J-10 / Kymppikuva galaksiparista

Lokakuussa 2008 Hubble-avaruusteleskooppi otti tähtäimeensä galaksiparin Arp 147 ja sai tulokseksi todellisen kymppikuvan. Vasemmanpuoleinen galaksi eli "ykkönen" on suhteellisen eheä, vaikka iso osa tähdistä on sijoittunut sen laitamilla olevaan valoisaan renkaaseen. Galaksi näyttää pitkulaiselta, koska katselemme sitä melkein tason suunnasta. Oikeanpuoleinen galaksi eli "nolla" sen sijaan on pahasti riekaleina. 

Sininen rengas on muodostunut nuorista tähdistä, jotka ovat tiivistyneet galaksien keskinäisen kolarin seurauksena. Kun "ykkönen" sukelsi "kakkosen" läpi, jälkimmäiseen syntyi ulospäin laajeneva paineaalto – samaan tapaan kuin veteen heitetty kivi saa aikaan joka suuntaan leviävän aallon. Galaktisen paineaallon kohdatessa tähtienvälisen aineen, joka puolestaan vetäytyi sisäänpäin törmäävien galaksien vetovoiman vaikutuksesta, muodostui tihentymiä, joissa alkoi syntyä tiuhaan tahtiin uusia tähtiä. Sinisessä renkaassa oleva punainen alue on mahdollisesti osuman saaneen galaksin alkuperäinen ydin, vanhoista punaisista tähdistä koostunut keskuspullistuma. 

Kuva: ESA / NASA

J-12 / Fibonaccin joulujono

 

The Twelve Days of Christmas on 1700-luvun lopulta peräisin oleva englantilainen joululaulu, jonka juuret lienevät Ranskassa. Alkuun se oli ilman musiikkia lausuttu loru tai runo, mutta 1900-luvun alussa Frederic Austin sävelsi sen vanhan kansanlaulun melodian pohjalta lauluksi. Se ei kuitenkaan kerro joulun odotuksesta – vaikka tänään onkin enää 12 päivää jouluaattoon – vaan joulu- tai tapaninpäivästä loppiaiseen lasketuista päivistä. Fibonaccimaisessa versiossa etupäässä siivekkäiden eläinten ja soittoniekkojen määriä kuvaavat luvut 1–12 on korvattu Fibonaccin lukujonon alkupään termeillä. 

Fibonaccin lukujonossa jokainen luku on kahden edellisen luvun summa. Jonon ensimmäiset – ja lauluun tarvittavat – yksitoista lukua ovat siten 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55 ja 89. Lukujonon kehitti italialainen matemaatikko Leonardo Pisano eli Fibonacci 1100- ja 1200-lukujen taitteessa. Se liittyy läheisesti sekä taiteessa että luonnossa tavattavaan kultaiseen leikkaukseen: Fibonaccin lukujonossa kahden peräkkäisen luvun suhde lähestyy kultaisen leikkauksen mukaista suhdelukua, kun jonoa jatketaan eteenpäin.

Alla on opettavainen versio laulusta englanninkielisen tekstityksen kanssa:

 

J-13 / Viimeinen kuumies väärässä (parkki)paikassa

 

Tänään tulee kuluneeksi tasan 41 vuotta siitä, kun ihminen laskeutui toistaiseksi viimeisen kerran Kuun pinnalle. Apollo 17 laukaistiin Cape Canaveralista 7. joulukuuta 1972 mukanaan Gene Cernan, Ron Evans ja ainoa Kuussa käynyt tutkija, geologi Harrison Schmitt. Cernan ja Schmitt laskeutuivat 11. joulukuuta Challenger-kuumoduulilla Taurus-Littrow-laaksoon Kirkkauden meren ja Rauhallisuuden meren väliselle "manneralueelle". He viettivät Kuun pinnalla hiukan yli kolme vuorokautta, tekivät kolme kuukävelyä ja ajoivat kuuautolla 30 kilometriä kivikkoisessa ja pölyisessä maastossa. Astronautit palasivat Maahan 19. joulukuuta vietettyään avaruudessa hieman yli 300 tuntia. 

