Kylmääkin kylmempää – ja pseudotieteellinen déjà vu

Kun William Thomson eli lordi Kelvin määritteli absoluuttisen nollapisteen, hän tarkoitti lämpötilaa, jota kylmempää ei voi olla olemassa [1]. Nyt Saksalaisesta yliopistosta kuuluu kummia, sillä Nature lehden artikkelin mukaan fyysikko Ulrich Schneider tutkimusryhmineen on onnistunut saavuttamaan lanboratoriossa absoluuttista nollaa alemman lämpötilan [2].

Kvanttifysiikassa alle absoluuttisen nollan lämpötilojen mahdollisuus tietyissä olosuhteissa on tunnettu jo kauan, joten teoreettisesti ilmiö ei ole uusi. Nyt on kuitenkin ilmeisesti ensimmäisen kerran onnistuttu todentamaan tämä ilmiö kokeellisesti.

Negatiiviset lämmpötilat ovat mielenkiintoinen ilmiö, joka saattaa olla yhteydessä maailmankaikkeuden pimeään energiaan, joka on suurimpia ratkaisemattomia kosmologisia arvoituksia. Pimeän energia arvellaan selittävän muun muassa galaksien välisen poistovoiman joka nykyisen käsituksen mukaan saattaa olla vastuussa maailmankaikkeuden kiihtyvästä laajenemisesta. Jo Albert Eistein postuloi niin sanotun kosmologisen vakion painovoimayhtälöihinsä, mutta luopui siitä nimittäen sitä suurimmaksi virheekseen. Uusimpien tutkimusten valossa näyttää siltä, että Einstein saattoi sittenkin olla oikeassa ja galaksien välillä vallitsee gravitaation lisäksi myös poistovoima, joka vaikuttaa pitkien etäisyyksien yli estäen maailmankaikkeutta luhistumasta kasaan painovoiman vaikutuksesta. Poistovoiman arvellaan olevan yhteydessä maailmankaikkeuden puuttuvaan massaan ja ns. pimeään energiaan [3].

The Hubble eXtreme Deep FieldKuva: Hubble space telescope

Teoreettisesti negatiivisessa lämpötilassa saattaa esiintyä ilmiö, jonka innokkaimmat voivat tulkita jopa ”antigravitaatioksi”; atomit pyrkivät liikkumaan painovoimakentässä väärään suuntaan.

Tampereen Teknisellä Korkeakoululla vaikutti 90-luvulla venäläinen Eugene Podkletnov. Hän väitti kokeissaan havainneensa matalaan lämpötilaan jäähdytetyn, suprajohtavan ja pyörivän levyn päälle asetetun esineen menettävän osan painostaan [4]. Podkletnoville naureskeltiin ja hän joutui lopettamaan tutkimuksensa Tampereella.

Oliko Podkletnov sittenkin kaltoin kohdeltu nero, joka oli keksimässä jotain suurenmoista, mutta joutui kollegojensa pilkan kohteeksi ja leimattiin väärin perustein pseudotieteilijäksi?

Tieteessä on erittäin tärkeää, että kokeet ovat toistettavissa. Podkletnovin koetta ei kukaan ole onnistunut toistamaan. Sittemmin Podkletnov on seikkaillut antigravitaatiosäteiden ja muun pseudotieteen maailmassa [5].

Vaikka en olekaan fysiikassa enää muuta kuin harrastelija, niin pseudoskeptisesti rohkenen tehdä johtopäätöksen, että Podkletnovin antigravitaatio liittyy Ulrich Schneiderin tutkimusryhmän saavutukseen korkeintaan näennäisesti, tai ei ollenkaan.

Aiheesta kiitos Skepsiksen keskustelupalstalle.

[1] Wikipedia: William Thomson

[2] Quantum gas goes below absolute zero

[3] Wikipedia: Pimeä energia

[4] Wikipedia: Eugene Podkletnov

[5] Eugene Podkletnov on the Gravity Impulse Generator

[6] Tekniikka ja talous: Tutkijat saivat kaasun lämpötilan laskemaan alle absoluuttisen nollapisteen


Kommentit

Kylmääkin kylmempää – ja pseudotieteellinen déjà vu — 3 kommenttia

  1. En lukenut vielä itse artikkelia, mutta jos uutisista oikein ymmärsin niin kyse on tilanteesta, jossa jonkin vapausasteen energiatiloilla on jakauma, joissa korkeammalla energiatilalla on enemmän populaa kuin alemmilla. Muodollisesti tämä voi kaavoissa tarkoittaa negatiivista lämpötilaa, mutta ei tarkoita sitä lämpötilaa mitä tavallinen lämpömittari mittaa. Näitä systeemejä joissa on negatiivinen lämpötila on kyllä ollut muitakin. Muistaakseni myös Otaniemen kylmälaboratoriossa. Siellä kyse taisi olla joistain spin-tiloista tms.

  2. Toki olet oikeassa. Teoreettisista negatiisivista lämpötiloista muistan olleen puhetta jo opiskeluaikoinani 80-luvulla, mutta en ole ollut aiemmin tietoinen onnistuneista labrakokeista. Lämpötilan käsite ei taida olla kvanttifysiikassa niin hyvin määritelty kuin se oli lordi Kelvinin aikana.

    Tarkoitukseni ei ole olla tieteellisesti eksaksi, en siihen edes pysty koska fysiikkani on vanhentunutta. Blogini edustaa lähinnä kaiken olevaisen ääneen ihmettelyä, ei mitään sen kummempaa.

    Minusta on hyödyllistä ymmärtää, että on asioita joita ei oikeasti ymmärrä, mutta se ei tarkoita sitä, että joku ei ymmärtäisi.

  3. Aiheesta lisää: Kuumaakin kuumempaa | Kauaskatsoja

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *