Kõlakoda – inimene õpib kuulama kosmilist kõlakoda

Tiit K?ler

Kui suure kõlakoja inimene ka ei ehitaks, loodust ta üle ei mängi. Ei mängi isegi Maal, kus suurimad kõlakojad on looduslikud kanjonid või siis hiiglaslikud koopad. Ehk kas või seesama meie armas mets üle viljavälja. Kuid suurim võimalikest on universumi enda kõlakoda. Ja see universumi kõlakojaks nimetamine ei ole sugugi niisama käigu pealt välja kistud paralleel. Universumis levib mälestus Suurest Paugust ehk reliktkiirgus, mis ei ole üle ilmaruumi jaotunud sugugi mitte ühtlaselt. See on mälestus ajast, mil universum tekkis, ja neist juhuslikest kõrvalekalletest, mille tagajärjel on tekkinud tähekogude parved, tähekogud, tähed ning lõpphulgas Maa. Huvitav oleks teada, kes mängis kosmilist vilepilli? – nii on ütelnud astronoom Jaan Einasto, kommenteerides, mis tõukas teda otsima universumi suurimaid võimalikke struktuure. Einasto ja tema kolleegid ka leidsid need struktuurid, millesse on koondunud tähekogude parved ja mille ühe kärje silm on 400 valgusaastat lai.

7. augustil teatas Euroopa teadusuudiseid vahendav AlphaGalileo, et Ühendkuningriikide Sheffield Hallami ülikooli teadlased on transponeerinud tähtede laulu inimkõrvale kuuldavaks. Tähtede loomulikud võnkumised tekitavad ka helilaineid, mis mõjuvad vilistamise, surisemise, trummeldamise, undamise ja kõmisemisena. Kui vaid võngete sagedused on tõstetud, nõnda et inimkõrv neid kuuleb. Professor Don Kurz demonstreerib oma loengutel, kuidas tähed Bachi mängivad, ja püüab heeliumi, taldrikute ning pudelite abil tähehääli tekitada. Tähevõnked tekivad, kui tähesüdamiku tuumakatlast pääseb energia selle pinnale ja põgeneb ilmaruumi. Eestis on tähtede ja planeetide muusikat juba mõnikümmend aastat viljelenud Urmas Sisask, ja mitte niisama, kõhutunde järgi, vaid täpsete kalkulatsioonide alusel.

 

Häälest ära universum

 

Kuid kosmoloogidel on tõsisemaid muresid kui tähtede muusika kuuldavakstegemine. Nimelt on hakatud kahtlustama, et universum on häälest ära, nii nagu mängiksid sümfooniaorkestri võtmepillid liiga vaikselt ja saati veel vale lugu. Universumit võib ette kujutada kui kujuteldavatest suurimat orkestrit, mis mängib pikimat muusikapala. Nüüdseks juba 14 miljardit aastat järjest.

Kohe pärast suurt pauku tekkisid universumi energiatiheduses juhuslikud fluktuatsioonid. Need olid nagu helilained. Helilained on õhu tiheduse ostsillatsioonid, kuid kosmilise mikrolaine taustkiirguse – nagu seda Universumi algajast pärit kiirgust nimetatakse – kehastuseks on aine ebaühtlane jaotus universumis. Algfluktuatsioonidest said alguse galaktikakogumikud. Ka Jaan Einasto ning ta kolleegide avastatud galaktikaparvede kärjekujuline struktuur.

Praegu võib kosmilise mikrolaine taustkiirgust näha selle temperatuuride variatsioonidena taevas. Ja nii nagu orkestri heli saab lahutada üksikute pillide helideks, saab kosmilise mikrolaine tausta lahutada üksikuteks harmoonikuteks – ehk nagu füüsikud ütlevad, moodideks. Universumi käitumist kirjeldav ning praegu enamiku astronoomide poolt aktsepteeritav standardmudel kirjeldab, kui suur osa on üksikutel harmoonikutel kosmilises orkestris. Tuleb välja, et mõned harmoonikud mängivad palju vaiksemalt kui peaksid.

Üldkehtiva arusaama kohaselt toimus sekundi murdosa pärast Suurt Pauku inflatsioon ehk universumi hiigelkiire paisumine. Just selle tõttu ongi universum nii suur, nii täis ainet ja nõnda lähedane aine ühtlasele jaotusele. Kuid inflatsioon seletab ka ära, miks universum pole täpselt ühtlane. Juhuslikud energiatiheduse kvantfluktuatsioonid paisusid kiiresti galaktikakogumikeks ja kogumike kogumikeks.