Astronauttien käyttämät kuukellot valmistanut Omega juhlisti vuonna 2002 viimeisen Apollo-lennon 30-vuotismerkkipaalua ajattamalla komentaja Cernanilla kuuauton kopiota pitkin Lontoon katuja. Bond Streetillä Cernan vältti nipin napin pysäköintisakot, jotka rapsahtavat miljoonakaupungissa alta aikayksikön. Lontoolla ja Cernanilla on myös pysyvämpi kytkentä, sillä Science Museumissa on esillä Apollo 10 -komentomoduuli, jolla Cernan teki toukokuussa 1969 yhdessä Tom Staffordin ja John Youngin kanssa viimeisen lennon Kuuta kiertävälle radalle ennen ensimmäistä laskeutumista saman vuoden heinäkuussa.  

Kuva: Omega Watches

J-14 / Kumman tummia torttuja

Kaksi viikkoa jouluaattoon! On aika leipoa joulutorttuja, jotka taannoisesta ruotsalaiskohusta huolimatta ovat ainakin Tiedetuubin mielestä edellen aivan harmittomia, hyviä leivonnaisia, jotka piristävät etenkin glögin kanssa joulusalusaikaa erinomaisesti.

Mutta mistä tulee torttujen – ja muiden leivonnaisten – tumma väri?

Kyse on samasta tummumisilmiöstä kuin esimerkiksi grillaamisessa tai kahvin paahtamisessa. Moni ruoka saa lisää makua siitä, että se lievästi paahtuu. Tämä "paahtuminen" on nimeltään Maillard-reaktio ranskalaisen kemistin Louis Camille Maillardin (1878-1936) mukaan. Hän jullkaisi havaintonsa vuonna 1912, mutta vasta amerikkalainen John E. Hodge (1914-1996) onnistui selittämään sen vuonna 1953.

Reaktiossa ruoan aminohapot ja sokerit reagoivat kuumuudessa keskenään ja tuottavat tuottaen lukuisan joukon erilaisia yhdisteitä, jotka antavat esim. paistetulle tortulle tummaa väriä ja aromia.

Tarkemmin ottaen Maillard-reaktio tapahtuu vaiheittain. Ensimmäiseksi pelkistävät sokerit reagoivat aminohappojen tai proteiinien vapaiden aminoryhmien kanssa muodostaen ns. Schiffin emäksen. Tämä muodostaa 1,2-enaminolia, joka isomeroituu Amadori-yhdisteeksi kutsuttavaksi ketoamiiniksi. Amadori-yhdiste hajoaa puolestaan happamissa olosuhteissa, jolloin tuloksena on hydroksimetyylifurfuraalia. Neutraaleissa tai emäksisissä olosuhteissa se hajoaa maltoliksi tai isomaltoliksi. Muita Maillard-reaktion tuotteina muodostuvia aromiyhdisteitä ovat furfuraali ja furfuryylialkoholi, diasetyyli, asetoli, pyruvaldehydi ja glyoksaali. Maillard-reaktioissa Amadori-yhdisteistä muodostuu myös ruskeita väriaineita, kuten melanoidiineja, jotka ovat pyrroli- ja furaanirakenteisia yhdisteitä.

Nam!

Maillard-reaktio vaatii yli 130 asteen lämpötilan, joten keitettyyn lihaan tai mikroaaltouunissa kypsytettyyn pihviin ei aromia ja väriä juuri muodostu.

Kyseessä ei ole ainoastaan toivottu ilmiö, sillä se aiheuttaa myös väri- tai makuvirheitä tai heikentää valmisteen ravinnepitoisuutta muun muassa maitotuotteissa.

Tee itse torttusi!

