gov-civil-vilareal.pt40. výročie Star Wars: To nie je mesiac ... ale čo keby bol?
>Pred štyridsiatimi rokmi tento týždeň som 12-ročný sedel v kine, aby som zistil, čo to je Hviezdne vojny filmová vec bola o všetkom.
O dve hodiny neskôr som ako omráčený odišiel. Odfúknuté. Pre toho čoskoro dospievajúceho chlapca to bola do značnej miery apoteóza môjho sci-fi nerd. Tento týždeň uvidíte veľa článkov o filme, pretože je 40thvýročie jeho uvedenia do kín (zaujímalo by ma však, koľko z tých mladých ľudí to skutočne videlo, keď to malo premiéru). A keďže píšem pre Syfy Wire, je vhodné, aby som sa pridal iba k horde.
Ale zatiaľ čo títo ďalší autori budú hovoriť o Jedi a postavách a predohrách a a, a ja som, kto som. Takže: Hovorme o vede*.
Porozprávajme sa o Hviezde smrti.
Ach áno, superzbraň Ríše, sférický mobilný zabijak planét, ktorý sa stal ikonou zla. Je taký veľký, že si ho Luke mýli s mesiacom ... hovorí, že je to malý mesiac, ale samozrejme aj malý mesiac môže byť stále dosť veľký.
rozprávka o Beatle the Bardovi
A to ma prinútilo zamyslieť sa (ako to má robiť sci -fi). Čo keby Hviezda smrti boli mesiac? Ako by sa to skladalo? Ako je to len mesačné (mesačné? Mooneriffic?)?
Najprv prvé veci. Čo je mesiac?
To nie je mesiac - Obi Wan Kenobi, ktorý mal technicky pravdu
Jednoducho povedané, mesiac je predmet, ktorý obieha okolo iného, väčšieho predmetu. Zjavným príkladom je náš vlastný mesiac, mesiac. Má priemer asi 3450 kilometrov (2160 míľ), zatiaľ čo Zem je bližšie k 13 000 km (8 000 míľ). Náš mesiac je teda mesiac.
Technicky je Zem mesiac Slnka, ale nikto to tak v skutočnosti nenazýva. Napriek tomu má mnoho asteroidov mesiace. Rovnako tak mnoho (možno dokonca väčšina) ľadových svetov obiehajúcich okolo Slnka za Neptúnom. Príroda zjavne rada robí mesiačiky, dokonca aj na všetkých mierkach.
Ľudia tiež. Na úsvite vesmírneho veku sa satelitom niekedy hovorilo ako o umelom mesiaci, ktorý má síce zábavný retro nádych, ale už ich tak nikto nenazýva. Hviezda smrti by sa však počítala, pokiaľ bude obiehať planétu. Aby sme boli spravodliví, keď sa s ním Han, Luke, Obi Wan a Chewie prvýkrát stretnú a Obi Wan vysloví svoj slávny výrok, nebol mesiac. Ale neskôr vo filme to obiehalo okolo Yavina, takže pre túto časť to bolo bol .
Neexistuje žiadna skutočná dolná hranica veľkosti prirodzeného mesiaca; aspoň žiadny nemôžeme definovať. Ako sa teda Hviezda smrti postaví proti skutočnému mesiacu?
Toto by malo dobre skončiť. Kredit: Starwars.com
Prestaňte klábosiť, červená 2
Aká veľká je Hviezda smrti?
Aj keď to vo filmoch nikdy nie je výslovne povedané, bitka sa považuje za asi 160 kilometrov (100 míľ) v priemere, čo mi pripadá asi správne vzhľadom na to, ako je to zobrazené na obrazovke (hoci, mohlo to byť väčšie ). To je pre skonštruovaný artefakt skutočne veľké.
Ale pre prírodný satelit? Existujú minimálne 30 mesiace v našej slnečnej sústave sú väčšie ako hviezda smrti . Na tomto zozname by bolo umiestnené tesne pod Uránovým mesiacom Puck. Vader si môže myslieť, že jeho zbraň je pôsobivá ( väčšina pôsobivé), ale príroda ho ľahko nechá poraziť.
A nie som Jedi, ale musím zdôrazniť, že aj na diaľku by skúsený astronóm vedel, že na tomto malom mesiaci je niečo zvláštne. Problém, vidíte, je hydrostatická rovnováha. To je vymyslený termín čo znamená, že vlastná gravitácia predmetu (jeho vlastná gravitácia pôsobiaca na materiál, ktorý ho tvorí) je v rovnováhe s tlakom vo vnútri objektu, ktorý ho drží.
