Star Wars eli Tähtien sota toi ihmisten tietoisuuteen Voiman, salaperäisen energiakentän, jota jediritarit hyödyntävät toimissaan. Mikä tämä voima oikeastaan on? Mitkä säännöt sitä ohjaavat? Tässä esseessä selvitellään kvanttifysiikan kautta sitä, mitä Voimasta tiedetään.
Luonnossa on neljä perusvoimaa: vahva ja heikko vuorovaikutus eli ydinvoima, sähkömagnetismi ja painovoima. Vahva ydinvoima pitää protonien ja neutronien raaka-aineet eli kvarkit yhdessä, heikko ydinvoima on vastuussa alkuaineiden radioaktiivisesta beta-hajoamisesta. Sähkömagnetismi kontrolloi atomien ja molekyylien kiinnittymistä yhteen ja estää meitä siis mm. tippumasta lattian läpi. Painovoima taas vastaa massojen käyttäytymisestä. (Painovoimaa ei aina nähdä perus”voimana”, koska se on oikeastaan maailmankaikkeuden rakenteen ilmentymä.) Nämä neljä perusvoimaa aiheuttavat kaiken, mitä tapahtuu. Näiden lisäksi Tähtien sodan universumissa on myös Voima, jota ei voi selittää millään aiemmista voimista, mutta jolla on selvästi perusvoiman ominaisuuksia.
Voimaa kuvataan usein energiakenttänä. Kvanttiteorian mukaan perusvoimat ovat itse asiassa kvanttikenttiä, joiden paikallinen tihentyminen luo erilaisia hiukkasia energiasta riippuen. Kvanttikenttäteoria on laajalti käytetty hiukkasfysiikan standardimallin osa. Sen avulla voidaan siis selittää erilaisia kvanttiluokan ilmiöitä. (Painovoimaa ei vielä pystytä selittämään kvanttiteorialla.) Voima sopii energiakenttäajatuksensa kautta hyvin tähän malliin. Se on siis selvästi jonkinlainen perusvoima.
Tähtien sodan maailmassa viitataan välillä siihen, että Voima ohjaa sille herkkiä olentoja johonkin suuntaan. Se on siis kuvauksen mukaan kvanttikenttä, jolla on tietty suunta. Näin pitää ollakin, koska kvanttikentillä on aina suunta ja suuruus. (Niitä kuvataan vektorisuureina.) Epävarmaa on kuitenkin se, kuinka laajalle Voiman vaikuttava kenttä ulottuu. Esimerkiksi vahva ja heikko ydinvoima vaikuttavat vain atomiytimen pituisilla tai sitä lyhyemmillä matkoilla. Voima vaikuttaa selvästi laajemmin, mutta ilmeisesti vain galaksikokoon asti: Obi-Wan Kenobi kertoo, että “Voima pitää galaksit koossa”. Tämä on kuitenkin todellisuudessa painovoiman ansiota, joten epäselväksi jää, mikä on Voiman kvanttikentän vaikutusalue.
Voima on vahvana Skywalkerin suvussa. Tästä voi päätellä, että Skywalkerin suvun jäsenillä on jokin yhteys Voiman mittabosoneihin, eli välittäjähiukkasiin. (Esimerkiksi sähkömagnetismin mittabosoni on fotoni.) Kvanttifysiikka kertoo vuorovaikutuksista. Mitään ei tapahdu, jos vuorovaikutusta ei ole. Mittabosonien tehtävä on luoda vuorovaikutusta eri asioiden välille, ja juuri tähän Lukenkin jedintaitojen on perustuttava. Voimaa käyttävillä on siis jonkinlainen yhteys näihin nimettömiin Voiman mittabosoneihin. On kuitenkin vaikea arvailla, mistä tämä yhteys johtuu. Emme myöskään tiedä, vaikuttavatko jedit Voimaa käyttäessään mittabosoneihin suoraan vaiko välillisesti kvanttikenttään vaikuttamalla. Hiukkasfysikaalisesti tämän vuorovaikutuksen tarkkaa muotoa on toistaiseksi mahdotonta selvittää ilman kokeita.
