Auringonpimennyksen kuvauksen matikkaa

Halusin saada samaan kuvaan osittain pimentyneen Auringon ja omasta pihapiiristäni vähän muutakin kuin pelkkää mustaa taustaa. Ongelma oli siinä, että Auringon pinta on noin 300.000 kertaa kirkkaampi kohde kuin Maan pinta. Valokuvaajille ehkä tutumpana ilmaisuna se vastaa reilun 18 aukkoarvon eroa. Ei mitään toivoa saada sekä Aurinkoa että maisemaa valotettua samaa kuvaan ainakaan yhdellä valotuksella.

Toinen ongelma tuli siitä, että kun minulla ei ollut sopivaa harmaasuodinta kameraan, niin Aurinko oli absoluuttisestikin liian kirkas kohde kameralleni.  Objektiivin pienin aukko on 22, kameran lyhyin valotusaika 1/8000 sekuntia ja pienin herkkyys ISO 100. Se vastaa EV-arvoa 22. Jotta olisin saanut Auringon toistumaan muuten kuin ihan puhkipalaneena, niin minun olisi pitänyt valottaa EV-arvolla noin 28. Tämä kuuden aukon ero oli kameralle  aika haasteellinen.

Ihmisen silmän dynamiikka etenkin adaptaation huomioon ottaen on juuri tuon 18 aukon luokkaa. Aurinko kohteena on aivan liian kirkas silmälle, mutta kuin silmän eteen laitetaan hitsarin lasit nro 14, niin läpi pääsee vain 0,003% valosta ja ennen kaikkea silmälle vaarallisesta infrapunasäteilystä. Silmä on huono reagoimaan liikaan lämpöön. Silmän linssihän käyttäyy polttolasin tavoin. Jokainen polttolasilla leikkinyt on varmaan havainnut, kuinka nopeasti sillä saa tummapintaisen palavan materiaalin syttymään kirkkaassa auringonpaisteessa.

Tämä vastaa 18 aukon vähennystä valon määrässä. Silmän mukautumiskyvystä dynamiikan suhteen antaa hyvän kuvan se, että vähäisen totuttelun jälkeen näillä lasien pystyy näkemään kirkkaassa päivänvalossa.

Otin peräjälkeen kaksi kuvaa Auringosta ja pihaltani. Toisessa käytin lyhintä mahdollista valotutusta sekä pienintä aukkoa saadakseni Auringon kuvaan muunakin kuin valkoisena läiskänä. Toisessa lisäsin valotusta kuusi aukkoa saadakseni edes vähän maisemaakin näkymään.

Ylempänä kuva Auringosta niukimmalla mahdollisella valotuksella. Alempana sama, kun olin vielä vääntänyt RAW-konvertterissa valotuksen pienimpään arvoonsa. Vasta silloin pimentynyt osa Auringosta jää näkymättömiin.

Ylempänä maisema kameran jäljiltä, alempana kun olen vähän avannut varjoja ja tummentanut taivasta. 

Puritanistit varmaan haluasivat syöstä minut alimpaan dokumenttivalokuvaajien helvettiin tästä. Kuva on kuitenkin siinä mielessä aito, jos nyt ei ihan luomu, että se on yhdistetty kahdesta luomukuvasta sen verran kuvankäsitellen, että kameran puutteet kuvata tällaista kohdetta on pyritty korjaamaan ja saamaan kuva mahdollisimman saman kaltaiseksi, kuin mitä omin silmin näin ja koin tilanteen hitsauslasien kanssa aurinkoa ja maisemaa katsoessani. 

Etsi kolme virhettä

Kaveri, jonka kanssa tutkimme Kuun koon näennäistä muutosta jo yli 30 vuotta sitten heitti kysymyksellä yllä olevaan hesarin kolumniin liittyen. "Etsi kolme virhettä". Vastaan pidemmän kaavan mukaan.

Kuun näennäinen koko ei ole aivan yksikäsitteinen asia. Näennäisellä minä ymmärrän tässä tarkoitettavan joko sitä, mikä on katsoja kuvittelema Kuun kulmaläpimitta tai miltä Kuu näyttää suhteessa johonkin. Tämä vertailukohta voi olla jokin toinen asia tai sitten Kuu itse eri aikaan ja/tai eri paikassa.  Tarkastellaan näitä erikseen.

Kuun kulmaläpimitta vaihtelee kahdesta tekijästä riippuen. Kun Kuun on radallaan lähimpänä Maata noin 363.000 km:n päässä ja kauimmillaan 405.000 km:n päässä, niin lähimmillä ollessaan Kuu on vajaat 12 % suurempi kuin kauimmaisessa pisteessään. Tätä muutosta on vaikea havaita, koska se tapahtuu pikku hiljaa Kuun 29 vuorokautta kestävän kierron aikana.

