Saya sangat besar Penggemar Star Wars. Film pertama (tidak, bukan episode 1) keluar ketika saya masih muda, jadi saya tumbuh dengan memikirkan tentang Milenium Falcon dan lightsabers. Mungkin itu memicu minat saya pada sains – bahkan jika itu bukan fiksi ilmiah. Oh, Ada Cara yang bagus untuk memulai pertarungan kutu buku: Apakah Star Wars “fiksi ilmiah” atau apakah itu “fantasi ruang”?
Either way, Anda harus mengakui ada hal -hal di sana Lihat seperti sains. Maksud saya, kapan saja Anda berurusan dengan hal -hal di luar angkasa, ini adalah kesempatan untuk berbicara tentang sains. Itulah tepatnya yang akan saya lakukan, karena hari ini adalah Star Wars Day. Semoga tanggal 4 bersamamu!
Hal -hal ilmiah apa di Star Wars yang tidak ilmiah? Saya akan membahas beberapa ide yang lebih menarik, tetapi jangan salah paham. Saya menggunakan kesalahan ini sebagai cara untuk berbicara tentang sains, tetapi saya tidak berpikir mereka perlu diperbaiki. Star Wars yang lebih realistis mungkin akan membosankan. Baca terus, Anda akan mengerti apa yang saya maksud.
Terdengar di luar angkasa
Adegan pembuka di Star Wars Menunjukkan penghancur bintang besar yang mengejar kapal pemberontak yang lebih kecil. Anda mendengar gemuruh mesin, dan itu memberi Anda kesan kapal yang kuat. Sayangnya, itu tidak mungkin.
Mari kita pikirkan tentang suara sejenak. Misalkan Anda mengetuk cangkir kopi di samping dengan sendok. Anda mendengar plink kecil yang bagus. Itu karena keran menyebabkan bahan keramik berosilasi bolak -balik, yang mendorong udara di sekitarnya, menekannya. Udara terkompresi ini kemudian mendorong udara terdekat lainnya saat mengembang. Seluruh proses menghasilkan gelombang tekanan, dan gelombang tekanan ini adalah apa yang kita sebut suara.
Apakah mungkin memiliki gelombang suara tanpa udara? Tentu. Anda tidak membutuhkan udara, tetapi Anda perlu sesuatu untuk gelombang tekanan untuk dilalui. Ini bisa berupa padat atau air atau benar -benar apa pun yang memungkinkan tekanan yang lebih tinggi pada bagian -bagian dengan tekanan yang lebih rendah. Gelombang suara membutuhkan semacam medium untuk “melambai”. Di ruang angkasa tidak ada … tidak ada.
Yah, itu tidak sama sekali BENAR. Ada partikel -partikel bermuatan seperti proton dan elektron yang bergerak melalui luar angkasa – rebusan angin matahari atau puing -puing dari bintang yang meledak. Di tata surya ada juga debu. Namun, kepadatan “gas” ini akan sangat kecil, Anda hampir tidak bisa mengukurnya. Terlalu rendah untuk mengirimkan suara.
Jadi mengapa pembuat film menempatkan suara di dalam kekosongan? Nah, kebanyakan dari kita tidak pernah berada di luar angkasa, dan ketika hal -hal bertabrakan diam -diam sepertinya salah. Suara kapal perusak bintang besar itu mengingatkan kita pada kapal laut besar yang lewat – sesuatu yang bisa kita hubungkan.
Bagaimana Anda mengarahkan hal ini?
Salah satu ide besar dalam fisika adalah bahwa kekuatan mengubah gerakan suatu objek. Jika Anda menerapkan kekuatan yang konstan dan terus menerus ke suatu objek – dan tidak ada tandingan seperti tarik angin – objek itu akan mempercepat dan melanjutkan untuk mempercepat selamanya.
Kami menyebut undang -undang kedua Newton ini, dan berfungsi untuk banyak kekuatan pada suatu objek dengan menggantinya dengan satu kekuatan yang disebut gaya bersih, seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Di Sini M adalah massa kapal luar angkasa dan A adalah percepatannya.
Jadi jika kapal luar angkasa menjalankan mesinnya, ia tidak akan melakukan perjalanan dengan kecepatan yang konstan. Satu -satunya cara Anda bisa melakukannya adalah dengan mematikan mesin. Sebaliknya, Anda bergegas lebih cepat dan lebih cepat ke arah apa muncul Menjadi bulan … tunggu, itu bukan bulan! Terlambat.
Ada masalah lain dengan gerakan Starships: Bagaimana Anda berputar? Ada dua hal yang perlu dipikirkan di sini. Pertama, baik percepatan dan kecepatan kapal diwakili oleh vektor (simbol dengan panah di atas). Itu berarti arah penting. Pindah ke kiri berbeda dari bergerak ke kanan.
Hal kedua yang perlu dipertimbangkan adalah definisi akselerasi. Ini adalah laju perubahan untuk kecepatan, dan kita dapat menulisnya sebagai berikut:
Karena kecepatan adalah vektor, perubahan arah berarti semakin cepat, bahkan jika kecepatannya konstan. Tapi tunggu, kami hanya melihat bahwa hukum kedua Newton mengatakan Anda tidak dapat mempercepat tanpa kekuatan. Jadi untuk mengubah starfighter Anda yang keren, Anda membutuhkan kekuatan yang mendorong tegak lurus terhadap arah perjalanan – kekuatan ke samping.
Lihatlah petarung X-Wing. Apakah ada pendorong di sisinya untuk membantunya berubah? Tidak. Sebagai gantinya, itu berbelok ke kiri dengan sedikit berguling ke kiri dan melakukan belokan yang diandalkan. Ini persis bagaimana pesawat terbang di bumi terbang.
