gov-civil-vilareal.ptStar Wars 40-jähriges Jubiläum: Das ist kein Mond ... aber was wäre, wenn er es wäre?
>Diese Woche vor vierzig Jahren saß ich als 12-jähriger in einem Kino, um zu sehen, was das ist Krieg der Sterne Film Sache war alles.
Zwei Stunden später ging ich benommen raus. Umgehauen. Für diesen jungen Teenager war es so ziemlich die Apotheose meiner Science-Fiction-Nerdery. Sie werden diese Woche viele Artikel über den Film sehen, da es der 40NSJahrestag des Kinostarts (obwohl wie viele dieser Jünglinge es tatsächlich gesehen haben, als es uraufgeführt wurde, frage ich mich?). Und da ich für Syfy Wire schreibe, ist es nur angemessen, dass ich mich der Horde anschließe.
Aber während diese anderen Autoren über Jedi und Charaktere und die Prequels und und und und und und und, bin, bin ich, wer ich bin. Also: Reden wir über Wissenschaft*.
Reden wir über den Todesstern.
Ah ja, die Superwaffe des Imperiums, der kugelförmige mobile Planetenkiller, der zu einer Ikone des Bösen geworden ist. Er ist so groß, dass Luke ihn für einen Mond hält ... na ja, er sagt einen kleinen Mond, aber natürlich kann auch ein kleiner Mond noch ziemlich groß sein.
Und das brachte mich zum Nachdenken (wie es Science-Fiction tun soll). Was ist, wenn der Todesstern war ein Mond? Wie würde es stapeln? Wie mondhaft (mondhaft? Mooneriffic?) ist es?
Das wichtigste zuerst. Was ist ein Mond?
That’s No Moon – Obi Wan Kenobi, der technisch Recht hatte
Einfach ausgedrückt ist ein Mond ein Objekt, das ein anderes, größeres Objekt umkreist. Das offensichtliche Beispiel ist unser eigener Mond, der Mond. Es hat einen Durchmesser von etwa 3450 Kilometern (2160 Meilen), während die Erde näher an 13.000 km (8000 Meilen) liegt. Unser Mond ist also eigentlich ein Mond.
Technisch gesehen ist die Erde ein Mond der Sonne, aber niemand nennt sie wirklich so. Trotzdem haben viele Asteroiden Monde. So auch viele (vielleicht sogar die meisten) der eisigen Welten, die die Sonne hinter Neptun umkreisen. Die Natur macht anscheinend gerne Monde, sogar in allen Größenordnungen.
Menschen tun es auch. Zu Beginn des Weltraumzeitalters wurden Satelliten manchmal als künstliche Monde bezeichnet, was ein lustiges Retro-Feeling hat, aber niemand nennt sie mehr so. Trotzdem würde der Todesstern zählen, solange er einen Planeten umkreist. Um fair zu sein, wenn Han, Luke, Obi Wan und Chewie zum ersten Mal darauf stoßen und Obi Wan seine berühmte Äußerung macht, es war nicht ein Mond. Aber später im Film umkreiste es Yavin, also für diesen Teil, es war .
Es gibt keine wirkliche untere Grenze für die Größe eines natürlichen Mondes; zumindest keine, die wir definieren können. Wie schlägt sich der Todesstern gegenüber einem echten Mond?
Das sollte gut enden. Bildnachweis: Starwars.com
Schneide das Geplapper ab, Rot 2
Wie groß ist der Todesstern?
Obwohl es in den Filmen nie explizit gesagt wird, ist die Battlestation gilt als etwa 160 Kilometer (100 Meilen) im Durchmesser, was für mich in Anbetracht der Darstellung auf dem Bildschirm ungefähr richtig klingt (obwohl, es könnte größer gewesen sein ). Das ist wirklich groß für ein konstruiertes Artefakt.
Aber für einen natürlichen Satelliten? Es gibt mindestens 30 Monde in unserem Sonnensystem größer als der Todesstern . Es würde auf dieser Liste direkt unter Uranus 'Mond Puck platziert werden. Vader mag denken, dass seine Waffe beeindruckend ist ( die meisten beeindruckend), aber die Natur lässt ihn leicht schlagen.
Und ich bin kein Jedi, aber ich muss darauf hinweisen, dass ein erfahrener Astronom selbst aus der Ferne wissen würde, dass etwas an diesem kleinen Mond seltsam ist. Das Problem ist nämlich das hydrostatische Gleichgewicht. Das ist ein schicker Begriff Dies bedeutet, dass die Eigengravitation eines Objekts (seine eigene Schwerkraft, die auf das Material, aus dem es besteht, einwirkt) im Gleichgewicht mit dem Druck im Inneren eines Objekts steht, das es hält.
