Poul Andersonin Tau Nolla (Tau Zero,1970) edustaa tieteellisesti uskottavaa "kovaa SciFi:ä", mutta on paikoin melko tylsää luettavaa

Kirjassa nimeltään Tau Nolla (Tau Zero, 1970) kirjailija nimeltään Poul Anderson kertoo mielenkiintoisesta visiosta, joka liittyy nimenomaan aikamatkustukseen. Hän on luonut mielessään fuusiovoimaa käyttävän avaruusaluksen, joka lähtee ihmiskunnan ensimmäiselle matkalle toiselle tähdelle. Tuo alus käyttää vaiheistettua kiihdytystä, jossa ensin käynnistetään ionimoottorit, joilla alus lennätetään ulos Maan läheltä, jotta sen fuusiomoottori voidaan käynnistää turvallisesti. Tuo Andersonin kuvailema moottori on siis tyypillinen insinöörien kaavailema "tähtienvälinen ramjet", jossa aluksen edestä imetään ionisoitunutta kaasua sen läpi, ja tuota kaasua sitten puristetaan ensin magneettikentällä ja sitten siihen sytytetään fuusioreaktio sen takana, jolloin tuo keinotekoinen aurinko sitten työntää alusta eteenpäin kute luonnollinen aurinkokin tekisi. Koska tuo avaruusalus sitten lähtee kohti muita tähtiä, niin sen täytyy kulkea todella kovalla vauhdilla, ja sitten tapahtuu tietenkin jotain odottamatonta.

Alukseen tulee vaurio, jonka takia se ei enää pysty pysähtymään, koska sen kohtaaman vaurion korjaaminen vaatisi alusta ympäröivän sähkömagneettisen suojakilven kytkemistä pois päältä, jolloin tuo vaurio voitaisiin korjata. Jos tuo suojakilpi kytkettäisiin pois päältä, niin alus voisi törmätä johonkin kappaleeseen erittäin kovalla nopeudella, ja silloin esimerkiksi törmäys hiekanjyvään voisi aiheuttaa räjähdyksen, jossa vapautuva kineettisen energian purkaus vastaisi tasoltaan ydinräjähdystä. Tuon takia kyseisen kuvitteellisen avaruusaluksen pitää suunnata kulkunsa galaksijoukon ulkopuolelle, jotta se välttyisi törmäykseltä pienen pieniin pölyhiukkasiin. Tuo kirja on lukukokemuksena hiukan erikoinen, koska se toisaalta on melko hyvää kerrontaa, mutta toisaalta taas ikuisella matkalla oleva alus on tarinan viitekehyksenä melko tylsä, ja kun kerrontaa sekä viitekehystä hiukan tarkemmin ajatellaan, niin koko kirja perustuu sellaiseen ajatukseen, että kun kappale liikkuu avaruudessa  täsmälleen valon nopeudella, niin silloin aika sen sisällä pysähtyy.

Ja kun ajatellaan kirjan takakannen esittelyä, niin silloin koko kirjan ajatuksen pitäisi sitten valjeta meille kaikille. Eli vuosituhannet ja lopulta vuosimiljoonat kuluvat tuon avaruusaluksen ulkopuolella, ja koska aika sen sisällä on pysähtynyt, niin silloin matka jatkuu kohti peruuttamatonta universumin romahtamista, sekä uutta ja mahtavaa alkuräjähdystä. Kirja on erittäin hyvää pohdintaa siitä, että teemmekö me sitten ihmiskuntana joskus tuollaisia matkoja, missä alus kiitää avaruuden läpi valonnopeudella, ja sen miehistö odottaa sitten sitä, kun universumin kierto alkaa uudelleen, ja sitten he löytävät uuden maapallon tuolta avaruuden tyhjyydestä. Kun puhutaan kirjan lopusta, niin silloin tuo alus löytää prototähden, jonka ympärille se jää kiertämään tai ajamaan ympyrää, jonka jälkeen sen miehistö laskeutuu kyseisen tähden planeetalle, ja ihmissuku sitten aloittaa alusta uuden historiansa. Kun ajatellaan sitä, millainen voisi tuo tulevaisuuden ihminen olla, niin silloin mieleeni tulee juuri tällainen mahdollisuus matkustaa ajassa.

