gov-civil-vilareal.ptStar Wars 40 -årsjubileum: Det er ingen måne ... men hva om det var?
>For førti år siden denne uken satt 12 år gamle meg på en kino for å se hva dette var Stjerne krigen film handler om.
To timer senere gikk jeg fortumlet ut. Blåst bort. For den tenåringsgutten som snart skulle bli, var det stort sett apoteosen til min science fiction-nerderi. Du vil se mange artikler om filmen denne uken, siden den er 40thårsdagen for at den kom på teatrene (selv om hvor mange av disse ungdommene faktisk så den da den hadde premiere, lurer jeg på?). Og siden jeg skriver for Syfy Wire, er det bare passende for meg å bli med i horden.
Men mens de andre forfatterne vil vokse videre om Jedi og karakterer og prequels og og og, jeg er den jeg er. Så: La oss snakke vitenskap*.
La oss snakke om Death Star.
Ah ja, imperiets supervåpen, den sfæriske mobile planet-drapsmannen som har blitt et ikon for ondskap. Den er så stor, Luke tar feil av en måne ... vel, han sier en liten måne, men selvsagt kan en liten måne fortsatt være ganske stor.
Og det fikk meg til å tenke (slik science fiction skal gjøre). Hva om Death Star var en måne? Hvordan ville det ha stablet seg? Hvor moony (moonish? Mooneriffic?) Er det?
Første ting først. Hva er en måne?
That's No Moon - Obi Wan Kenobi, som teknisk hadde rett
Enkelt sagt, en måne er et objekt som går i bane rundt et annet, større objekt. Det åpenbare eksempelet er vår egen måne, månen. Det er omtrent 3450 kilometer i diameter (2160 miles), mens jorden er nærmere 13 000 km (8000 miles). Så månen vår er riktig nok en måne.
Teknisk sett er Jorden en måne av solen, men ingen kaller det egentlig det. Likevel har mange asteroider måner. Det gjør mange (kanskje til og med de fleste) av de iskalde verdenene som kretser rundt solen ut forbi Neptun. Naturen liker tilsynelatende å lage måner, selv på alle skalaer.
Mennesker gjør det også. I begynnelsen av romalderen ble satellitter noen ganger kalt kunstige måner, noe som har en morsom retrofølelse, men ingen kaller dem det lenger. Likevel vil Death Star regne, så lenge den går i bane rundt en planet. Så for å være rettferdig, når Han, Luke, Obi Wan og Chewie først møter det, og Obi Wan kommer med sin berømte ytring, er det var ikke en måne. Men senere i filmen gikk den i bane rundt Yavin, så for den delen var .
Det er ingen reell nedre grense for størrelsen på en naturlig måne; i det minste ingen vi kan definere. Så hvordan stabler Death Star opp mot en ekte måne?
Dette burde ende godt. Kreditt: Starwars.com
pappas hjem 2 sunn fornuft media
Klipp av praten, rød 2
Hvor stor er Death Star?
Selv om det aldri er sagt eksplisitt i filmene, kampstasjonen anses å være omtrent 160 kilometer i diameter, noe som høres omtrent ut for meg gitt hvordan det er avbildet på skjermen (skjønt, det kan ha vært større ). Det er veldig stort for en konstruert artefakt.
Men for en naturlig satellitt? Det er minst 30 måner i vårt solsystem større enn Death Star . Den ville bli plassert like under Uranus 'måne Puck på den listen. Vader synes kanskje våpenet hans er imponerende ( mest imponerende), men naturen får ham lett til å slå.
Og jeg er ingen Jedi, men jeg må påpeke at selv på avstand ville en erfaren astronom vite at noe er rart med den lille månen. Du ser at problemet er hydrostatisk likevekt. Det er et fancy begrep betyr at selvgravitasjonen til et objekt (dets egen tyngdekraft som virker på materialet som består det) er i balanse med trykket inne i et objekt som holder det oppe.