Tapi apa yang dimiliki pesawat itu tidak? Benar, jawabannya sekali lagi udara. Untuk pesawat terbang, ada kekuatan eksternal ini karena interaksi antara udara dan sayap, yang kami sebut angkat. Jika pesawat sedikit miring ke samping, gaya angkat ini dapat digunakan sebagai gaya ke samping untuk membuatnya berubah arah. Begitulah hal -hal terbang di sini.
Jadi, ada masalah Anda. Sayap X dan pesawat ruang angkasa lainnya menggunakan langkah perbankan yang sama ini untuk berbalik, meskipun tidak ada lift pada sayap. Jika Anda menyaksikan pertempuran atas The Death Star, para pejuang dasi dan X-Wings itu ritsleting seperti itu adalah pertempuran pertempuran WW II. Sekali lagi, itu salah, tapi saya baik -baik saja dengan itu.
Anda tidak dapat melihat tembakan laser
Star Wars tidak terlalu eksplisit tentang apa yang ditembakkan dari blaster genggam atau dari meriam pada X-Wing. Mereka benar -benar terlihat seperti balok laser, dan saya pikir itulah yang dibayangkan kebanyakan orang. Tapi mereka tidak bisa laser. Mengapa tidak? Dua alasan.
Pertama, balok laser adalah cahaya, dan kita tahu kecepatan cahaya: 3 x 108 meter per detik. Jika X-Wing menembakkan laser ke pejuang dasi yang berjarak 1 kilometer, dibutuhkan hanya 3 juta detik untuk mencapai target. Jika Anda memiliki film (seperti film asli) yang diputar pada 30 frame per detik, setiap frame berlangsung 0,03 detik. Itu berarti laser akan sangat cepat sehingga Anda tidak akan melihatnya. Itu akan seperti instan. Itu tidak bagus untuk film. Anda ingin melihat bidikannya.
Kedua, bahkan jika itu lebih lambat, balok tidak akan terlihat di luar angkasa. Ingat, kita melihat hal -hal ketika cahaya masuk ke mata kita. Itu berarti ada dua jenis hal yang dapat Anda lihat: hal -hal yang menghasilkan cahaya, seperti layar ponsel Anda, dan hal -hal yang memantulkan cahaya. Tangan Anda tidak mengeluarkan cahaya yang terlihat, tetapi sinar matahari memantul dari tangan Anda dan mengenai retina Anda.
Sekarang, laser menghasilkan cahaya “terkolimasi” yang semuanya ke arah yang sama. Jadi satu -satunya cara Anda dapat melihatnya adalah jika ada sesuatu di jalur balok yang memantulkan cahaya ke mata Anda. Di bumi ada sesuatu: udara. Dan bukan hanya udara, tetapi debu dan sebagainya. Saya mengambil gambar ini di bawah, dan saya lebih banyak lagi dengan menyemprotkan kabut palsu ke dalam balok.
Tapi Anda tahu apa yang tidak Anda miliki di luar angkasa? Ya, udara. Jadi satu -satunya cara Anda bisa melihat sinar laser adalah jika menyentuh mata Anda. Itu akan buruk. Intinya: Balok laser tidak terlihat di ruang angkasa.
Komunikasi lebih cepat dari cahaya
Saat Anda menelepon teman, ponsel Anda mentransmisikan gelombang elektromagnetik ke menara sel terdekat. Menara itu mengirimkan sinyal (melalui kawat) ke menara lain, yang kemudian mengirim gelombang EM ke telepon teman Anda. Tak satu pun dari sinyal ini dapat bergerak lebih cepat dari kecepatan cahaya, jadi jika Anda menelepon dari New York ke London, kata -kata Anda akan membutuhkan 0,02 detik untuk sampai ke sana. Bukan masalah besar, mereka bisa menunggu dua seratus detik.
Sekarang bayangkan Anda ingin berkomunikasi dengan teman lain di permukaan Mars. Nah, Mars IS banyak Lebih jauh, jadi informasi yang bepergian dengan kecepatan cahaya dapat memakan waktu hingga 20 menit untuk tiba, tergantung pada posisi planet. Ini masih bukan masalah besar, tapi itu menjengkelkan.
Oke, satu contoh lagi. Anda hanya memiliki satu teman lagi, dan mereka baru -baru ini mengambil pekerjaan baru di dekat bintang Alpha Centauri – salah satu bintang terdekat ke Bumi. Berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk mengirim panggilan telepon ke bintang itu? Jawabannya adalah 4,4 tahun. Tidak ada yang punya waktu untuk itu.
Anda melihat masalahnya. Di dalam Star Wars: Attack of the ClonesObi-Wan mengirimkan transmisi dari geonosis planet ke Coruscant. Jika planet -planet ini berada dalam sistem bintang yang berbeda, sinyal dapat dengan mudah memakan waktu 10 tahun untuk tiba. Itu benar -benar membuat plot yang rumit. Jauh lebih sederhana untuk membuat komunikasi seketika.
Tapi sungguh, mungkin Star Wars bahkan tidak salah di sini. Maksud saya, itu di galaksi yang sama sekali berbeda, dan mereka memiliki kekuatan khusus seperti The Force. Mungkin mereka menemukan cara untuk mengirim informasi lebih cepat daripada kecepatan cahaya. Satu hal yang pasti: mengabaikan sains membuat hiburan yang hebat. Tetapi memahami sains yang pasti membuat Anda menghargai rumah kami di dunia. Pergi ke luar sekarang dan dengarkan semua suara!
