Voimakenttien luominen

Voimakentät ovat niin tavallisia tieteiskirjallisuutemme säteilevissä maailmoissa, että ne jätetään usein selittämättä. Useimmissa tarinoissa ei vaivauduta käsittelemään tekniikan tieteellisyyttä, eikä niissä ole määritelmää sille, mitä voimakenttä tarkalleen ottaen on. Ajatus on riittävän yksinkertainen: se on energiasta tai hiukkasista tehty ohut este, joka pystyy estämään kiinteän aineen – ohjukset, luodit, miekat – ja säteilyn. Voimakenttiä käytetään ensisijaisesti turvapaikkoina. Niitä syntyy ihmisten ja kaupunkien ylle, ja ne suojaavat heitä vaarallisilta lasereilta tai raskaalta tykistöltä, joka on tulossa heidän suuntaansa. Voidaan kuitenkin kuvitella aivan uusia maisemia, joita tämä teknologia muokkaa. Voimakentillä ei olisi sovelluksia ainoastaan sodassa ja avaruusmatkailussa, vaan niistä voitaisiin rakentaa kokonaisia kaupunkeja.

Fyysikko Michio Kaku mainitsee teoksessaan Physics of the Impossible (Mahdottoman fysiikka), kuinka voimakentät korvaisivat jokapäiväiset rakennusmateriaalit, kuten tiilen ja teräksen. Sen sijaan moottoriteitä, siltoja ja kaupunkeja voisi materialisoitua pienimmälläkin vaivalla. Ja mitä kummallisimpiin paikkoihin. Koska voimakentät voivat toimia esteenä ulkomaailmalle, olisi mahdollista rakentaa koteja niinkin armottomiin paikkoihin kuin valtameren syvyyksiin. Voi kuvitella futuristisen kaupungin, jota ympäröivät uteliaiden merieläinten tutkivat silmät. Levämetsien lumoavan avaruudenvihreän hehkun ja lonkeroisten riuttojen takana, joilla katkaravut ja polyypit kylpevät auringon valaisemassa suolaisessa vedessä, voisi olla pinnan alta tuodun ihmiselämän spektaakkeli. Korkeat rakennuksemme, joita kaikkia ympäröi tämä ohut, tämä ihmeellinen materiaali, jota kutsumme voimakentäksi.

Ei ole liioittelua sanoa, että tämän teknologian keksiminen mullistaisi elämämme. Mutta niin yksinkertainen kuin voimakentän määritelmä onkin, sen konseptointi ei ole yhtä suoraviivaista.

Usean neljästä voimasta – painovoimasta, sähkömagnetismista sekä vahvasta ja heikosta ydinvoimasta – yksikään ei näytä mahdollistavan voimakentän olemassaoloa. Joka tapauksessa sen syntymiselle on aina jokin este. Painovoima on heikko ja toimii vain valtavissa mittakaavoissa, kuten tähtien ja planeettojen mittakaavassa, sähkömagnetismia ei voi rajoittaa pienelle tasolle ja se voidaan helposti neutraloida, ydinvoimia on vaikea manipuloida ja ne toimivat vain atomien mittakaavassa. Viides, toistaiseksi näkymätön voima, joka toimisi tuuman tai jalan etäisyydellä, voisi mahdollistaa voimakenttien luomisen, mutta toistaiseksi ei ole vankkaa näyttöä siitä, että tällainen viides luonnonvoima olisi olemassa.

Vaihtaudumme sen sijaan aineen tiloihin. Tutuimpia ovat kiinteät aineet, nesteet ja kaasut. Mutta nämä eivät ole maailmankaikkeuden runsaimmat aineen olomuodot. Vaikka plasmaa ei löydy suuria määriä maapallolla, se on neljäs aineen olomuoto ja yleisin kaikkialla kosmoksessa. Yli 99 prosenttia maailmankaikkeuden aineesta on plasmaa. Tässä tilassa elektronit on poistettu atomeista, mikä tarkoittaa, että plasmakaasu voi nyt johtaa sähköä ja siihen voidaan vaikuttaa magneettikentillä. Nämä magneettikentät voivat sitten muovata plasman ohuiksi scifi-voimakenttien tasoiksi. Jos luomme plasman kuumentamalla argonin kaltaista kaasua, syntyvä kaasu hehkuu fantastisen sähköisen sinistä väriä (tai eteeristä lilaa pienemmillä jännitteillä).

Korkeaan lämpötilaan ja tehoon kuumennettu plasmalevy höyrystää esineet, joiden kanssa se joutuu kosketuksiin. Ja sen avulla voidaan paitsi pysäyttää luoteja ja arkipäiväistä materiaa, meillä on jo todisteita siitä, että plasma voi pysäyttää myös säteilyä. Ionosfääri alkaa noin 40 mailin korkeudella planeetan pinnasta. Se on viimeinen, haalea pala Maan ilmakehää ennen kuin se väistyy kokonaan avaruuden tyhjiön tieltä. Auringon lämmittämä kaasu on muuttunut plasmaksi. Ionit ja vapaat elektronit riehuvat yläilmakehässä ja estävät radioaaltoja pääsemästä läpi. Radioaallot ovat eräänlaista matalaenergistä säteilyä. Jos tulevaisuuden teknologialla pystytään tuottamaan tiheämpiä plasmakerroksia, ne voivat estää korkea-energisempiä säteilymuotoja, kuten astronauttien terveydelle haitallisia gamma- ja kosmisia säteitä. Ongelmana tässä on tietysti se, että korkea-energisen säteilyn estämiseksi olisi estettävä myös näkyvä valo, mikä tarkoittaisi, että näkymä plasman voimakenttien sisältä olisi loputon, aavemainen tyhjyys.