Jos haluat testata Maillard-reaktiota tortuissa (hyvä tekosyy niiden syömiseen, etenkin kun koejärjestely pitää toistaa useaan otteeseen tilastollisista syistä), niin niiden tekeminen on hyvin yksinkertaista: tarvitaan vain voitaikinaa (tai margariinista tehtyä torttutaikinaa) marketin pakastelokerosta ja luumumarmeladia hyllystä. Torttupaketissa on varmasti ohje, mutta periaatteessa vain leikkaat taikinapalat, laitat marmeladia keskelle ja paistat uunissa maun mukaan vaaleammiksi tai tummemmiksi. Ja tarjoilet.

Tosin jos viitseliäisyyttä riittää, niin sekä taikinan että marmeladin voi tehdä myös itse. Vaikka toisin usein sanotaan, ei voitaikinan teko ole vaikeaa, mutta vaatii viitseliäisyyttä. Marmeladin saa vaivatta keitettyä (kuivatuista) luumuista sekä sokerista.

Voitaikinaan tarvitaan vain 150 g margariinia tai voita, kolmisen desiä vehnäjauhoja ja 3/4 desilitraa kylmää vettä. Sekoita pehmennetty rasva ja jauhot kulhossa, lisää vesi ja sekoita tasaiseksi. Helpon alun jälkeen seuraa teon työteliäin vaihe: kaulitse taikina jauhotetulla pöydällä noin sentin paksuiseksi levyksi, taita taikinalevyn puolikas toisen puolikkaan päälle ja kaulitse paksu levy uudelleen noin sentin paksuiseksi. Toista tätä niin kauan kuin jaksat ja lopulta kauli levy ohueksi. Mitä enemmän jaksat kaulita & kääntää, sitä parempi. Jos tortunhimo antaa myöten, anna taikinan kovettua hieman jääkaapissa ennen käyttöä.

Luumumarmeladiin puolestaan tarvitaan vain 1,5 kg luumuja, noin kilo (tai hieman vähemmän) sokeria, desi vettä ja parin sitruunan tai limetin mehu. Huuhtele luumut ja laita paksupohjaiseen kattilaan, kaada päälle vettä ja keitä kannen alla 30 minuuttia. Kun luumut ovat pehmeitä, poista niistä kivet, ellei niitä ole jo poistettu – hyvä tapa varmistaa kaikkien kivien poistaminen on laskea luumut ennen keittämistä ja katsoa, että poistettuja kiviä on lopulta yhtä monta. Laita luumut takaisin kattilaan, lisää sokeri ja sitruuna- tai limemehu.

Keitä hiljaisella lämmöllä ilman kantta seosta noin tunnin ajan. Kuori mahdollinen ja todennäköinen vaahto pois.

Marmeladia voi käyttää saman tien, mutta olisi parempi, jos sitä voisi säilyttää vähän aikaa vaikkapa jääkaapissa ennen käyttöä.

J-15 / Kosminen kuusi

Eilinen joulupuulinja jatkuu, mutta tällä kertaa esittelyssä on vähän isompi versio. Yksisarvisen tähdistön suunnassa kimaltelee Joulukuusijoukko. Sen alapuolella ("kuusenjalan" kohdalla) on kirkas tähti S Monocerotis, joka on muuttuja eli kirkkaudeltaan muuttuva tähti. Joulukuusen "latvatähtenä" on puolestaan Kartiosumu, joka muodostuu tummasta, pitkulaisesta pölypilvestä.

Joukko ja sumu on luetteloitu yhteisellä tunnuksella NGC 2264. Kuvan oranssi sävy johtuu siitä, että se on yhdistelmä kolmella kapealla aallonpituuskaistalla – vedyn, hapen ja rikin lähettämän säteilyn valossa – otetuista kuvista. Kosmisella kuusella on etäisyyttä noin 2600 valovuotta eli tällä hetkellä näkemämme valo on lähtenyt liikkeelle satoja vuosia ennen ensimmäistä joulua.

