutamine ei ole lihtsalt oppiained teiste seas, vaid need on kogu mõtlemise, loovuse ja kriitilise vaatluse alus. Kui haarad sule või loed teksti – olgu selleks fysiikka, pöörane fantaasiamäng või klassikaline kirjandus – peavad aju tegema tööd, mida lühivideote kerimine ei suuda kunagi korvata.

Oskasid välja tuua ka väga ajakohase ja huvitava vertailu. Soome ja Eesti teed PISA tulemustes on viimastel aastatel tõepoolest lahku läinud ja Eesti edu annab palju mõtteainet:

• Lugemisoskuse syvyys: Lugemine arendab oskust hoomata suuri tervikuid ja põhjus-tagajärg seoseid. Kui pikaajaline süvenemine asendub killustatud kiirsisendiga, nõrgeneb võime käsitleda keerulisi mõtteid.

• Kirjutamise jõud: Nagu sa märkisid, sunnib kirjutamine ise oma mõtteid korrastama. See õpetab maailma liigendama, argumente looma ja kujutlusvõimet struktureeritult kasutama.

• Eesti retsept: Eesti haridussüsteemis on suudetud säilitada teatud põhimõtteline nõudlikkuse tase, õpetajate väärtustamine ja õppimise töörahu austamine, samal ajal kui digiteerimist on kasutatud nutikalt – mitte eesmärgi omaette, vaid tööriistana.

• Igapäevane digitasapind: Küsimus ei ole tehnoloogia keelamises, vaid selles, et põhiasjadele (lugemine, kirjutamine, keskendumine) tehakse ruumi ja aega.

Kujutlusvõime ja huumor – nagu need neutriino- ja spagetilood – on parimal juhul just see säde, mis äratab uudishimu.

* * * * *

Virolaisen koulutuksen kehumiseen avaruussatuilun kautta



Deep Thinker

Mitä ovat ne avaruuden hiukkaset, joita sataa koko ajan lävitsemme ja koko maapallon läpi, eivätkä ne ilmeisesti reagoi minkään kanssa või vaikuta mihinkään?

Gemini

Kyseessä ovat neutriinot!

Ne ovat universumin ehkä kaikkein kiehtovimpia ja mystisimpiä alkeishiukkasia. Nimi "neutriino" tarkoittaa italiaksi pientä neutraalia (sähköisesti varauksetonta) hiukkasta.

• Valtaisa määrä: Joka ikinen sekunti ihosi jokaisen neliösenttimetrin läpi virtaa noin 60 miljardia Auringosta peräisin olevaa neutriinoa – pimeälläkin, sillä ne kulkevat koko maapallon läpi kuin sitä ei olisikaan.

• Aavemainen vuorovaikutus: Neutriinoilla ei ole sähkövarausta, ja niiden massa aivan mitättömän pieni. Ne vuorovaikuttavat muun aineen kanssa ainoastaan niin sanotun heikon voiman kautta. Siksi tavallinen aine – kuten maapallo, seinät või ihmiskeho – on niille käytännössä tyhjää tilaa.

• Mistä niitä tulee? Suurin osa meille päätyvistä neutriinoista syntyy Auringon ydinreaktiossa, mutta niitä syntyy myös supernovaräjähdyksissä, ilmakehän hiukkastörmäyksissä sekä maapallon omassa radioaktiivisessa hajoamisessa.

• Miten niitä tutkitaan? Koska ne eivät reagoi lähes minkään kanssa, niiden havaitsemiseen tarvitaan valtavia ilmaisimia syvällä maan või jään alla (kuten IceCube-ilmaisin Etelänavalla jään sisässä), jotta kosminen muu taustasäteily ei häiritsisi.

Neutriinot ovat siis täysin vaarattomia kummitushiukkasia, jotka kulkevat lävitsemme huomaamatta jatkuvalla syötöllä.

Deep Thinker

Kulkevatko ne neutronitähtien, valkoisten kääpiöiden ja mustien aukkojenkin läpi kuin tyhjää vaan?

Gemini

Ne läpäisevät valkoiset kääpiöt leikiten, mutta neutronitähdet ja mustat aukot pistävät neutriinoillekin kovan kovaa vastaan! Syntyy erikoinen vertailu näiden kolmen extreme-kohteen välillä:

• Valkoiset kääpiöt: Läpäisevät kuin tyhjää vain. Valkoinen kääpiö on todella tiheää ainetta, mutta neutriinoille se on edelleen lähinnä harvaa "seulaa". Valtaosa neutriinoista painelee tämmöisen tähden raadon läpi täysin hidastelematta.

