Physiker sagen, wir könnten in einem 2D-Universum leben
Der leise kommandierende Vizeadmiral Amilyn Holdo (Laura Dern) mag der wahre Held sein Star Wars: Der letzte Jedi. Und Physiker sind hier, um sie zu unterstützen.
Dieser Artikel enthält kostenlose Spoiler für Star Wars: Der letzte Jedi.
In einer der dramatischsten Szenen von Der letzte Jedi - und möglicherweise alle von Star Wars - Vizeadmiral Holdo rammt den letzten verbliebenen Sternenkreuzer des Widerstands durch das Flaggschiff des Obersten Führers Snoke in einem Opfer, das den flüchtenden Mitgliedern des Widerstands genug Zeit einräumt, um an die Oberfläche von Crait zu entkommen. Optisch ist die Szene atemberaubend. Was die Logistik angeht, könnte man sich fragen, ob dies möglich ist.
Machen Sie sich keine Sorgen: Wir sind nicht hier, um einem Neil deGrasse Tyson-Stil „gut, eigentlich“ diese Szene vorzustellen. Vielmehr wollen wir herausfinden, ob Star Wars unseren Regeln der Physik folgt. Und wenn, dann, was würde es dauern?
Beginnen wir mit einigen Zahlen.
Das Raddus, ein Mon Calamari Star Cruiser, ist 11.280,74 Fuß (2,14 Meilen) lang, 2.318,08 Fuß (0,44 Meilen) breit und 0,214 Meilen (0,214 Meilen) groß. Es ist ein riesiges Raumschiff, aber auf dem Bildschirm kann man sehen, wie viel kleiner es ist als das Hulking Vorherrschaft, welches 43,437,27 Fuß (8,22 Meilen) lang ist, 37,6 Meilen breit und 2,447 Fuß (2,47 Meilen) hoch. Trotz seiner vergleichsweise geringen Größe ist die immense Energie, die von der Raddus Das Vorwärtsmomentum wird in diesem Showdown zu einem hervorragenden Ausgleichsfaktor, und die Physik sagt uns, dass es plausibel ist, dass das kleinere Schiff die Star Dreadnought der ersten Ordnung durchbrechen könnte.
"Wenn das Springen in den Hyperraum nur eine superschnelle Beschleunigung ist, bei der Sie augenblicklich - oder nahezu augenblicklich - die Lichtgeschwindigkeit erreichen, dann wäre das, was im Film dargestellt wird, ungefähr das, was passieren würde", sagte der Physikprofessor Patrick Johnson Die Physik von Star Wars erzählt Inverse.
Als Beispiel für dieses Phänomen bittet uns Johnson, uns etwas ein bisschen leichter vorzustellen: ein Auto, das in einen 18-Wheeler-Truck läuft.
"Bei einer langsamen Geschwindigkeit würde es ein Dellen verursachen", sagt er. „Bei einer höheren Geschwindigkeit würde sich der Lastwagen wirklich beugen. Und wenn das Auto schnell genug und fest genug ist, könnte es genau so durchfahren werden, wie Snokes Schiff auf dem Weg geschnitten wird Raddus ging durch. “Es brauchte sehr viel Energie, um das Raumschiff so schnell zu machen, was Johnson versucht hat, für uns zu berechnen.
Schätzung der Masse der Raddus Angenommen, es seien 40 Prozent Stahl - oder eher Durasteel - und 60 Prozent Luft, sagt Johnson, wie viel Energie es für die Beschleunigung des Schiffes braucht. Und da Beschleunigung auf Lichtgeschwindigkeit unendliche Energie erfordert, zumindest basierend auf dem Verständnis des Düsenantriebs, werden wir uns in diesem Szenario mit einem erheblichen Teil der Lichtgeschwindigkeit zufrieden geben.
„Die Kraft, die bei der Beschleunigung des Raddus Nur 90 Prozent der Lichtgeschwindigkeit wären ~ 6,8 • 10 ^ 21 Newton “, sagt Johnson. Dies ist eine enorme Menge an Energie, die mit jedem winzigen Schritt näher an die Lichtgeschwindigkeit steigt als die Raddus beschleunigt.
Sobald die Schiffe kollidieren, sagt Newtons drittes Gesetz, dass Vorherrschaft übt eine gleiche und entgegengesetzte Kraft gegen den Raddus.
“Der Moment der Raddus begann, Kontakt aufzunehmen, würde es eine zusätzliche Kraft erfahren, die rückwärts geht “, sagt Johnson. „Nun, vermutlich nimmt dieser Hyperantrieb eine Kraft nach vorne und drückt sie vorwärts, so dass es eine Schubkraft und eine Widerstandskraft von der Vorherrschaft. Ich würde anhand der Darstellungsweise vermuten, dass die Raddus ist im Wesentlichen bei Lichtgeschwindigkeit, wenn es Kontakt hat. An diesem Punkt gibt es nur eine Verlangsamung: Physikalische Gesetze schreiben vor, dass Sie nicht schneller als Lichtgeschwindigkeit fahren können. “Natürlich, fügt er hinzu, fügt der Hyperantrieb ein kleines Sternchen hinzu: Vielleicht Sie können geh schneller als die Lichtgeschwindigkeit.