Stellen Sie sich das so vor: Wenn Sie einen Schmutzhaufen nehmen und ihm mehr Schmutz hinzufügen, wird er größer, bis die Kraft des Schmutzgewichts die Reibung und andere Kräfte überwindet, die die Form des Haufens halten. Sachen werden nach unten fließen oder sie kollabieren. Wenn Sie dies in einem viel größeren Maßstab tun, wie bei einem Mond oder Planeten, wird es irgendwann so groß, dass das Material, aus dem das Objekt besteht, seiner eigenen Schwerkraft nicht widerstehen kann, und es bildet sich selbst zu einer Kugel (weil die Schwerkraft alles zum Zentrum des Objekts zieht).
Wie groß das Objekt sein muss, um sich aufgrund des hydrostatischen Gleichgewichts neu zu formen, hängt davon ab, woraus es besteht. Eis ist weniger steif als Gestein oder Metall, daher fließt es leichter, und es stellt sich heraus, dass ein Objekt mit einem Durchmesser zwischen 200 und 400 km sich selbst zu einer Kugel formt. Wenn es Fels ist, muss es etwas größer sein, vielleicht 600 km, und für ein metallisches Objekt müsste es noch größer sein.
Sehen Sie das Problem? Sobald der Millennium Falcon den Todesstern entdeckte, als er aus dem Hyperraum in die Trümmertrümmer von Alderaan kam, hätte ein Astronom sofort gewusst, dass es sich nicht um einen Mond handeln konnte. Stattdessen folgten sie dem TIE-Jäger zu lange und wurden erwischt. Am Ende hat es gut geklappt, aber wenn sie einen Astronomen an Bord gehabt hätten, hätte man sich viel Mühe sparen können.
„Dieser hat keinen Auspuffanschluss! Die Rebellen können nicht reinkommen!' Bildnachweis: Starwars.com
Tagebuch eines schwachen Kindes: Abrissbirne
Das Erwachen der Masse x Beschleunigung
So gut, dass der Todesstern offensichtlich künstlich ist, da er zu klein ist, um alleine eine Kugel zu bilden (und übrigens, eine Kugel ist die kostengünstigste Form, um ein großes Schiff zu bauen; sie hat das größte Volumen für eine bestimmte Menge Material). Aber wie schneidet es im Vergleich zu anderen Monden ab? Ich meine, du könntest, richtig ausgerüstet, einen Spaziergang über die Oberfläche unseres Mondes machen. Dafür haben wir den Beweis! Aber könntest du das auf dem Todesstern tun?
Erstens bin ich mir nicht sicher, ob Sie das brauchen würden. Eine Sache, die der Todesstern hat, ist Platz: Denken Sie daran deine High-School-Geometrie ? Die Lautstärke des Todessterns ist vorbei zwei Millionen Kubikkilometer.
Das ist viel Luft zum Atmen. Nun, nicht wörtlich. Das Star Wars Wiki sagt, dass es eine mehrere Kilometer dicke Kruste (eigentlich eine kugelförmige Schale mit den oberen Schichten des Todessterns) gibt, die die bewohnte Region der Station ist. Es ist nicht angegeben, was mehrere bedeutet, aber sagen wir, es ist zwischen drei und fünf Kilometer tief. Das bedeutet das Volumen von Nur die oberste bewohnbare Schicht ist 200.000 - 400.000 Kubikkilometer.
OK, das ist viel Luft zum Atmen. Selbst wenn wir von einer Crew von ein paar Millionen Menschen ausgehen (wiederum von Wookieepedia behauptet), ist das mehr als genug Bewegungsfreiheit. In den Filmen ist nicht klar, wie sie eine solche Population unterstützen – Replikatoren sind nicht Teil des Kanons, also bauen sie dort Nahrung an (plausibel) oder verschicken sie. Eine Person isst jeden Tag ungefähr zwei Kilo Nahrung, also wir' sprich 4000 Tonnen Nahrung, die täglich auf dem Todesstern verzehrt wird. Das mag viel klingen, aber angenommen, es hat die gleiche grobe Dichte wie Wasser – eine Tonne pro Kubikmeter – es ist nur ein Würfel mit 16 Metern Seitenlänge . Diese Menge könnte problemlos täglich mit einem Frachter verschifft werden. Selbst wenn wir davon ausgehen, dass sie für mehrere Monate einen Lebensmittelvorrat haben wollen (es ist immerhin ein Kriegsschiff), hat die Oberschale nichts als Platz. Sie konnten problemlos Nahrung und Wasser darin aufbewahren, die monatelang reichen würden. Jahrzehnte.
Ich denke, sie können Wasser und Luft unbegrenzt leicht recyceln; Wir haben jetzt fast die Technik, um das zu tun. Der Todesstern hat also keine Probleme, seine riesige Crew zu unterstützen.
