A lézerekkel csak a baj van – fizika és Star Wars

A Halálcsillag szuperlézerét és fénykardot sem tudunk csinálni, de vonónyalábot legalább már igen.

Ha Star Wars és tudomány, akkor alapvetően mindenkinek a természettudományok, azon belül is a fizika jut eszébe. Mivel a Csillagok háborúja is olyan tudományos-fantasztikus (sci-fi) mű, amely az űrben játszódik és furcsa fegyvereket is használnak benne, rendre felmerül a kérdés, hogy (természet)tudományosan mennyire megalapozott az, amit látunk a vásznon. Nos, nem igazán, de némely esetben a tudomány kezdi utolérni George Lucas képzeletét.

Biztosan emlékeznek arra, amikor a Halálcsillaghoz közelítve Obi-Wan Kenobi kimondja: „Ez nem hold, ez egy űrállomás!” Ezt követően az Ezeréves Sólyom a Halálcsillag vonónyalábjának hatósugarába kerül, így a szürke űrállomás magához vonzza Han Solo űrhajóját. Nos, úgy tűnik, hogy mostanra sikerült megalkotni az első olyan eszközt, amellyel vonzani, eltávolítani és forgatni is lehet olyan tárgyakat, amelyhez az eszköz nem ér hozzá – írja a Daily Beast.

A vonónyaláb egyébként nem George Lucas találmánya, már egy 1931-es regényben is szerepelt, híressé pedig a Star Trek tette. Igaz, a Star Trekben fénysugár is látszott az űrhajók bevontatásakor, ám a Star Warsban ez már elmaradt, ezzel közelebb járt a későbbi valósághoz. A Bristoli és Sussexi Egyetemek kutatói által épített eszköz ugyanis egy szónikus vonónyaláb, azaz 64 miniatűr hangszóró révén irányít parányi tárgyakat. Az eljárás lényege, hogy a hanghullámokkal akusztikus hologramot hoznak létre, amely erőtérként képes a lebegő tárgyak befolyásolására. Az eszköz persze még nem tökéletes, de a türelem a Jedik erénye, érdemes gyakorolni.

Ha már a Halálcsillagnál röpködünk, érdemes egy másik kérdést is körbejárni. Az űrállomás – amelynek energiaforrása nem ismert – képes volt az Alderaan bolygó felrobbantására és ez a folyamat csupán néhány másodpercet vett igénybe. De vajon a valóságban is menne ez?

Hacsak nincs pompás energiaforrásunk, akkor nem – véli Ethan Siegel asztrofizikus, aki a Starts With A Bang! (Egy bummal kezdődik) című blogján kifejtette: a Nap egy hét alatt kibocsátott energiamennyiségére lenne szükség a Föld felrobbantásához. Érdekesség továbbá, hogy szerinte ahhoz, hogy a Halálcsillag használni tudja a bolygórobbantó szuperlézert, haladnia is kellene, mégpedig másodpercenkénti 78 méteres sebességgel. Emellett az energianyaláb hővel is járna, amely jó eséllyel megolvasztotta volna az egész űrállomást.

A lézerekkel kapcsolatban muszáj szót ejteni a Star Warsban fellelhető lézerstukkerekről és fénykardokról is. Előbbiekkel kapcsolatban az az első, szemmel is látható hiba, hogy az általuk kilőtt lézersugarakat látjuk. A lézerfegyverek „végtermékének” ugyanis fénysebességgel kellene közlekednie, így szemmel alig látható csíkokat húznának a levegőben. A Gizmag tavaly októberben számolt be egy kutatásról, amelyben a Varsói Egyetem fizikusai kísérleteztek azzal, mi látszana a lézersugarakból a valóságban. A rövid lézerimpulzusok ionizálják a levegő részecskéit, így látható némi fény a lézersugarak körül. Felvételen így fest a dolog:

A fénykardok természetesen a természettudományos cikkek középpontjában szoktak lenni, a Physics.org pontokba szedve taglalta, hogy lehetséges lenne-e a filmekből ismert harci eszközök használata. Röviden: nem. Az első és legnagyobb gond, hogy ahogy a fénysugarak mindegyikét, úgy a lézert sem lehet csak úgy megállítani, így nem lehet létrehozni vele egy pengét (egyelőre). Fel lehetne oldani a problémát azzal, hogy a fénysugarat tükörrel visszafordítjuk, de akkor nem lehetne leszúrni senkit a fénykardunkkal, amely ráadásul hülyén is nézne ki.

