Tworzenie pól siłowych

Pola siłowe są tak powszechne w promiennych światach naszej science fiction, że często pozostawia się je bez wyjaśnienia. Większość historii nie zawraca sobie głowy poruszaniem kwestii naukowych związanych z tą technologią, ani nie ma definicji tego, czym dokładnie jest pole siłowe. Idea jest dość prosta: jest to cienka bariera wykonana z energii lub cząsteczek, która jest w stanie zablokować stałą materię – pociski, kule, miecze – i promieniowanie. Pola siłowe są przede wszystkim wykorzystywane jako schronienia. Wyrastają nad ludźmi i miastami, osłaniając ich przed groźnymi laserami lub ciężką artylerią zmierzającą w ich stronę. Ale można sobie wyobrazić zupełnie nowe krajobrazy ukształtowane przez tę technologię. Nie tylko pola siłowe mają zastosowania w wojnie i podróży kosmicznych, ale może być całe miasta zbudowane z nich.

W fizyka Michio Kaku’s Fizyka Niemożliwe wspomina, jak pola siłowe zastąpi codziennych materiałów budowlanych, takich jak cegła i stal. Zamiast tego, autostrady, mosty i miasta mogłyby się materializować przy najmniejszym wysiłku. I to w najdziwniejszych miejscach. Ponieważ pola siłowe mogą działać jak bariera dla świata zewnętrznego, możliwe byłoby budowanie domów w miejscach tak nieubłaganych jak głębiny oceanu. Można sobie wyobrazić futurystyczne miasto otoczone przez wnikliwe oczy ciekawskiego morskiego życia. Poza wspaniałym kosmiczno-zielonym blaskiem lasów kelp, poza mackowatymi rafami, gdzie krewetki i polipy kąpią się w rozświetlonych słońcem słonych wodach, można by zobaczyć spektakl ludzkiego życia sprowadzonego z powierzchni. Nasze wieżowce otoczone przez ten cienki, cudowny materiał, który nazywamy polem siłowym.

Nie jest przesadą stwierdzenie, że wynalezienie tej technologii zrewolucjonizowałoby nasze życie. Ale tak jak prosta może być definicja pola siłowego, jego koncepcja nie jest tak prosta.

Z czterech sił wszechświata – grawitacji, elektromagnetyzmu oraz silnej i słabej siły jądrowej – żadna nie wydaje się pozwalać na istnienie pola siłowego. W każdym przypadku zawsze istnieje jakaś przeszkoda na drodze do jego powstania. Grawitacja jest słaba i działa tylko w ogromnych skalach, takich jak gwiazdy i planety, elektromagnetyzmu nie da się zamknąć w małej płaszczyźnie i łatwo go zneutralizować, siły jądrowe są trudne do manipulowania i działają tylko w skali atomów. Piąta, jeszcze niewidoczna siła działająca na odległość cali lub stóp mogłaby pozwolić na tworzenie pól siłowych, ale jak dotąd nie ma solidnych dowodów, że taka piąta siła natury istnieje.

Więc zamiast tego zwracamy się do stanów materii. Najbardziej znane są ciała stałe, ciecze i gazy. Ale nie są to najbardziej obfite stany materii we wszechświecie. Chociaż nie występują w dużych ilościach na Ziemi, plazma jest czwartym stanem materii i najbardziej rozpowszechnionym w całym kosmosie. Ponad 99% materii we wszechświecie to plazma. W tym stanie elektrony zostały usunięte z atomów, co oznacza, że gaz plazmowy może teraz przewodzić prąd elektryczny i może być poddawany wpływom pól magnetycznych. Pola magnetyczne mogą kształtować plazmę w cienkie płaszczyzny pól siłowych sci-fi. Jeśli stworzymy plazmę poprzez podgrzanie gazu takiego jak argon, otrzymany gaz będzie świecił fantastycznym, elektrycznym niebieskim kolorem (lub eterycznym liliowym przy niższych napięciach).

Powierzchnia plazmy podgrzana do wysokiej temperatury i mocy wyparuje obiekty, z którymi wejdzie w kontakt. I nie tylko może pomóc zatrzymać pociski i codzienną materię, ale mamy już dowody na to, że plazma może również zatrzymać promieniowanie. Na wysokości około 40 mil nad powierzchnią planety znajduje się jonosfera. Jest to ostatni, zwiewny fragment ziemskiej atmosfery, zanim całkowicie ustąpi miejsca próżni kosmicznej. Tutejszy gaz został podgrzany przez Słońce, stając się plazmą. Jony i swobodne elektrony szaleją w górnej atmosferze, uniemożliwiając przenikanie fal radiowych. Fale radiowe są rodzajem promieniowania o niskiej energii. Jeśli przyszła technologia będzie w stanie wytworzyć gęstsze płaty plazmy, wówczas mogą one być w stanie blokować bardziej wysokoenergetyczne formy promieniowania, takie jak promieniowanie gamma i kosmiczne, tak szkodliwe dla zdrowia astronautów. Problem w tym, oczywiście, jest taki, że aby zablokować wysokoenergetyczne promieniowanie, trzeba by również zablokować światło widzialne, co oznacza, że widok z wnętrza plazmowych pól siłowych byłby niekończącą się, niesamowitą pustką.