"Star Wars" Tech
Vor langer Zeit schuf der Filmemacher George Lucas in einem weit entfernten Studio eines der wegweisenden Science-Fiction-Werke: die Filmreihe "Star Wars".
Fast 40 Jahre später sind die in den Filmen eingeführten Ideen immer noch ein Grundnahrungsmittel des Genres, und mit neuen Folgen der Serie, die in den kommenden Jahren in die Kinos kommen sollen, werden sich die Fans über Lichtschwerter, Hyperantriebe und Speeder in Hülle und Fülle freuen.
Während die Wissenschaft und die Technologien hinter dem Franchise fest in der Fantasie verwurzelt sind, hat ihre anhaltende Anziehungskraft vielen echten Wissenschaftlern und Ingenieuren als Inspiration gedient. Hier sind einige der bemerkenswertesten Versuche, die Science-Fiction von "Star Wars" in eine wissenschaftliche Tatsache umzuwandeln.
Lichtschwerter
Das kultigste Stück der "Star Wars" -Technologie ist das Lichtschwert, aber es ist wahrscheinlich auch das am weitesten entfernte, sagen Experten. Die Photonen, aus denen das Licht besteht, gelten seit langem als masselose Teilchen, die nicht miteinander interagieren. Daher ist es unwahrscheinlich, dass Lichtstrahlen in epischen Lichtschwertduellen aufeinander treffen.
Im Jahr 2013 zeigten Forscher der Harvard University und des Massachusetts Institute of Technology (MIT) jedoch, dass die Photonen als einzelnes Molekül entstanden, wenn Photonenpaare durch eine Wolke unterkühlter Atome abgefeuert wurden. Mikhail Lukin, Professor für Physik an der Harvard Gazette, sprach über die Wechselwirkung zwischen den Teilchen mit der Harvard Gazette und sagte: "Es ist keine ungeeignete Analogie, dies mit Lichtschwertern zu vergleichen."
Eric Davis, Physiker am Institute for Advanced Studies in Austin, Texas, sagte jedoch, die Wiederherstellung des Effekts im wirklichen Leben sei ein ganz anderes Ballspiel. "Lichtschwerter sind rein fiktiv und werden niemals entwickelt", sagte er. "Die Verwendung von Geräten und kryogenen Geräten zur Erzeugung von eingeschlossenen Quantengasen 2 Fuß vom Ende eines Lichtschwert-Emitters entfernt ist unpraktisch."
Bei lichtbasierten Waffen ist jedoch nicht alles verloren: Wissenschaftler stehen kurz davor, Waffen zu entwickeln, die den in "Star Wars" vorgestellten Blasterwaffen ähneln. Tatsächlich hat die US-Marine bereits eine Schiffslaserwaffe demonstriert, mit der Drohnen vom Himmel geschossen und kleine Boote deaktiviert werden können. Und in diesem Sommer begann die US-Luftwaffe mit dem Testen einer weiteren laserbasierten Waffe, die fünfmal so leistungsstark wie die Version der Marine ist und klein genug, um an Kampfjets und Humvees angepasst zu werden.
Hyperraum
In den Filmen können Raumschiffe wie Han Solos Millennium Falcon zwischen Lichtsystemen fliegen, die Lichtjahre voneinander entfernt sind. Laut dem "Star Wars" -Kanon lassen diese "Hyperantrieb" -Antriebssysteme intergalaktische Reisende in eine Schattendimension springen, die als "Hyperraum" bezeichnet wird und Verknüpfungen zwischen Punkten im realen Raum bietet.
Während die Filme in den Details verschwommen sind, hat die Idee des Hyperraums und des FTL-Reisens eine Grundlage in der realen Wissenschaft, sagte Davis, der die Möglichkeit des FTL-Reisens untersucht.
Während es unmöglich ist, schneller als Licht zu reisen, deutet die von Albert Einstein vorgeschlagene Krümmung der Raumzeit darauf hin, dass der Raum verzerrt werden könnte, um den Abstand zwischen zwei Punkten zu verkürzen. Ein Weg, dies zu tun, wäre ein Warp-Antrieb, der den Raum vor einem Schiff zusammenzieht und ihn hinter dem Schiff erweitert. Eine andere Möglichkeit wäre, ein Wurmloch oder einen Raumabschnitt zu erstellen, der sich in sich selbst krümmt, um eine Verknüpfung zwischen entfernten Orten zu erstellen. Das Erzeugen solcher Verzerrungen würde exotische Materie mit sogenannter "negativer Energie" erfordern, sagte Davis gegenüber Live Science, einem Phänomen, das im Labor unter Verwendung des Casimir-Effekts demonstriert wurde, der als Anziehungs- oder Abstoßungskraft zwischen zwei gemessen werden kann parallele Spiegel, die im Vakuum nur in winzigen Abständen voneinander angeordnet sind.