Voiman olomuotoa tutkiessa täytyy ymmärtää, että perusvoimat eivät koskaan syrjäytä toisiaan. Ne toimivat kukin omilla säännöillään toisistaan välittämättä. Kun Luke esimerkiksi Imperiumin vastaiskussa lumihirviön luolassa käyttää Voimaa napatakseen valomiekkansa lumesta, ei hän kumoa valomiekkaan kohdistuvaa painovoimaa. Hän käyttää Voimaa tuodakseen tilanteeseen lisäelementin, Voiman kvanttikentän vahvistumisen, joka on paikallisesti merkittävämpi kuin painovoiman vaikutus.
Eniten Voima tuntuu vaikuttavan samoilla alueilla kuin sähkömagnetismi ja painovoima. Tähtien sodan maailmassa ei ilmeisesti ainakaan vielä ole tullut vastaan tilannetta, jossa Voimaa käytettäisiin vahvan tai heikon ydinvoiman piirissä, joten emme tiedä, onnistuisiko se. (Obi-Wan saattaa tosin viitata tähän löyhästi kertoessaan Lukelle, että Voima pitää galaksit koossa. Kuten aiemmin mainittiin, galaksit pitää koossa painovoima, ja niinpä Obi-Wanin lausahdus on outo. Kommentti voikin olla Obi-Wanin runollinen kuvailu aiheesta, jossa hän ei jaksa alkaa selittää atomiydinten kvarkkien toimintaa ja vahvaa ydinvoimaa edessään seisovalle maalaistollolle.)
Obi-Wanin “mielitemput”, eli iskusotilaiden ajatuksiin vaikuttaminen, toimivat sähkömagnetismin alueella ja tuovat Voiman kvanttikenttään erittäin kiintoisia ulottuvuuksia. Ajatukset ovat aivojen sähkökemiallinen ilmiö. Obi-Wan osaa siis kanavoida Voimaa niin, että se pakottaa sähkömagnetismin käyttäytymään tietyllä tavalla. Tämä tarkoittaa sitä, että Voimaa voi käyttää suoraan toiseen perusvoimaan vaikuttamiseen. Tämä on mahdollista ainoastaan silloin, jos kvanttikenttien hiukkaset ovat jonkinlaisessa vuorovaikutuksessa keskenään. (Tästä on esimerkkinä Higgsin bosoni, jota alettiin etsiä, kun heikon ydinvoiman mittabosonit eivät olleet sellaisia kuin tuolloisten teorioiden mukaan niiden olisi pitänyt olla. Higgsin kvanttikenttä vaikuttaa siis toisiin kvanttikenttiin. Voima on joissain suhteissa samanlainen.)
Tähtien sodassa nähdään myös muita esimerkkejä siitä, kuinka Voiman kvanttikenttä selvästi on vuorovaikutuksessa muiden kvanttikenttien kanssa. Obi-Wan ja Yoda katoavat kuollessaan, eikä heistä jää jäljelle minkäänlaista näkyvää materiaa. Tämän voi tehdä vain niin, että kuoleman hetkellä kehon molekyylien sähkömagneettiset kytkökset purkautuvat, ja atomit pääsevät kulkemaan vapaasti erilleen. Aine on siis edelleen olemassa, mutta niin pieninä osasina, ettemme voi sitä nähdä. (Jos jedit muuttuisivat kuollessaan energiaksi, heidän kehonsa atomit noudattaisivat muutoksessa kaavaa E=mc², jolloin heidän paikalleen syntyisi valtava energiaräjähdys.) Varsinkin Obi-Wanin kuollessa tuo muutos on erittäin nopea, joten atomien levittäytymiseen tarvitaan jonkinlainen koordinoitu sysäys sisältäpäin. (Ilman rajua sysäystä, joka levittää atomit tarpeeksi laajalle, Obi-Wanista jäisi jäljelle näkyvä atomipilvi, mutta sellaisesta ei tarinassa ole viitteitä.) Niin tai näin, Voima selvästi pystyy vaikuttamaan sähkömagnetismiin, ja lisäksi todella voimakkaasti, koska molekyylien kovalenttiset sidokset voivat olla erittäin vahvoja.