Zamyslite sa nad tým takto: Ak vezmete hromadu špiny a pridáte do nej ďalšie nečistoty, bude sa zvyšovať, kým sila z hmotnosti špiny neprekoná trenie a ďalšie sily, ktoré držia tvar hromady. Veci budú stekať dole, alebo sa zrútia. Ak to urobíte v oveľa väčšom meradle, napríklad na Mesiaci alebo na planéte, v určitom okamihu bude dostatočne veľký, aby materiál tvoriaci predmet nemohol odolávať vlastnej gravitácii, a bude sa formovať. sama do sféry (pretože gravitácia všetko priťahuje k stredu objektu).
To, aký veľký musí byť objekt, aby sa zmenil kvôli hydrostatickej rovnováhe, závisí od toho, z čoho je vyrobený. Ľad je menej tuhý ako kameň alebo kov, takže prúdi ľahšie a ukazuje sa, že predmet s priemerom 200 až 400 km sa tvaruje do gule. Ak je to skala, bude musieť byť o niečo väčšia, možno 600 km, a pre kovový predmet by musela byť ešte väčšia.
Vidíte problém? Hneď ako sokol Millenium zbadal Hviezdu smrti, keď vyšli z hyperpriestoru do sutín, ktoré boli kedysi Alderaanom, astronóm by hneď vedel, že to nemôže byť mesiac. Namiesto toho nasledovali bojovníka TIE príliš dlho a chytili sa. Nakoniec to dobre dopadlo, ale keby mali na palube astronóma, dalo by sa ušetriť veľa úsilia.
„Tento nemá žiadny výfukový otvor! Rebeli sa tam nemôžu dostať! “ Kredit: Starwars.com
Hmotnosť x zrýchlenie sa prebúdza
Tak fajn, Hviezda smrti je očividne umelá, pretože je príliš malá na to, aby vytvorila guľu sama o sebe (a BTW, guľa je nákladovo najefektívnejší tvar na výrobu veľkej lode; pri danej sume má najväčší objem materiálu). Ako sa však vyrovná s inými mesiacmi? Myslím tým, že by ste sa mohli, správne oblečení, prejsť na povrch nášho Mesiaca. Máme na to dôkaz! Ale mohli by ste to urobiť na Hviezde smrti?
Po prvé, nie som si istý, či to budete potrebovať. Jedna vec, ktorú má Hviezda smrti je miestnosť: Pamätajte si tvoja stredoškolská geometria ? Hlasitosť Hviezdy smrti sa skončila dva milióny kubických kilometrov.
To je veľa dýchacieho priestoru. No nie doslova. Wiki Star Wars hovorí, že existuje kôra (v skutočnosti sférická škrupina pozostávajúca z horných vrstiev Hviezdy smrti) hrubá niekoľko kilometrov, čo je obývaná oblasť stanice. Nie je špecifikované, čo znamená niekoľko, ale povedzme, že je to tri až päť kilometrov hlboké. To znamená objem len vrchná obývateľná vrstva je 200 000 - 400 000 kubických km.
metóda vankúšového prejavu
Dobre, to je veľa dýchacieho priestoru. Aj keď predpokladáme posádku niekoľkých miliónov ľudí (opäť, ako tvrdí Wookieepedia), je to viac ako dosť miesta na lakte. Vo filmoch nie je jasné, ako podporujú takú populáciu - replikátory nie sú súčasťou kánonu, takže buď tam pestujú jedlo (pravdepodobné), alebo ho odosielajú dovnútra. Jeden človek denne zje zhruba dve kilá jedla, takže hovoríme 4000 ton iba jedla skonzumovaného na Hviezde smrti každý deň. Môže to znieť veľa, ale za predpokladu, že má rovnakú hrubú hustotu ako voda - tona na kubický meter r - je to len kocka 16 metrov na boku . Túto sumu by mohol prepravca ľahko prepraviť denne. Aj keď predpokladáme, že by chceli mať niekoľko mesiacov sklad potravín (koniec koncov je to vojnová loď), horná škrupina nemá nič iné ako priestor. Mohli by v ňom ľahko udržať jedlo a vodu, ktoré by vydržali mesiace. Desaťročia.
Myslím si, že môžu dostatočne dlho neobmedzene recyklovať vodu a vzduch; Na to už máme takmer technológiu. Hviezda smrti teda nemá problémy s podporou svojej obrovskej posádky.