Kuun noustessa horisontista korkeammalle taivaalla sen ja katsojan välinen etäisyys lyhenee katsojan kiertyessä maapallon pyöriessä kohti Kuuta. Suurimmillaan muutos on päiväntasaajalla, maapallon säteen eli noin 6400 km:n verran. Ylläoleva kuva ei ole oikeissa mittasuhteissa, sillä ero on noin 1,6 %, joten tätäkin on vaikea havaita silmämääräisesti Kuun nousun aikana. Kuu on siis näennäisessti hieman isompi ollessaan korkeammalla kuin köllöttäessään lähellä horisonttia. Silmä tosin kertoo jotain ihan muuta.

Tästä lienee kysymys Hesarin jutussa. Kyseessä on optinen harha, joka tunnetaan kuuilluusion nimellä. Kuu näyttää horisontissa selvästi suuremmalta kuin  ollessaan korkeammalla taivaalla. Ilmiö on siis puhtaasti psykologinen. Sen luonteesta ei ole erimielisyyttä, syistä sitäkin enemmän.

Koska ilmiö koetaan myös aavalla merellä, niin se ei voi johtua vain Kuun edessä olevista kohteista. Tutkimukset antavat kuitenkin viitteitä siihen, että Kuun lähellä näkyvillä kohteilla on vaikutusta asiaan. Kuten rakennuksilla, puilla, laivoilla yms.

Todellisuudessa Kuu on varsin pieni kohde taivaalla. Sen läpimitta näkyy puolen asteen suuruisena. Yhtä suurena kuin 10 sentin kolikko 2,3 metrin päässä. Yleensä Kuu koetaan paljon todellista kokoaan suuremmaksi riippumatta sen paikasta taivaalla. Horisontissa vielä erityisen suurena. 

Kuuta voidaan verrata myös sen takana olevaan kohteeseen. Nimittäin Aurinkoon uuden Kuun aikoihin Auringon ollessa lähellä horisonttia. Tätäkin on tutkittu. Kuu koetaan Aurinkoa pienemmäksi, vaikka niiden kulmaläpimitat ovat aika tarkkaan yhtä suuret.  Selitys lienee siinä, että Aurinko on niin paljon kirkkaampi kuin Kuu, joka vain heijastelee Auringon valoa.

Tässäkin blogissa on ollut juttua kuuilluusiosta. Vaikka täällä.

ps. Zoomauksesta

Peruskuva. Kädessä oleva muumimuki ja takana oleva karikatyyri minusta ovat suunnilleen yhtä suuret.

Yksinkertaisin zoomaus, jota mm. kamerakännykät yleisemmin käyttävät. Kuvaa rajataan, jolloin kuvakulma kapenee.

Optinen zoomi, eli kamera ja kuvan kohteet ovat samoilla paikoilla, mutta objektiivin polttoväli on pidempi. Tarkennus on mukissa. Kupin ja taustakuvan kokojen suhteet eivät ole muuttuneet, sen sijaan tausta on tullut epäterävämmäksi kuten optiikan lakien mukaan pitääkin tapahtua.  Tämä on etu tai haitta riippuen siitä, mikä taustan merkitys kuvassa on. Yleensä sitä käytetään kuvakerronnan apuvalineenä, kun halutaan erottaa kohde taustasta.

Jalkazoomi, tai tässä tapauksessa käsizoomi. Kamera tuotu lähemmäksi mukia, jonka etäisyys karikatyyrista on pysynyt samana. Muki on nyt paljon karikatyyria suurempi, koska kuvakulma on muuttunut. Tausta on epäterävä, koska tarkennus on nyt lähelle.

Varmuuden vuoksi vielä rajauszoomi kuvasta, joka on otettu sellaiselta etäisyydeltä, että 10 sentin kolikko ja kuu ovat kuvassa saman kokoiset.

Toivottavasti joku sai näistä edes pienen ahaa-elämyksen suhteessa valokuvauksen optiikan lainalaisuuksiin.

Ei Pekkaa pahempi

 Luode tuli vastaan matkalla jossain Kaakkois-Irlannissa.

Pekka Sauri Facebookissa.

"Lauantaiaamun huumaa. Keskustelupöytäkirja.

Puoliso: Vuorovesi. Kumpi on vuoksi ja kumpi luode?

Minä (kovalevy lähtee voihkaisten pyörimään): Uh... vuoksi on muistaakseni nousu- ja luode laskuvesi.

Puoliso: Vaikea muistaa.

Minä: On joo.

