'Star Wars' teknik
For længe siden i et studio langt, langt væk, skabte filmskaber George Lucas et af science fiction sædværkerne: "Star Wars" filmserien.
Næsten 40 år senere er ideerne, der blev introduceret af filmene, stadig hæfteklammer i genren, og med nye rater af serien, der skal ramme teatre i de kommende år, vil fans være glade for at se lysskærme, hyperdrives og speedere i overflod.
Mens videnskaben og teknologierne bag franchisen er fast forankret i fantasi, har deres vedvarende appel fungeret som inspiration for mange virkelige videnskabsmænd og ingeniører. Her er nogle af de mest bemærkelsesværdige forsøg på at omdanne "Star Wars '" science fiction til videnskabsfakta.
Lightsabers
Det mest ikoniske stykke "Star Wars" -teknologi er lyssabel, men det er sandsynligvis også den mest langsigtede, siger eksperter. Fotonerne, der udgør lys, har længe været betragtet som masseløse partikler, der ikke interagerer med hinanden, hvilket gør udsigten til at slå sammen lysstråler i episke lyssaberdueller usandsynlige.
I 2013 viste forskere fra Harvard University og Massachusetts Institute of Technology (MIT) imidlertid, at når par af fotoner blev fyret gennem en sky af superkølede atomer, fremkom fotonerne som et enkelt molekyle. Når han talte om samspillet mellem partiklerne med Harvard Gazette, sagde Mikhail Lukin, en professor i fysik ved Harvard, "Det er ikke en inapt analogi at sammenligne dette med lysskærme."
Men Eric Davis, en fysiker ved Institute for Advanced Studies i Austin, i Texas, sagde at genoprette effekten i det virkelige liv er en helt anden boldspil. ”Lightsabers er rent fiktive og vil aldrig blive udviklet,” sagde han. "Det er upraktisk at bruge contraptions og kryogent udstyr til at producere fangede kvantegasser 2 meter fra enden af en lyssugersender."
Men alt går ikke tabt, når det kommer til lysbaserede våben: Forskere er tæt på at udvikle våben, der ligner de blaster-kanoner, der er beskrevet i "Star Wars." Faktisk har den amerikanske flåde allerede demonstreret et skibsbaseret laservåben, der er i stand til at skyde droner ud af himlen og deaktivere små både. Og denne sommer begyndte den amerikanske luftvåben at teste et andet laserbaseret våben, der er fem gange så magtfuldt som marinens version, og lille nok til at blive monteret på jagerfly og Humvees.
Hyperspace
I filmene kan rumskibe som Han Solos Millennium Falcon stråle mellem solsystemer, der er lysår fra hinanden. I henhold til "Star Wars" -kanonen lader disse "hyperdrive" fremdrivningssystemer intergalaktiske rejsende hoppe ind i en skyggedimension kaldet "hyperspace", som giver genveje mellem punkter i det rigtige rum.
Mens filmene er uklar på detaljerne, har ideen om hyperspace og hurtigere-end-lys-rejser et grundlag i ægte videnskab, sagde Davis, der undersøger muligheden for FTL-rejser.
Selvom det er umuligt at rejse hurtigere end lys, antyder den buede natur af rumtid foreslået af Albert Einstein, at pladsen kan blive forvrænget for at forkorte afstanden mellem to punkter. En måde at gøre dette på ville være et fordrejningsdrev, der kontraherer plads foran et skib og udvider det bag skibet. En anden ville være at oprette et ormehul eller et afsnit af rummet, der krummer sig ind i sig selv for at skabe en genvej mellem fjerne steder. Oprettelse af denne slags forvrængning ville kræve eksotisk stof med såkaldt "negativ energi", fortalte Davis til Live Science, et fænomen, der er blevet demonstreret i laboratoriet ved hjælp af Casimir-effekten, som kan måles som tiltrækningskraften eller frastødning mellem to parallelle spejle, der er placeret bare små afstande fra hinanden i et vakuum.
