Dynaaminen Universumi

TkT Tuomo Suntola        In English
Dynaamisen Universumin (DU) teoria on kokonaisvaltainen kuvaus havaittavasta universumista - vastaavasti kuin Kopernikuksen malli oli kokonaisvaltainen kuvaus aurinkokunnasta. Kun kolmiulotteinen avaruus kuvataan suljettuna neliulotteisen pallon pintana, voidaan ratkaista koko avaruuden dynamiikka ja suhteuttaa paikallinen liike ja gravitaatio koko avaruuden liikkeeseen ja gravitaatioon.

Dynaaminen Universumi merkitsee fysikaalisen todellisuuskuvan dramaattista selkiytymistä – avaruuden massa ja energia eivät ole syntyneet tyhjästä yhtäkkisessä alkuräjähdyksessä – avaruuden energia on rakentunut nykyistä laajenemisvaihetta edeltäneessä supistumisvaiheessa, jossa massa on saanut lepoenergiansa liikkeen energiana supistumisessa luovutettua gravitaatioenergiaa vastaan.
 
Paikallisten havaintojen suhteellisuuden selittämiseen ei tarvita ajan ja etäisyyden vääristymiä kuten suhteellisuusteoriassa; suhteellisuus ilmenee suorana seurauksena kokonaisenergian säilymisestä avaruudessa. Liikkeessä tai paikallisen massakeskuksen lähellä oleva kello käy hitaammin, koska osa sen energiasta on sidottu paikalliseen liikkeeseen tai  gravitaatioon – ei siksi, että se kokisi hitaampaa ajan kulua, kuten suhteellisuusteoria asian selittää. 

DU tarjoaa kaikille fysiikan osa-alueille yhteisen viitekehyksen. Se tuottaa tarkat ennusteet sekä paikallisille ilmiöille että kosmologisille havainnoille – ilman lisäparametrejä, joita suhteellisuusteorian ennusteisiin on jouduttu lisäämään.
Dynaamisen Universumin perusteet dokumentoitiin ensimmäistä kertaa DU-kirjaksi vuonna 1996. Siitä lähtien teoriaa on täydennetty ja hiottu useassa vaiheessa. DU:n kytkeytymistä historialliseen kehitykseen tarkastellaan kirjassa ”Tieteen lyhyt historia – vai pitkä tie luonnonfilosofian ja empirismin kohtaamiseen”, joka julkaistiin ensi kerran vuonna 2012.

Keskusteluohjelmia YLE:ssä

  • YLE Areena: Juuso Pekkinen, "Tuomo Suntola ja dynaamisen universumin teoria", 29.5.2018. Kuuntele YLE AREENASSA
  • YLE, Tiedeykkonen, Millennium-palkinto 2018: Tuomo Suntolan nerokas ALD mahdollisti nykyiset mikroprosessorit. Kuuntele YLE AREENASSA
 

Esitelmiä Luonnonfilosofian seuran tilaisuuksissa:


24.01.2023 Teemailta: Onko suhteellisuusteorian kritiikki tiededenialismia? VIDEO

Till Sawala: Structure formation in the Local Universe. In the standard cosmological model, structures such as galaxies form as the gravitational attraction of matter overcomes the expansion of the universe. To study structure formation beyond the simplest models, simulations using supercomputers have become a vital tool. In particular, I will discuss results from constrained simulations, which reproduce the observed galaxy population not only in a statistical sense, but which are designed to reproduce the individual objects that are observed in the Local Universe. I will also discuss recent challenges to the standard model on small scales and indicate possible solutions.