Tenk på det på denne måten: Hvis du tar en haug med skitt og tilfører mer skitt, blir det større til kraften fra smussens vekt overvinner friksjonen og andre krefter som holder haugens form. Ting flyter ned, eller det kollapser. Hvis du gjør dette i en mye større skala, som for en måne eller planet, vil det på et tidspunkt bli stort nok til at materialet som består av objektet ikke vil kunne motstå sin egen tyngdekraft, og det vil danne seg seg inn i en sfære (fordi tyngdekraften trekker alt mot objektets sentrum).
Hvor stort objektet må være for å omforme seg på grunn av hydrostatisk likevekt, avhenger av hva det er laget av. Is er mindre stiv enn stein eller metall, så det flyter lettere, og det viser seg at et objekt et sted mellom 200 - 400 km i diameter vil forme seg til en kule. Hvis det er stein, må det være noe større, kanskje 600 km, og for et metallgjenstand må det være større ennå.
hvor lang er dårlig nissefilm
Ser du problemet? Så snart Millennium Falcon oppdaget Death Star da de kom ut av verdensrommet inn i steinsprutene som pleide å være Alderaan, ville en astronom med en gang ha visst at det ikke kunne være en måne. I stedet fulgte de TIE -fighteren for lenge og ble fanget. Det fungerte bra til slutt, men hvis de hadde hatt en astronom om bord, kunne mye innsats ha blitt spart.
'Denne har ingen eksosport! Det er ingen måte at opprørerne kan komme inn! ' Kreditt: Starwars.com
The Mass x Acceleration Awakens
Så fint, Death Star er åpenbart kunstig, siden den er for liten til å ha dannet en kule alene (og BTW, en kule er den mest kostnadseffektive formen for å lage et stort skip; den har mest volum for et gitt beløp av materiale). Men hvordan stabler det seg mot andre måner? Jeg mener, du kan, riktig utstyrt, ta en spasertur på overflaten av månen vår. Det har vi bevis på! Men kan du gjøre det på Death Star?
For det første er jeg ikke sikker på at du trenger det. En ting Death Star har er plass: Husk geometrien din på videregående skole ? Volumet til Death Star er over to millioner kubikk kilometer.
Det er mye pusterom. Vel, ikke bokstavelig talt. Star Wars Wiki sier at det er en skorpe (egentlig et sfærisk skall som består av de øverste lagene av Death Star) flere kilometer tykt, som er den bebodde regionen på stasjonen. Det er ikke spesifisert hva flere betyr, men la oss si at den er mellom tre og fem kilometer dyp. Det betyr volumet på bare det øverste beboelige laget er 200 000 - 400 000 kubikk km.
OK, det er mye pusterom. Selv om vi antar et mannskap på et par millioner mennesker (igjen, som hevdet av Wookieepedia), er det mer enn nok albuerom. Det er ikke klart i filmene hvordan de støtter en slik befolkning - replikatorer er ikke en del av kanonen, så enten dyrker de mat der (sannsynlig) eller sender den inn. En person spiser omtrent to kilo mat hver dag, så vi ' snakker 4000 tonn med bare mat konsumert på Death Star hver dag. Det kan høres ut som mye, men forutsatt at det har samme grove tetthet som vann - tonn per kubikkmeter - det er bare en terning 16 meter på siden . Beløpet kan enkelt sendes inn av en fraktbåt daglig. Selv om vi antar at de vil ha et lager med mat i flere måneder (det er tross alt et krigsskip), har det øvre skallet bare rom. De kunne enkelt holde mat og vann i det som ville vare i flere måneder. Tiår.
Jeg tror de kan resirkulere vann og luft på ubestemt tid lett nok; vi har nesten teknologien til å gjøre det nå. Så Death Star har ingen problemer med å støtte sitt enorme mannskap.