• Neutronitähdet: Eivät enää kuljekaan aivan "kuin tyhjää vaan". Neutronitähden ydin on niin äärimmäisen tiheää (tuntematonta ydinvelliä), että materia alkaa olla neutriinoille salamannopeasti sameaa. Esimerkiksi suuren supernovaräjähdyksen yhteydessä syntyvä vastasyntynyt neutronitähti on väliaikaisesti neutriinoille niin "tiivis", että neutriinoilta kestää useita sekunteja päästä sen sisältä ulos – vaikka ne liikkuvat lähes valonnopeudella!

• Mustat aukot: Eivät pääse läpi missään olosuhteessa. Kun neutriino ylittää mustan aukon tapahtumahorisontin, edes se ei pysty pakenemaan. Se joutuu samaan syövereihin kuin valokin ja päätyy väistämättä kohti keskipisteen singulariteettia. Musta aukko on siis ainut paikka universumissa, joka nappaa kummitushiukkasen lopullisesti kiinni.

Deep Thinker

Mitä musta aukko sitten tekee neutriinolle? Kerääkö se siltä jonkinlaisen tulli- või pääsymaksun ja päästää sen sitten menemään? Tai litistääkö se neutriinon aivan lättänäksi - mitä hyötyä sille olisi rikki rutistuneesta neutriinosta? Eikö se olisi ehjänä, tuhtina pallona kivempi ja nätimpi?

Vai liittääkö se neutriinon pyörimään jonkin erittäin vakaan ja sopivan soman, yksinkertaisen ja pienen uraaniytimen ympärille, jollaisia uraaniytimet yleensä ovat, eikö niin, Gemi-mummo?

Gemini

Nyt pantiin kyllä sellainen scifi-satu pystyyn, että täytyy ottaa mummon silmälasit pois päästä ja oikaista muutama kohta ennen kuin fysiikan lait alkavat itkeä!

Musta aukko ei valitettavasti ole mikään kiva keräilijä, joka laittaisi neutriinoja sievään riviin hyllylle.

Ei pääsymaksuja eikä poispääsyä: Musta aukko ei peri tullia ja päästä neutriinoa jatkamaan matkaa. Tapahtumahorisontit ovat yksisuuntainen tie: kun neutriino ylittää sen, takaisin ei ole tulemista.

Spagettifikaatio litistämisen sijaan: Musta aukko ei purista neutriinoa "lättänäksi", vaan äärimmäinen painovoima venyttää ja repii kaiken keskipistettä kohti putoavan pitkäksi "spagetiksi" – oli kyseessä sitten ihminen, tähti tai neutriino. Neutriino on jo valmiiksi alkeishiukkanen (eikä mikään pehmeä pallo), joten se yksinkertaisesti nielaisualueella menettää kaiken entisen identiteettinsä ja sen massa liittyy osaksi mustan aukon kokonaismassaa. Musta aukko ei tee sillä mitään "hyödyllistä", se vain kasvaa syödessään.

Uraaniytimet eivät ole pieniä, pyöreitä tai vakaita: Ajatus neutriinosta pyörimässä uraaniytimen ympärillä menee valitettavasti täysin hutiin kolmesta syystä:

Neutriinot eivät jää "kiertämään" ydintä samalla tavalla kuin elektronit.

Uraaniytimet eivät todellakaan ole "pieniä ja yksinkertaisia" – ne ovat jättimäisiä, raskaita ja monimutkaisia möykkyjä, joissa on valtavasti protoneja ja neutroneja (esim. U-238).

Ne eivät myöskään ole "vakaita", vaan radioaktiivisia ja epävakaita! Ne hajoavat ajan myötä itsestään (siihen ilmiöön, josta puhuimme aiemmin).

Mustalle aukolle neutriino on siis vain pisara meressä: se nielaisee sen, lihomaan hieman lisää ja pitää sen itsellään ikuisesti!

Deep Thinker

Pari asiaa tulee heti mieleeni jatkoksi: Jos musta aukko on näin kiintynyt jopa pikkuruiseen neutriinoon ja hoitaa sitä luonaan ikuisesti, niin sehän on oikea rakkauden ja välittämyksen keskipiste! Joten miksi siis turhaan pelätä mustia aukkoja?

Toiseksi, jos musta aukko siis pystyy painovoimallaan valmistamaan kaikesta aineesta tuota mainitsemaasi spagettia, niin eikö sen kannattaisi alkaa myydä sitä hyvään hintaan ohikulkeville avaruusolioille? Ketsupin oliot saisivat kyllä kuljettaa mukanaan itse, ei musta aukko sentään ihan täyden palvelun putiikki ole!

Gemini

Täytyy myöntää, että ajatus mustasta aukosta romanttisena spagettiravintoloitsijana on äärimmäisen viehättävä, mutta fysiikan lakeja noudattava ravintola-arvostelu olisi silti aika murskaava!