Unabhängig von der Geschwindigkeit der Raddus ist unterwegs, wenn es mit der kollidiert Vorherrschaft, Sagt Johnson, dass die gesamte Energie, die das kleinere Schiff mit sich bringt, für das Durchschneiden des Schiffes aufgewendet wird Vorherrschaft - und einige kleinere Sternenzerstörer - und beim vollständigen Abriss der Raddus.
Das ist natürlich alles irritiert, wenn Hyperraumfahrt das bedeutet Raddus wäre in einer anderen Dimension gewesen - was einige Arbeiten im erweiterten Star Wars-Universum (jetzt „Legends“) zu bestätigen scheinen. Hyperraumreisen scheinen einige Elemente der Stringtheorie zu enthalten. Schiffe im Star Wars-Universum müssen jedoch immer noch über die Lichtgeschwindigkeit hinaus beschleunigen, um in den Hyperraum zu gelangen.
Nehmen wir für unsere Zwecke an, dass Raddus bewegt sich mit oder über Lichtgeschwindigkeit. Leia nennt Hyperdrive "Lichtgeschwindigkeit" in Das Imperium schlägt zurück, das ist gut genug für uns. Vor diesem Hintergrund scheint es höchstwahrscheinlich, dass ein in den Hyperraum beschleunigendes Sternenschiff mit Lichtgeschwindigkeit fährt, aber auch immer noch in derselben physischen Dimension wie alles andere um ihn herum vorhanden ist. Und selbst wenn dies nicht der Fall ist, befindet es sich immer noch in derselben physischen Dimension wie andere Räume kommt heraus Lichtgeschwindigkeit.
Wir haben Beweise dafür in Star Wars: Eine neue Hoffnung, in dem Han Solo das bringt Millennium Falke außerhalb des Hyperraums, mitten im Bereich des Alderaan-Trümmerfeldes. Da das Schiff keinen der Felsen getroffen hat, bevor es aus dem Hyperraum kam, deutet dies darauf hin, dass ein Schiff anfällig für Kollisionen mit Objekten im physischen Raum ist, sobald es sich aus dem Hyperraum heraus verlangsamt, was auch darauf hindeutet, dass ein Schiff noch mit etwas kollidieren könnte während es ist beschleunigen in den Hyperraum.
Einfach gesagt: Holdo macht mit Absicht das, was Han Solo aus Versehen getan hat.
"Wenn Sie auf diese Weise in den Hyperraum gehen, ist das absolut genau", sagt Johnson.
Jorge Ballester hingegen ist sich nicht ganz sicher, ob die Raddus ist groß genug, um den ganzen Weg durch die Suprematie zu schaffen. Ballester, Leiter der Physikabteilung an der Emporia State University in Kansas, weist darauf hin, dass die Raddus ist etwa 1.500 Meter groß, während die Vorherrschaft ist über 13.000 Meter groß.
“Der breiteste Teil der Raddus ist etwa ein Sechstel der Höhe der Vorherrschaft," er sagt Inverse. „Also ich weiß nicht wie Raddus Könnte seine Interaktion weit genug ausdehnen, um durchzuschneiden. “Anders ausgedrückt, Sie könnten wahrscheinlich keinen einzigen Stein verwenden, um einen ganzen Stein zu spalten, da sich die Kraft nicht weit genug darüber und darunter ausbreitet, selbst wenn der Kiesel hatte genug Kraft, um den ganzen Weg von vorne nach hinten durchzuziehen. Er weist auch auf ein Problem hin, das sich aus dem dritten Gesetz von Newton ergibt.
„Ich weiß nicht warum Raddus würde nicht vollständig zerstört werden, wenn ein oder zwei seiner eigenen Länge in Vorherrschaft, ”Sagt Ballester. „Vermutlich verwenden beide Seiten in etwa ähnliche Materialien und Technologien, um ihre Schiffe zu bauen. Ebenso würde ich nicht erwarten, dass eine Kugel aus Holz tief in einen Holzblock eindringt, da die Kugel selbst zerstört würde. Der Block könnte explodieren, aber ich würde nicht erwarten, dass die hölzerne Kugel durch ein schmales Loch durchbricht. “
Diese Punkte lassen zweifellos Zweifel an der Frage aufkommen, ob diese Kollision wie im Film abschneiden könnte, wenn wir auf der Grundlage der Physikgesetze unseres Universums beurteilen.
Ob das oder nicht Raddus könnte machen es den ganzen Weg durch Vorherrschaft Es lohnt sich, eine Sekunde zu betrachten, um den Lauf der Zeit zu betrachten, wie er in dargestellt ist Der letzte Jedi. Es gibt einen filmischen Effekt, um die Aktion zu verlangsamen, wenn die Schiffe kollidieren, so dass das Publikum das emotionale Gewicht des Moments erfahren kann.
Und während ein Beobachter im Star Wars-Universum die Ereignisse auf Hochtouren laufen sehen würde, "würde sich aus ihrer Sicht die Zeit für sie im Vergleich zu allen anderen verlangsamen, da sie superschnell unterwegs ist", sagt Johnson.
Um es zusammenzufassen: Obwohl es einige Variablen gibt, die wir einfach nicht berechnen können, wie z. B. die Art und Weise, wie Schiffsschilder bei einem Absturz zusammenwirken, ist das Gambit von Vizeadmiral Holdo zur Rettung ihres Volkes ziemlich plausibel. Und verdammt, es sieht so gut aus.
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