Tuomo Suntola: Mitä vikaa suhteellisuusteoriassa on? Suhteellisuusteoria on havaitsijakeskeinen teoria. Teoria perustuu kinematiikkaan ja metriikkaan; se toimii laajasti havaintojen matemaattisena kuvauksena, mutta ei selitä kuvattujen ilmiöiden fysikaalisia perusteita. Suhteellisuusteoria on matemaattisesti ymmärrettävissä, mutta loogisesti ongelmallinen erityisesti ajan suhteellisuuden tuomien ongelmien vuoksi. Esityksessä tarkastellaan suhteellisuusteorian ennusteiden ja niiden tulkintojen ongelmia atomikellojen käyntitaajuudesta, Merkuriuksen perihelikiertymästä ja paikallisen avaruuden laajenemisesta kosmologisiin etäisyyksiin ja pimeään energiaan. PowerPoint esitys.

Avril Styrman: Denialismi, dogmatismi ja kultainen keskitie. Tiededenialismilla tarkoitetaan yleensä tieteellisen metodin kiistämistä tai sellaisten uskomusten kiistämistä, joita valtaosa pitää itsestään selvinä tieteellisinä totuuksina. Rokotteiden tehon kiistäminen, HIV-AIDS yhteyden kiistäminen, holokaustin kiistäminen, ihmisen roolin kiistäminen ilmastonmuutoksessa, ja evoluution kiistäminen ovat kuuluisia esimerkkejä tiededenialismista. Kari Enqvistin ja Syksy Räsäsen mukaan ("Denialismi, luonnontieteiden edistyksen oheisvahinko?" Tieteessä tapahtuu 3/2014) myös Suhteellisuusteorian kiistäminen on tiededenialismia, eli he pyrkivät laajentamaan tiededenialismin käsitettä merkittävästi. Tällä näkemyksellä on edelleen kannattajia. Esitelmässä tutkitaan tätä näkemystä, yritetään ymmärtää syitä sen taustalla, ja pyritään löytämään vastaus seuraavaan kysymykseen: Millaisen ideologian tai taustafilosofian valossa suhteellisuusteorian haasteet tai väitetyt ongelmat saadaan katoamaan tai ne ovat näennäisiä ongelmia, ja millaisen taustafilosofian valossa ne ovat aitoja ongelmia?

14.12.2021 Havainnot, teoria ja tulkinnat fysiikassa ja kosmologiassa. VIDEO
- Tarja Kallio-Tamminen: Tieteenfilosofisia näkökulmia 
- Ari Lehto: Havainnoista teoriaan - Syntyikö järkevä selitys? Milloin takaisin lähtöruutuun? 
- Tuomo Suntola: Havaitsijakeskeisestä systeemikeskeiseen lähestymiseen. Mikä säilyy? Mikä muuttuu? Esimerkkejä kosmologiaan, aurinkokuntaan ja atomien ominaisuuksiin liittyvistä havainnoista. 
- Avril Styrman: Teorioiden arviointikriteerit suurissa paradigman vaihdoksissa. Yleisön kysymykset.

19.02.2019 Tuomo Suntola: Dynaaminen Universumi I. VIDEO - YouTube. 
Millennium 2018 teknologiapalkinnon saaja Tuomo Suntola esittelee kehittämäänsä fysiikan yhtenäisteoriaa. Johdantona Dynaamiseen Universumiin tarkastelemme nykyisten standarditeorioiden synty- ja kehityshistoriaa. Millaisin perustein on määritelty luonnonlait, joihin nykyiset teoriamme perustuvat, ja millaisia lisäolettamuksia on havaintojen selittämiseksi jouduttu lisäämän? Miksi suhteellisuusteoriaa tarvittiin? Mitä se ratkaisi ja mitä se ei ole ratkaissut? Mihin Dynaaminen Universumi perustuu ja mitä se ratkaisee? Miten Dynaaminen Universumi syntyi, ja miten se muuttaa käsitystämme todellisuudesta?
 
05.03.2019 Tuomo Suntola: Dynaaminen Universumi II. VIDEO - YouTube. 
Millennium 2018 teknologiapalkinnon saaja Tuomo Suntola esittelee kehittämäänsä fysiikan yhtenäisteoriaa. Kosmologian peruskäsitteet kosmologian standardimallin ja Dynaamisen Universumin viitekehyksissä. Kvanttimekaniikan keskeiset käsitteet DU:n viitekehyksessä. Ilmiöt ja havainnot, jotka Dynaaminen Universumi selittää tarkemmin ja/tai ymmärrettävämmin kuin nykyiset standarditeoriat. Yhtenäisteorian perusteista.