Anfang dieses Jahres behauptete ein Labor namens Eagleworks im Johnson Space Center der NASA in Houston, Texas, einen Warp-Antrieb geschaffen zu haben, der diesen Effekt auszunutzen scheint, um räumliche Verzerrungen im Vakuum zu erzeugen. Leider stießen die unveröffentlichten Ergebnisse des Labors für Science-Fiction-Fans auf Skepsis. Und Davis, ein FTL-Optimist, nannte die Behauptungen "bizarr und fragwürdig".
"Diese Konzepte bleiben derzeit als spekulative theoretische Konzepte erhalten, da sie noch weiter theoretisch untersucht werden und auch keine Technologie vorgesehen ist, die sie umsetzen kann", sagte er. "Die Entwicklung der Technologie zur Herstellung von durchquerbaren Wurmlöchern oder Warpantrieben kann zwischen 50 und 300 Jahre dauern."
Speeder
Ein weniger konzeptionell problematisches Transportmittel in "Star Wars" ist wahrscheinlich viel näher an der Realisierung. Eine Reihe von Firmen versuchen derzeit, funktionierende Versionen von "Hoverbikes" zu erstellen, die in den Filmen als "Speeder" bezeichnet werden.
Aerofex, ein in Kalifornien ansässiges Startup-Unternehmen, entwickelte das Aero-X-Fahrzeug, das als "Luftkissenfahrzeug, das wie ein Motorrad fährt" beschrieben wird und mit einer Geschwindigkeit von 72 km / h bis zu 3 Metern fliegen kann. aus dem Boden. Für Geschwindigkeitsdämonen soll das in Großbritannien ansässige Hoverbike von Malloy Aeronautics Geschwindigkeiten von mehr als 274 km / h in derselben Höhe wie ein Hubschrauber erreichen.
Sowohl die Hoverbikes von Aerofex als auch von Malloy Aeronautics verwenden Standardbenzin, aber umweltbewusste "Star Wars" -Fans könnten bald auch futuristische Transportalternativen haben. Bay Zoltan Nonprofit Ltd., ein staatliches ungarisches Institut für angewandte Forschung, hat einen elektrischen batteriebetriebenen Trikopter namens Flike entwickelt. Bevor Sie sich jedoch Hoffnungen machen, befinden sich alle drei Fahrzeuge noch fest in der Entwurfsphase.
Exoplaneten
Im Zentrum der Handlung von "Star Wars" steht die Existenz einer großen Anzahl von Planeten, die alle durch ein galaxienweites Handelsnetzwerk verbunden sind. Aber erst 1995, fast 20 Jahre nach der Veröffentlichung des ersten Films im Jahr 1977, wurde der erste Exoplanet - ein Planet außerhalb des Sonnensystems der Erde - endgültig entdeckt.
"Für mich ist das Wichtigste an 'Star Wars' die Idee, dass die Zukunft des Menschen im Weltraum liegt", sagte der britische Wissenschaftskommunikator Mark Brake, der letztes Jahr eine Show mit dem Titel "The Science of Star Wars" veranstaltete Es geht um Handel und imperiale Entwicklung in einer Reihe von Sonnensystemen, und tatsächlich beginnen wir jetzt, diese Sonnensysteme zu entdecken. "
Mittlerweile wurden mehr als 2.000 Exoplaneten gefunden, und 2011 entdeckte das Kepler-Weltraumteleskop der NASA den ersten Planeten, der um zwei Sonnen kreist, genau wie Luke Skywalkers fiktiver Heimatplanet Tatooine. Der als Kepler-16b bezeichnete Planet ist ein unbewohnbarer Gasriese. 2012 wurden mit dem Teleskop zwei weitere Planeten in Doppelsternsystemen entdeckt, die sich extrem nahe an der sogenannten bewohnbaren Zone befinden. (Dies ist die Region um einen Stern, in der flüssiges Wasser auf der Oberfläche eines Planeten fließen könnte.)
Droiden
Ein weiteres allgegenwärtiges Merkmal des "Star Wars" -Universums sind Droiden, Roboter, die als persönliche Diener, Piloten, Techniker und sogar Soldaten fungieren. Heutzutage gibt es in der realen Welt eine wachsende Anzahl von Analogien, die von automatisierten Militärdrohnen über Googles fahrerlose Autos bis hin zu chirurgischen Roboterassistenten reichen.
In diesem Sommer nahmen Roboter am Robotics Challenge-Finale der US-amerikanischen Agentur für fortgeschrittene Verteidigungsforschungsprojekte (DARPA) teil. Die humanoiden Roboter bewältigten komplexe Herausforderungen wie das Fahren eines Fahrzeugs, das Öffnen einer Tür, das Klettern von Stufen und das Ausschalten eines Ventils.
Die Mehrheit der Bots schnitt im Wettbewerb gut ab, aber diese Maschinen waren nur halbautonom, was bedeutet, dass ein menschlicher Bediener fast ständig die Kontrolle über den Roboter hatte. Während die Maschinerie der modernen Robotik mit den klobigen "Star Wars" -Droiden mithalten kann, ist es noch ein langer Weg, echte Roboter so intelligent zu machen, sagte Jerry Pratt, Experte für Algorithmen für das Bipedal-Gehen und Co-Leader der Florida- Das Team des Institute for Human and Machine Cognition, das am Robotics Challenge Finale teilnahm, gewann den zweiten Platz.