Ser ut som mye plass der inne. Kreditt: Starwars.com
Men hvis du lider av klaustrofobi og ønsker å komme deg ut en stund for en spasertur på overflaten, hva skjer? De har kunstig tyngdekraft inne i Death Star, men hva med utenfor ? Ville det være nok tyngdekraft fra massen alene til å gå en spasertur langs det ytre skallet? Jeg hører at ekvatorialgraven gir en herlig konstitusjonell, hvis du kan unngå de konstante X-wing-angrepene.
Vel, la oss se. Tyngdekraften du vil føle når du står på Death Stars ytre skrog, avhenger av størrelsen (som vi kjenner) og dens masse. Det er tøffere. Vi vet ikke hva det er laget av, eller hvor mye av det som er i det. Hvis det for eksempel var en solid metallkule, kunne vi multiplisere volumet med metallets gjennomsnittlige tetthet for å få massen.
Men den er laget av noe annet ( et visst stål , tilsynelatende, selv om de fysiske egenskapene til stoffet dessverre ikke er tilgjengelige). Og det er ikke klart hvor mye av stasjonen som var tomt og hvor mye som var solid; et rom er stort sett tomt, selv om veggene er tykke. I Return of the Jedi , er senteret vist som stort sett tomt og tilsynelatende mange kilometer på tvers ... men det er et lite volum i forhold til det hele.
Så la oss gjøre dette på tre måter: Først antar vi at det er en solid ball, akkurat som en øvre grense for massen (og vi antar at quadanium har samme tetthet som stål; 8 tonn per kubikkmeter). For det andre, anta at det er 10% quadanium i masse. For det tredje - og jeg takker min venn Randall Munroe for denne ideen, da vi hadde det gøy å diskutere dette her om kvelden - la oss anta at den har samme tetthet totalt sett som en annen stor kjempemetallkrigsmaskin: Et hangarskip. Jeg fiklet litt på regnestykket for det, og synes det er utrolig lett 200 kg per kubikkmeter! Det kan virke lavt, men det falt for meg at for å flyte må det være mindre tett enn vann (ett tonn per meter i terninger), og en typisk bærer flyter ganske høyt. Så det høres omtrent riktig ut for meg.
Multipliserer det hele , Jeg har noen interessante tall.
Hvis det er en solid stålkule - den tetteste muligheten, og derfor den med den høyeste tyngdekraften - vil den ha en overflatetyngde på bare omtrent 2% jordas! Hvis jeg sto på overflaten av Death Star, ville jeg veie omtrent tre kilo.
Og det er i beste fall. Hvis det er 10% quadanium, er overflatets tyngdekraft omtrent 0,2% av Jordens. Hvis det er tettheten til et hangarskip, ville du veie minus 0,04% det du gjør på jorden. For meg er det omtrent en unse.
Det ville faktisk være vanskelig å få trekkraft hvis du veide det lille. Å gå ville være vanskelig med mindre du hadde magnetiske støvler, forutsatt at quadanium stål er ferromagnetisk.
den fantastiske verden av gumball anmeldelse
Det som er morsomt er at selv en liten måne har større tyngdekraft, fordi de er så mye større. Med ondskap tenkt, la oss velge Saturns måne Mimas å sammenligne Death Star med; på 400 km i diameter Mimas er omtrent den minste månen du kan ha og fortsatt være en kule. Dens tetthet er omtrent 1,15 tonn per kubikkmeter; det er stort sett vannis med litt stein blandet inn.
På overflaten veier du omtrent 0,65% det du gjør på jorden. Det er fortsatt fire ganger det du ville føle på overflaten av en realistisk Death Star. Is er mindre tett enn stål, men Mimas er solid og har mye mer masse.
Dødsstjernens tyngdekraft er så liten at hvis den skulle gå i bane rundt jorden der månen er, ville vi neppe merke noen forskjell. Månen er 40 000 ganger mer massiv enn Death Star! Så igjen, naturen vinner.