Puheenvuoroja suhteellisuusteoriasta sekä fysiikan ja filosofian suhteesta Tieteessä tapahtuu -lehdessä:

2013-4 Juha Himanka: Akateemisen keskustelun ääri-ilmiöitä – suositut luonnontieteilijät filosofeina
2013-4 Kari Enqvist: Suhteellisuusteoriaa ja ääri-ilmiöitä
2013-4 Syksy Räsänen: Suhteellisuusteorian liepeillä
2014-1 Tuomo Suntola: Ääri-ilmiöistä rakentavaan vuorovaikutukseen
2014-3 Juha Himanka: Suhteellisuusteoria on filosofiaa
2014-3 Syksy Räsänen ja Kari Enqvist: Denialismi, luonnontieteiden edistyksen oheisvahinko?
2014-4 Tuomo Suntola: Suhteellisuusteoria ei ole uskon asia

      SUOMENKIELISIÄ KIRJOJA

Tieteen lyhyt historia

- vai pitkä tie luonnonfilosofian ja empirismin kohtaamiseen 

Tuomo Suntola, Physics Foundations Society ja Luonnonfilosofian seura 
Kolmas, täydennetty painos, (sidottu, 256 sivua), ISBN 978-952-68101-4-0 

Myynti:  Tiedekirja, verkkokauppa & myymälä, Snellmaninkatu 13, 00170 Helsinki


Kirja jäljittää tieteellisen maailmankuvan kehityksen antiikista nykypäivään, keskittyen erityisesti filosofisiin ja teoreettisiin valintoihin, jotka matkan varrella on tehty. Kirjassa tarkastellaan myös mahdollisuutta teoriarakenteiden ja todellisuuskuvan uudelleenarviointiin filosofisia ja empiirisiä näkökulmia lähentäen, sekä osoitetaan tie Dynaamisen Universumin viitekehykseen. Kirjaan on sisällytetty yli sadan keskeisen tiedemiehen lyhyet elämäkerrat sekä lukuisia viitteitä ja linkkejä alkuperäiskirjoituksiin.

      ENGLANNINKIELISIÄ KIRJOJA       Dynamic Universe

SUOMENKIELISIÄ ESITELMIÄ

Uusimmat alussa

Tuomo Suntola: Miten Machin ajatukset ovat toteutuneet tieteen kehittyessä?

Luonnonfilosofian seura ja Oppihistoriallisen seuran teemailta 26.4.2018.

Esityksessäni tarkastelen Machin luonnonfilosofiaa suhteessa tieteen kehitykseen ja siinä tehtyihin valintoihin. Antiikin luonnonfilosofiasta välittyi pyrkimys ensisijaisten luonnonlakien löytämiseen (Thales, Anaksimandros, Pythagoras, Herakleitos, Aristoteles…). Toisaalta antiikin tähtitiede nojautui havaintojen suoraan matemaattiseen kuvakseen mikä johti mm. planeettojen liikkeen kuvaamiseen monimutkaisen episyklijärjestelmän avulla (Eudoksos,…Ptolemaios). Pitkän hiljaisen kauden jälkeen uusi askel tieteen kehityksessä käynnistyi Kopernikuksen valankumouksesta, joka mahdollisti aurinkokunnan kuvaamisen yksinkertaisten luonnonlakien avulla, mikä käynnisti matemaattisen fysiikan voimakkaan kehittymisen (Kopernikus, Kepler, Newton, Leibniz, Laplace…). 1800-luvun lopulla käynnistynyt seuraava kehitysvaihe johti suhteellisuusteoriaan ja kvanttimekaniikkaan, ja samalla havaintokeskeisyyden uuteen nousuun (Maxwell, Boltzman, Mach, Planck, Einstein, Bohr, de Broglie, …). Vieläkö Machin periaate on kunniassa? Onko positivismi johtanut havaintojen tarkkaan kuvaamiseen kokonaisuuden hämärtymisen kustannuksella?   Avaa esitys pdf

Tuomo Suntola, Päivän ja kuukauden pituuden kehitys viimeisen miljardin vuoden aikana. Planeettaratojen stabiilisuus.