Taustkiirgust mõõtis esmakordselt NASA satelliit COBE (Cosmic Background Explorer) 1992. aastal. Hiljem on seda täpsemalt teinud WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe). Nende saadud andmete töötlemisel selguski, et madala sagedusega noodid kõlavad liiga nõrgalt. Ning justkui oleks sellest vähe – saabuvad ka valest suunast.

Mis siis sellest ikka, kui kosmiline tuuba ja kontrabass on taktist väljas ning peaaegu ei kostagi? Lõppude lõpuks ei kosta universumi muusika inimkõrvale kuuldavas diapasoonis. Vaid mikrolaine diapasoonis, mille sagedus on kümneid ja sadu gigahertse.

 

Kreeka pähkel universumiks ja üürgavad majad

 

Asi selles, et just madala sagedusega võnkemoodides, mis on ruumilises ulatuses suurimad fluktuatsioonid, kajab kõige ilmekamalt vastu universumi suurus ja kuju. Kui orkestri tuubamängija saab lahti lasta, siis universumi tuubamängu inimene mõjutada ei saa. Kui nüüd satelliitide andmed ikka õiged on ega ole meie enda Linnutee laulust häiritud, siis võib osutuda, et universum on organiseeritud palju keerulisemalt, kui seni arvati, ning on iseenda ümber pakitud keerulisel moel – nii nagu kreeka pähkel. Saame end vaid lohutada, et nõnda on see ju ikka olnud, ja meie ligilähedal on kosmos ikka talutavalt sile. Oleme universumis nagu kolmanda rõdu lapsed ooperiteatris kuulamas sümfooniaorkestrit, mille mängu ebakõlad nende kõrvu ei jõua.

Kuid jõuame jälle Maale tagasi ja otsime siit sellist kõlakoda, mis küll kõlab, ehkki pole kaugeltki kõlakojaks ehitatud. Eks ole igaüks kuulnud tuult undamas ja vilisemas, kui see aknapragudest või puude vahelt läbi tormab. On ka puhutud pudelisuule, nõnda et selles helilainete resonants tekib, misläbi kuulema üsna mahedat häält. Mille kõrgust saab vedeliku pudelisse valamisega muuta.

Kuid üha enam teeb suurlinnade elanikele muret pilvelõhkumine. Ja mitte et oleks kahju pilvedest, vaid et pilvelõhkujad muutuvad vahel kõlakodadeks, mis oma katkematu muusikaga ei lase kodanike kõrvadel tavapärast elu elada. Manchesteri 171meetrine Beehtham Tower valmib küll alles oktoobris, ent pärast seda, kui hoone katusele püstitati 14meetrine terasest ja klaasist kukehari, hakkas maja laulma. Tuulistel päevadel vibreerib hari sagedusega 250 kuni 260 hertsini, umbes klaveri keskmise c läheduses. See on kui flööt või ufomaandumine, kirjeldavad lähielanikud.

Viini arhitektid sattusid kõlakojahätta 23 aasta eest, mil valmis kahest 13korruselisest tornist koosnev Viini peahaigla. Selle fassaade ilustasid hoone korrastamise tarbeks ehitatud metalsed käiguteed. Tuuletunnelis tehtud eelkatsed midagi häirivat esile ei toonud. Ent hoone valmis, siis hakkas see tuule kiirusel 55 km tunnis kõlama 2000 ja 2500 Hz vahelise sagedusega. Mis on psüühiliselt üsna ebameeldiv. Ja nagu flöödimängijad saavad heli kõrgust puhumise kiirendades tõsta, nii kahekordistas oma helisagedust tuule kiirusel 110 km tunnis ka Viini haigla. Kui eemaldati käigutee võre, lakkas hoone laul. Siis muudeti selle augukeste läbimõõtu ja muid detailikesi ning nüüd laulab hoone vaid tuule kiirusel 130 km tunnis, mis juhtub vaid kord 50 aasta jooksul.

Üks kuulsamaid laulvaid ehitisi on New Yorgi 248meetrine Cityspire’i torn Manhattanil. 1991. aastal trahviti selle 525 Hz vile eest maja omanikke. Maja undas kui Teise maailmasõja aegne õhturünnaku sireen.

Hollandis Hooke’i linnakeses asuv näitusepaviljon on ainus, mille kõla on kavakindlalt uuritud. Selle fassaad on reljeefne, nelja- ja üheksasentimeetriste rakukestega. Suure tuulega hakkas paviljon helisema 2500 Hz sagedusel – umbes nagu kõrvad vahel pilli löövad. Kui võrestiku parameetreid muudeti, siis muutusid ka tuulekeerised fassaadil, kuni heli kadus.

Maju saame heal juhul muuta, kuid universumi parameetreid me muuta ei saa, ja nõnda peame leppima, et ilmaruum kõlab nii nagu kord Suure Paugu ajal kõlama pandi.