Kuva: T.A. Rector (NRAO/AUI/NSF and NOAO/AURA/NSF) and B.A. Wolpa (NOAO/AURA/NSF)

J-16 / Joulupuu on kasvatettu

Labrassa voi pitää hauskaa! Luovuus kukkii ja tuloksena voi olla taidetta. Ainakin jos erilaisilla bakteerikasvustoilla "maalaa" petrimaljaan joulukuusen, kuten tumblr-palvelussa kuviaan julkaiseva biologiopiskelija nimimerkki geneticist.

Ideana on se, että eri mikro-organismit (kuten sienet, bakteerit, levät ynnä muut sellaiset) ovat eri värisiä. Esimerkiksi bakteereissa on klorofyllin eri tyyppisiä variaatioita, jotka saavat ne näyttämään vaikkapa punaiselta, vihreältä, keltaiselta, ruskealta tai oranssilta. Valitsemalla siis sopivan värisiä bakteereita kasvatusmaljaan ja asettelemalla niitä tiettyihin paikkoihin siinä voi saada aikaan erilaisia kuvioita, kuten vaikkapa joulukuusen.

Asiaan liittyen pari sanaa petrimaljasta: se on pyöreä, noin 10 cm halkaisijaltaan oleva ja yleensä noin sentin syvä bakteeriviljelyastia, joita käytetään laboratorioissa bakteerinäytteiden kasvattamisessa. Jos esimerkiksi kipeästä kurkustasi otetaan näyte ja siitä etsitään bakteereita, näyte todennäköisesti laitetaan ravinneliuoksen pinnalle petrimaljaan. Parin päivän päästä maljassa on selvästi näkyvä bakteerikasvusto, mistä voi usein jopa katsomalla (muun muassa väristä) sanoa mistä bakteerista on kyse.

Hassu nimi "petrimalja" tulee saksalaisesta bakteeritutkijasta Julius Richard Petristä (1852–1921), joka keksi kätevän, matalan pikkumaljan vuonna 1877. Ravinneliuoksena käytetään yleensä ns. agar-nestettä, missä on ravintoaineita, suoloja ja aminohappoja sekä mahdollisesti antibiootteja. Lämpimänä maljaan laitettu agar jähmettyy jäähtyessään maljaan geelimäiseksi aineeksi, jonka pinnalle mikrobinäyte on helppo laittaa.

Lisää petrimaljataidetta on muun muassa täällä.

J-17 / Joulu Marsissa

Christmas on Mars on vuonna 2008 ensi-iltansa saanut tieteiselokuva, jonka Flaming Lips -rockbändin keulahahmo Wayne Coyne käsikirjoitti ja ohjasi. Soundtrack on luonnollisesti bändin käsialaa ja koko porukka myös esiintyy elokuvassa. Marsia ollaan asuttamassa ja rohkeat pioneerit valmistautuvat punaisella planeetalla jouluun.

Kaikki ei kuitenkaan mene ihan putkeen, sillä sekä happigeneraattori että gravitaation hallintalaitteisto reistailevat. Lisäksi bändin biisinikkarin Steven Drozdin esittämä Major Syrtis näkee harhaisia unia – mistäpä muusta kuin lapsen syntymästä. Apuun tulee onneksi empaattinen avaruuden muukalainen, superolento, jota esittää Coyne itse: punanuttuinen joulupukki korvautuu vihreällä marsilaisella.

New Yorkissa elokuvaa esitettiin Kraine-teatterissa, jossa oli bändin kehittämä äänentoistojärjestelmä Zeta Bootis Mega Supersonic Super-Sound Surround System.