Luonnonfilosofian seuran teemailta 6.3.2018: Aurinkokunnan ilmiöt ja niiden selitykset.

Eri puolilta maailmaa löydetyistä koraalifossiileista on luettavissa sekä vuosien että päivien jaksoja jopa 800 miljoonan vuoden takaa. Osasta koraalinäytteitä on havaittu myös vuorovesivaihteluiden synnyttämiä jaksoja. Näistä tiedoista voidaan päätellä vuoteen ja kuukauteen sisältyvien päivien lukumäärän kehitys. Alustuksessa tarkastellaan koraalifossiilien antamaa informaatiota kosmologiamallien pohjalta, ja verrataan tuloksia atomikelloilla mitattuun päivän pitenemään sekä maan ja kuun välisen etäisyyden mittauksesta saatuun informaatioon. Alustuksessa tarkastellaan myös planeettojen yhteisvaikutusta elliptisten ratojen pääakselin kiertymään sekä suhteellisuusteorian kiertymään tuonutta korjausta.

Tuomo Suntola, Kvantin olemus ja massan aaltoluonne - havaintojen kuvaamisesta ilmiöiden kuvaamiseen.

Luonnonfilosofian seuran teemailta 18.5.2017: Millaisen kuvan todellisuudesta kvanttimekaniikan tulkinnat antavat?

Dynamic Universe viitekehyksessä avaruus kuvataan neljännen ulottuvuuden kautta pallosymmetrisesti suljettuna energiasysteeminä, jossa liikkeen ja gravitaation energiat ovat tasapainossa (nollaenergiaperiaate). Tästä seuraa mm. että jokaiseen nopeuteen ja liikemäärään 3D-avaruudessa liittyy ortogonaali-komponenttina avaruuden laajenemiseen liittyvä nopeus ja liikemäärä neljännessä ulottuvuudessa. DU-viitekehyksessä pätee absoluuttinen aika, suhteellisuus kuvautuu paikallisesti käytettävissä olevan energian kautta (esim. liikkeessä oleva kello käy hitaammin, koska osa sen energiasta on sidottu liikkeeseen avaruudessa). DU ei tarvitse mm. suhteellisuusperiaatetta, ekvivalenssiperiaatetta, valon nopeuden postuloitua vakioisuutta, Lorentz-muunnosta, Planckin kvanttiolettamusta – nollaenergiaperiaate pallosymmetrisesti suljetussa avaruudessa sekä Maxwellin yhtälöt sähkömagnetismiin riittävät. Massa kuvautuu aaltoluonteisena energian ilmentämisen substanssina (sekä massaobjekteille että sähkömagneettiselle energialle).

Liikemäärä massa-aaltona: Massaobjektia (kuten esim. elektronia) voidaan tarkastella 3D resonaattorina, jonka sisäinen aallonpituus on Compton-aallonpituus. Kun tällainen massa-aaltoresonaattori liikkuu nopeudella v, havaitaan resonaattorin etu- ja taka-aalloissa Doppler-ilmiö, joiden erotuksena syntyy nettoaalto, jonka kuljettama liikemäärä on tarkalleen massaobjektin liikemäärää . Nettoaaltoa voidaan kuvata massaobjektin rinnalla etenevänä aaltorintamana. 