Puoliso: Jos kääntäis sen niin että se olis luoksi ja vuode, niin olis helpompi muistaa. Luoksi tulis luo ja vuode vuotais poispäin.

Minä: (Tuijottaa.)

Puoliso: Ei huono, mitä?

Minä: Kiva herätä neron vierestä.

Esirippu"

Minä kommentoin.

"Vähän samaan teemaan liittyy väli-ilmansuunnat. Niitä kun ei juuri käytetä, niin suurin osa ihmistä on niiden suhteen vähintäänkin epävarmoja. Ellei sitten asu vaikka Lounais-Suomessa, kuten Turussa, jolloin se väli-ilmansuunta on tuttu. Muut yleensä eivät.

Aiheen klassikko lienee vuosia sitten pyörineessä  Kymppitonni-ohjelmassa esitetty kysymys ja sen "oikea" vastaus. Eräällä tietonerolla oli vastauksena "Islanti" ja hänen kysymyksensä kuului: "Saari Suomesta koilliseen?".

Muut kilpailijat  olivat huuli pyöreänä, mutta eräs tiedon jättiläinen antoi sumeilematta oikean vastauksen. Sekä kysyjä ja vastaaja olivat ihmeissään, kun muut nauroivat. Toki voidaan lähteä siitäkin, että kysymys oli pirullisen nerokas, mutta kyseisen kysyjän kohdalla tuskin näin oli. Nimeä en enää muista, habituksen kylläkin.

Muissa kielissä tätä väli-ilmansuuntiin liittyvää paikantamisongelmaa ei yleensä ole, koska ne muodostetaan pääilmansuunnista tyyliin southwest. Miksi nimenomaan tässä järjestyksessä, eikä esim. westsouth? En tiedä. Minä miellän jostain syystä pohjoisen ja etelän piirun verran enemmän pääilmansuunniksi kuin lännen ja idän. Siksi minun suuntavaistooni (joka on kyllä maailman huonoimpia, eksyn aina ja kaikkialla) sopisi paremmin länsieteläinen kuin eteläläntinen ajattelu.

Minäkin käytän yleensä ilmaisuja nousu- ja laskuvesi, koska en ole koskaan viitsinyt opetella vuoksen ja luoteen sisältöjä. Ilmiö kun on Suomessa niin olematon, että siitä ei ole arkielämän kokemuksia. "

ps. Jäin miettimään, missä tarkemmin ottaen olin ottanut tuon kuvan. Irlannin reissulla Jyrkin ja Akin kanssa tässä muutama vuosi taaksepäin joka tapauksessa. Ei kun Googlaamaan "Ireland, ferry".

Tuli kaksi ehdokasta, joista toinen tärppäsi. Waterfordin lautta Kaakkois-Irlannissa kohdassa, missä Suir joki laskee mereen. 

Waterford Kaakkois-Irlannissa

 Reittimme lossilla Suir-joen ylitse Waterfordissa. Kuva otettu suunnilleen X:n kohdalla.

Tarkempi Google-mapsin kuva. Tiedän hyvin, että nämä kuvat tuskin kiinnostavat muita kuin matkalla olleita. Siksi siteeraankin suurta valtiomies Paavo Lipposta: "So what!"

Se pyörii siitä huolimatta

Samu Turtiainen, 6 v. kysyi Hesarin tiedesivuilla: "Miten kun maapallo pyörii, niin ei tunnu yhtään siltä, että se pyörisi?" Jyrki Näränen, geodeettisen laitoksen erikoistutkija vastasi.

"Emme tunne maapallon pyörimisliikettä, koska sen voima on niin pieni suhteessa ihmistä paikallaan pitävään painovoimaan.

Saman ilmiön voi kokea esimerkiksi junassa. Kun juna on saavuttanut tasaisen matkanopeuden, tuntuu siltä kuin oma keho ei liikkuisi lainkaan, vaikka maisema vilistää ikkunan toisella puolella. Sen sijaan kiihdytyksen ja jarrutuksen aiheuttama muutos tuntuu selvästi.

Kyse on yleisestä fysikaalisesta laista. Maapallon pyörimisliikettä, junan nopeutta tai mitä tahansa muuta tasaista liikettä ei voi tuntea, vaan ainoastaan kiihtyvä tai hidastuva liike tuottavat aistittavia voimia.

Maapallon pyörimisnopeus vaihtelee jatkuvasti hieman, mutta sen havaitsemiseen tarvitaan tarkkoja fysikaalisia mittareita. Ihmisen aistien tarkkuus ei siihen riitä.

Oikaisu: Jutussa kerrottiin virheellisesti, ettei maapallon pyörimisliikettä voi tuntea, koska liike on niin tasainen. Oikea selitys on, että emme tunne maapallon pyörimisliikettä, koska sen voima on niin pieni suhteessa ihmistä paikallaan pitävään painovoimaan."

