Содержание
Американский физик предложил технологии для создания светового меча из «Звёздных войн» / Хабр
Пока Oculus Rift и STEM делают световые мечи виртуальной реальностью реальностью, старший научный сотрудник Национальной лаборатории имени Энрико Ферми Дон Линкольн изучил вероятность создания настоящего клинка из фильма «Звёздные войны». Он проанализировал эпизоды фильма и предположил, какие технологии в теории можно использовать для создания светового меча.
Световой меч — фантастическое оружие, представляющее собой рукоять, генерирующую мощный энергетический клинок, замкнутый в периферическую дугу. Это оружие использовали джедаи и ситхи в фильмах и анимационных фильмах по вселенной «Звёздных войн», созданной Джорджем Лукасом.
Рукоять меча в фильмах составляет до 25 сантиметров. Длина клинка — 120 сантиметров. Использовать для создания такого меча лазер невозможно: луч не получится укоротить до определённой длины, и он не будет виден в атмосфере.
По мнению учёного Дона Линкольна, теоретически клинок можно сделать из плазмы, но встаёт проблема удержания плазмы в постоянной форме. Мощные магнитные поля на это способны, но им нельзя встречать препятствия — то есть использовать мечи для боя будет невозможно. Керамический сердечник, способный выдержать высокие температуры, поможет — но тогда меч не получится убрать в короткую рукоять.
«Оригинальный» световой меч в разрезе
Как и в случае с мобильными устройствами, включая смартфоны и планшеты, у светового меча будет проблема с компактным источником энергии. В эпизоде «Звёздные войны: Скрытая угроза» герой разрезает люк с помощью меча. Дон Линкольн подсчитал, что, учитывая время и толщину стального люка, мечу потребуется примерно 20 МВт энергии — столько потребляют 14 тысяч американских домовладений.
По мнению Дона Линкольна, для светового меча на данный момент больше всего подошла бы технология получения плазмы и её сдерживания магнитными полями.
При этом перед инженерами встанет ряд сложностей которые необходимо преодолеть, включая энергопотребление и возможность проведения реальных боёв со столкновениями световых мечей.
Тема создания светового меча поднимается несколько десятков лет. О том, что для него необходим не луч света, а плазменная дуга, в 2014 году писали на Geektimes. Дугу необходимо вытянуть, «взявшись» за её середину, примерно на метр. Такая технология используется в аппаратах резки металла — температура плазмы в них составляет до 40 000 градусов. Но эта дуга мала по размеру. Автор статьи писал о том, что такую дугу можно растянуть до 15 сантиметров, но не до метра. Другой вариант — создать меч, похожий на смычок, где будут растянуты струны из углеродных нанотрубок, режущая способность которым будет придана с помощью пульсирующего электромагнитного поля или плазмы.
Пока можно использовать собственный смартфон для игры по мотивам «Звёздных войн» от Google, чтобы помахать мечом в виртуальной реальности.
8.1. Как сделать реальный джедайский меч? . Чердак. Только физика, только хардкор!
Киноэпопея «Звездные войны» существует уже 39 лет. И за семь фильмов, это 15 с половиной часов суммарного времени, нигде, никем не сказано, как работают эти гребаные джедайские мечи! Не, ну конечно, в интернете полно домыслов и предположений, мол, божественная сила, фокусирующий энергию кристалл в рукоятке, энергетические поля, направляемые неведомой силой, и прочие… сказочки.
Выдумки выдумками, но согласитесь, хочется же собрать такой меч в реальности? Как же это сделать?
Самое интересное то, что световой меч состоит не из света. И правда, если бы из рукоятки выходил световой луч, он был бы бесконечен. К тому же световой луч не виден сбоку, его можно увидеть только в торец! Ну, или когда он рассеивается на мелких пылинках или тумане. Реально, попробуйте увидеть луч лазерной указки. Вряд ли получится.
Джедайские мечи все-таки светятся, их видно даже в вакууме, к тому же они имеют ограниченные размеры, так что, как ни странно, использовать именно свет не получится.
Поэтому фанаты предлагают другую технологию – использование плазмы. Плазма – это уже осязаемое вещество, а точнее, его особое состояние. Частицы, из которых состоит плазма, не нейтральны, а электрически заряжены (положительно или отрицательно). Плазма имеет высокую температуру, и в ней выделяется много энергии в виде света! Так что для создания джедайского меча она нам отлично подходит.
Самое классное, что сделать плазму нетрудно. Нужно всего лишь подать нужное напряжение на пару электродов, при этом происходит пробой газа между ними, то есть электрическое поле вырывает электроны из атомов, тем самым образуя месиво из положительных и отрицательных частиц. Это и есть плазма, плазменная дуга. Раз она состоит из зарядов, то хорошо проводит электричество. И плазма – это не диковинка, она встречается нам повсюду: в лампах дневного света, неоновых огнях рекламы, в пикселях плазменных экранов, на производстве в сварочных аппаратах…
Но на этом хорошие новости заканчиваются.