Sieht so aus, als ob da drinnen viel Platz wäre. Bildnachweis: Starwars.com
Aber wenn Sie unter Klaustrophobie leiden und für eine Weile an der Oberfläche spazieren gehen möchten, was passiert dann? Sie haben künstliche Schwerkraft im Todesstern, aber was ist mit? draußen ? Wäre allein durch seine Masse genug Schwerkraft vorhanden, um entlang der Außenhülle spazieren zu gehen? Ich höre, der äquatoriale Graben sorgt für eine schöne Verfassung, wenn man die ständigen X-Wing-Angriffe vermeiden kann.
Okay, lass uns nachsehen. Die Schwerkraft, die Sie beim Stehen auf der Außenhülle des Todessterns spüren würden, hängt von seiner Größe (die wir kennen) und seiner Masse ab. Das ist härter. Wir wissen nicht, woraus es besteht oder wie viel davon darin ist. Wenn es zum Beispiel eine massive Metallkugel wäre, könnten wir das Volumen mit der durchschnittlichen Dichte des Metalls multiplizieren, um seine Masse zu erhalten.
Aber es besteht aus etwas anderem ( ein bestimmter Stahl , anscheinend, obwohl die physikalischen Eigenschaften dieses Stoffes leider nicht verfügbar sind). Und es ist nicht klar, wie viel von der Station leerer Raum war und wie viel fester Raum war; ein raum ist meist leerer raum, auch wenn die wände dick sind. In Die Rückkehr des Jedi , das Zentrum wird als größtenteils leer und scheinbar viele Kilometer breit dargestellt ... aber das ist ein kleines Volumen im Vergleich zum Ganzen.
Also, lassen Sie uns dies auf drei Arten tun: Zuerst nehmen wir an, es ist eine feste Kugel, nur als Obergrenze für seine Masse (und wir nehmen an, dass Quadanium die gleiche Dichte wie Stahl hat; 8 Tonnen pro Kubikmeter). Zweitens, nehmen wir an, es handelt sich um 10 Masse-% Quadanium. Drittens – und ich danke meinem Freund Randall Munroe für diese Idee, da wir neulich Abend etwas Spaß hatten, darüber zu diskutieren – nehmen wir an, es hat insgesamt die gleiche Dichte wie eine andere riesige Kampfmaschine aus Metall: Ein Flugzeugträger. Dafür habe ich ein bisschen mit der Mathematik herumgefummelt und finde, dass es erstaunlich leichte 200 kg pro Kubikmeter sind! Das mag niedrig erscheinen, aber mir fiel ein, dass es zum Schwimmen weniger dicht sein muss als Wasser (eine Tonne pro Kubikmeter), und ein typischer Träger schwimmt ziemlich hoch. Also für mich klingt das ungefähr richtig.
Alles ausmultiplizieren , ich habe einige interessante Zahlen.
Wenn es sich um eine massive Stahlkugel handelt – die dichteste Möglichkeit und daher die mit der höchsten Schwerkraft – hat sie eine Oberflächengravitation von nur etwa 2% der Erdanziehungskraft! Wenn ich auf der Oberfläche des Todessterns stünde, würde ich ungefähr drei Pfund wiegen.
wie man ihn zurückgewinnt, nachdem er bedürftig war
Und das ist bestenfalls. Wenn es sich um 10% Quadanium handelt, beträgt die Oberflächengravitation etwa 0,2% der Erdanziehung. Wenn es die Dichte eines Flugzeugträgers ist, würden Sie winzige 0,04% wiegen, was Sie auf der Erde tun. Für mich ist das ungefähr eine Unze.
Es wäre tatsächlich schwer, Traktion zu bekommen, wenn Sie so wenig wiegen. Das Gehen wäre schwer, wenn Sie keine magnetischen Stiefel hätten, vorausgesetzt, Quadaniumstahl ist ferromagnetisch.
Das Lustige ist, dass selbst ein kleiner Mond mehr Schwerkraft hat, weil er so viel größer ist. Mit Bosheit im Voraus wählen wir Saturns Mond Mimas aus, um den Todesstern zu vergleichen; Mit 400 km Durchmesser ist Mimas ungefähr der kleinste Mond, den man haben kann und trotzdem eine Kugel sein kann. Seine Dichte beträgt etwa 1,15 Tonnen pro Kubikmeter; Es ist hauptsächlich Wassereis mit etwas Gestein.
Auf seiner Oberfläche würdest du etwa 0,65% wiegen, was du auf der Erde tust. Das ist immer noch das Vierfache dessen, was Sie auf der Oberfläche eines realistischen Todessterns fühlen würden. Eis ist weniger dicht als Stahl, aber Mimas ist fest und hat viel mehr Masse.
Die Schwerkraft des Todessterns ist so gering, dass wir kaum einen Unterschied bemerken würden, wenn er die Erde umkreisen würde, wo der Mond ist. Der Mond ist 40.000 Mal massereicher als der Todesstern! Die Natur gewinnt also wieder.