Monet tarkan sävelkorvan omaavat henkilöt kertovat voivansa fyysisesti pahoin, kun kuulevat pieleen menevää soittoa. Minun fysikaalinen sävelkorvani on kaukana absoluuttisesta, mutta siitä huolimatta saan usein ainakin kimmokkeen kirjoittaa blogiini, kun luen Hesarin tiedepalstan fysikaalisia selityksiä lapsille. Kuten vähän aikaa sitten jo kommentoin, niin lapsille on syytä kertoa asioista yksinkertaistaen ne lasten ajattelun tasolle, mutta ei se tarkoita ihan pehmeiden puhumista fysikaalisesti. Ei ainakaan sivuilla, joiden ylälaidassa lukee "Tiede".

Juttua on jo kerran korjattu, mutta mieleen tulee sen entisen alokkaan asento. Sitä kun ei voinut korjata, se oli tehtävä kokonaan uudestaan alusta alkaen.

Ensimmäisenä fyysikon vähemmän herkkäänkin korvaan sattuu voiman ja kiihtyvyyden syyn ja seurauksen sotkeminen. Voima on kiihtyvyyden syy, ei seuraus. Toiseksi pyörimisliikkeellä ei ole voimaa. Eikä painovoima pidä ihmistä paikallaan. Ainakin minä liikun lähes jatkuvasti toistaiseksi terveillä, joskin hieman levottomilla jaloillani painovoimasta huolimatta. Itse asiassa juuri sen ansiosta.

Tasaisesti pyörivän kiinteän kappaleen jokaisella pisteellä on keskeiskiihtyvyys, jonka suunta on kohtisuora pyörimisakseliin nähden. Kiihtyvyys on suoraan verrannollinen pisteen etäisyyteen pyörimisakselista.  Maapallolla se on siten suurin päiväntasaajalla, mutta sielläkin sen vaikutus on noin 0,5% verrattuna painovoiman kiihtyvyyteen. Jos maapallo lakkaisi pyörimästä, niin kehon painon muutoksesta sitä ei kovin helpolla havaitsisi - muuten kyllä, varsinkin jos se tapahtuu äkkiseltään.

Oletetaan, että maapallo pyörisi niin kovaa, että ihmisen paino päiväntasaajalla olisi sama kuin se on Kuussa, eli 1/6 painosta Maassa. Kun maapallon pintanopeus nykyisin on päiväntasaajalla noin 500 metriä sekunnissa, niin nyt se olisi noin 7000 m/s. Mitä muuta kuin painon keveneminen siitä seuraisi päiväntasaajalla olevan ihmisen tuntemuksia ajatellen?

Päivä olisi tietysti paljon nykyistä lyhyempi. Aurinko, Kuu ja tähdet vilistäisivät aika kyytiä taivaalla. Laulun sanat "yö on nopee tropiikin" saisi ihan uutta sisältöä. Tuulet ja merivirrat olisivat voimakkuudeltaan ihan toisenlaisia, eikä matkustettaessa päiväntasaajalta napoja kohti voisi olla havaitsematta, miten paino lisääntyisi pohjoiseen tai etelään mentäessä.  Vulkaaninen toiminta olisi varmaan paljon aktiivisempaa ja moni muu gravitaatiosta johtuva asia olisi ihan toisella tolalla. Mutta muuten palmun alla makailtaessa olisi vaikea kehossaan tuntea, että räväkkä painonpudotus johtuisi maapallon pyörimisestä.  

Jos pyörimisen hitaus ei ole syy maapallon pyörimisen havaitsemattomuuteen, niin miten sen voisi tuntea kehon aistimuksena. Tähtien liikettä ei lasketa, koska sitä ei mielletä maapallon pyörimisestä johtuvaksi. Ei, vaikka ihmiset sen hyvin tietävät johtuvan juuri siitä.

Tasaisesti liikkuvassa junassa ei tunne kovin helposti liikettä, koska siihen ei liity kiihtyvyyttä. Sama koskee hissiä, sitten kun se on kiihtynyt tasaiseen nopeuteen. Karusellissa ymmärtää pyörivänsä, vaikka olisi silmät kiinni ja karuselli pyörisi tasaisesti. Tunne johtuu siitä, että keho aistii sen voiman, joka antaa keholle kyydissä pysymiseen tarvittavan keskeiskiihtyvyyden. Voima voi syntyä siitä, että pidetään karusellin tangoista kiinni tai karusellissa voi olla jokin seinämä, joka työntää karusellissa olijaa koko ajan keskustaa kohti.   