Emellett – ahogy a Halálcsillag szuperlézerénél is írtuk – hűtési rendszer kellene, azaz sokkal nagyobb lézerkibocsátó eszközre lenne szükségünk, mint egy markolat. Ugyanez igaz az energiaforrásra is: egy ütőképes lézerhez komoly energiamennyiségre van szükség, ezekhez nem elegendőek parányi energiacellák. Ráadásul a lézer tulajdonságai miatt egy fénykardcsata is gyorsan véget érne, ugyanis a két lézerpenge átmenne egymáson, így hamar meghalna valaki. Védekezni is könnyű lenne ellene, elég egy tükör és máris a fénykardos ellenfél szemébe csaphatnánk a saját fegyverét. Továbbá a fénykardokat csak füstös helyen lehetne látni és menő hangjuk se lenne.

A lézerek ellen a Csillagok háborújában védőpajzzsal küzdenek, nem tükörrel. Tavaly májusban a Daily Mail írt arról, hogy a Leicesteri Egyetem diákjai szerint a közeljövőben valósággá válhat a filmben látott, űrhajókat védő pajzs. Ugyanakkor ezek nem fognak ugyanúgy festeni, mint a Star Warsban, ugyanis láthatatlanok lesznek. A három negyedéves diák által publikált tanulmányban az is szerepel, hogy a tüzet sem lehet majd viszonozni a pajzs alól. Az eljárás lényege az, hogy egy plazmabevonatot vonnának az űrhajók köré, amely kapcsán szintén felmerülnek a korábban már taglalt hő- és energiaforrás-problémák.

A Csillagok háborúja űrhajóinak másik menő eszköze a hiperhajtómű. Tudják, ez az a ketyere, amelynek révén az Ezeréves Sólyom Lando Calrissian szerint „a leggyorsabb ócskavas az egész galaxisban”. A fénysebességnél is gyorsabban hasító űrhajó hiperhajtóművével kapcsolatban a földi tudomány jelenlegi állása alapján semmi kecsegtetővel nem szolgálhatunk. Ugyancsak a Leicesteri Egyetem diákjai foglalkoztak a témával (de nem ugyanazok, akik a védőpajzs problematikájával), a Daily Telegraph 2013 januárjában megjelent cikke szerint arra jutottak, hogy egyelőre természetesen nem lehet fénysebességnél is gyorsabban utazni.

Ehhez nem kellett nagy tudományos munka, ahhoz már inkább, hogy miként nézne ki, ha mégis működne egy, az Ezeréves Sólyoméhoz hasonlító hiperhajtómű. A Star Warsban a hiperűrsebességre váltás így néz ki:

Ehhez képest az egyetemi hallgatók a Doppler-effektust és az einsteini relativitáselméletet felhasználva arra jutottak, hogy a csillagok csíkjai nem látszanának, mivel Röntgen-sugár-tartományba kerülnének az általuk kibocsátott fénysugarak. Éppen ezért sugárzás elleni védelemre és napszemüvegre is szükség lenne, utóbbin keresztül pedig csak egy ködhöz hasonlító látványban lenne része azoknak, akik hiperűrsebességben utaznának.

Apropó űrutazás: érdemes egy kicsit a biológia felé is kitekinteni fizikával foglalkozó cikkünkben. Az űrutazás élettani hatásaival kapcsolatban példánkban Luke Skywalker és Leia Organa szerepel: hiába ikrek, eltérő utazásaik miatt nem lennének ugyanolyan korúak a Star Warsban, ha az tudományosan precíz lenne.

Az IFL Science augusztusi posztjából kiderül, hogy a kutatásaik alapján rajongónak tűnő Leicesteri Egyetem hallgatói rájöttek: Luke fiatalabb lett Leiánál, mire a Bespinre értek A Birodalom visszavágban. A lényeg az idődilatációban rejlik, amely olyan relativisztikus jelenség, amikor két különböző vonatkoztatási rendszerből figyelve eltérés lép fel az idő múlásában. A jelenség révén – mint azt korábban már mások kiszámolták – állandó 1G gyorsulással egy emberélet alatt körbe lehetne utazni a Földön ismert univerzumot.

A leicesteriek arra a következtetésre jutottak, hogy a Felhővárosba tartó útjuk során a testvérek közül Leia sokkal többet öregedett az idődilatáció miatt, így a bespini jelenetekben Luke 1,75 évvel fiatalabb Leiánál. A kutatók a film többi részét nem vették figyelembe, csak ezt a szakaszt, így akár az is kiderülhet, hogy az életében jóval többet utazó Leia és Luke életkora még jobban eltérhet.

Star Wars és tudomány

December 18-án érkezik a Csillagok háborúja hetedik epizódja, Az ébredő Erő. Ennek kapcsán utánajárunk, hogy különböző tudományágak miként vélekednek a filmtörténet egyik legfontosabb alkotásairól. Az eddigi részek:

Sorozatunk következő epizódjában a politikatudománnyal foglalkozunk majd.