Tidligere i år hævdede et laboratorium kaldet Eagleworks, der er baseret på NASA's Johnson Space Center i Houston, Texas, at have skabt et varpdrev, der ser ud til at udnytte denne effekt til at skabe rumlige forvrængninger i et vakuum. Men desværre for sci-fi fans er laboratoriets upublicerede fund mødt med skepsis. Og Davis, en FTL-optimist, kaldte påstandene "bizarre og tvivlsomme."
”Disse forbliver som spekulative teoretiske koncepter i øjeblikket, fordi de forbliver under yderligere teoretisk undersøgelse, og også fordi der ikke er planlagt nogen teknologi, der kan implementere dem,” sagde han. "Det kan tage mellem 50 og 300 år at udvikle teknologien, der producerer gennemkørselige ormehuller eller fordrejningsdrev."
Speeders
En mindre konceptuelt besværlig transportform i "Star Wars" er sandsynligvis meget tættere på at blive realiseret. En række virksomheder forsøger i øjeblikket at oprette fungerende versioner af "hoverbikes", kendt som "speeders" i filmene.
Aerofex, et Californien-baseret opstartfirma, udviklede Aero-X-køretøjet, som beskrives som "et svævefly, der kører som en motorcykel," og kan flyve med en hastighed på 72 km / t (op til 3 m) af jorden. For hastigheds dæmoner forventes, at UK-baseret Malloy Aeronautics 'Hoverbike når en hastighed på mere end 170 km / h (274 km / t) i samme højde som en helikopter.
Både Aerofex og Malloy Aeronautics 'hoverbikes bruger standard benzin, men miljøbevidste "Star Wars" fans kunne snart også have futuristiske transportalternativer. Bay Zoltan Nonprofit Ltd., et ungarsk statsejet anvendt forskningsinstitut, har oprettet en elektrisk batteridrevet trikopter kaldet Flike. Før du får dine forhåbninger, er alle tre køretøjer dog stadig i designfasen.
Exoplaneter
Centralt i plotet om "Star Wars" er eksistensen af et stort antal planeter, som alle er forbundet med et galakset bredt handelsnet. Men det var først i 1995, næsten 20 år efter 1977-udgivelsen af den første film, at den første exoplanet - en planet beliggende uden for Jordens solsystem - blev definitivt opdaget.
"For mig er den vigtigste ting ved 'Star Wars' ideen om, at menneskers fremtid er i rummet," sagde den britiske videnskabskommunikator Mark Brake, der sidste år kom med et show kaldet "The Science of Star Wars". "Effektivt , hvad det hele handler om er handel og imperial udvikling i en række solsystemer, og faktisk begynder vi nu at opdage disse solsystemer. "
Mere end 2.000 exoplaneter er nu fundet, og i 2011 opdagede NASAs Kepler-rumteleskop den første planet, der kredser rundt om to solskin, ligesom Luke Skywalkers fiktive hjemmeplanet Tatooine. Planeten, kaldet Kepler-16b, er en ubeboelig gasgigant, men i 2012 blev teleskopet brugt til at opdage yderligere to planeter i binære stjernesystemer, der er ekstremt tæt på den såkaldte beboelige zone. (Dette er regionen omkring en stjerne, hvori flydende vand kan flyde på en planetens overflade.)
Droids
Et andet stadigt tilstedeværende træk ved "Star Wars" -universet er droider, som er robotter, der fungerer som personlige ansatte, piloter, teknikere og endda soldater. I dag er der et voksende antal analogier i den virkelige verden, lige fra automatiserede militære droner til Googles førerløse biler og robotkirurgiske assistenter.
I sommer konkurrerede robotter i U.S. Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) Robotics Challenge Finals. De humanoide robotter løste komplekse udfordringer, herunder at køre et køretøj, åbne en dør, klatre op ad trin og slukke en ventil.
Størstedelen af botterne presterede godt i konkurrencen, men disse maskiner var kun halvautonomiske, hvilket betyder, at en menneskelig operatør næsten konstant havde kontrol over roboten. Så selvom maskinerne til moderne robotik kan matche de uklare "Star Wars" -droider, er der en lang vej at gå med at gøre rigtige robotter som smarte, sagde Jerry Pratt, en ekspert i algoritmer til bipedalvandring og medleder i Florida- baserede Institute for Human and Machine Cognition's team, der konkurrerede i Robotics Challenge Finals, og vandt andenpladsen.
