Stephen Hawkingin Ajan lyhyt historia

Päätin valita kirjakseni Stephen Hawkingin Ajan Lyhyt Historia, sillä olen aina ollut kiinnostunut maailmankaikkeudesta. Kirjan englanninkielinen alkuperäinen teos A Brief History of Time julkaistiin 1988. Samana vuonna kirja myös käännettiin suomen kielelle. 1996 kirjasta julkaistiin tarkistettu ja täydennetty versio sekä englanniksi ja suomeksi. Minun versioni on pehmeäkantinen, mutta kirjaa on saatavilla myös kovakantisena.

Ajan lyhyestä historiasta tuli bestseller ja se myi yli 10 miljoonaa kappaletta 20:ssä vuodessa. Se oli myös Lontoolaisen Sunday times-lehden kymmenen myydyimmän listalla 237 viikkoa ja on käännetty 40:lle kielelle.

Kirjan suureen menestykseen liittyy varmaankin suurena osana se, että sen kirjailijana on Stephen Hawking, joka on ehdottomasti yksi aikamme kuuluisimmista fyysikoista. Hän syntyi vuonna 1942 ja täytettyään 21 vuotta hänellä todettiin ALS-tauti, joka tunnetaan myös nimellä Lou Gehrigin tauti. Hawkingin keskeisimpiä tutkimusaloja ovat kosmologia, kvanttigravitaatio ja säieteoria. Hänen tärkeimmät työnsä käsittelevät mustia aukkoja ja Hawkingin säteilyä.

Teoksen kannen yläosassa lukee kirjailijan Stephen Hawkingin nimi isoilla valkoisilla kirjaimilla ja alaosassa Ajan Lyhyt Historia samanlaisella fontilla. Kirjan kannessa on oranssin värinen spiraalimainen kuvio, jonka keskipiste on keskellä kirjan kantta. Tämän kuvion takana näkyy haaleasti Mercatorin projektio (kuviointi muistuttaa shakkilautaa). Näiden taustana toimii kuva avaruudesta, jonka pimeydessä kimaltelee tähtiä. Kirjassa on käytetty pariakymmentä mustavalkoista piirrosta, jotka auttavat ymmärtämään kirjan kaavoja ja selityksiä paremmin.

Ajan Lyhyt Historia rakentuu alkusanoista, kahdestatoista luvusta ja kolmesta lyhyestä esittelystä, jotka kertovat Albert Einsteinista, Galileo Galileista ja Isaac Newtonista. Kirjan lopussa on myös sanasto, kiitossanat ja kattava hakemisto. Vaikkakin kappaleet sisältävät on paljon asiaa, Stephen Hawking on onnistunut sitomaan ne hienoiksi kokonaisuuksi.

Kirjan alkusanoissa Hawking muistelee kirjan aiemman version alkusanoja, jotka on kirjoittanut edesmennyt fyysikko Carl Sagan. Hän myös ihmettelee kirjan samaa suosiota. Suosiota Hawkingin kollega on verrannut siihen, että Hawkingin fysiikan kirjoja on myyty enemmän, kuin Madonnan Sex -kirjoja, mikä osoittaa että ihmiset ovat vielä kiinnostuneita fysiikosta. Stephen Hawking kertoo myös muutamista viime vuosien (1996) tärkeistä fysiikkaan liittyvistä havainnoista.

Stephen Hawking on yrittänyt kirjoittaa mahdollisimman selkeästi universumin rakenteesta, alkuperästä, kehityksestä ja sen kohtalosta. Hawking pohtii myös Jumalan roolia maailmankaikkeuden synnyssä. Hän puhuu käsitteistä, kuten ajasta ja avaruudesta, kvarkeista, jotka muodostavat maailmankaikkeuden sekä perusvuorovaikutuksista, jotka hallitsevat sitä. Suuri painopiste on mustilla aukoilla, joita Stephen Hawking on tutkinut paljon. Suureen roolin ovat päässeet myös kaksi 1900-luvun merkittävimpää fysiikan teoriaa - Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria ja Max Planckin kvanttiteoria, joita tiedemiehet käyttävät kuvaamaan maailmankaikkeutta. Stephen Hawkingin mukaan seuraava suuri askel fysiikassa saavutetaan, kun nämä teoriat pystytään yhdistämään yhdeksi ns. Kaiken teoriaksi.

Kiinnostavin asia minulle tästä kirjasta oli Hawkingin säteily. Lyhyesti selitettynä kvanttiteorian mukaan pareja subatomisia (atomia pienempiä) hiukkasia ilmestyy tyhjiöstä ja tuhoavat toisensa lähes samantien. Tätä siis tapahtuu koko ajan kaikkialla universumissa. Parissa toisella subatomisella hiukkasella on positiivinen massa ja toisella negatiivinen. Hawking älysi, että tällaisen parin ilmestyessä mustan aukon tapahtumahorisonttiin, positiivisella hiukkasella olisi juuri ja juuri riittävästi energiaa paetakseen mustaa aukkoa. Hiukkanen jolla on negatiivinen massa syöksyisi mustaan aukkoon ja vähentäisi sen massaa omalla negatiivisella massallaa. Positiivinen hiukkanen haivaittaisiin tällöin mustan aukon säteilynä.