 Eli tässä visiossa auringon ympärille rakennetaan tuolloin valtava hiukkaskiihdytin, joka sitten saa voimansa auringon säteilystä. Kiihdyttimen valtava koko johtuu siitä, että sinne pitää asettaa melko kookas avaruusalus, jotta aluksen saadaan mahtumaan kaikki tuolla aikamatkalla tarvittava ruoka ja muut varusteet. Ja sitten tuo kiihdytin alkaa kiihdyttää alusta valon nopeuteen. Jos nopeus on täsmälleen valon nopeus, niin silloin alus tarjoaa mahdollisuuden  matkustaa ajassa. Toinen tapa on valmistaa valtavan nopea avaruusalus, joka kohtaa sitten kosmisen nopeusrajoituksen sekä sen kautta ajan pysähtymisen. Jos aluksen sisällä oleva aika pysähtyy, niin silloin se tarjoaa mahdollisuuden matkustaa tulevaisuuteen. Mutta jos ajatellaan puhtaasti insinöörityön kannalta tätä hypoteettista ongelmaa, niin avaruusaluksen rakentaminen on mutkikkaampaa, koska sen testaaminen on todella vaikeaa. Jos tuo aikakone taas perustuu valtavaan syklotroniin, niin silloin siinä liikkuvan kappaleen nopeus voidaan mitata.

Kuitenkin tuon syklotronin toiminta rajoittuu auringon elinikään, koska sen toiminta vaatii valoa, ellei sitten tehdä niin hienoa ratkaisua, että auringon tuhoutuessa sen novapurkauksen antamaa energiaa hyödynnetään siten, että myös syklotronin putki laitetaan pyörimään valon nopeudella. Kuitenkaan tämä liike ei voi jatkua ikuisesti ainakaan auringon ympärillä, koska lähellä valon nopeutta törmäily jopa fotoneihin saa aikaan hidastumista, mutta jos tuo syklotronirengas saadaan vietyä mustan aukon ympärille, niin silloin saatavissa oleva energia olisi stabiilia vuosimiljoonien ajan. Energian kerääminen mustan aukon siirtymärenkaasta on aivan yhtä helppoa kuin sen kerääminen tavallisesta tähdestä. Mutta kuten varmaan tiedämme, niin toki auringon massaa voidaan tulevaisuudessa ehkä sitten lisätä suuntaamalla siihen ionitykeillä vetysuihkuja, joilla sen massaa kasvatetaan niin paljon, että voidaan luoda keinotekoinen musta aukko. Tällainen tilanne voi syntyä joskus miljoonien vuosien päästä, kun Aurinko on jättämässä pääsarjan, ja siirtynyt punaiseen jättiläistähden vaiheeseen.

Ja tuolloin voidaan sitten ehkä ajatella, että tuo meidän keskustähtemme räjäytetään hallitusti. Mutta noihin asioihin kuluu todella pitkä aika, ja ehkä vasta 500 vuoden päästä tullaan siihen tilanteeseen, että voidaan keskustella luotaimen lähettämisestä toiselle tähdelle, ja muutenkin tässä kuvaillut rakennusprojektit ovat niin mittavia, että niitä tuskin lähdetään toteuttamaan ennen kuin auringon väri muuttuu valkoiseksi. Eli tuollaisen rengaskiihdyttimen rakentaminen  esimerkiksi asteroidivyöhykkeen kohdalle voisi tietenkin kuulostaa hyvältä idealta, mutta silloin tarvitaan todella valtavia resursseja, ja vaikka rakennusaineita tietenkin saadaan tuota asteroidivyöhykettä hyödyntämällä, niin mitään todellisia mahdollisuuksia tuollaiseen projektiin ei vielä nykyään ole. Toki operaatio voidaan hoitaa itsenäisesti toimivien tekoälyllä varustettujen robottien avulla, mutta sen hinta olisi sama kuin Maapallon kymmenen vuoden bruttokansantuotteen.

