gov-civil-vilareal.ptStar Wars 40 -års jubilæum: Det er ingen måne ... men hvad hvis det var?
>For fyrre år siden i denne uge sad 12-årige mig i en biograf for at se, hvad dette var Star wars film ting handlede om.
To timer senere gik jeg fortumlet ud. Blæst væk. For den snart teenagede dreng var det stort set apotheosen i mit science fiction-nerderi. Du vil se mange artikler om filmen i denne uge, da det er 40thårsdagen for, at det ramte teatrene (selvom hvor mange af de unge faktisk så det, da det havde premiere, mon ikke?). Og da jeg skriver til Syfy Wire, er det kun passende for mig at slutte mig til horde.
Men mens de andre forfattere vil vokse videre om Jedi og karakterer og prequels og og og, jeg er den, jeg er. Altså: Lad os tale videnskab*.
Lad os tale Death Star.
Ah ja, imperiets supervåben, den sfæriske mobile planetdræber, der er blevet et ikon for ondskab. Det er så stort, Luke tager fejl af det for en måne ... ja, han siger en lille måne, men selvfølgelig kan selv en lille måne stadig være ret stor.
Og det fik mig til at tænke (som science fiction skal gøre). Hvad hvis Death Star var en måne? Hvordan ville det stakke op? Hvor moony (moonish? Mooneriffic?) Er det bare?
Første ting først. Hvad er en måne?
That's No Moon - Obi Wan Kenobi, der teknisk set havde ret
Kort sagt, en måne er et objekt, der kredser om et andet, større objekt. Det oplagte eksempel er vores egen måne, Månen. Det er omkring 3450 kilometer i diameter (2160 miles), mens Jorden er tættere på 13.000 km (8000 miles). Så vores måne er korrekt en måne.
Teknisk set er Jorden en måne af Solen, men ingen kalder det egentlig det. Alligevel har mange asteroider måner. Det gør mange (måske endda de fleste) af de iskolde verdener, der kredser om solen ud forbi Neptun. Naturen kan tilsyneladende godt lide at lave måner, selv på alle skalaer.
Det gør mennesker også. Tilbage i begyndelsen af rumalderen blev satellitter undertiden kaldt kunstige måner, hvilket har en sjov retrofølelse, men ingen kalder dem det længere. Alligevel ville Death Star tælle, så længe den kredser om en planet. Så for at være retfærdig, når Han, Luke, Obi Wan og Chewie første gang støder på det, og Obi Wan siger sin berømte udtale, er det var ikke en måne. Men senere i filmen kredsede den om Yavin, så for den del, den var .
Der er ingen reel nedre grænse for størrelsen af en naturlig måne; i hvert fald ingen, vi kan definere. Så hvordan stabler Death Star op mod en ægte måne?
Dette skulle ende godt. Kredit: Starwars.com
Skær snakken, rød 2
Hvor stor er Death Star?
trevor noah født en krimi anmeldelse
Selvom det aldrig udtrykkeligt er sagt i filmene, kampstationen anses for at være omkring 160 kilometer (100 miles) i diameter, hvilket lyder omtrent for mig i betragtning af, hvordan det er afbildet på skærmen (dog det kan have været større ). Det er virkelig stort for en konstrueret artefakt.
Men for en naturlig satellit? Det er der i hvert fald 30 måner i vores solsystem større end Death Star . Det ville blive placeret lige under Uranus månen Puck på den liste. Vader synes måske, at hans våben er imponerende ( mest imponerende), men naturen får ham let til at slå.
Og jeg er ingen Jedi, men jeg skal påpege, at selv på afstand ville en erfaren astronom vide, at noget er underligt ved den lille måne. Problemet er, du ser, hydrostatisk ligevægt. Det er et smart udtryk hvilket betyder, at et objekts selvgravitation (dens egen tyngdekraft, der virker på materialet, der danner det) er i balance med trykket inde i et objekt, der holder det op.