Mein Rat: Wenn Sie beim Besuch des Todessterns spazieren gehen möchten, bleiben Sie drinnen.
Und ach, eins: Wenn der Todesstern 10 Masse-% Quadanium (d.h. eine Dichte von etwa 800 Kilo pro Kubikmeter) oder die gleiche Dichte wie ein Flugzeugträger hat, würde er auch schweben! Es würde einige seltsame Effekte geben, wo die Wasserlinie wäre; die Raumstation hätte genug Schwerkraft, um das Wasser ein wenig um sie herum zu ziehen. Aber trotzdem würde es schweben.
Hoffentlich liegt der Auspuff oberhalb der Wasserlinie. Bildnachweis: Starwars.com / Phil Plait
Ups, mein Fehler. Dass ist ein Mond.
Ich möchte dich mit einem lustigen Gedanken verlassen. Der Todesstern hat eine Superwaffe, einen sogenannten Superlaser, der Planeten zerstören kann. Im wirklichen Leben wird das nicht funktionieren; Die Energie, die benötigt wird, um einen Planeten vollständig in die Luft zu sprengen, ist wirklich riesig, so wie die Sonne in einer Woche (in Das Erwachen der Macht die neue Superwaffe saugt einen Stern aus, um seine ganze Energie zu bekommen; Ich bin mir nicht sicher, ob das genau funktioniert, aber das ist die richtige Denkweise). Wie auch immer, wenn Sie das interessiert, ein mir vertrauter Astronom hat vor einigen Jahren auf dieser Seite über dieses Thema geschrieben.
Diese Superwaffe erscheint als eine gigantische gebogene Schale, die in die nördliche (oder obere) Hemisphäre des Todessterns eingebettet ist. Hier ist das Lustige: Schauen Sie sich dieses Bild des oben genannten Saturnmondes Mimas an:
Saturnmond Mimas, der Ihnen vage bekannt vorkommen mag. Bildnachweis: NASA / JPL / Institut für Weltraumwissenschaften
Ja, das kommt einem bekannt vor, oder? Der Krater, Herschel genannt, hat einen Durchmesser von 130 km. Es ist ein Einschlagskrater, und wenn alles, was in Mimas knallte, etwas größer gewesen wäre oder sich schneller bewegt hätte, hätte es den Mond zerschmettert! Amüsanterweise sieht ein anderer Saturnmond, Tethys, sehr ähnlich aus.
Ich liebe diese Ironie. Sie sehen beide aus wie der Todesstern, eine Waffe, die Welten zerstören soll. Aber der Grund dafür sind riesige Einschlagskrater, die die Monde fast selbst zerstört haben! Und in der Tat, wenn Sie wirklich einen Planeten auslöschen wollten, ist es eine viel bessere Idee, einen Mond hineinzuschieben, als eine Superwaffe zu verwenden. Wie ist das mit Ironie?
Astronomischer Humor ist seltsam.
Mai die 40NSmit dir sein
Hier bitteschön. Der Todesstern ist vielleicht die am meisten gefürchtete Waffe in der Galaxie, aber im Vergleich zum kleinsten Mond mit der niedrigsten Dichte, den Sie finden können, ist er wirklich ziemlich schwach. Es ist schon komisch, wie die Natur unsere kühnsten Versuche, dominant zu sein, völlig zunichte machen kann. „Das war immer so.
Aber das ist natürlich nicht das wirklich Wichtige. Was den Todesstern so ikonisch macht, ist nicht nur seine Größe (die sowieso schwer zu fassen ist), sondern auch seine Form, sein Design und die Auswirkungen darauf, wer an Bord ist. Verdammt, ich finde Darth Vader bedrohlicher als der Todesstern, weil seine Bedrohung persönlicher und greifbarer ist als jedes riesige Bauwerk. Und das macht letztendlich sowieso das bessere Storytelling aus.
Wenn du dich also entscheidest, den Klassiker noch einmal anzusehen Krieg der Sterne Originalfilm heute, um das Jubiläum zu feiern, tun Sie dies in dem Wissen, dass die Natur uns vielleicht in der Überlegenheit und Unterzahl hat, aber wenn es um unsere Fiktion geht, sind es die Charaktere und die Geschichten, die zählen. Deshalb schauen wir immer noch zu Krieg der Sterne Filme nach 40 Jahren.
*Übrigens habe ich kürzlich über einige der Wissenschaften von Star Wars geschrieben und diskutiert, ob es sich wirklich in einer weit entfernten Galaxie befindet oder ob George Lucas vielleicht eine schnelle gezogen hat und geplant hat, dass sie in unserer Milchstraße stattfinden soll eine lange. Fazit: Spoiler, Süße. Klicken Sie auf den Link und finden Sie es heraus.
