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

Etäisyydet ovat aina suhteellisia

Kun ajatellaan Helsingin kaupungin Kallion kaupunginosan sekä esimerkiksi Espoonlahden rannan välistä matkaa, niin maantieteellisesti se on melko pitkä. Kuitenkaan siihen ei ihmiseltä kulu kovin paljoa kaloreita, vaan kaiken työn tekee kulkuväline eli bussi sekä metrojuna, joka tulevaisuudessa tarjoaa koko matkan ilman vaihtoja ja ihminen saa siinä istua takapuolensa päällä koko matkan ajan, ilman että hän liikuttaa raajaansakaan. Eli tuossa ei paljoa lihakset kehity kun henkilö istuu kaiken aikaa paikallaan. Samoin voidaan etäisyydestä ajatella myös universumissa.

Toisin sanoen kun ajatellaan matkaa Jupiteriin, ei tarkoita sitä, että kuluttaisimme kaloreita enempää kuin matkalla Espoosta Kallioon, vaikka matka-aika kestäisi useita vuosia, joten liikunnan puute yhdessä painottomuuden kanssa olisi noille astronauteille kohtalokasta, koska jos he sitten laskeutuisivat tuon matkan aikana jollekin Jupiterin kuista, niin he yksinkertaisesti voisivat romahtaa kasaan. Ja vaikka he sitten palaisivat takaisin tuolta lennolta, joka kestäisi samaa nopeutta kuin Cassini-luotain käytti noin 8 vuotta, ja tietenkin Jupiterin luona pitäisi hiukan aikaa viettää, jotta operaatio olisi kannattava. Vaikka astronautit sitten palaisivat lennolta elävinä, kestäisi heidän kuntouttamisensa erittäin pitkään, koska luusto olisi vaurioitunut pahoin, ellei heillä olisi pyörivän aluksen luomaa keinotekoista painovoimaa pitämässä lihaksia työn touhussa.

Muuten luuston sekä lihasten uudelleen rakentaminen saattaisi kestää lopun elämää, ja kukaan ei tiedä mitä aiheuttaa esimerkiksi eläminen vuosia ultraviolettilampun varassa, koska ilman aurinngon valoa ei ihmisen iso pysty tuottamaan D-vitamiinia. Puhumattakaan matkan aiheuttamista psyykkisistä sekä hermostollisista häiriöistä. Eli mikään raketti ei voisi lentää Jupiteriin täydellä vauhdilla, vaan sen pitää ensin jarruttaa, jotta tuo kuvitteellinen alus voisi asettua Jupiterin kiertoradalle. Kun puhutaan matkasta toiselle tähdelle, niin ainoa tähti, josta astronautit voisivat palata takaisin olisi tietenkin Alfa Centauri, jonne matka valon nopeudella kestäisi neljä vuotta suuntaansa. Kuitenkin todellinen matka-aika olisi pidempi, koska aluksen pitäisi tietenkin kiihdyttää sekä jarruttaa tarpeeksi hellävaraisesti, jotta tuon aluksen miehistö ei muuttuisi pannukakuksi aluksen hidastaessa Jupiterin lähellä, jotta se voisi asettua tuon planeetan kiertoradalle.

Tuollainen maata lähimmälle tähdelle kestäisi niin kauan, että Maahan jääneet ihmiset voisivat saman tien hyvästellä nuo henkilöt, koska he eivät koskaan palaisi takaisin Maapallolle, ja tuo lento voisi aiheuttaa vakavia sosiaalisia ongelmia noiden lennolle lähteneiden henkilöiden ja heidän omaistensa välillä. Toki tuo miehistö voidaan valita myös epäeettisten menetelmien avulla, eli tässä skenaariossa tuota lentoa aletaan valmistella jo pitkään ennen varsinaisen aluksen kokoamista avaruudessa. Tässä ehkä paremmin johonkin "X-Files"-tyyppiseen sarjaan sopivassa mallissa nuo miehistön jäsenet tuotetaan kloonaamalla tai koeputkihedelmöityksen avulla, ja heidät kehitettäisiin keinokohdun tai aivokuolleen henkilön ruumista lainaamalla, ja siten näillä henkilöillä ei olisi mitää suhdetta vanhempiinsa tai muuhun yhteiskuntaan, jos heidät kasvatettaisiin erillään muista ihmisistä. Tällöin ei kukaan heitä kaipaisi, ja tällä tavoin tuollainen avaruusohjelma voitaisiin salata.

Mutta jos joku valtio jää tuosta kiinni, niin se saisi varmasti kuulla kunniansa YK:ssa. Ja tuo matka kestäisi ehkä noin 8 vuotta suuntaansa, jos käytössä olisi joku Fuusiomoottorilla varustettu avaruusalus, jonka nopeus olisi noin 50% valon nopeudesta. Mikäli alus törmäisi tuolla nopeudella esimerkiksi pölyhiukkaseen, niin silloin se räjähtäisi varmasti kappaleiksi, joten myös tämä asia pitää huomioida, kun tuollaisia aluksia aletaan rakentaa. Ja jos alus sitten liikkuisi tuolla nopeudella, niin silloin jokainen alukseen osunut atomi lähettäisi röntgensäteilyä, joka voisi vaarantaa miehistön turvallisuuden. Eli se pitäisi varustaa energiakentällä, joka työntää kaasun pois sen pinnasta, mutta tuo kenttä on ongelmallinen, koska tähtienvälisen ramjetin pitää voida imeä kaasua lävitseen valtavan magneettisuppilon avulla.

Jos lähettäsimme matkaan syväjäädytetyn miehistön, jonka ruumiin lämpö lasketaan absoluuttiseen nollapisteeseen, niin tähtienvälisen ramjetin, eli fuusioraketin joka imee avaruudesta kaasua avulla voisimme päästä lentämään ympäri galaksia, jos voimme luoda fuusiomoottorin, joka antaa ulos enemmän tehoa, kuin sinne syötetään. Muussa tapauksessa meidän on tyytyminen sellaiseen moottoriin, jonka teho saadaan aikaan pumppaamalla sinne energiaa konventionaalisen fissioreaktorin avulla, joka käyttää moottorin magneettista imua sekä sen lasereita, joilla fuusiota pidetään yllä moottorin ulkopuolella, ja tuosta keinotekoisesta auringosta lähtevä hiukkasvirta sitten työntää tuota alusta eteenpäin.

Galaksien välinen lento vaatisi kuitenkin sen, että voisimme joko luoda keinotekoisen madonreiän, jota pitkin sitten voisimme lentää Andromedan galaksiin, tai sitten meidän pitäisi sitten käyttää linnunradan keskustan supermassiivista mustaa aukkoa painovoimalinkona, jolla alus sitten lingotaan Andromedaan samalla tavoin, kuin Voyager lensi läpi aurinkokuntamme. Eli se sai lisää energiaa lentäessään planeettojen läheltä, ja samalla tavoi voisi linnunradan supermassiivinen musta aukko singota aluksen Andromedaan, mutta ongelmana on sitten sellainen asia, että pääsy linnunradan keskustaan tai lähimpään tunnettuun mustaan aukkoon  vaatii tuhansien vuosien lennon, koska tuo musta aukko tai oikeastaan toisiaan kiertävä aukkopari sijaitsee 3000 valovuoden päässä Maasta.

kimmonsivu.blogspot.fi