Tiedelehdissä ja lehtien tiedeosastoilla julkaistaan usein lukijoiden kysymyksiä, laidasta laitaan. Olen marissut tästä ennenkin, mutta minulle on jäänyt tunne, että nimenomaan fysiikkaan liittyvät kysymykset hoidellaan puolivaloilla. Kysytään "päivystävältä dosentilta" ja tyydytään siihen vastaukseen, mitä satutaan saamaan. Hukataan hyvä mahdollisuus kertoa mielenkiintoisesti fysiikasta kansantajuisesti suurelle yleisölle.
Tässä tapauksessa päivystävän dosentin virkaa hoiti professori, Jukka Maalampi. Tiedän hyvin, että Jukan tietämys fysiikasta, varsinkin ydinfysiikasta on ihan toisella tasolla kuin meikäläisen. Kritiikkini kohdistuukin vain tähän pikku kirjoitukseen Tiede-lehdessä.
Kun vastaus kysymykseen, kuinka suuri osa ihmisen tilavuudesta on tyhjää vasta, on prosentin kymmenestuhannesmiljardisosaa vaille sata prosenttia, niin minusta ollaan aika lailla epäolennaisen keskiössä. Vitsiksihän se varmaan oli tarkoitettu, mutta ainakaan minua se ei oikein jaksanut naurattaa. Ehkä olen vain huumorintajuton.
Tyhjä on semanttisesti monimerkityksellinen käsite. Urheilukatsomossa on yleensä tyhjää, kun ala-sarjan joukkueet pelaavat keskenään. Pääkin voi olla tyhjä, kun ajatus ei tunnu liikkuvan. Kun huokoisia esineitä pakataan tiiviiksi, niin niistä puristetaan tyhjät pois. Se tarkoittaa yleensä ilmaa. Ilman täyttämää tilaa pidetään yleensä tyhjänä tilana, jos se voidaan täyttää tai tiivistää.
Tästä saisi fysiologisen näkökulman asiaan. Kuinka suurelta osalta ihminen on ontto? Oikea vastaaja ei välttämättä olisikaan ydinfysiikan professori, vaan joku ihmisen anatomiasta paremmin perillä oleva.
Ihmisen keho on muuten kiinteää ja nestemäistä ainetta, mutta suusta ja nenästä johtaa käytävät keuhkoihin ja mahalaukun kautta peräsuoleen asti. Näiden kaasutäytteisyys voi vaihdella, mutta parhaimmillaan ihmisessä voi olla noin 10 % tyhjää. Keuhkot täynnä ja maha kaasuista piukeana ihmisen kokonaistiheys laskee helposti alle veden tiheyden, jolloin ihminen kelluu. Siitä syystä hukkuneetkin nousevat lopulta pintaan.
Jos autoromuttamon prässiin (vrt James Bond ja kultasormi) laitetaan säkillinen pingispalloja, niin niiden välissä on ennen puristamista tyhjää. Samaa tyhjää on myös pallon sisällä. Kun jääkiekkotermein otetaan tyhjät pois eli pallot puristetaan prässillä kasaan, niin pallojen välistä ja pallojen sisältä poistuva ilma on ihan samaa "tyhjää". Jäljelle jää vain pallon kuoret puristettuna levynä.
Jos ihminen joutuu syystä tai toisesta samaan prässiin, niin hänelle käy ihan samoin. Ilma puristuu pois ja jäljelle jää suorakaiteen muotoinen massa kiinteitä ja nestemäisiä kehon aineita. Ne eivät puristu juurikaan kasaan, vaikka kuinka puristettaisiin. Nesteet ja kiinteät aineet ovat käytännössä kokoon puristumattomia. Joten atomien sisällä oleva tyhjän täytyy olla jotenkin eri lailla tyhjää kuin pingispallojen sisällä oleva tyhjä.
Auto ja sen sisällä sattumoisin ollut ihminenkin sen jälkeen, kun niistä on otettu tyhjät pois.
Elokuvasta Goldfinger.
Suoraan sanoen kertomalla ihmisen olevan pääosin tyhjää ei anneta ainoastaan irrelevanttia tietoa atomeista, vaan se on minusta suorastaan virheellistä. Tila, jossa elektronit liikkuvat, ei ole suinkaan tyhjää, vaan elektronien kvanttifysiikan kuvaamalla tavalla täyttämää tilaa. Vähän samaan tapaan, kuin maantien sanotaan ruuhka-aikaan olevan täynnä autoja, vaikka autotonta tilaa on paljon enemmän kuin autojen viemää tilaa tiellä.
Atomien sisällä olevaa tilaa ei minusta voida mitenkään pitää tyhjänä, molekyylien välistä tilaa sen sijaan voidaan. Kun vesi jäätyy, niin vesimolekyylin muodosta johtuen molekyylien väliin jää tyhjää. Sen seurauksena veden tiheys pienenee. Joten jos palataan otsikon kysymykseen, johon ainakin koulun äidinkielen tunnilla kehotettiin vastaamaan, niin se riippuu myös ihmisen olotilasta. Jos ihminen on kuolla kupsahtanut ja jäätynyt pökkelöksi, niin runsasvetisenä kalmoon on syntynyt melkoinen määrä tyhjää tilaa. Sanoisin ilman sen syvempiä laskelmia ehkä 6 - 7 %.