להלן הרקע המדעי לסיפור:

אנרגיה גרעינית

אם שני גרעינים של אטום מימן (פרוטון), היסוד הראשון בטבלה המחזורית, מתנגשים, הם יתמזגו לאטום הליום, היסוד השני בטבלה המחזורית. כאשר יסוד אחד הופך ליסוד אחר זו אינה תופעה כימית אלא תופעה גרעינית, המייצרת אנרגיה גרעינית.
ביקוע גרעיני מתרחש כאשר אטום גדול מתחלק לשני אטומים קטנים יותר, שני חומרים אחרים. ביקוע גרעיני שנוצר בפצצת אטום של אורניום, או בכורים גרעיניים לייצור חשמל, הוא תהליך מזהם, עם פסולת מזהמת ביותר. להבדיל, תהליך המיזוג של המימן להליום, כלומר ההיתוך, הוא תהליך נקי וירוק. הבעיה המרכזית היא שבשנות העשרים של המאה הנוכחית (2020-2029) עדיין לא הייתה טכנולוגיה זמינה שיכלה לבצע זאת.

הפרוטונים טעונים במטען חשמלי חיובי, לכן הם דוחים אחד את השני בצורה חזקה מאוד ככל שהמרחק ביניהם קטן. מכאן שאין סיכוי שאפשר יהיה לגרום להם להתנגש. זה כן קורה, במרכז השמש, כאשר כל כוח הכבידה העצום של השמש לוחץ על הגרעינים של המימן והם הופכים להליום. תוך כדי כך הם פולטים אנרגיה עצומה שגורמת לשמש להאיר את כדור הארץ ולחממו, ובכך היא מייצרת את כל החיים שעל פני האדמה.

כדי שזה יקרה ולא במרכז השמש, צריך להאיץ אטום מימן למהירות הקרובה למהירות האור ואז לשים בדרכו אטום מימן נוסף, ורצוי שלאטום הנוסף יהיו לא רק פרוטון אלא גם שני נויטרונים (כי זה עושה את המשוואות פשוטות יותר ובסוף מסתדר טוב יותר) – ואת זה לא ידעו לעשות בתחילת שנות העשרים.

לעומת זאת, לעשות מיזוג גרעיני לאטומי הליום, שבהם יש גרעין עם שני פרוטונים ונויטרון אחד דווקא כן ידעו לעשות ב־2020. הליום כזה נקרא הליום 3. להבדיל מהליום 4, שנמצא הרבה בכדור הארץ. אך הרי לכם בעיה קטנה – בכדור הארץ אין כמעט הליום 3 כזה. בגרעין של ההליום בכדור הארץ יש רק שני פרוטונים ושני נויטרונים, כלומר הליום 4. אבל איפה יש הליום 3 בכמויות ענקיות ובהישג יד? בירח.

בירח יש כמויות ענקיות של ההליום 3 הדרוש. הוא ממש צמוד לפני הקרקע ועל כן קל מאוד לחצוב אותו. פחות ממאה טון הליום 3 פותר את כל בעיות האנרגיה של כדור הארץ לשנה שלמה. כלומר, בשתיים-שלוש טיסות של בואינג 787 או 767, או אחת של 747, ניתן להעביר את כל ההליום 3, שיספק אנרגיה לכל העולם לשנה שלמה. אך הנה שוב בעיה קטנטנה – מטוסים אלו מסוגלים לעלות לגובה שהוא 1/36,000 מהגובה הנדרש כדי להגיע לירח.

מגנטיות

כאשר מטען חשמלי כמו פרוטון מתקדם בקו ישר ונכנס לתוך שדה מגנטי קבוע, הוא מתחיל לנוע במסלול מעגלי. קוטר המסלול תלוי במהירות הפרוטון ובחוזק המגנט. מאיצי חלקיקים בנויים על מגנטים (אלקטרו-מגנטים). קוטר מאיץ החלקיקים הגדול בעולם, אשר נמצא בג'נבה, ושבו מאיצים פרוטונים למהירויות הגבוהות ביותר, הוא כתשעה קילומטרים.

המאיצים הללו הם פיתוח של הציקלוטרון, שהוא מערכת קטנה יחסית שפותחה בשנות השלושים של המאה העשרים. המערכות החדשות יותר, שמתחשבות באפקטים היחסותיים, נקראות איזו-סינכרו-ציקלוטרון (Isochronous cyclotron), גם הן קטנות יחסית אבל מוגבלות מאוד, כיוון שהיכולת לייצר מגנטים סופר חזקים מוגבלת.