"Der schwierige Teil ist die künstliche Intelligenz", sagte Pratt gegenüber Live Science. "Wir kommen an einen Punkt, an dem sensorische Eingabegeräte fast genauso gut sind, wenn nicht sogar besser als das menschliche Sehen. Aber tatsächlich zu verstehen, was betrachtet wird, ist schwierig. Es sind kleine Dinge, wie in der Lage zu sein, auf eine Tasse zu schauen und zu verstehen, was Eine Tasse ist und versteht, dass es etwas ist, in das Sie Flüssigkeit einfüllen. Wenn sie nicht von einem Menschen handcodiert wird, sind wir zu diesem Zeitpunkt so gut wie nirgendwo und es ist schwer zu sagen, was passieren muss. "
Traktorbalken
Licht könnte auch dazu beitragen, eine andere interessante Technologie aus dem "Star Wars" -Franchise zu replizieren: den Traktorstrahl, ein unsichtbares Energiefeld, das Objekte greifen, fangen und bewegen kann. Seit Anfang der 2010er Jahre entwickeln Wissenschaftler Laser mit ungewöhnlichen Strahlintensitätsprofilen, mit denen sie winzige Partikel anziehen und abstoßen können.
Erst im vergangenen Jahr haben Forscher der Australian National University den Entfernungsrekord für Traktorstrahlen gebrochen, indem sie mit einem Donut-förmigen Laser hohle Glaskugeln für bis zu 20 Zentimeter gezogen haben, ungefähr 100-mal weiter als in früheren Experimenten.
Und vor ein paar Monaten hat ein Team der Universität Bristol in Großbritannien gezeigt, dass Schall mit Licht als Quelle zukünftiger Traktorstrahlen mithalten kann. Die Forscher verwendeten eine genau zeitgesteuerte Folge von Schallwellen aus einer Reihe winziger Lautsprecher, um einen Bereich mit niedrigem Druck zu erzeugen, der der Schwerkraft wirksam entgegenwirkt und winzige Kugeln aus Polystyrol in der Luft schwebt. Die Kugeln konnten dann nur mit Schallwellen gezogen, geschoben und gedreht werden.
Hologramme
Wenn Sie im Traktorstrahl eines imperialen Sternenzerstörers gefangen sind und einem bestimmten Untergang gegenüberstehen, gibt es keinen besseren Weg, eine Mayday-Nachricht zu senden als per Hologramm. Während speziell entworfene Brillen seit Jahrzehnten verwendet werden, um die Illusion von 3D-Bildern zu erzeugen, waren freistehende holographische Videos schwer zu reproduzieren.
In den letzten Jahren wurde ein alter Bühnentrick, den John Pepper im 19. Jahrhundert erfunden hatte, um die Illusion einer gespenstischen Erscheinung auf der Bühne zu vermitteln, wiederbelebt, insbesondere um den verstorbenen Rapper Tupac Shakur beim Coachella-Musikfestival 2012 scheinbar wiederzubeleben. Die Methode beruht darauf auf einem superdünnen Folienblatt, das in einem 45-Grad-Winkel von der Bühne hängt und für das bloße Auge unsichtbar ist, aber Bilder von einem Projektor reflektiert. Der Trick gibt die Illusion eines 3D-Bildes, aber nur, wenn Sie davor stehen.
Näher an der Marke ist die von Voxon hergestellte Voxiebox "Swept Surface Volumetric Display", die das Ergebnis einer Fusion zweier Gruppen australischer und amerikanischer Erfinder ist. 3D-Modelle werden in Hunderte horizontaler Querschnitte geschnitten, bevor ein superschneller Projektor sie auf einen Flachbildschirm strahlt, der sich schnell auf und ab bewegt. Das menschliche Auge mischt diese Projektionen zusammen, um ein 3D-Bild zu erstellen, das sich bewegen und aus jedem Winkel betrachtet werden kann, genau wie bei Prinzessin Leias Botschaft an Obi-Wan Kenobi in "Star Wars: Episode IV - Eine neue Hoffnung".
Die Kraft
Das gesamte "Star Wars" -Universum zusammenzubinden, ist das Konzept der Macht, das Jedi-Rittern ihre magischen Kräfte verleiht und den Hintergrund für den Kampf zwischen Gut und Böse bildet.
Anfang dieses Jahres gaben Forscher des Large Hadron Collider bekannt, dass sie die ersten eindeutigen Beweise für das Phänomen entdeckt hatten. Ein kleiner grüner Sprecher bemerkte: "Sehr beeindruckend, dieses Ergebnis ist." Leider war es für die aufstrebenden Jedi da draußen ein aufwändiger Streich zum Aprilscherz.
Aber mit der Macht, die später in diesem Monat erwachen wird, kann es noch Hoffnung für sie geben.
