Как уничтожить планету размером с Альдераан.
“Что это за звезда?
Это Звезда Смерти.
Что оно делает?
Это делает Смерть. Это делает Смерть, приятель. Прочь с дороги! - Эдди Иззард
Это один из самых знаковых эпизодов во всем фильме: злая галактическая империя забирает захваченную принцессу на ее родную планету Альдераан, мир, не слишком отличающийся от Земли, угрожая уничтожить его, если она не расскажет. им расположение скрытой базы повстанцев. Огорченная, но верная своему делу, она лжет, называя им ложное место, о котором они никак не могут узнать. Тем не менее они отдают приказ стрелять, и, несмотря на ее протесты, происходит следующее.
Я хочу, чтобы вы на мгновение задумались над этим:
- Боевая станция размером с Луну,
- С таинственным, необъяснимым источником энергии в своей основе,
- Заряжается и стреляет лазерным лучом по всей планете размером с Землю,
- И полностью уничтожает его.
Звезда Смерти не только полностью уничтожает Альдераан силой своего взрыва, она делает это за считанные секунды и отбрасывает значительную часть мира в межпланетное пространство с невероятной силой. скорость.
Посмотреть на себя!
С точки зрения физики - и используя Землю в качестве прокси для Альдераана - сколько энергии/мощности потребуется, чтобы вызвать это разрушение, и каковы физические возможности для того, чтобы это произошло на самом деле?
Во-первых, давайте рассмотрим планету Земля и свяжем ее силой.
Как сказал Оби-Ван: «Оно окружает нас и проникает в нас; это связывает галактику воедино». Но сила, связывающая Землю воедино, - это не таинственная сила из вселенной «Звездных войн», а просто гравитация. А гравитационная энергия связи нашей планеты - , которая представляет собой минимальное количество энергии, которое мы должны вложить в нее, чтобы взорвать ее на части - , составляет поразительные 2,24 × 10^32 Дж, или 224, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000Джоули энергии!
Чтобы представить это в перспективе, подумайте обо всей выходной энергии Солнца, «всего» 3,8 × 10^26 Вт.
Для того, чтобы вызвать такую реакцию, потребовалась бы полная недельная мощность Солнца - доставленная на всю планету за несколько секунд - !
Вспомните, что происходит внутри настоящей звезды, подобной Солнцу: водород сгорает в процессе ядерного синтеза в более тяжелые изотопы и элементы, в результате чего получается гелий. Каждую секунду на Солнце 4,3 миллиарда килограммов массы преобразуются в чистую энергию, которая является источником выходной энергии Солнца. Давайте представим, что это именно то, что делает Звезда Смерти, причем максимально эффективно.
Мы могли бы просто заставить Звезду Смерти направить луч света на планету (например, лазерный свет), требуя, чтобы она сама генерировала всю эту энергию на борту, а затем направить ее на Альдераан. Однако это было бы катастрофически неэффективно: представьте себе твердую материальную структуру - даже такую большую, как наша Луна - пытающуюся генерировать, направлять и излучать всю эту энергию всего за несколько секунд. Высвобождение такого большого количества энергии в одном направлении (2,24 × 10 ^ 32 Дж) заставило бы объект лунной массы разогнаться в противоположном направлении до скорости 78 км/с из состояния покоя, чего явно не произошло во время Смерти. Звезду уволили.
На самом деле никакой заметной отдачи не было! И это даже не учитывая, как будет распоряжаться такая интенсивная энергия, так как она нагрела бы все вокруг (путем простой диффузии тепла) и явно расплавила бы трубки внутри. Но это планетарное разрушение могло произойти и по-другому, исходя из одного простого и неоспоримого факта: принцесса Лея состоит из материи, а не из антиматерии.
Поскольку она сделана из материи и выросла на Альдераане, мы можем предположить, что Альдераан тоже состоит из материи, а это означает, что если вместо этого Звезда Смерти запустит чистую антиматерию на Альдераане потребуется только половина всей энергии, так как цель (сам Альдераан) обеспечит другую половину топлива.
Если бы это было так, «всего» 1,24 триллиона тонн хватило бы для обеспечения минимального количества энергии, необходимой для взрыва. тот мир отдельно. По большому счету, это не так уж и много.