Tænk på det på denne måde: Hvis du tager en bunke snavs og tilføjer mere snavs til det, bliver det større, indtil kraften fra snavsens vægt overvinder friktionen og andre kræfter, der holder bunken form. Ting flyder ned, eller det falder sammen. Hvis du gør dette i en meget større skala, som for en måne eller planet, bliver det på et tidspunkt stort nok til, at materialet, der udgør objektet, ikke vil være i stand til at modstå sin egen tyngdekraft, og det vil danne sig ind i en kugle (fordi tyngdekraften trækker alt mod objektets centrum).
Hvor stort objektet skal være for at omforme sig selv på grund af hydrostatisk ligevægt afhænger af, hvad det er lavet af. Is er mindre stiv end sten eller metal, så det flyder lettere, og det viser sig, at et objekt et sted mellem 200 - 400 km i diameter vil forme sig til en kugle. Hvis det er sten, skal det være noget større, måske 600 km, og for et metalobjekt skal det stadig være større.
Kan du se problemet? Så snart Millennium Falcon opdagede Death Star, da de kom ud af hyperrummet i murbrokkerne, der plejede at være Alderaan, ville en astronom med det samme have vidst, at det ikke kunne være en måne. I stedet fulgte de TIE -jageren for længe og blev fanget. Det lykkedes til sidst, men hvis de havde haft en astronom ombord, kunne en stor indsats være blevet sparet.
'Denne har ingen udstødningsport! Oprørerne kan ikke komme ind! ' Kredit: Starwars.com
Massen x accelerationen vågner
Så fint, Death Star er naturligvis kunstig, da det er for lille til at have dannet en kugle alene (og BTW, en kugle er den mest omkostningseffektive form til at lave et stort skib; det har mest volumen for et givet beløb af materiale). Men hvordan stabler det sig mod andre måner? Jeg mener, du kunne, ordentligt udstyret, tage en spadseretur på overfladen af vores måne. Det har vi bevis på! Men kunne du gøre det på Death Star?
For det første er jeg ikke sikker på, at du skulle. En ting Death Star har er plads: Husk din gymnasial geometri ? Mængden af Death Star er slut to millioner kubik kilometer.
tilbage til fremtidens sunde fornuftsmedier
Det er meget åndehul. Nå, ikke bogstaveligt talt. Star Wars Wiki siger, at der er en skorpe (egentlig en sfærisk skal omfattende de øverste lag af Death Star) flere kilometer tyk, som er den beboede region på stationen. Det er ikke specificeret, hvad flere betyder, men lad os sige, at det er mellem tre og fem kilometer dybt. Det betyder mængden af lige det øverste beboelige lag er 200.000 - 400.000 kubik km.
OKAY, det er meget åndehul. Selvom vi antager et besætning på et par millioner mennesker (igen, som hævdet af Wookieepedia), er det mere end nok albuerum. Det er ikke klart i filmene, hvordan de støtter en sådan befolkning - replikatorer er ikke en del af kanonen, så enten dyrker de mad der (sandsynlig) eller sender den ind. En person spiser cirka to kilo mad hver dag, så vi ' taler 4000 tons bare mad indtaget på Death Star hver dag. Det lyder måske af meget, men forudsat at det har den samme ru tæthed som vand - et ton pr. Kubikmeter r— det er kun en terning 16 meter på en side . Dette beløb kan let sendes ind af en fragtskib dagligt. Selvom vi antager, at de gerne vil have et lager af mad i flere måneder (det er trods alt et krigsskib), har den øverste skal intet andet end plads. De kunne let holde mad og vand i det, der ville vare i flere måneder. Årtier.
Jeg regner med, at de let kan genbruge vand og luft på ubestemt tid nok; vi har næsten teknologien til at gøre det nu. Så Death Star har ingen problemer med at støtte sit enorme mandskab.