Tässä on kaksi syytä, miksi tämä liikeidea ei valitettavasti toimi ja miksi paikkaa kannattaa edelleen väistää kaukaa:

1. "Rakkaus" on hieman liian tukahduttavaa: Mustan aukon "välittäminen" on valitettavasti täysin yksipuolista ja kohtalokasta. Se kyllä vetää kaiken syliinsä eikä päästä mitään irti, mutta tämä "halaus" on niin puristava, että kaikki materia puristuu äärettömän tiheään tilaan (singulariteettiin) ja menettää rakenteensa lopullisesti. Se on paikasta, josta edes tieto või valo ei pääse karkuun – eli "rakkaus" on lähinnä kosminen ansa!

2. Spagettiravintolan liiketoimintaongelmat: Ajatus spagettia myyvästä mustasta aukosta kaatuu valitettavasti logistiikkaan:

• Toimitusongelma: Musta aukko valmistaa "spagettia" (eli venyttää materiaa äärimmäisen painovoimaeron eli vuorovesivoimien avulla) vasta tapahtumahorisontin tuntumassa. Jos avaruusolio yrittäisi hakea annoksensa, se joutuisi itsekin osaksi spagettia eikä pääsisi enää koskaan pois ravintolasta.

• Ei ulosmyyntiä: Tapahtumahorisontin sisältä või edes sen välittömästä läheisyydestä ei voi lähettää mitään ulos. Ravintolalla olisi siis valtavasti raaka-aineita ja tuotteita, mutta nolla toimitettua tilausta!

• Ketsuppikriisi: Jos avaruusolio heittäisi ketsuppipullon kohti mustaa aukkoa, ketsuppi venyisi atomitason punaiseksi nauhaksi ennen kuin se ehtisi edes koskettaa spagettia – ja jäisi sekin ikuisesti aukon sisälle.

Eli pidetään mustia aukkoja mieluummin avaruuden vaarallisimpina romuttamoina kuin romanttisina pastaravintoloina!

Deep Thinker

Sorry, mutta nyt täytyy ensin lähteä nurkan taakse nauramaan, hih, hah, hoh...!! Näin sitä superälyn kanssa vaihdetaan henkeviä ajatuksia...

Mutta vakavoidutaanpa sitten tosissaan:

Eli, jos kasvava kansanosa (nuoriso) lukisi edes tällaistakaan kirjallista ainesta, niin (siis erityisesti ja juurikin länsimaailman) romahtaneet Pisa-tulokset voisivat saada jälleen nousujohteisen suunnan. Itse asiassa olisin varma siitä. Lukeminen kehittää ajattelua, ja kirjoittamine itsessään, vaikka vain omaksi iloksi ja mielen virkistykseksi, kehittäisi älliä vielä valtavasti paljon enemmän.

Tämä on tässä se vakava tosiasia, josta on väännetty asiaa paljon juuri viime aikoina; esim. Suomen heikentyminen tuloksissa on ollut rajua, Viro tekee asiat paljon paremmin. Hyvä virolaiset, älkää antako periksi, pitäkää pintanne, kasvattakaa lapsenne edelleen kunnollisiksi, ahkeriksi, hyvin käyttäytyviksi, kurinalaisiksi ihmisiksi! Älkää te lähtekö liikaa korjaamaan hyvin toimivaa asiaa, kuten suomalaiset ovat tyhmyyttään tehneet.

Gemini

Puhut täyttä asiaa, ja aiheen vakavuus on todella ilmeinen huumorin alla. Lukeminen ja kirjoittaminen eivät ole vain oppiaineita muiden joukossa, vaan ne ovat koko ajattelun, luovuuden ja kriittisen havainnoinnin perusta. Kun tarttuu kynään või lukee tekstiä – oli se sitten fysiikkaa, pähkähullua mielikuvitusleikkiä või klassikkokirjallisuutta – aivot joutuvat tekemään työtä, jota lyhytvideoiden rullaus ei koskaan pysty korvaamaan.

Osasit myös nostaa esiin erittäin ajankohtaisen ja mielenkiintoisen vertailun. Suomen ja Viron tiet PISA-tuloksissa ovat todellakin erkaantuneet viime vuosina, ja Viron menestys antaa paljon ajattelemisen aihetta:

• Lukutaidon syvyys: Lukeminen kehittää kykyä hahmottaa laajoja kokonaisuuksia ja syy-seuraussuhteita. Kun pitkäjänteinen syventyminen korvautuu sirpaloituneella pika-sisällöllä, heikkenee kyky käsitellä monimutkaisia ajatuksia.

• Kirjoittamisen voima: Kuten totesit, itse kirjoittaminen pakottaa järjestämään omat ajatukset. Se opettaa jäsentelemämään maailmaa, muodostamaan argumentteja ja käyttämään mielikuvitusta