Toinen kiinnostava asia, minkä opin käsitteli hiukkasten spin-ominaisuutta. Spin kertoo millaiselta hiukkanen näyttää eri suunnista. Ainehiukkasten spin on ½ ja ne noudattavat Wolfgang Paulin kieltosääntöä lakia, jonka mukaan ainehiukkasilla ei voi olla samaa paikkaa ja aikaa. Ainehuikkasten välillä vaikuttavien voimahiukkasten spin on 0, 1 tai 2.

• Spin ½ = Kierroksia on tehtävä kaksi ennen, kun hiukkaset näyttävät samalta.

• Spin 0 = Hiukkanen on kuin piste ja näyttää kaikkialta samanlaiselta.

• Spin 1 = Hiukkanen näyttää samanlaiselta vasta, kun sen ympäri on tehty täysi kierros eli 360º.
• Spin 2 = Hiukkasta voisi ajatella kaksipäisenä nuolena: se näyttää uudelleen samanlaiselta, kun sen ympäri on tehty puoli kierrosta eli 180º.

Valehtelisin jos sanoisin, että ymmärsin kaiken tästä mielenkiintoisesta kirjasta. Oli hetkiä, jolloin tiettyjen asioiden selitykset eivät ole tarpeeksi selkeitä ja jouduin lukemaan samoja asioita moneen kertaa uudelleen ennen kuin ymmärsin asian edes jotenkin. Olen melko varma, että tämä sama ongelma on esiintynyt ja tule esiintymään myös muilla lukijoilla.

Tätä lukuun ottamatta suurin osa muista asioista kirjassa on hyvin selitetty selkeällä kielellä ja sen pitäisi olla ymmärrettävissä keskivertoiselle lukijalle. Koin myös varsin huvittavaksi sen, että Stephen Hawking oli luopunut eksponentiaalisesta merkinnästä suurissa luvuissa. Tästä esimerkkinä Hawking selittää, että maailmankaikkeudessa on noin sata miljoona miljardia miljardia miljardia miljardia miljardia miljardia miljardia miljardia (ykkönen ja 80 nolla) hiukkasta. Näin numeroista saa kylläkin vaikutavamman näköisiä.

Minusta oli myös mukavaa, kuinka Hawking kertoo monista tärkeistä, mutta ei silti kovin tunnetuista henkinkilöistä, jotka ovat muuttaneet käsitystämme universumista parempaan suuntaan. Esim. Ole Romer laski valonnopeuden. Vaikkakin hänen laskelmansa heittivät lähes 30% alakanttiin, pystyttiin todistamaan, että valonnopeus on äärellinen, eikä ääretön niin kuin oli aikaisemmin luultu.

Mitä pidemmälle teoksessa etenee, sitä vaikeammaksi teorioiden ymmärtämisestä mielestäni tulee, sillä osa aiemmista teorioista liittyy myöhemmin käsiteltäviin teorioihin. Varsinkin viimeinen käsiteltävä teoria: säieteoria on todella vaikea ymmärtää ja päädyin lopulta katsomaan selityksen siihen netistä. Toisaalta vika voi olla myös tässä päässä.

Teoksen lähteenä Stephen Hawkingin on käyttänyt pääasiassa itseään. Hän kiittää myös liutaa kollegoitansa, sekä jatko-opiskelijoita, jotka ovat auttaneet tarvittaessa. Erikoiskiitoksen saavat Words Plus -yhtiö, Speech Plus -yhtiö ja Adaptive communications -yhtiö, jotka lahjoittivat hänelle viestintäjärjestelmän, jonka avulla Hawking pystyi kirjoittamaan tämän kirjan.

Vaikka kirjan alkuperäinen teos julkaistiin lähes 30 vuotta sitten, kirjan sisältämät tiedot eivät ole vanhentuneet, sillä lähes kaikki kirjan teoriat oli jo todistettu toimiviksi. Ainoana poikkeuksena on säieteoria, jota ei ole vieläkään pystytty todistamaan oikeaksi tai vääräksi.

Teoksen sävy on kertova ja suurimmaksi osaksi passiivinen. Stephen Hawking kertoo kuitenkin hieman omista kokemuksistaan, jotka tuovat mielestäni kirjaan kevennyksiä kaiken teorian joukossa. Näin lukija saa myös pieniä kurkistuksia Hawkingin elämään. Kirjasta saa selville, että hän on mm. lyönyt vetoa mustien aukkojen olemassaoloa vastaan. Hän perustelee tekoaan siten, että oli käyttänyt vuosia mustien aukkojen olemassaolon todistamiseen ja jos olisi ollut väärässä hän saisi siitä sentään jotain iloa.

Kirjassa käytetään jonkin verran tiedesanastoa. Näiden sanojen tarkoitukset kyllä kerrotaan kirjassa, mutta ongelmaksi ne muodostuvat siinä vaiheessa, jos on jakanut kirjan luettavaksi pidemmälle aikajaksolle. Tällöin nämä sanat voivat alkaa unohtua. Tällaisia termejä ovat mm. kvanttiperiaate, punasiirtymä, entropia ja epätarkkuusperiaate. Onneksi kirjan takana on kuitenkin melko kattava sanasto, mistä löytyy selitykset suurimpaan osaan näille sanoille.

Kirja sopii todella hyvin kaikille, jotka ovat kiinnostuneita siitä, mitä tiedämme universumista. Kuten olen jo aiemmin maininnut, suurin osa tekstistä on melko helposti ymmärrettävissä, mutta jos kiinnostusta asiaan ei ole teksti voi käydä melko puuduttavaksi.