Moni lukija varmaan miettii tässä vaiheessa, että hyvähän se irvailla: "Väärin sammutettu", mutta miten olisit itse asian kertonut kuusivuotiaalle lapselle?

Ehkä näin.

"Sama Maan painovoima pitää meidät Maan pinnalla (tosin ei paikallaan) ja antaa meille sen kiihtyvyyden, joka tarvitaan, että ihminen pyörii Maan pinnan mukana. Näitä kahta painovoiman seurausta ei tuntoaistilla pysty erottamaan toisistaan.  Ei, vaikka maapallo pyörisi niin nopeasti, että pyörimisellä olisi oleellista vaikutusta Maan pinnalla olevien kappaleiden painoon. Raju pyöriminen antaisi vain tunteen painon kevenemisestä, ei pyörimisestä. 

Karusellissa Maan vetovoima ja karusellin kyydissä ihmisen pitävä voimat ovat erit. Jopa ihan eri suuntaiset. Siksi varsinkin nopeasti pyörivän karusellin pyörimisen tuntee, vaikka olisi kyydissä silmät kiinni.

Kuusta katsoen maapallon pyörimisen sen sijaan aistisi helposti silmillään. Kuu kun kääntää aina saman puolensa Maata kohti ja kiertää Maan paljon pidemmässä ajassa mikä Maalta menee pyörähdykseen."

Kysymys kun ei ole kaikkein helpoimpia, niin vastauksen onnistuminen on lukijan korvien välissä. Saa esittää kommentteja ja parannusehdotuksia. Alussa ja lopussa olevat videot kertovat, että se mikä pyörii ja mikä pysyy paikoillaan on usein katsojan silmissä eikä todellisuudessa.

Salapoliisityötä

Olin talven 2009-2010 Heurekassa töissä eräässä EU-projektissa.  Kun työni oli osa-aikainen, niin puuhastelin kamerani kanssa oman hommani ohessa Heurekassa lähinnä kahdessa paikassa,  sisällä ja ulkona. Talon vakinainen valokuvaaja kun oli koulutusvapaalla.

Silloinen tiedotusjohtaja Lea Tuuli tilasi minulta talvisen vaakakuvan Heurekasta. Mielellään saisi olla Kuu mukana. Sitä tarvittiin kuulemma jonkun näyttelyn kutsukorttiin tai johonkin muuhun vaakakuvaa vaativaan painotuotteeseen. En muista enää niin tarkasti. Sen muistan, että kuvaa otettaessa oli pirun kylmä tähtikirkas ilta. Aurinko oli juuri laskenut siten, että lännen taivaalla ruskotti vielä vienosti, minkä voi kuvastakin havaita.

Tänään Heurekan elämysjohtaja Mikko Myllykoski tiedusteli minulta, olisiko minulla mahdollisesti sellaista  pystykuvaa , missä Heureka olisi Kuun valaisema. Sen tiesin, että sellaista ei ole sen paremmin minulla kuin kenelläkään muulla, koska pimeällä Heureka valaistaan keinovaloin. Kuun valo ei siinä valomäärässä paljoa paina.

Sen sijaan aivojen kätköistä alkoi kömpiä esiin muistikuva, että saatoin ottaa lähinnä lämpimikseni myös pystykuvan, kun odottelin Kuun laskeutumista riittävän alas vaakakuvaa varten. Arkistoja penkoessani muistikuva osoittautui oikeaksi.

Mikko kysäisi, milloin kuva oli otettu (vaikka sillä tiedolla ei kuulemma sinänsä ollut merkitystä). Lupasin selvittää tarkan kuvan ottamisen kuvan EXIF-tiedoista.

Vaan eipä onnistunut. Kuva oli koottu kolmesta eri valotuksesta päällekkäin. Kuvassa olevat kohteet ovat niin eri kirkkauksiset, että niitä on mahdotonta saada yhdellä valotuksella sellaisiksi, miten silmä ne todellisuudessa mieltää. Tässä prosessissa kuvan valotus- ja päivämäärätiedot olivat kadonneet. Originaalikuvat olivat vanhalla koneella, joka ei ollut tähän hätään saatavilla.

Lupaus on lupaus. Koska kaikenlainen hyödytön aivojumppa, kuten ristisanojen ratkaiseminen, ehkäisee dementoitumista, niin sukurasitteen riivaamana päätin tehdä pientä salapoliisityötä. Ottaa selville kuvan ottamisen ajankohdan. Muistin vain, että se oli otettu keskellä talvea ja silloin oli hyytävän kylmää. Kuvan otin kotimatkallani töistä lähtiessäni. Koska aloitin työni joulukuussa, niin sen on täytynyt tapahtua silloin. Seuraavan tammikuun ja helmikuun auringonlaskut ja Kuun vaiheet eivät täsmää ollenkaan kuvan tilanteen kanssa. 