Det ligner meget plads derinde. Kredit: Starwars.com
Men hvis du lider af klaustrofobi og ønsker at komme ud et stykke tid for en spadseretur på overfladen, hvad sker der? De har kunstig tyngdekraft inde i Death Star, men hvad med uden for ? Ville der være tyngdekraft nok fra dens masse alene til at gå en tur langs den ydre skal? Jeg hører, at ækvatorialgraven giver en dejlig forfatningsmæssig, hvis man kan undgå de konstante X-wing angreb.
Nå, lad os se. Tyngdekraften, du vil føle, når du trækker stående på Death Star's ydre skrog, afhænger af dens størrelse (som vi kender) og dens masse. Det er hårdere. Vi ved ikke, hvad det er lavet af, eller hvor meget af det der er i det. Hvis det for eksempel var en massiv metalbold, kunne vi gange volumenet med metalets gennemsnitlige tæthed for at få dens masse.
Men den er lavet af noget andet ( et bestemt stål tilsyneladende, men desværre er stoffets fysiske egenskaber ikke tilgængelige). Og det er ikke klart, hvor meget af stationen der var tomt, og hvor meget der var solidt; et værelse er for det meste tomt, selvom væggene er tykke. I Jediens tilbagevenden , midten vises som for det meste tom og tilsyneladende mange kilometer på tværs ... men det er en lille mængde i forhold til det hele.
Så lad os gøre dette på tre måder: Først antager vi, at det er en solid kugle, lige som en øvre grænse for dens masse (og vi antager, at quadanium har samme densitet som stål; 8 tons pr. Kubikmeter). Antag for det andet, at det er 10% quadanium i masse. For det tredje - og jeg takker min ven Randall Munroe til denne idé, da vi havde det sjovt med at diskutere dette forleden - lad os antage, at den generelt har samme tæthed som en anden kæmpe metal -krigsmaskine: Et hangarskib. Jeg lavede lidt med matematikken til det, og synes, at det er en forbløffende let 200 kg pr. Kubikmeter! Det kan virke lavt, men det gik op for mig, at for at flyde skal det være mindre tæt end vand (et ton pr. Meter i terninger), og en typisk transportør flyder temmelig højt. Så det lyder for mig rigtigt.
Multiplicere det hele , Jeg har nogle interessante tal.
Hvis det er en massiv stålkugle - den tætteste mulighed, og derfor den med den største tyngdekraft - vil den have en overfladetyngde på kun omkring 2% Jordens! Hvis jeg stod på overfladen af Death Star, ville jeg veje omkring tre kilo.
Og det er i bedste fald. Hvis det er 10% quadanium, er overfladetyngden omkring 0,2% af Jordens. Hvis det er et hangarskibs tæthed, vejer du minimalt 0,04%, hvad du gør på Jorden. For mig handler det om en ounce.
Det ville faktisk være svært at få trækkraft, hvis du vejede så lidt. At gå ville være svært, medmindre du havde magnetiske støvler, forudsat at quadaniumstål er ferromagnetisk.
Det sjove er, at selv en lille måne har mere tyngdekraft, fordi de er så meget større. Med ondskabsfuld tanke, lad os vælge Saturns måne Mimas at sammenligne Death Star med; på 400 km i diameter Mimas handler om den mindste måne, du kan have og stadig være en kugle. Dens tæthed er omkring 1,15 tons pr. Kubikmeter; det er for det meste vandis med noget sten blandet i.
På overfladen vejer du omkring 0,65%, hvad du gør på Jorden. Det er stadig fire gange det, du ville føle på overfladen af en realistisk Death Star. Is er mindre tæt end stål, men Mimas er solid og har meget mere masse.
Dødsstjernens tyngdekraft er så lille, at hvis den skulle kredser om jorden, hvor Månen er, ville vi næppe mærke nogen forskel. Månen er 40.000 gange mere massiv end Death Star! Så igen vinder naturen.