Zdá sa, že vnútri je veľa miesta. Kredit: Starwars.com
Ak však trpíte klaustrofóbiou a chcete sa na chvíľu dostať von na prechádzku po povrchu, čo sa stane? Vo vnútri Hviezdy smrti majú umelú gravitáciu, ale čo s tým vonku ? Bude len zo svojej hmotnosti dostatok gravitácie na prechádzku po vonkajšej škrupine? Počul som, že rovníková priekopa vytvára krásnu ústavu, ak sa dá vyhnúť neustálym útokom na krídla X.
No uvidime Gravitácia, ktorú by ste pocítili pri státí na vonkajšom trupe Hviezdy smrti, závisí od jeho veľkosti (ktorú poznáme) a hmotnosti. To je ťažšie. Nevieme, z čoho je vyrobený ani koľko z toho je v ňom. Ak by to bola napríklad pevná kovová guľa, mohli by sme objem vynásobiť priemernou hustotou kovu, aby sme získali jeho hmotnosť.
Ale je to vyrobené z niečoho iného ( určitá oceľ (zrejme, aj keď bohužiaľ, fyzikálne vlastnosti tejto látky nie sú k dispozícii). A nie je jasné, koľko zo stanice bol prázdny priestor a koľko bolo pevných; miestnosť je väčšinou prázdny priestor, aj keď sú steny hrubé. V Návrat Jediho Stred je zobrazený ako väčšinou prázdny a má očividne veľa kilometrov ... ale to je v porovnaní s celou vecou malý objem.
Poďme to teda urobiť tromi spôsobmi: Po prvé, predpokladajme, že je to pevná guľa, rovnako ako horná hranica jej hmotnosti (a budeme predpokladať, že quadanium má rovnakú hustotu ako oceľ; 8 ton na meter kubický). Za druhé, predpokladajme, že ide o 10% hmotnostných kvadánu. Po tretie - a ďakujem svojmu priateľovi Randall Munroe pre túto myšlienku, pretože sme sa bavili diskutovať o tom túto noc - predpokladajme, že má celkovo rovnakú hustotu ako ďalší obrovský bojový kovový vojnový stroj: lietadlová loď. Trochu som sa v tom pohrával s matematikou a zistil som, že je to prekvapivo ľahkých 200 kg na meter kubický! To sa môže zdať nízke, ale prišlo mi, že na to, aby plával, musí byť menej hustý ako voda (jedna tona na meter kocky) a typický nosič pláva poriadne vysoko. Mne to teda pripadá asi správne.
Vynásobením všetkého „Získal som niekoľko zaujímavých čísel.
Ak je to pevná oceľová guľa - je to najhustejšia možnosť, a teda tá s najvyššou gravitáciou - bude mať povrchovú gravitáciu iba asi 2% Zeme! Keby som stál na povrchu Hviezdy smrti, vážil by som asi tri kilá.
A to je najlepšie. Ak je to 10% quadanium, povrchová gravitácia je asi 0,2% Zeme. Ak je to hustota lietadlovej lode, vážili by ste mínus 0,04% toho, čo robíte na Zemi. Pre mňa je to asi unca.
V skutočnosti by bolo ťažké získať trakciu, keby ste vážili tak málo. Chôdza by bola náročná, pokiaľ by ste nemali magnetické topánky, za predpokladu, že kvadánová oceľ je feromagnetická.
Je zábavné, že aj malý mesiac má väčšiu gravitáciu, pretože sú oveľa väčšie. So zlým úmyslom si vyberme Saturnov mesiac Mimas, s ktorým porovnáme Hviezdu smrti; Mimas je s priemerom 400 km asi najmenším mesiacom, ktorý môžete mať, a stále budete sférou. Jeho hustota je asi 1,15 tony na meter kubický; je to väčšinou vodný ľad s primiešanými kameňmi.
Na jeho povrchu by ste vážili asi 0,65% toho, čo robíte na Zemi. To je stále štyrikrát to, čo by ste cítili na povrchu realistickej Hviezdy smrti. Ľad je menej hustý ako oceľ, ale Mimas je pevný a má oveľa väčšiu hmotnosť.
Gravitácia Hviezdy smrti je taká malá, že keby bola na obežnej dráhe Zeme, kde je Mesiac, sotva by sme si všimli nejaký rozdiel. Mesiac je 40 000 -krát hmotnejší ako hviezda smrti! Príroda teda opäť víťazí.