 Vertaamalla kuvien Kuun vaihetta, on aika ilmeistä, että kyseessä on 3. tai 4. päivä uudenkuun jälkeen.  (Kuvasarja on on Toukokuulta 2005, mutta Kuun vaiheet ovat samanlaiset jokaisen kierron aikana. Siis Kuu oli vaiheeltaan samanlainen sunnuntaina 8.5.2005 ja keskiviikkona 16.12.2009. )

Kuu on kuvassa kasvava. Se on joko kasvavan Kuun kolmas tai neljäs päivä. Toisena päivänä sirppi on vielä kuvaan nähden liian kapea ja viidentenä päivänä selvästi jo leveämpi. Taulukosta käy ilmi, että kuvan oton on täytynyt olla joko 18.12 tai 19.12. Nyt ollaan siis jo aika kapeassa haarukassa. 

 Kuun nousut ja laskut joulukuussa 2009. 18. tai 19. päivä ovat ainoat sopivat vaihtoehdot.

Kylmyyspiikki oli joulukuun 19. päivänä.

Kun tutkin netistä talven lämpötiloja, niin oheisen graafin mukaan joulukuun 19. päivänä oli hyvin kylmää, Helsingissä noin -15 astetta. Heureka on niin lähellä Helsinkiä, että uskallan tämän todistusaineiston perusteella päätellä kuvan ottohetken. Aurinko on laskenut noin klo 15:15, ja Kuun laskuun klo 18:22 on vielä parisen tuntia aikaa. Kuva on siis otettu 19.12. noin varttia yli neljän iltapäivällä.

Kun muistin sopukoita raaputtaa, niin sieltä pinnan alta paljastuu kaikenlaista. Täytin 21.12.2009 tasaluvun vuosia. Synttäripäivänäni sain illalla kovan kuumeen, jonka puhkeamista yli tunnin hytiseminen Heurekan alikäytävän luona varmaan avitti. Joten tätäkään kuvaa ei ole otettu ilman uhrauksia - toki aika pieniä.

ps. Kuva saattaa sittenkin olla otettu 21.12.2009. Stellariumin näkymä ajan, suunnan, valaistuksen  ja luultavasti Jupiterin näkymisen suhteen viittaisi siihen. Kuten sanottua, muisti on tässäkin asiassa se kaikkein epäluotettavin lähde.

Stellarium on ilmainen ohjelma ja ehdottomasti "must" jokaiselle vähänkin tähtitieteestä kiinnostuneelle. Sillä voi käydä katsomassa, näkyisikö taivaalla "Itämaan tietäjien tähteä" Palestiinassa ajanlaskun alun aikoihin. Siis tunnettuja luonnonlakeja kunnioittavaa tähteä, ei Jumalan juuri tätä tarkoitusta varten luomaa. Sitä näkemistä varten on olemassa ihan toiset algoritmit. Ne löytyvät Raamatusta.

pps.

Nämä nyt eivät teemaan liity, mutta havainnollistan kommentissani mainitsemaani minusta luvallista kuvamanipulaatiota.

Toisen kukitettavan pelimannin nenään menee mikin jalka ja sieltä tulee ulos varsi. Ei tällaista kuvaa voi laittaa julkisuuteen muuten kuin hattuilumielessä. Niiden poisto taustan huomioon ottaen oli kakkupalanen, joten tein sen ilman muuta. Tämän kuvan vahvuus on tilanteen tunnelma, yksi poistettu mikin jalka on aivan epäolennainen. Samalla aukaisin vähän tummaa päätä. Poistoahan sekin on, tai ainakin varjojen keventämistä. 

Kuu taivaalta

Tämä Tommi Laurinsalon oivaltava kuva ei ehtinyt kirjaan, koska se on otettu 25.4.2013 tapahtuneen osittaisen kuunpimennyksen aikaan.

Ensimmäinen kirjoittamani (yhdessä Sakari Mäkelän kanssa) populaari tiedeartikkeli julkaistiin Suomen Kuvalehdessä vuonna 1981 numerossa 33. Teemaa jatkettiin omalta osaltaan tänä vuonna 30 vuoden ikään tulleessa kirjassa Onko pisara pyöreä?  Se käsitteli myös samaa kuu-illuusiota kuin pari vuotta aiemmin ilmestynyt em. artikkeli. Kuu oli jopa kirjan nimenä 1984 ilmestyneessä teoksessa Milloin Kuu on keltaisin ja olipa myös kirjassa Limulintu omat uudet juttunsa Kuusta.  Kun Kuuta on tullut kuvattuakin yli 40 vuotta kestäneen aktiivisen valokuvausharrastuksen ja osittain ammatinkin puitteissa, niin ei ollut ihme, että Tommi Laurinsalon ja Markus Hotakaisen kirja Kuu taivaalta herätti mielenkiintoni.