Tai oikeastaan kukaan ei tiedä projektin todellista hintaa, koska jos tuonne asteroidivyöhykkeelle läheteään Von Neumann-laitteita, jotka kopioivat itseään, niin silloin sinne voitaisiin mennä tekemään tuollainen rakennelma teoriassa ilman, että kukaan huomaa yhtään mitään. Eli ensin sinne lähetetään normaalien luotainten näköinen Von Neumann-kone, joka sitten luo itsestään kopioita, jotka alkavat rakentaa tuota rengasmaailmaa. Tuo noiden välineiden käyttämä mallinnustekniikka voisi perustua 3D-printtaukseen, jossa sitten esimerkiksi piitä sulatetaan nauhaksi, joka sitten kovetetaan muotoon. Tuo tietenkin vaatii hyvin korkean työstölämpötilan, joten sen onnistumisesta ei ole takeita. Mutta tämä nyt sitten on vain sellaista pohdintaa.  Ja tuosta voidaan sitten tehdä loistava kirja tai elokuva, jonka aiheena olisivat avaruuden massiiviset rakennusprojektit.

kirjabloggaus.blogspot.fi

Tulevaisuuden supernopeat rautatiet yhdistävät maailman, ja ehkä ne joskus kaukaisessa tulevaisuudessa vievät ihmisen jopa aikamatkalle.

Tulevaisuuden rautatiet rakennetaan todennäköisesti putkien sisään. Nämä putket on tuossa skenaariossa varustettu eräänlaisilla hiukkaskiihdyttimillä eli gaussin radoilla, mitä pitkin junaa sitten ikään kuin vedetään magneettien avulla. Tuo juna leijuu magneettien päällä sähköisen hylkimisen avulla, ja jos tuossa putkessa on magneetit ympyrässä putken pintaa pitkin, niin silloin juna leijuu keskellä putkea. Tämän ratkaisun toteuttaminen vaatisi kuitenkin sellaisia investointeja, että niitä ehkä ei aivan heti tulla tekemään.

Kyseinen ratkaisu muistuttaa CERN:issä käytettävä syklotronia eli hiukkaskiihdytintä, ja tuolloin saadaan aikaan nopeuksia, joita ei mikään lentokone voisi saavuttaa. Mutta noiden tyhjiöputkessa toimivien junien ongelmana on niiden tarvitseman infrastruktuurin hyvin korkea hinta, eli tässä ehkä joskus aikaisemminkin mainitsemasani ratkaisussa käytetään nimenomaan näitä magneetteihin perustuvia junia, joiden etu lentokoneeseen nähden on se, että ne eivät voi törmätä mitenkään toisiin kohteisiin, koska juna liikkuu suojatussa putkessa.

Tämän takia kyseinen juna olisi erittäin vaarallinen sikäli, jos vaikka sen nopeus kasvatettaisiin kymmen kertaiseen äänen nopeuteen, mikä on esimerkiksi ratatykin ammuksen lähtönopeus. Sitten voi käydä niin, että juna menee ikään kuin ohi aseman. Tietenkin törmäys putkessa on helppo välttää, niin että niissä olisi kerrallaan vain yksi juna, joka vaihtaa kulkusuuntaa putken päissä, mutta jos juna sitten ajaa ohi aseman, niin seinään osuessaan siitä vapautuu valtavasti kineettistä energiaa, mikä sitten voi aiheuttaa tuhoja hyvin laajalla alueella.

Toinen mahdollisuus olisi tehdä junaradan päähän valtavat kaaret, joiden läpi juna sitten kulkee, ja tuossa mallissa ei myöskään saisi käyttää kuin yhtä junaa kerrallaan, jotta mitään törmäyksiä ei pääse tapahtumaan. Tuollainen erittäin nopea juna mahdollistaisi toimiessaan sellaiset kulkuyhteydet, joita ei koskaan ennen ole ihmiskunnalla ollut,  Ongelma on sitten tietenkin siinä, että jos junaa liikutetaan magneettien avulla putken sisällä, kuten hiukkaskiihdytin siirtää hiukkasia sisällään, niin silloin sen nopeus kasvaa helposti erittäin suureksi, ja mikään ei oikeastaan estä sitä saavuttamasta valon nopeutta, ja mikäli tuollainen junarata rakennetaan maapallon ympäri, niin silloin voisimme rakentaa junan, joka toimii ikään kuin aikakoneena. Tuo väline perustuu siihen, että kun kappale saavuttaa valon nopeuden, niin aika sen sisällä pysähtyy.