Kaksoisrakokoe: Kaksoisrakokokeessa on yhdentekevää, kummasta raosta itse massaobjekti menee; liikemäärää kuljettava aaltorintama menee kummastakin raosta, ja synnyttää varjostimella havaittavan interferenssikuvion. Interferenssikuvion syntymekanismiin voidaan soveltaa antenniteoriaa. Valokvantti (fotoni) on yhdestä alkeisvarauksen transitiosta syntyvä sähkömagneettinen aalto (laserista fokusoitu), joka kaksoisrakokokeessa synnyttää interferenssikuvion.

Tuomo Suntola: Entä, jos Einsteinilla olisi ollut käytössään tämän päivän instrumentit, havainnot ja tiedot?

Luonnonfilosofian seuran teemailta 10.11.2015: Yleinen suhteellisuusteoria 100 v.

Suhteellisuusteoriat konstruoitiin suhteellisuusperiaatteen ja ekvivalenssiperiaatteen pohjalta siten, että luonnonlait näkyisivät samanlaisina kaikissa liike- ja gravitaatiotiloissa. Testattavia luonnonlakeja olivat Newtonin liikelait, Maxwell’in yhtälöt ja interferenssiperiaatteella mitattu valon nopeus. Kaukoavaruus oletettiin yleisesti staattiseksi, atomien rakennetta eikä atomikelloja tunnettu. Mitä uusia näkökulmia nykyinen tietämys antaa perussuureiden hahmottamiseen ja määrittelyyn? Onko avaruuden geometria syy gravitaatioon vai seuraus gravitaatiosta? Vaikuttavatko liike ja gravitaatio aikaan vai atomikellon ominaistaajuuteen?

Voidaanko fysikaalista todellisuutta kuvata ymmärrettävästi?

Luonnonfilosofian seuran teemailta Tieteiden talossa 12.5.2015: FILOSOFIAN JA EMPIIRISEN TIETEEN KOHTAAMINEN. 

Alustajat 
Jaakko Hintikka: Luonnonfilosofia kvanttiteoriassa ja kvanttiteoria luonnonfilosofiassa. VIDEO 
Juha Himanka: Edmund Husserlin tieteen kriisistä. 
Avril Styrman: Suhteellisuusperiaate ja absoluuttinen samanaikaisuus. 
Ari Lehto: Periodin kahdentuminen, metafysiikkaa vai empirismiä?

Tuomo Suntola ja Tarja Kallio-Tamminen: Kvantin olemuksesta

Luonnonfilosofian seura, 4.3.2014.

Planckin yhtälö johdettiin aikoinaan mustan kappaleen säteilystä. Esityksessä tarkastellan mustan kappaleen säteilyn perinteistä johtoa, ja osoitetaan, että Plankin yhtälö voidaan johtaa myös antenniteoriasta, kun emittoivaa pintaa kuvataan antennikenttänä, jonka muodostaa pistelähteinä kuvatut emitterit. 
Planckin yhtälö on voidaan johtaa myös Maxwellin yhtälöistä, mikä osoittaa, että Planckin yhtälö ei kuvaa säteilyn itseisominaisuutta, vaan sähkömagneettisen säteilyn emissiossaa tapahtuvaa energiakonversiota. Tarkastelu osoittaa myös, että valon nopeus sisältyy Planckin vakioon piilotekijänä, jolloin Planckin yhtälö voidaan kirjoittaa muotoon E=h0/λ ∙c2 , missä suurella h0/λ on massan dimensio [kg]. maxwellin yhtälön ratkaisu merkitsee, että emitterissä yhden elektronin transitio siirtää yhteen jaksoon säteilyä Planckin yhtälön mukaisen energian, joka on samaa muotoa kuin massan lepoenergia. Suure h0=h/c on "pelkistetty Planckin vakio".

Tuomo Suntola, GPS-järjestelmän teoreettisista perusteista

GPS-meteorologian seminaari, Ilmatieteen laitos 27.11.2002

© 2018. Physics Foundations Society ry, Espoo, Suomi. Kaikki oikeudet pidätetään. 

Luotu Woo: lla®