Tässä pieni arvio kirjasta. Jaoin tehtävän valokuvaaja- ja fyysikkominäni kesken. Tosin eräiden näkemysten mukaan valokuvaajana olen korkeintaan wannabe ja fyysikkonakin enempi poikkitieteilijä. Molemmat määritelmät sopivat minulle mainiosti.

Kuvankäsittelyn keinoin on kohtuullisen helppo istuttaa Kuu suunnilleen kuvaan kuin kuvaan. Näitä kuvia näkee paljon, suurin osa niistä on kerta kaikkiaan kamalia. Laurinsalon kuukuvat ovat luomuja. Se on niiden suuri ansio.  Toisaalta tässä luomulinjassa pysyminen (mikä sinänsä on minusta ainoa oikea ratkaisu) johtaa siihen, että samankaltaisia kuvia on vähän turhan paljon. Kuu Pyynikinharjun yllä on tullut ikuistettua vähintäänkin riittävän monta kertaa.

Ainakin yhtä mielenkiintoisia kuin kuukuvat ovat Laurinsalon kertomukset niiden kuvaamisesta. Omat kokemukseni ja niihin liittyvät ongelmat tulevat monen tarinan kohdalla mieleen. Samanlaista sähläämistä on touhu minullakin usein ollut.

Kirjan tekstien tieteellisemmästä puolesta on vastuussa Markus Hotakainen, ansioitunut tieteen, erityisesti tähtitieteen popularisoija. Joissakin kohdissa Markuksen teksti on hieman vasemmalla kädellä tehdyn oloista. Sen verran epämääräisyyksiä ja suoranaisia virheitä on jäänyt tekstiin.

Kirjassa väitetään, että auringonpimennykset ovat yleisempiä kuin kuunpimennykset. En ole laskenut, mutta NASA on.  Vuosien 2000 eaa. ja 3000 jaa. välillä on ollut ja tulee olemaan 11898 auringon- ja 12064 kuunpimennystä. Siis suunnilleen yhtä paljon. Mikä on varsin ymmärrettävää, sillä pimennykset tapahtuvat silloin, kun Maasta katsoen samansuuruiset Kuun ja Auringon kiekot sattuvat samalle linjalle Maan kanssa.

Kirjan mukaan Kuu on täydenkuun aikana korkeimmillaan - paitsi kesäaikaan. Kuun kierto ei kuitenkaan tee mitään äkillistä hyppäystä talviajasta kesäaikaan, kuten ihmiset "suuressa astronomisessa viisaudessaan" ovat keksineet tehdä. Päivittäisen näennäisen kiertonsa aikana Kuu on aina korkeimmillaan ollessaan etelässä  - ihan kuten Aurinkokin ja riippumatta siitä, mikä Kuun vaihe on menossa. Vuotuisen kierron aikana Kuu on pohjoisella pallonpuoliskolla etelässä korkeimmillaan  talvipäivän seisauksen aikoihin ja vastaavasti matalimmillaan Juhannuksena kesäpäivän seisauksen aikoihin. Jos silloin sattuu olemaan täysikuu, niin nämä tapahtuvat täydenkuun aikaan, ei muulloin.

Kuu on korkeimmillaan silloin, kun Kuu on ratasonsa pohjoisimmassa pisteessä, kauimpana Maasta. Helsingin horinsontista katsoen Kuun korkeus on tällöin noin 58,5 astetta. Jotta silloin olisi täysikuu, niin pitää olla talvipäivän seisaus. En löytänyt netistä vähällä etsimisellä, milloin tämä tapahtuu seuraavan kerran. Alla oleva kuva koettaa selkeyttää asiaa Kuun korkeuden vaihteluiden mekanismista.