במאיצים הגדולים משתמשים כמובן במגנטים החזקים ביותר שקיימים. את המגנטיות מודדים ביחידות שנקראות טסלה, כמו המכונית, ושניהם על־שם הממציא ניקולה טסלה. המגנט החזק ביותר שהיה קיים בעולם ב־2020 יכול היה לייצר כשלושים טסלה, וזה כמובן התבצע בשימוש בעל-מוליכים.

על-מוליכים

לכל חומר יש התנגדות מסוימת לחשמל. החומר הנפוץ להולכת חשמל הוא נחושת ורק כסף מוליך חשמל קצת יותר טוב. בשתי המתכות הללו ההתנגדות היא קטנה ביותר, אבל בכל זאת קיימת. לכן המוליך מתחמם כאשר זורם בו חשמל. אם מזרימים בו הרבה חשמל הוא יתחמם עד שיותך. כאשר רוצים להוליך זרמים גדולים, צריך תילי נחושת עבים יותר, שהתנגדותם קטנה יותר ולכן יתחממו פחות.

ב־1911 התגלתה העל-מוליכות. על-מוליכות התגלתה בטמפרטורות קרובות ל־270 מעלות צלזיוס, שזו טמפרטורה הקרובה ל־0 המוחלט, שקשה מאוד להשיג אפילו במעבדה. העל-מוליכות נוצרת בסידור מבנה מסוים של רמות האנרגיה בפני השטח של החומר. במצב של על-מוליכות, ההתנגדות החשמלית היא 0. לא קטנה מאוד, לא מזערית, אלא ממש 0. כלומר, החומר אינו מתחמם כלל כאשר מזרימים בו חשמל. אבל יש מגבלה על הזרם החשמלי שניתן להזרים דרך שטח מסוים של על-מוליך. כאשר עוברים מגבלה זו תכונת העל-מוליכות נעלמת. למעשה, יש שתי מגבלות על העל-מוליך: האחת היא שהוא צריך להיות קר מאוד, והמגבלה השנייה היא שהוא יכול להזרים רק זרם מסוים לכל יחידת שטח. מאז 1911 הצליחו לשפר זאת כך שהטמפרטורות הנדרשות הן יותר ויותר גבוהות. ב־2020 אפילו הגיעו לעל-מוליך בטמפרטורה של מעל 0 מעלות צלזיוס, כלומר בטמפרטורה של חדר ממוזג, אבל בתנאים מסובכים של מעבדה.

בעזרת על-מוליכים מייצרים מגנטים חזקים מאוד מאוד. כאמור, כבר בתחילת שנות העשרים היו על-מוליכים בשימוש נרחב למדי. מכונות MRI בנויות על אלקטרו-מגנטים חזקים הבנויים מעל-מוליכים. רכבות מהירות כמו בסין, שעוברות את הארבע־מאות קילומטרים לשעה, נמנעות מחיכוך בעזרת על-מוליכים, ועוד שימושים רבים בתעשייה ובמחקר.

מנוע רקטי

מנוע רקטי פועל על־ידי דחיפה של משקל, או מסה, אחורה, בדרך כלל גזים של דלק מוצת. הכוח שמפעיל המנוע לדחיפה של המשקל אחורה, גורם לכוח דחף על המנוע קדימה, בהתאם לחוק השלישי של ניוטון.

איזון

המציאות סביבנו היא תוצר של מערכות מאוזנות. כדור הארץ נע סביב השמש כתוצאה מאיזון בין הכוח הצנטריפוגלי שדוחף את הארץ הרחק מהשמש וכוח המשיכה של השמש אשר מושך אותו אליה.

מולקולה של מים מאזנת את האנרגיה של מסלולי האלקטרונים של אטום החמצן מול שני אטומי המימן.

משוואה שפתרתם בתיכון היא איזון של הביטוי בצד ימין של המשוואה, מול הביטוי בצד שמאל.

שיטת משטר היא איזון שנוצר ממערכת חוקים ונורמות, כמו הפרדת רשויות, או שתי קדנציות למנהיג וכדומה. שינוי הנורמות, ולפעמים שינוי קטן, יכול להפוך דמוקרטיות ליברליות לדיקטטורות אכזריות.

כל שיווי משקל יכול לקבל סטייה מסוימת ולחזור לאיזון. המטוטלת מחזירה את האיזון בתנועת המשקולת, הפיזית או הפוליטית, לכיוון השני. בסטייה גדולה מדי החוט ייקרע, אבל המשקולת תמצא לעצמה שווי משקל חדש, כנראה על הרצפה. הטמפרטורה בארץ היא איזון בין החום שהשמש מחממת את הארץ לבין החום שפולט כדור הארץ לחלל. באם הפליטה הזו פוחתת, בגלל גזי החממה, ייווצר איזון חדש. השאלה היא האם באיזון החדש, עדיין יהיו חיים בארץ.