Voima on myös välitön. Kun Alderaan tuhotaan, Obi-Wan tietää siitä heti, vaikka Millennium Falcon on vielä kaukana ja vasta matkalla paikalle. Tämä tarkoittaa, että Voiman kvanttikenttä on jollain tavalla silmukoitunut, jotta aika-avaruuteen on voinut syntyä tällaisia informaation oikoteitä. Tässäkin on kyseessä vuorovaikuttaminen muiden perusvoimien kanssa, tässä tapauksessa painovoiman eli aika-avaruuden. On vaikea sanoa muuttaako Voima aika-avaruuden olemusta, mutta ainakin se avaa suoran reitin johonkin toiseen ajan hetkeen, josta informaatio voi pulputa vapaasti. Tällaista silmukoitumista ei ole havaittu muilla kentillä, joten tässä suhteessa Voima on täysin uniikki.
Tämä tarkoittaa myös sitä, että jedit joutuvat jatkuvasti suodattamaan Voiman silmukoituneen kvanttikentän välittämiä epämääräisiä viestejä menneisyydestä, nykyisyydestä ja tulevaisuudesta. (Tämä informaatiovirta on ilmeisesti ainakin jossain muodossa aina olemassa, koska Obi-Wan ei erikseen kuuntele Alderaanista kuulemiaan ääniä, vaan huomaa ne vasta, kun ne katkeavat.) Jedikoulutus luultavasti on suureksi osaksi nimenomaan sitä, miten käsitellä jatkuvaa informaatiotykitystä ja miten sitä voi jäsennellä. Tätä Lukekin tekee, kun on Yodan opetuksessa Dagobahissa, ja näkee mielessään äkkiä Pilvikaupungin, jossa Leia ja Han ovat pulassa. Yoda osaa heti kertoa, että kyse on tulevaisuudesta. (Yoda seuraa siis samaa “lähetystä”.) Luke taas on hämmästynyt, kun kohinan keskeltä tunnistaa jotain niin selkeää. Tämän jatkuvan vastaanotettavan tiedon hallinnoinnin opettelu selittää hyvin jedien meditoinnin ja keskittymisharjoitukset.
Tähtien sodassa keskiössä on Voiman valoisan ja pimeän puolen taistelu. Voima on toki vain voima, kaikki siihen liitetyt adjektiivit “hyvästä” ja “pahasta” ovat moralisointia. On kuitenkin mielenkiintoista miettiä sitä, miten Voiman valoisa ja pimeä puoli suhtautuvat keskenään. Tarina antaa viitteitä siitä, että kyseessä olisi jokseenkin samanlainen tilanne kuin sähkömagneettisella säteilyllä: se on sekä sähköä että magnetismia. Säteilyssä nämä ovat asettuneet 90° kulmaan keskenään. Tämä voisi olla tilanne myös Voiman kanssa. Tällöin kentälle alttiit voivat itse valita, kumpaa puolta siitä käyttävät. Tuolloin Voiman nimi ehkä pitäisikin olla valoisapimeävoima.