Дело в том, что размеры дуги в современной технике оставляют желать лучшего. К тому же она обязательно должна заканчиваться на электродах. Поэтому, чтобы придать ей форму клинка, необходимо ее каким-то хитрым образом загнуть. Как это сделать?
На форму плазменной дуги можно повлиять с помощью электрических и магнитных полей, ведь она состоит из плюсов и минусов. Именно это делают в огромных установках по термоядерному синтезу, где удерживают высокотемпературную плазму вдалеке от стенок камеры, иначе она бы их мгновенно расплавила.
Ну допустим, мы все-таки создадим такую плазменную дугу, такое магнитное поле, которое удерживало бы ее в стабильной форме, да так, чтобы она еще не разлеталась каплями. Но тогда на это потребуется просто неимоверное количество энергии! Правда, таких батареек, размером с рукоятку, пока не изобрели, так что заставить меч работать можно, только подключив его толстенными ка?белями к настоящей электростанции!
Например, в первом эпизоде показано, как световой меч разрезает стальную дверь.
Для такого трюка мощность меча должна быть порядка 20 МВт! Такую мощность может потреблять целый район города!
И вы только представьте, какая температура должна быть при такой мощности (около 20000 ?)! После включения меч сразу спалит все вокруг!
Нужно понимать, что при ударах друг о друга мечи, если они целиком из плазмы, будут проходить насквозь! То есть для реального боя нужен какой-то твердый сердечник, который не плавится. Таких тугоплавких материалов еще не изобретено (самый тугоплавкий 4215 ?), вся надежда на будущее. Ну и конечно, сердечник должен быть телескопическим и при выключении быстренько полностью прятаться в рукоятке.
Кстати, вот еще что интересно. Огонь – это не что иное, как низкотемпературная плазма. Попробуйте зажечь спичку и посмотрите на тень от нее. Пламя тени отбрасывать не будет. То есть плазма беспрепятственно пропускает свет от внешних источников и тени не дает. Но в фильмах то тут, то там видна пресловутая тень… Какие-то уж совсем странные законы физики в этой вселенной звездных войн! А может, это тень от твердого сердечника?
Несмотря на то, что световые мечи – это фантазия, нельзя отрицать, что рано или поздно технологии позволят создать их.
Фантастика сильно влияет на ученых, ведь в чем-то наука может реализовать их мечты! И много устройств, описанных писателями-фантастами в прошлом, уже есть в наши дни (скайп, мобильник, огромные плазменные панели и т. д.). Вполне может быть, такая участь уготована и световым мечам.
Как Дисней «Реальный» патент на световой мечте на самом деле работает
- Tech /
- Entertainment /
- Фильм
/
Think Happermer — или Blap Bracelets, в обратном
от Sean Hollister / @starfire2258
9
от Sean Hollister / @starfire2258
9
от Sean Hollister / @starfire2258
. 13 января 2021 г., 4:52 UTC |
Поделись этой историей
Джош Д’Амаро (Instagram)
Настоящий световой меч.
Как это возможно?
Вероятно, нет, конечно. Но когда председатель Disney Parks Джош Д’Амаро закончил свою презентацию 8 апреля, вытащив невиданный ранее выдвижной световой меч — никаких видеодоказательств, заметьте — Disney и поклонников «Звездных войн» сошли с ума в сети. Спекуляции росли, большая часть из них указывала на патент 2018 года на «устройство меча с выдвижным лезвием с внутренней подсветкой». В тот вечер я внимательно изучил этот патент и с тех пор пытался найти способ показать читателям Verge , как он работает. Черт, я даже заказал пару светодиодных браслетов, которые еще не пришли.
Но, похоже, они мне не понадобятся, потому что разработчик виртуальной реальности Бен Ридаут уже добился большего, блестяще осветив запатентованную концепцию Disney набором простых анимаций:
Да, верно — магия здесь действительно сводится к пара причудливых моторизованных рулеток. В патенте даже упоминается «металлическая столярная рулетка» в качестве источника вдохновения.
Согласно патенту, «лезвие» светового меча состоит из двух катушек из полупрозрачного материала, которые при полной намотке лежат ровно, как рулетка внутри катушки. Когда каждая лента выходит из конца, она изгибается в полукруг, который образует половину лезвия. Они постоянно прикреплены к закругленному «наконечнику» светового меча, который также тянет за собой цепочку гибких светодиодов, установленных на третьей моторизованной катушке внутри рамы светового меча. Две половины лезвия соединяются вместе в «форме лезвия», когда они выходят из светового меча, создавая единый луч светового меча.