 Vuoroveden mekanismin selitys ei myöskään mennyt ihan putkeen. Kirjan mukaan vuorovedet maapallon vastakkaisilla puolilla johtuisivat eri mekanismeista. Kuun puolelle Kuun vetovoimasta ja toiselle puolelle keskipakovoimasta. Jätetään nyt huomiotta se, että keskipakovoima on kuin joulupukki. Kaikki ovat sen nähneet ja kokeneet, mutta ihan oikeasti sitä ei ole olemassa. Siitäkään huolimatta kirjan selitys ei päde. Maan ja Kuun muodostaman systeemin liikkumisella noin 1700 kilometriä Maan sisällä olevan painopisteensä ympäri kerran 28 vuorokaudessa ei ole mitään tekemistä vuorovesi-ilmiön kanssa.  Systeemi ei ole mikään pyörivä linko, joka työntäsi vettä maapallon "ulkoreunalle", vaan Maa ja Kuu kiertävät painopistettä, eivät pyöri minkään akselin yhdistämänä. Ihan samalla tapaa kuin Maa kiertää Auringon ja Maan yhteistä painopistettä. Ei siitäkään mitään vuorovettä synny.   Maapalloon vaikuttava "keskipakovoima" Aurinkoa kiertävällä radalla olisi noin 100 kertaa suurempi kuin Kuun kanssa piiriä pyörittäessä.  Onneksi näin ei ole, sillä sen johdosta maapalloa kiertäisi nykyisen aika maltillisen vuoroveden sijasta melkoinen jatkuva tsunami.  Auringon ja Kuun aiheuttaman tulvavuoksen kiihtyvyys on 1.5 × 10⁻⁷ g, kun Maan keskeiskiihtyvyys Aurinkoa kiertävällä radalla on  5 × 10⁻⁴ g. Tarkemmin vaikka täällä ja vähän syvällisemmin täällä.

Kuuilluusion nimellä tunnettu Kuun näennäinen kasvu lähellä horisonttia oli siis meikäläisen ensimmäinen lehdessä julkaistu populaarifysiikan kirjoitus. Siksi sitä kohtaan tiettyä lukkarinrakkautta, mutta myös silmän tarkkuutta sen selityksiin. Kirjassa ilmiön sanotaan johtuvan ainakin osaksi siitä, että matalalla olevan Kuun kokoa verrataan kaukana oleviin taloihin ja puihin. Tätä voi jokainen testata myös silloin, kun lähellä on puita ja taloja tai horisontti on pelkkää aavaa merta. Tulos on aina sama. Kuu vaikuttaa horisontissa selvästi suuremmalta. 

Toisessa selityksessä kerrotaan, että pään yläpuolella kaartuva taivas hahmotetaan laakeaksi, vaikka se todellisuudessa on puolipallo. Näkyvä taivas onkin päivällä laakea, koska näemme ilmakehän, joka on ihmisen näkövinkkelistä hyvin laakea. Sen sijaan mikään puolipallo ei taivas ole, mutta Kuun näennäinen rata vuorokauden aikana sen sijaan on suunnilleen puoliympyrä. Nämä yhdistämällä saadaan havaintoihin sopiva teoria kuuilluusiosta.

Viimeisimpänä ja varmaan vähäisimpänä. Taivaankappaleina Aurinko ja Kuu ovat erisnimiä. Kirjassa on jaksettu muistaa tämä melkein, mutta ei ihan loppuun asti.

Pienistä miinuksista huolimatta kaiken kaikkiaan teos on nautittava niin visuaalinen kuin tiedollinen pläjäys Kuusta. Päätän arvioni samalla tapaa, kuin minun nuoruudessani oli tapana mainostaa tavaroita ja palveluksia. Suositellaan.

Laitetaan tänne loppuun vielä muutama meikäläisen kuukuva. Laiskana tyyppinä en ole viitsinyt vaivautua kiinteistöni ulkopuolelle kuvatessani Kuuta eri vuodenaikoina.

Fly Me to the Moon - tai ainakin Tukholmaan, minne vanan jättävä kone oli I-Padin Flight Radar ohjelman mukaan menossa.  Varjoista näkee, että Aurinko on jo aika matalalla.

Kuun saaminen maisemaan vaatii lievän alivalotuksen ja sopivan hetken. Kuten ikkunan heijastuksesta näkyy, niin lännen horisontti hehkuu vielä punaisena laskevasta Auringosta.

Joulupäivän ja Tapanin välinen yö 2012 oli kylmä ja kirkas. Kuu oli muutamaa päivää vaille täysi. Kuuta ja maisemaa on mahdotonta saada samalla valotuksella kuvaan tämän paremmin. Jos Kuun pintaan halutaan struktuuria kuten Laurinsalon valokuviin, niin maisema alivalottuu väkisin. Tässä valotin maiseman ehdoilla.

Jälkikirjoitus 9.5.2013

Oletetaan, että vesi on maapallon pinnalla 12 metriä, eli 0,0002% korkeammalla kuin navoilla pallon pyörimisestä johtuen. Yllä laskettu ellipsoidin tilavuuden avulla, miten paljon veden pinta nousisi navoilla, jos pallo lakkaisi pyörimästä. Vastaus on kaksinkertaisen määrän siitä mitä se päiväntasaajalla laskisi, eli noin 25 metriä. Helsingin korkeudella lienee jotain 20 metrin huippeilla. Lasku on jo vähän vaikeampi teknisesti.