Elokuvan teaser on YouTubessa ja alla:

 

J-18 / Piet, Nikolaus ja höyrylaiva

Eilen oli hollantilaisten lasten joulu, sillä perinteisesti flaaminkielisissä maissa ei ole vietetty joulua samoin kuin muissa "läntisissä" maissa, vaan siellä joulu on pidetty pitkään paikallaan Pyhän Nikolauksen nimipäivässä, eli joulukuun 6. päivässä, ja siten lahjat jaettiin edellisenä iltana. Niinpä Alankomaissa vuoden suurin lasten juhla oli eilen ja sitä juhlitaan vielä tänään. Nykyisin tosin ulkomaisen paineen alla joulu on nykyisin jakaantunut kahteen osaan, sillä monet viettävät myös joulua meikäläisittäin, mutta yhä edelleen Sinterklaas on tärkeä osa hollantilaista kulttuuria. Lapset ovat iloisia, kun lahjoja tulee kahtena päivänä!

Legendan mukaan Myran piispa Nikolaus Ihmeidentekijä (270–343), eräs katolisen ja ortodoksisen kirkon pyhimyksistä, oli aikanaan hyvin lapsiystävällinen ja häntä alettiin pitää jo keskiajalla lasten suojelijana. Lapsille jaettiin lahjoja Nikolauksen päivänä 6. joulukuuta, ja tapa juurtui etenkin vanhoilliseen Hollantiin ja sen vaikutuspiirissä oleviin maihin.

Kun pakanallinen kiteille lapsille lahjoja jakanut ja tuhmille vitsoja antanut nuuttipukki, pukin sarvet päähän laittanut mies, ja Pyhä Nikolauksen tarina yhdistyivät vuosisatojen varrella, saatiin aikaiseksi nykyinen joulupukki erilaisine legendoineen.

Yksi näistä on Sinterklaas. Sen mukaan punanuttuinen Sint Nicolaas saapuu nyt joulukuussa höyrylaivalla Espanjasta, minne hän oli tullut kaukomailta lahjat mukanaan. Avukseen hän on ottanut Piet-nimisen orjapojan Afrikasta, ja koska hän on musta, on hänen nimensä Zwarte Piet, Musta Piet. Luonnollisestikin tarinan tämä osa on herättänyt nyt vastalauseita, ja jo useiden vuosien ajan Piet-pojan mustuutta on muun muassa selitetty siten, että hän on vain tullut mustaksi savupiippujen kautta lahjoja koteihin tuodessaan. Yhä useammin Piet onkin nykyisin valkoinen tai hänet jätetään pois; hänen avullaan on tosin myös kerrottu usein Alankomaiden – ja samalla muiden raakaa kolonialistista voimaa käyttäneiden maiden – synkästä, vaikkakin tuolloisen ajan hengen mukaisesta historiasta ympäri maailman.

Tarina on kuitenkin kiinnostava siksi, että kulkuvälineekseen hollantilaispukki on valinnut höyrylaivan. Aikanaan Sinterklaasia toki vietettiin ilman laivoja ja lahjoja vain annettiin ilman kaukomaaselittelyitä, mutta 1800-luvulla uusi aika ja uskonnon tiukan otteen lipeäminen muutti Sinterklaasinkin nykyaikaiseksi. Ja silloisen nykyajan hienoin ilmentymä oli höyrylaiva, joten Nikolauksen aiemmin käyttämä lentävä harmaa hevosen jäi vanhaiaikaisena pian unholaan.

Kuvassa on hollantilaisen lapsen vuonna 1996 tekemä piirrustus, joka on laitettu Wikipediaan.

J-19 / Tiedehupia joulunpyhiksi

1800-luvun puolivälissä joulu ja tiede olivat Englannissa suosittu yhdistelmä. Juhlakauden lehdissä julkaistiin esseitä ja tarinoita, jopa runoja tieteen edistymisestä, ja kirjoissa annettiin ohjeita jouluisten kokeiden tekemiseksi kotikonstein.