Вот некоторые из самых крупных астероидов и ядер комет, известных в Солнечной системе; 1,24 триллиона тонн - это всего лишь масса астероида 5535 Аннефранк или одного из меньших астероидов в этом монтаже. Он больше, чем Дактиль, и меньше, чем Ида, и плотнее, чем любое из кометных ядер, таких как Галлея или Темпеля.
На самом деле, если бы мы сравнили 5535 Аннефранк с Землей планетой размером с Альдераан , она была бы примерно одной десятой размера Иды.
Другими словами, астероид из «антивещества», который теоретически уничтожит всю планету, едва ли будет состоять из одного пикселя на изображении выше!
Не исключено, что такое небольшое количество антиматерии может быть сгенерировано и направлено на планету! Хранение такого количества антиматерии в объекте размером со Звезду Смерти может быть сложной задачей, но вот в чем дело: точно так же, как материя связывается сама с собой посредством электромагнитной силы и - если вы собираете большое количество "вещества" вместе - через гравитацию, антиматерия ведет себя точно так же
Мы смогли создать нейтральную антиматерию и успешно хранить ее в течение достаточно длительного периода времени: не просто пикосекунды, микросекунды или даже миллисекунды, но достаточно долго, чтобы это было только нашей неспособностью поддерживать нормальное состояние материи вдали от него, что приводит к его аннигиляции в короткие сроки.
Вполне разумно, что передовая технологическая цивилизация , которая освоила гипердвигатель и путешествия со скоростью, превышающей скорость света , может использовать, скажем, энергию необитаемой звезды и использовать ее для производства нейтральной антиматерии. То, как мы делаем это на Земле в ускорителях частиц, относительно просто: мы сталкиваем протоны с другими протонами при высоких энергиях, в результате чего образуются три протона и один антипротон. Затем этот антипротон можно объединить с позитроном, чтобы получить нейтральный антиводород. Вы могли бы мечтать о каменистых кристаллических структурах на основе таких элементов, как кремний или углерод, но при правильных условиях водород может создавать кристаллоподобную структуру.
В недрах газовых гигантов, таких как Юпитер и Сатурн, невероятно плотная водородная атмосфера простирается вниз на десятки тысяч километров. В то время как давление в атмосфере Земли составляет около 100 000 паскалей (где паскаль - это Н/м ^ 2), при давлении в десятки гигапаскалей (или 10 ^ 10 паскалей) водород может переходить в металлическую фазу, чего не должно быть. вряд ли происходят в недрах газовых планет-гигантов.
Если бы мы могли достичь такого состояния вещества, водород фактически стал бы электрическим проводником и, как считается, ответственен за сильное магнитное поле Юпитера. Все законы физики подсказывают, что если так ведет себя материя, а мы можем сделать это с водородом, то так должно вести себя и антиматерия - , а значит, и антиводород - .
Итак, если вы хотите уничтожить (похожую на Землю) планету, такую как Альдераан, потребуется чуть более триллиона тонн металлического антиводорода и транспортировать его на поверхность планеты. Как только он упадет на поверхность планеты, у него не должно возникнуть проблем с прохождением вниз вблизи ядра, где плотность самая высокая.
И поскольку материя и антиматерия аннигилируют в соответствии с E=mc^2, результатом является высвобождение чистой энергии. До тех пор, пока это больше, чем гравитационная энергия связи планеты - и это не много антивещества, заметьте - результат может быть буквально концом света!
Но если вы хотите уничтожить целую планету, для этого потребуется лишь небольшое количество антивещества: всего 0,00000002% масса рассматриваемой планеты. Для сравнения, одна звезда из антивещества - и не обязательно бегемот, но что-то вроде относительно обычной А-звезды, такой как Вега - , сможет уничтожить целую галактику размером с Млечный Путь.
Когда вы думаете об этом, вы должны быть очень, очень рады тому, что материя победила антиматерию во Вселенной, и что нет космических кораблей, планет, звезд и галактик, сделанных из антиматерии. там. То, как Вселенная разрушается - медленно и постепенно - , более чем достаточно как есть.
Оставляйте свои разрушающие планету комментарии на форуме Starts With A Bang здесь!