Tuossa mielikuvituksellisessa ratkaisussa junan nopeutta kiihdytetään tuossa kiihdytinputkessa niin paljon, että se saavuttaa valon nopeuden, jolloin aika sen sisällä ikään kuin pysähtyy  Se että tällainen valtava kiihdytin voidaan rakentaa oikeasti vaatii tietenkin sellaisen infrastruktuurin, että sellaista ei koskaan olla rakennettu. Mutta lähdetään sitten miettimään, millainen tämä tulevaisuuden "aikakokone" tai "juna tulevaisuuteen" oikeastaan olisi. Tietenkin tuon kiihdytinputken pitäisi olla täysin pyöreä, eli siinä ei saisi olla mitään korkeuseroja tai mutkia, mikä vaatii valtavia tukirakenteita meren pohjaan, ja myös sellaisia kallioleikkauksia, mitä ei ainakaan meidän elinaikanamme sitten koskaan tulla edes vakavasti miettimään.

Tuo putki rakennettaisiin siis päiväntasaajan kohdalle, ja siihen tarvittavaa materiaalia pitäisi ehkä hakea kuusta asti. Tuo valtava kiihdytinputki peitettäisiin betonisella suojaputkella, ja sitten sen sisään asennettaisiin tuon järjestelmän vaatimat valtavat magneetit, joiden tehtävä olisi junan leijuttaminen tuossa putkessa. Nuo valtavat magneetit myös liikuttaisivat junaa pitkin putkea, ja niiden vaatima kuparin määrä olisi erittäin suuri. Kyseiset magneetit pitäisi jäähdyttää lähelle absoluuttista nollapistettä, jotta ne olisivat suprajohtavassa tilassa, jolloin virta kiertää noissa käämeissä ilman vastusta. Ja silti vaadittavan energian määrä olisi valtava. Sijoittamalla tämä laite päiväntasaajalle voidaan noita ongelmia ratkoa tuottamalla osa tuon kiihdyttimen vaatimasta energiasta paikallisesti aurinkopaneeleilla, jotka on sijoitettu sen viereen.

Mutta kuten varmaan arvaatte, niin näiden välineiden rakentaminen ei aivan pikaisesti tapahdu. Näet se että investoisimme tuollaiseen vakavasti tuollaiseen välineeseen, vaatii sellaisia summia rahaa, että mitään realistista markkinarakoa tuolle laitteelle ei ole. Samoin poliittinen vastarinta voisi oikeasti olla melkoinen, mutta ehkä joskus saamme valtioiden väliset erimielisyydet loppumaan ja kansalliset konfliktit päätökseen, niin silloin tällainen superjuna tulevaisuuteen olisi mahdollinen. Ja ehkä sen rakentaminen olisi realistista sitten kun ihmiskunta on ensin lentänyt Plutoon, koska sinne voidaan sitten rakentaa tällaisia rakennelmia melkein ilmaiseksi, mutta silloin tietenkin tarvitaan valtava määrä ydinvoimaa, jotta tuo väline saadaan toimimaan, ja tuolloin pitää ensin tietenkin päästä lentämään ulkoplaneetoile, ja sitten sinne pitää perustaa pysyvä tukikohta.

Toki tuo tukikohta voi toimia robottien avulla, eli siellä operoisivat tekoälyä käyttävät automaatit, ja tuollaisessa mallissa ei kenenkään tarvitsisi lähteä tuonne kauas aurinkokuntamme rajoille, vaan siellä työtä tekisivät robotit, jotka korjaisivat toisiaan sekä suorittaisivat kaikki muutkin operaatiot, ja jossain kirjassa muistaakseni oli kuvaus tällaisesta tukikohdasta, joka oli tehty salaa tuonne aurinkokuntamme rajoille ilman presidenttien tai YK:n lupaa. Tietenkin tuollaisen robottitukikohdan luominen tuonne kauas maapallosta olisi teoreettisesti mahdollista.

Eli avaruuteen vain lähetetään raketti, joka vie tarpeelliset robotit lennolle tuonne kauas. Ja kun puhutaan siitä, että avaruuteen lähetetään ihmisen näköisiä robotteja, niin silloin tietenkin pitää muistaa se, että nämä välineet voivat lentää kohdeplaneetalleen ilman alusta, ja sitten rakentaa sinne aseman, ilman että kukaan huomaisi yhtään mitään. Mutta kuten tiedämme, niin aina voidaan kysyä, että miksi kukaan tällaista sitten tekisi? Miksi tällainen lento salattaisiin? Mutta kuten tiedämme, niin tutkimattomia ovat herran tiet, ja ainakin tästä aiheesta voidaan tehdä mukava TV-sarja tai vastaavaa, eli mitenkään hyödyntämätön tämä ajatus kuitenkaan ei ole, joten se on tuonut mukavasti rahaa TV-yhtiöille, jotka ovat myyneet mainospaikkoja tuollaisen sarjan mainoskatkoille.