Voiman kahden puolen “taistelu” saattaa myös olla sen ominaisuus sen omalla asteikolla. Tähän viittaa valomiekkojen väritys. Asiaa voi verrata jälleen sähkömagnetismiin: Näkyvän valon aallonpituudet ovat korkeaenergisimpiä sinisellä valolla ja matalaenergisimpiä punaisella. Vaikka Voima ei sähkömagneettista säteilyä olekaan, on mahdollista, että samantyyppinen asteikkomaisuus antaa valomiekoille niiden värin jonkin Voiman ominaisuuden mukaan. Tällöin Darth Vaderin käyttämä punainen lasermiekka olisi saman asteikon toisessa päässä kuin Luken ja Obi-Wanin käyttämät siniset miekat. Tämä antaisi uutta merkitystä myös Jedin paluussa nähdylle Luken vihreälle miekalle: Luken sisäinen taistelu voiman valoisan ja pimeän puolen välillä tuo hänen miekkansa värin jonnekin asteikon keskivaiheille.
Yodan opetuksista saa toki parhaat vihjeet siitä, mitä Voima todella on. Erityisesti vuorosanat “Elämä luo sen. Saa sen kasvamaan” (“Life creates it. Makes it grow.”) Tämä on tärkeä vihje. Maailmankaikkeudessa on yksi asia, jonka voi jollain tasolla ajatella reagoivan elämään: entropia. Minkä hyvänsä systeemin pyrkimys on kulkea kohti tasapainoisempaa tilaa. Maailmankaikkeuden tasolla aine ja energia jakaantuvat vähitellen yhä tasaisemmin maailmankaikkeuteen. Universumin laajetessa samalle alueelle jakautuu aina vain vähemmän energiaa. Puhutaan lämpökuolemasta, kun entropia on niin suurta, ettei muutoksia enää voi tapahtua. Tästä näkökulmasta elämä on mekanismina entropian vihollinen — elävässä eliössä kun tapahtuu paljon aineen ja energian muutoksia. Yoda viittaa ilmeisesti juuri tähän kertomalla, että elämä luo Voiman. Voimaa syntyy, kun entropia vähenee. Voiman voi siis nähdä myös jonkinlaisena termodynaamisena ilmiönä.
Voiman perusluonteen selvittäminen antaa myös lisäymmärrystä toivotukselle “Olkoon Voima kanssasi”. Koska Voima selkeästi on perusvoima, toivotus on outo. Samoin voisi sanoa “olkoon sähkömagnetismi kanssasi”. Toivotuksena sellainen on hassu, eihän perusvoimia pääse pakoon, vaikka yrittäisi. Voiman toivotus tarkoittaneekin enemmän sitä, että toiselle toivotetaan kärsivällisyyttä Voiman olemuksen ymmärrykselle. Voimaan viitataankin Tähtien sodassa usein myös uskonnollisena voimana, jonka tietäjiä jedit ovat. Voiman teologiset ulottuvuudet eivät kuitenkaan kuulu tämän esseen piiriin.
Kaikesta tästä voimme siis päätellä, että Voima on neljästä perusvoimasta poiketen Higgsin kentän tapainen toisiin kenttiin vaikuttava kvanttikenttä. Jedit pystyvät jollain tavalla vaikuttamaan tähän kenttään ja sitä kautta ainakin sähkömagnetismiin ja painovoimaan. Voiman kvanttikenttä on tuntemattomalla tavalla silmukoitunut, mikä aiheuttaa aika-avaruuden häiriöitä. Kentän tarkkaa vaikutusaluetta ei tiedetä.
Kirjoittaja: Eeva-Kaisa Ahlamo
Kirjoittaja ei ota vastuuta väärinymmärryksistä, joita voi ilmetä kvanttifysiikan perusteiden rajusta yksinkertaistamisesta ja mutkien suoristamisesta. Hän kuuluu lisäksi koulukuntaan, jonka mielestä ainoastaan Tähtien sodan alkuperäinen trilogia alkuperäisessä asussaan on aitoa Tähtien sotaa. Siksi tässä esseessä ei ole otettu huomioon alkuperäisen trilogian ulkopuolella tapahtuneita Voiman ilmentymiä ja keskusteluja aiheesta.