Mitt råd: Hvis du vil gå en spasertur mens du besøker Death Star, hold deg inne.
Og oh, en ting: Hvis Death Star er 10% quadanium i masse (dvs. en tetthet på omtrent 800 kilo per kubikkmeter), eller samme tetthet som et hangarskip, ville det også flyte! Det ville være noen merkelige effekter der vannlinjen ville være; romstasjonen ville ha nok tyngdekraft til å trekke vannet litt opp rundt det. Men likevel ville det flyte.
Forhåpentligvis er eksosporten over vannlinjen. Kreditt: Starwars.com / Phil Plait
Ups, min feil. At er en måne.
Jeg vil forlate deg med en morsom tanke. Death Star har et supervåpen, det som kalles en superlaser, som er i stand til å ødelegge planeter. I virkeligheten vil det ikke fungere; energien det tar å blåse en planet fullstendig er virkelig enorm, som mengden solen slipper ut på over en uke (i Kraften våkner det nye supervåpenet suger en stjerne tørr for å få all sin energi; Jeg er ikke sikker på at det kan fungere akkurat, men det er den rette tankegangen). Uansett, hvis du er interessert i det, skrev en astronom som jeg er kjent med om dette emnet på nettstedet for noen år siden.
Dette supervåpenet fremstår som en gigantisk buet tallerken innebygd på den nordlige (eller øvre) halvkule av Death Star. Her er den morsomme biten: Sjekk dette bildet av den ovennevnte Saturnmånen Mimas:
Saturns måne Mimas, som kan se vagt kjent ut. Kreditt: NASA / JPL / Space Science Institute
Ja, det ser kjent ut, ikke sant? Krateret, kalt Herschel, er 130 km på tvers. Det er et slagkrater, og hvis det som slo inn i Mimas hadde vært litt større eller beveget seg raskere, ville det ha knust månen! Morsomt, kanskje, ser en annen Saturnmåne, Tethys, veldig mye ut.
Jeg elsker ironien i dette. De ser begge ut som Death Star, et våpen som er ment å ødelegge verdener. Men grunnen til at de gjør det er på grunn av gigantiske nedslagskratere som nesten ødela månene, selv! Og faktisk, hvis du virkelig ville utslette en planet, er det en mye bedre idé å skyve en måne inn i den enn å bruke et supervåpen. Hvordan er det for ironi?
Astronomihumor er rart.
Mai 40thvære med deg
Så, der går du. Death Star kan være det mest fryktede våpenet i galaksen, men det er egentlig ganske svakt sammenlignet med selv den minste månen med lavest tetthet du kan finne. Det er morsomt hvordan naturen helt kan knuse våre dristigste forsøk på å være dominerende. 'Slik har det vært.
Men det er selvfølgelig ikke det viktigste. Det som gjør Death Star så ikonisk er ikke bare størrelsen (som uansett er vanskelig å forstå), men formen, utformingen, implikasjonene av hvem som er om bord. Jeg synes Darth Vader er mer truende enn Death Star, fordi trusselen hans er mer personlig, mer håndgripelig enn noen stor konstruksjon. Og til slutt er det uansett det som gir bedre historiefortelling.
Så hvis du bestemmer deg for å se klassikeren på nytt Stjerne krigen den originale filmen i dag for å feire jubileet, gjør det i visshet om at naturen kan ha oss overrasket og i undertall, men når det gjelder fiksjonen vår, er det karakterene og historiene som teller. Derfor ser vi fremdeles Stjerne krigen filmer etter 40 år.
*Forresten skrev jeg om noen av vitenskapene om Star Wars nylig, og diskuterte om det virkelig er i en galakse langt langt unna, eller om George Lucas kanskje trakk en rask og planla å få den til å finne sted i vår Melkevei alle langs. Konklusjon: Spoilers, søte. Klikk på lenken og finn ut.