Mit råd: Hvis du vil gå en tur, mens du besøger Death Star, skal du blive indeni.
Og åh, én ting: Hvis Death Star er 10% quadanium i masse (dvs. en massefylde på omkring 800 kilo pr. Kubikmeter) eller den samme densitet som et hangarskib, ville den også flyde! Der ville være nogle ulige effekter, hvor vandlinjen ville være; rumstationen ville have tyngdekraften nok til at trække vandet lidt op omkring det. Men alligevel ville den flyde.
Forhåbentlig er udstødningsporten over vandlinjen. Kredit: Starwars.com / Phil Plait
Ups, min fejl. At er en måne.
Jeg vil efterlade dig med en sjov tanke. Death Star har et supervåben, det man kalder en superlaser, der er i stand til at ødelægge planeter. I virkeligheden virker det ikke; energien det tager at sprænge en planet fuldstændig er virkelig enorm, ligesom mængden Solen udsender på over en uge (in Kraften vækkes det nye supervåben suger en stjerne tør for at få al sin energi; Jeg er ikke sikker på, at det måske fungerer nøjagtigt, men det er den rigtige tankegang). Anyway, hvis du er interesseret i det, skrev en astronom, som jeg er bekendt med, om dette emne på dette websted for et par år siden.
Dette supervåben fremstår som et gigantisk buet fad indlejret i den nordlige (eller øvre) halvkugle af Death Star. Her er den sjove bit: Tjek dette billede af den førnævnte Saturnmåne Mimas:
Saturns måne Mimas, som kan se vagt bekendt ud. Kredit: NASA / JPL / Space Science Institute
Ja, det ser bekendt ud, ikke sandt? Krateret, kaldet Herschel, er 130 km på tværs. Det er et slagkrater, og hvis det, der slog ind i Mimas, havde været lidt større eller bevæget sig hurtigere, ville det have knust månen! Sjovt nok ligner en anden Saturn -måne, Tethys, meget meget.
Jeg elsker ironien i dette. De ligner begge Death Star, et våben, der skal ødelægge verdener. Men grunden til, at de gør det, er på grund af gigantiske nedslagskratere, der næsten ødelagde månerne, selv! Og faktisk, hvis du virkelig ville udslette en planet, er det en langt bedre idé at skubbe en måne ind i den end at bruge et supervåben. Hvordan er det for ironi?
Astronomi -humor er underlig.
Maj den 40thvære sammen med dig
Så der går du. Death Star er måske det mest frygtede våben i galaksen, men det er faktisk lidt svagt i forhold til selv den mindste, laveste densitet måne, du kan finde. Det er sjovt, hvordan naturen helt kan knuse vores dristigste forsøg på at være dominerende. »Sådan har det nogensinde været.
hvordan du gør din baby daddy jaloux
Men det er selvfølgelig ikke det virkelig vigtige. Det, der gør Death Star så ikonisk, er ikke kun dens størrelse (som alligevel er svær at forstå), men dens form, design, konsekvenserne af, hvem der er om bord. For helvede, jeg finder Darth Vader mere truende end Death Star, fordi hans trussel er mere personlig, mere håndgribelig end noget stort stykke konstruktion. Og i sidste ende er det alligevel det, der giver bedre historiefortælling.
Så hvis du beslutter dig for at se klassikeren igen Star wars original film i dag for at fejre jubilæet, gør det i den viden, at naturen kan have os overmasse og i undertal, men når det kommer til vores fiktion, er det karaktererne og historierne, der tæller. Derfor ser vi stadig Star wars film efter 40 år.
*Ved den tid skrev jeg om noget af videnskaben om Star Wars for nylig og diskuterede, om det virkelig er i en galakse langt langt væk, eller om George Lucas måske trak en hurtig og planlagde at få det til at finde sted i vores Mælkevejen alle langs med. Konklusion: Spoilers, skat. Klik på linket og find ud af det.