Moja rada: Ak sa chcete ísť prejsť pri návšteve Hviezdy smrti, zostaňte vo vnútri.
A oh, jedna vec: Ak je hviezda smrti 10% hmotn. Kvadánu (t. J. Hustota asi 800 kg na meter kubický) alebo rovnaká hustota ako lietadlová loď, vznáša by sa tiež! Tam, kde by bola čiara ponoru, by mohlo dôjsť k zvláštnym účinkom; vesmírna stanica by mala dostatok gravitácie, aby okolo seba trochu vytiahla vodu. Ale napriek tomu by to plávalo.
Našťastie je výfukový otvor nad hladinou vody. Kredit: Starwars.com / Phil Plait
Ojoj, moja chyba. To je mesiac.
Chcem na teba zanechať vtipnú myšlienku. Hviezda smrti má superzbranu, ktorá sa nazýva superlaser, schopná ničiť planéty. V skutočnom živote to nebude fungovať; energia potrebná na úplné vyhodenie planéty do vzduchu je skutočne obrovská, podobne ako množstvo, ktoré Slnko vyžaruje za viac ako týždeň ( Sila sa prebúdza nová superzbraň vysáva hviezdu do sucha, aby získala všetku svoju energiu; Nie som si istý, či to môže fungovať presne, ale to je správna mierka myslenia). Každopádne, ak vás to zaujíma, astronóm, s ktorým sa poznám, o tejto téme písal pred niekoľkými rokmi.
dieťa, ktoré by bolo kráľom médií zdravého rozumu
Táto superzbraň sa javí ako obrovská zakrivená misa uložená na severnej (alebo hornej) pologuli Hviezdy smrti. Tu je vtipný: Pozrite sa na tento obrázok vyššie uvedeného Saturnovho mesiaca Mimas:
Saturnov mesiac Mimas, ktorý môže vyzerať nejasne známy. Poďakovanie: NASA / JPL / Space Science Institute
Áno, vyzerá to povedome, však? Kráter nazývaný Herschel má priemer 130 km. Je to kráter po dopade a keby čokoľvek, čo by do Mimasa dopadlo, bolo o niečo väčšie alebo by sa pohybovalo rýchlejšie, rozbilo by to mesiac! Je zábavné, že ďalší mesiac Saturnu, Tethys, vyzerá veľmi podobne.
Milujem iróniu tohto. Obaja vyzerajú ako Hviezda smrti, zbraň určená na zničenie svetov. Ale dôvod, prečo to robia, je kvôli obrovským kráterom, ktoré samy zničili mesiace! A v skutočnosti, ak ste skutočne chceli vymazať planétu, zatlačiť na ňu mesiac je oveľa lepší nápad ako použiť nejakú superzbranu. Ako je to s iróniou?
Astronomický humor je zvláštny.
Máj 40thbyť s tebou
Tak tu to máte. Hviezda smrti môže byť najobávanejšou zbraňou v galaxii, ale v skutočnosti je skutočne slabá v porovnaní s dokonca najmenším mesiacom s najnižšou hustotou, aký môžete nájsť. Je zábavné, ako príroda dokáže úplne rozdrviť naše najodvážnejšie pokusy o dominanciu. „Vždy to tak bolo.
Ale to samozrejme nie je taká dôležitá vec. To, čo robí Hviezdu smrti tak ikonickou, nie je len jej veľkosť (ktorú je aj tak ťažké pochopiť), ale aj jej tvar, dizajn a dôsledky toho, kto je na palube. Sakra, Darth Vader je podľa mňa hrozivejší ako Hviezda smrti, pretože jeho hrozba je osobnejšia a citeľnejšia než akýkoľvek obrovský kus stavby. A nakoniec, práve to je dôvod na lepšie rozprávanie príbehov.
Ak sa teda rozhodnete znova si pozrieť klasiku Hviezdne vojny pôvodný film dnes na oslavu výročia, urobte to s vedomím, že príroda nás môže prekonať a prevýšiť, ale pokiaľ ide o našu fikciu, rozhodujú postavy a príbehy. Preto to stále sledujeme Hviezdne vojny filmy po 40 rokoch.
*Mimochodom, nedávno som písal o niektorých vedách o Hviezdnych vojnách a diskutoval som o tom, či je to skutočne v ďalekej galaxii, alebo či George Lucas tiahol rýchlo a plánoval, že sa to bude konať v našej Mliečnej ceste pozdĺž. Záver: Spoilery, zlatko. Kliknite na odkaz a zistíte to.