"Den hårde del er den kunstige intelligens," fortalte Pratt til Live Science. "Vi kommer til det punkt, hvor sensoriske input-enheder er næsten lige så gode, hvis ikke bedre end menneskelig syn. Men faktisk at forstå, hvad man ser på, er det, der er vanskeligt. Det er små ting som at være i stand til at se på en kop og forstå, hvad en kop er og forstå, at det er noget, du lægger væske i. Medmindre det er håndkodet af et menneske, er vi stort set ingen steder på dette tidspunkt, og det er svært at sige, hvad der skal ske. "
Traktorbjælker
Lys kan også hjælpe med at gentage en anden interessant teknologi fra "Star Wars" -franchisen: traktorstrålen, som er et usynligt energifelt, der kan gribe, fange og bevæge genstande. Siden begyndelsen af 2010'erne har forskere skabt lasere med usædvanlige bjælkeintensitetsprofiler, der giver dem mulighed for at tiltrække og afvise små partikler.
Lige sidste år knækkede forskere fra det australske nationaluniversitet afstandsrekorden for traktorbjælker ved hjælp af en donutformet laser til at trække hule glaskugler op til 20 cm, ca. 100 gange længere end i tidligere eksperimenter.
Og for bare et par måneder siden viste et team fra University of Bristol, Storbritannien, at lyd kunne konkurrere med lyset som kilden til fremtidige traktorbjælker. Forskerne brugte en nøjagtigt tidsbestemt sekvens af lydbølger fra en række små højttalere til at skabe et område med lavt tryk, der effektivt modvirker tyngdekraften og opløser små kugler af polystyren i midair. Kuglerne kunne derefter trækkes, skubbes og spindes ved kun at bruge lydbølger.
Hologrammer
Når du er fanget i traktorstrålen på en Imperial Star Destroyer og står over for et bestemt undergang, er der ingen bedre måde at sende en mayday-besked end via hologram. Men selvom specialdesignede briller er blevet brugt til at skabe en illusion af 3D-billeder i årtier, har fritstående holografiske videoer været svære at gengive.
I de senere år er et gammelt scenetrick opfundet af John Pepper i det 19. århundrede for at give illusionen om en spøgelseslignende optræden på scenen blevet genoplivet, især for tilsyneladende at genoplive den afdøde rapper Tupac Shakur på Coachella musikfestival i 2012. Metoden er afhængig af på en superthin folieplade hængt i en 45-graders vinkel fra scenen, der er usynlig for det blotte øje, men afspejler billeder fra en projektor. Tricket giver en illusion af et 3D-billede, men kun hvis du står foran det.
Nærmere mærket er Voxiebox "fejet overfladevolumenvisning" foretaget af Voxon, resultatet af en fusion mellem to grupper af australske og amerikanske opfindere. 3D-modeller skives i hundreder af vandrette tværsnit, før en super hurtig projektor stråler dem på en fladskærm, der hurtigt bevæger sig op og ned. Det menneskelige øje blander disse fremskrivninger sammen for at skabe et 3D-billede, der kan bevæge sig og ses fra enhver vinkel, ligesom under prinsesse Leias besked til Obi-Wan Kenobi i "Star Wars: Afsnit IV - Et nyt håb."
Kraften
At binde hele "Star Wars" -universet er begrebet Force, der giver Jedi-riddere deres magiske kræfter og giver baggrunden for kampen mellem godt og ondt.
Tidligere i år annoncerede forskere ved Large Hadron Collider, at de havde opdaget det første utvetydige bevis for fænomenet, med en bestemt formindsket grøn talsperson, der bemærkede: "Meget imponerende, dette resultat er." Desværre for dem, der håber Jedi derude, var det en detaljeret april-narrenes dag.
Men med styrken, der skal vågne op senere i denne måned, kan der være håb for dem endnu.