Alla linkki tuohon ennenkin jakamaani videoon "Junamatka tulevaisuuteen" (Stephen Hawking- Train ride to the future)

https://www.youtube.com/watch?v=KZ0gQevrPTo

pimeakronikka.blogspot.fi

Arthur C. Clarken viimeisen teoksen "Kaukaisen Maan laulut" arviointia

Viimeisessä romaanissaan "Kaukaisen Maan laulut" (Songs of distant Earth) Arthur C. Clarke esitteli hiukan tavallista realistisemman tavan matkustaa tähtiin. Tuo matka olisi tapahtunut aluksella, jonka huippunopeus on vain muutaman prosentin valon nopeudesta, mikä olisi ihan realistinen nopeus, joka voidaan saavuttaa esimerkiksi ioni- tai fuusiomoottoreilla. Tuo alus kykenisi matkaamaan tähtiin, mutta matka sinne kestäisi todella pitkään, mutta niin se kestäisi myös aluksella, mikä kykenisi matkaamaan valon nopeudella, ja tietenkin täytyy muistaa se, että valon nopeudella matka johonkin tähteen kestäisi niin pitkään suuntaansa, kuin mitä tähden etäisyys Maahan on.

Clarken esittelemä alus kuitenkin olisi hiukan enemmän kapasiteettia omaava laite, koska sen pinnalle ajettavaa jäätä on helppo korjata. Eli alus tai sen robotti vain kaappaa asteroidin, joka koostuu jäästä, ja sulattaa sen, sekä suihkuttaa tuon veden sen kuorelle. Ja se voi olla tietenkin myös erittäin painava, koska sen moottorien ei tarvitse kiihdyttää sitä valtavan suureen nopeuteen.

Tähtienvälinen matkustaminen on jokaisen maailman tieteiskirjan rutiinitehtävä, johon ei muuten valmistauduta kuin niin, että aluksen kapteeni sitten istuu tuoliin, ja lähtee kohti tähtiä. Kun puhutaan noista todellisista avaruuslennoista sekä tieteiskirjojen maailmasta, niin mieleeni on noussut sellainen ajatus, että mitä jos vaikka tulevaisuudessa käytetään tavallisia linja-laivoja tai avaruusaluksia, ja noita tähtien väliseen matkaan kykeneviä aluksia, joissa miehistö sitten jäädytetään nestemäisellä heliumilla lähes absoluuttiseen nollapisteeseen, jotta heidän kemialliset prosessinsa loppuisivat, ja he voisivat tuossa tilassa elää lähes ikuisesti.

Jos nuo ruumiin jäädyttämiseen käytettävät kojeet laskisivat lämpötilan tasan absoluuttiseen nollapisteeseen, niin silloin myös helium jäätyisi. Kauhuskenaario noista asioista olisi se, että joku henkilö menisi väärään alukseen, ja sitten aloittaisi matkan kohti vierasta planeettaa. Silloin hän varmasti kokisi hyvin ikävän kuoleman, jos tuo henkilö ei pääsisi syväjäädytykseen, koska hän vain vanhenisi aluksen matkatessa kohti tuota virasta tähteä tai tähtisumua.

Kyseinen matka voisi tapahtua niin, että aluksen ulkopuolella vuosituhannet kuluisivat, ja sen sisällä oleva syväjäädytetty miehistö uinuisi vaikka ikuisesti, jos alus vain kestäisi tuota matkaa. Tuo alus olisi sellainen, että sen nopeus olisi vain muutamia prosentteja valon nopeudesta, ja sen pinnalle olisi varmasti tehty jäästä lisäpanssari, jotta tuo alus selviäisi tehtävästään paremmin. Kun puhutaan huippunopean aluksen lähettämisestä kohti tähtiä, niin edessä on sellainen ongelma, että tuon aluksen olisi osuttava saman tien oikeaan aurinkokuntaan, jos sen miehistö haluaa oikeasti nähdä elävän planeetan, ja tuolloin huteihin ei ole sijaa. Valon nopeudella matka Alfa Centauriin kestäisi vähän yli neljä vuotta suuntaansa, ja toki se olisi oikeassa elämässä paljon pidempi, koska aluksen pitää aloittaa jarrutus hyvissä ajoin ennen matkaa tuohon tähteen.

