Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Nawigacja okruszkowa Nawigacja okruszkowa

Nawigacja Nawigacja

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

„Gwiezdne Wojny” okiem fizyka

„Gwiezdne Wojny” okiem fizyka

„Gwiezdne Wojny” to fenomen kinematograficzny, artystyczny, techniczny i socjologiczny. Popularność sagi George’a Lucasa jest zjawiskiem na skalę światową – liczba fanów filmu dzisiaj jest trudna do oszacowania. Wśród nich są również fizycy, którzy patrzą na film bardziej naukowym spojrzeniem i analizują sceny pod kątem zgodności z prawami natury. O tym, co z takiej analizy może wyniknąć opowiada dziś doktor Witold Zawadzki z Wydziału Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UJ.

Dawno, dawno temu w odległej galaktyce… A może wcale nie tak dawno temu, bo w 1977 roku, i nie w odległej galaktyce, ale na naszej planecie – Ziemi, miała miejsce premiera filmu „Gwiezdne Wojny” w reżyserii George’a Lucasa. Film, którego akcja toczy się gdzieś poza granicami Drogi Mlecznej przedstawia uniwersalną historię – walkę dobra ze złem. Jest przez to zrozumiały dla każdego widza, niezależnie od wieku i zainteresowań. Osadzenie akcji filmu science-fiction w szeroko pojętej  przestrzeni kosmicznej zbiegło się z ówczesną ogromną fascynacją podbojem kosmosu (program Apollo, Skylab, wahadłowce Space Transportation System, etc.) oraz z napiętą sytuacją polityczną pomiędzy Stanami Zjednoczonymi a Związkiem Radzieckim (nawiązaniem do filmu jest nazwa, którą prezydent Ronald Reagan nadał systemowi obronnemu USA: „Wojny Gwiezdne”, a także określanie ZSRR w czasie zimnej wojny mianem „imperium zła”). Koniec końców do sagi George’a Lucasa „dorwali” się także fizycy, którzy zaczęli ją interpretować pod kątem zgodności z powszechnie obowiązującymi Prawami Natury. 

„Niech Moc będzie z tobą!”

Główni bohaterowie sagi to istoty wrażliwe na Moc, czyli swego rodzaju mistyczną więź, łączącą wszystkie żywe stworzenia świata (a właściwie wszechświata). Moc, według kanonu „Gwiezdnych Wojen” stanowi pewien rodzaj pola energii, które można wykorzystać na przykład do przesuwania przedmiotów siłą umysłu. W jednej ze scen Yoda – niewielki wzrostem, ale posiadający potężną Moc Mistrz Jedi, podnosi siłą umysłu pojazd kosmiczny Luke’a Skywalkera.

Oddziaływanie umysłem na materię zwane jest psychokinezą i – jako że nie posiada doświadczalnych dowodów istnienia – nie jest uznawane przez naukę. Nadnaturalne zdolności Jedi należy więc uznać jedynie za sprytny efekt bujnej wyobraźni autorów. Samo współoddziaływanie na odległość materialnych przedmiotów, bez ich fizycznego kontaktu, istnieje i oczywiście jest uznawane przez naukę oraz nieustannie badane przez fizyków. Chodzi tu np. o grawitację, elektromagnetyzm bądź oddziaływania elektrostatyczne. Jak wiadomo, według prawa powszechnej grawitacji, wszystkie ciała oddziałują na siebie za pomocą sił ciężkości, nawet jeśli znajdują się w dalekiej odległości do siebie. Podobnie cząstki, posiadające ładunek elektryczny, również oddziałują ze sobą „na odległość”. Do opisu takich oddziaływań używa się właśnie pojęcia pola.

„To elegancka broń, na bardziej cywilizowane czasy”

Tradycyjną bronią Rycerzy Jedi był miecz świetlny. Jego gorące ostrze energetyczne o długości około jednego metra było w stanie przeciąć większość znanych w galaktyce materiałów. Zbudowanie własnego miecza świetlnego było jednym z najważniejszych etapów szkolenia kandydata na Jedi. Bywa, że często miecz świetlny nazywany jest mieczem laserowym, co sugeruje, że klingę tej broni stanowi wiązka światła laserowego. Nie jest to jednak możliwe z co najmniej dwóch powodów. Po pierwsze, wiązka światła z lasera nigdzie się nie kończy, o ile na jej drodze nie znajdzie się jakiś obiekt materialny. Po drugie, strumienie mieczy świetlnych nie mogą się wzajemnie przenikać, a gdy się krzyżują, to ich ostrza blokują się tak, jak u zwykłych mieczy metalowych.