Yleisöä vetivät myös erilaiset tiedeaiheiset pantomiimiesitykset ja erityisesti vuodesta 1848 lähtien "Joulumaa", jonka John Henry Pepper pystytti nykyisen Westminsterin yliopiston tiloihin (tuolloin opinahjo oli nimeltään Royal Polytechnic Institution). Näyttelyssä oli vuosi vuodelta suuremman joulukuusen lisäksi erilaisia koneita ja keksintöjä sekä hyvin suosituksi tullut "aave", jonka Pepper loihti peilien avulla tyhjälle esiintymislavalle.

Vuodelta 1858 peräisin oleva piirroskuva esittää "joulun juhlintaa polyteknillisessä instituutissa". Havaintoesityksessä merimiesrukka on houkuteltu tarttumaan "sähkökojeen" kahvoihin, jolloin hän sai palkkioksi muun yleisön suureksi riemuksi sähköiskun.

Kuva: Illustrated London News archive

J-20 / Joulusammakko? Toimitus Ke, 04/12/2013 - 02:10

Kuvassa olevalla Mansikkasammakolla (Dendrobates pumilio) ei ole suoranaisesti mitään tekemistä joulun kanssa, paitsi että se on punainen. Kuten tiedetään, punainen on joulun väri – mutta miksi?

Kyse on joulupukin punaisesta nutusta, mikä yleisen legendan mukaan syntyi vuonna 1931, kun Coca Cola -yhtiö tilasi mainoskampanjaansa varten piirroksen joulupukista taiteilijalta nimeltä Haddon Sundblom. Hän otti uudenlaiseen, iloiseen ja runsaaseen pukkiinsa värit tilaajayhtiön punavalkoisesta logosta ja pullosta sillä seurauksella, että kampanjan jälkeen pukkia pidettiin yleisesti punanuttuisena ja valkopartaisena hyväntahtoisena papparaisena, vaikka kansanperinteissä hän oli ollut kaikkea muuta (kuten myöhemmin Tiedetuubin joululähtölaskennassa selviää).

Tarina on hyvä, mutta ei ole täysin totta. Nimittäin ensimmäisenä punaisen pukin piirsi Thomas Nast, samoin amerikkalainen taiteilija, jo 1800-luvun puolivälissä, ja vuonna 1885 Louis Prang kopioi ajatuksen postikorttikuvitukseksi. Nastin mukaan joulupukin esikuva Pyhä Nikolaus oli aikanaan pukeutunut punaiseen kaapuun ja siten punainen oli myös sopiva väri joulupukille. Näin ollen kun kokiskampanjaan tarvittiin pukkia, oli yhtiön värimaailmaan sopiva punainen pukki jo sopivasti olemassa ja sitä piti vain muuttaa vielä enemmän punavalkoiseksi ja pyyleväksi. Puhin myhäilemä "ho, ho, ho" ja lahjojenjakomatkan alkaminen pohjoisnavalta tulivat sitten myöhemmin mukaan.

Mitä muuten kuvassa olevaan Mansikkasammakkoon tulee, niin se on keskisen Amerikan sademetsissä elävä nuolimyrkkysammakko. Nämä sammakot ovat hyvin pienikokoisia, vain muutaman sentin pitkiä ja maksimissaan kuutisen senttiä pitkiä, kirkasvärisiä ja todennäköisesti maailman myrkyllisimpiä eläimiä. Esimerkiksi punaisen sammakon sukulaisen, kellertävän Kultanuolen (Phyllobates terribilis) noin 3 800 mikrogrammaa hermomyrkkyä riittää tappamaan yli 1 500 ihmistä. Nuolimyrkkysammakkojen koskeminen tai syöminen voi olla kohtalokasta.

Sammakoiden nimi tulee siitä, että niiden myrkkyä on käytetty nuolissa.

Oikeastaan nämä sammakot eivät sovi lainkaan jouluiseen, miellyttävän mukavaan asiayhteyteen, paitsi että yksi niistä on kovin jouluisen punainen...