Ja muualle sillä sitten ei ole juuri asiaa, koska avaruuden suunnattomat etäisyydet tekevät tuosta matkasta kannattamattoman. Mutta jos käytetään alusta, joka lentää vaikka 20% valon nopeudesta, niin vaikka asia kuulostaa hiukan oudolta, niin tuolla aluksella olisi erittäin paljon kapasiteettia tuota tehtävää ajatellen. Tuo hidas alus voisi olla valtavan kokoinen, ja sillä voisi olla paljon erilaisia välineitä, joilla tehtävän suorittaminen olisi mahdollista. Se kykenisi sitten myös muuttamaan suuntaa kesken lennon, ja sen tietokoneilla olisi aikaa tutkia aurinkokuntia, ennen kuin se lähestyy niitä, jolloin tehtävään sisältyvä riski pienenee.

Mutta ongelma on siinä, että kestäisi satoja tai jopa tuhansia vuosia saavuttaa haluttu kohde. Tietenkin myös tuolla valon nopeudella kulkevalla aluksella on omat ongelmansa, ja koska kenelläkään Maapallolla ei ole kokemusta lennosta valon nopeudella, niin fysiikan lakien mukaan tuollainen alus kohtaa erään tilan, mihin ei kukaan ehkä ole milloinkaan ollut varautunut, nimittäin aika aluksen sisällä alkaa hidastua, ja valon nopeudella liikkuvassa aluksessa aika itseasiassa pysähtyy, mutta kuitenkin eräs asia on jäänyt huomiotta.

Kyseessä on sellainen asia, että tuo alus muuttuisi itse mustaksi aukoksi, ja tuon ilmiön takia tuo lento voisi mennä hiukan liian pitkäksi, jolloin alus sitten lentää ehkä jonnekin miljoonien vuosien päähän tulevaisuuteen sekä miljoonien valovuosien päähän, vaikka tarkoitus olisi ehkä vain käväistä Alfa Centaurissa. Kun puhutaan syväjäädytetyn miehistön lähettämisestä kohti vieraita tähtiä, niin silloin tullaan siihen tilanteeseen, että tuo tarvittava kylmätekniikka on jo meidän hallussamme, eli astronautit vain jäädytetään nestemäisellä heliumilla niin, että heidän elimistönsä kemialliset prosessit pysähtyvät, ja sitten heidät vain lähetetään kohti tähtiä. Sulattaminen olisi pitkä prosessi, jossa noiden astronauttien ruumiinlämpö nostettaisiin hitaasti normaaliksi, eli nostaminen tapahtuisi noin 0,5 asteen nopeudella tunnissa tai jopa vuorokaudessa. Ja kun se on noussut tarpeeksi, niin heidän sydämensä käynnistetään sähköshokilla.

Tämän jälkeen myös hengityskone sitten käynnistää hengityksen, jonka jälkeen astronautti heräisi unestaan kuten hypotermiastakin herätään. Ja jos oikein vekkuleita  teorioita haluan esittää, niin nuo miehet sekä naiset valitaan silloin varmasti naimattomien miesten sekä naisten joukosta, ja ehkä heidät sitten poistetaan myös Maapallon väestörekisteristä. Eli heistä tehdään kuolleita tavallisten ihmisten silmissä, jotta noita henkilöitä ei osata kaivata, kun heidät lähetetään tuolle lennolle. Toki tuon lennon ongelmana on sen vaatimat kustannukset, kuten noiden miesten ja naisten elämän. Mutta kuitenkin se on sekä hinnaltaan niin kova, sekä moraalisesti arveluttava, että tuo lento toteutetaan ehkä vasta viimeisellä hetkellä, kun ihmiskunta on tullut sellaisen paikan eteen, että sillä ei mitään muuta vaihtoehtoa ole, kuin matkustaa tähtiin.

espoonmetsa.blogspot.fi