W kanonie „Gwiezdnych Wojen” uznaje się, że klingi mieczy świetlnych zrobione były z plazmy. Ten stan materii jest oczywiście znany i badany przez naukowców, jednak plazmowego miecza świetlnego nie udało się jak do tej pory skonstruować. Problem techniczny stanowi zarówno wytworzenie stabilnej plazmy, jak i utrzymanie jej kształtu znanego z filmu. Warto zwrócić uwagę na fakt, że przecięcie ciała ostrzem miecza świetlnego nie powoduje rozlewu krwi. Jest to poprawne z naukowego punktu widzenia – w wyniku zjawiska koagulacji, wysoka temperatura powoduje „zgrzanie” tkanki i zasklepienie naczyń krwionośnych. Skalpele laserowe wykorzystujące podobny mechanizm są szeroko stosowane w chirurgii i podczas zabiegów kosmetycznych.

„Nastał czas wojny domowej”

Bronią masowego rażenia skonstruowaną przez Imperium były tak zwane Gwiazdy Śmierci, czyli stacje bojowe wyposażone w działa o mocy rażenia wystarczającej do zniszczenia całej planety lub układu planetarnego. Fizycy zadali sobie pytanie: czym strzela Gwiazda Śmierci? Jej zielone promienie przypominają wiązkę wysyłaną przez wskaźnik używany do prezentacji, co może sugerować, że jej moc zniszczenia stanowi… światło widzialne. Otóż, ma to swoje potwierdzenie w kanonie sagi – główne uzbrojenie „gwiazdy śmierci” rzeczywiście stanowił super-laser, który skupiał osiem wiązek laserowych wykorzystujących transformację energii wzmocnioną poprzez Kryształy Kyber.

Pojawia się tu jednak pewna niezgodność z prawami fizyki – promienie światła wytworzonego przez Gwiazdę Śmierci nie powinny być widoczne z boku – wszak w kosmosie panuje próżnia, więc światło nie może ulec rozproszeniu. Nieprawidłowość tę można wytłumaczyć na przykład ogromną mocą wytworzonego światła, które rozprasza się na śladowych ilościach materii obecnej w próżni kosmicznej. Z drugiej jednak strony, trudno jednak wyobrazić sobie możliwość zasilenia tak potężnego działa. Można oszacować, że do zniszczenia planety podobnej do Ziemi, potrzebna jest energia odpowiadająca oszałamiającej liczbie co najmniej 200 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 dżuli (2·1032 J)! Przyjmując, że Słońce w ciągu jednej sekundy emituje promieniowanie elektromagnetyczne o energii równej „jedynie” 3,8·1026 J, baterie słoneczne ładowałyby Gwiazdę Śmierci przez ponad 6 dni i to pod warunkiem, że otaczałyby całe Słońce! W realnie dostępnym wariancie rozmiaru paneli słonecznych ładowanie trwałoby kilkadziesiąt lat. Skąd więc broń Imperium może czerpać swoją energię? W VII części „Gwiezdnych Wojen” („Przebudzenie Mocy”) Najwyższy Porządek zbudował nową Gwiazdę Śmierci zwaną „Starkiller”. Ładowanie tej broni odbywało się przez wciąganie materii całej pobliskiej gwiazdy, która następnie przetwarzana była na energię. Cóż, obecnie nie są dostępne ani materiały, ani techniki pozwalające na taki proces.

To tylko kilka kwestii niezgodności uniwersum „Gwiezdnych Wojen” z prawami fizyki. Zachęcamy do spojrzenia na fabułę tej gwiezdnej sagi lub innych filmów naukowym okiem – może to być całkiem dobra zabawa! Należy jednak pamiętać o tym, że choć dzisiaj coś wydaje się niemożliwe, to wcale nie oznacza, że jest niemożliwe. Wszak ludzkość jest tak naprawdę dopiero na początku swojej drogi odkrywania Praw Przyrody.

 

Dr Witold Zawadzki

Zakład Fotoniki Wydziału Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UJ

-----------------------

Ciekawe? Przeczytaj także:

Polecamy również
Motyle doskonałe?
Nobel 2019 z chemii - baterie, bez których nie byłoby dzisiejszej technologii
Nobel 2019 z fizyki - nowa planeta
Tydzień Noblowski 2019 - komentarze