Будет ли такой световой меч достаточно прочным для тренировочного поединка? Только Disney’s Imagineers могут сказать наверняка, но в любом случае это может изменить правила игры для сообщества световых мечей. В 2016 году мы отправились на охоту за лучшими световыми мечами из «Звездных войн», и хотя современные реквизиты для световых мечей обладают невероятным светом, звуком и детализацией, основы не изменились за последние годы: обычно вы выбираете между прославленным фонариком с игрушечным выдвижным лезвием, которое может на самом деле помещается внутри рукоятки или, что чаще встречается сейчас, в жесткой трубке со светодиодами, которую вам придется снимать и хранить всякий раз, когда вы хотите показать свою саблю на ремне.
Теперь Дисней, возможно, создал полноразмерный, равномерно освещенный, исчезающий клинок светового меча нашей мечты. За вычетом всей части «разрезать объекты пополам с помощью луча энергии», конечно. Мне просто интересно, будет ли это опорой для актеров Диснейленда или последней невероятной игрушкой, которую я не могу себе позволить.
Самый популярный
Вибрация отключена в Tesla
Кнопка на биноклях Canon со стабилизацией изображения разблокировала сверхчеловеческое зрение
Раскрытие хранилищ паролей LastPass раскритиковали эксперты по безопасности в закон
Насколько мы близки к созданию настоящих световых мечей?
Световой меч. Для фанатов «Звездных войн» , фильмов о самураях и случайного отрубания себе руки, это уже давно «элегантное оружие для более цивилизованного возраста» (твое детство). А с премьерой Disney+ Оби-Ван Кеноби в мае этого года, можно с уверенностью предположить, что мы увидим их гораздо больше.
Но в то время как каждый большой ребенок в тот или иной момент размахивал большой метлой по дому, говоря «ваумммм», могут ли когда-нибудь световые мечи стать реальностью? Что ж, чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно сначала выяснить, что такое световой меч.
Физик Патрик Джонсон, доцент Джорджтаунского университета и автор книги The Physics Of Star Wars , предлагает два варианта.
«Во-первых, это именно то, что описано, сабля из света, лазерный меч», — говорит он. «Однако проблема с тем, что это лазер, заключается в том, что, поскольку фотоны движутся со скоростью света, лазер просто будет продолжать работать, пока не наткнется на что-нибудь. Лазеры не остаются в автономном луче».
Более правдоподобный вариант, говорит Джонсон, состоит в том, что световые мечи сделаны из плазмы, электрически заряженного газа, из которого состоит молния и Солнце. Машины плазменной резки часто используются в производстве для резки таких материалов, как сталь.
«Плазма достаточно горячая, чтобы плавить металл, она может менять цвет в зависимости от используемого материала и способна прижигать раны, как в кино», — объясняет Джонсон. «Но проблема в том, что здесь очень, очень жарко. Мы говорим о том, чтобы держать в руке что-то температуры Солнца, что без специального оборудования не будет для вас приятным».
Больше похоже на это
Существует также вопрос размера. Портативные плазменные резаки громоздки, потому что их нужно прикреплять к контейнеру, наполненному топливом, и охлаждающему механизму. И даже в этом случае длина лучей, которые они производят, обычно составляет всего несколько миллиметров.
Причина этого, пожалуй, самая большая преграда, стоящая между вами и полностью действующим световым мечом в киношном стиле. Поскольку плазма, по сути, представляет собой суп из ионов и электронов, создание автономного пучка является большой проблемой.
© Joe Waldron
«У вас может быть реактивный самолет, который выбрасывает перед вами очень горячую плазму, — говорит Джонсон, — но у вас почти наверняка довольно быстро закончится топливо, потому что все, что вы стреляете, out должен исходить откуда-то.
«Что вам нужно, так это автономная плазма, и обычно мы делаем это с помощью магнитного поля, но магнитные поля заставляют вещи двигаться по кругу, а не по лучам. Вы могли бы создать очень тонкую эллиптическую форму, которая могла бы приблизиться к лучу, но вам пришлось бы по-настоящему потрудиться, чтобы исказить магнитное поле».
Некоторые люди приблизились к тому, чтобы воспроизвести внешний вид светового меча. В 2021 году канадский инженер и ютубер Джеймс Хобсон использовал баллоны с жидким пропаном и кислородом для создания впечатляющего луча плазмы, похожей на световой меч. это «по сути не что иное, как причудливый факел крем-брюле».
Например, такие плазменные световые мечи не могут участвовать в дуэли с другим световым мечом. «Поскольку они состоят из заряженных частиц, две плазмы просто притянутся друг к другу и станут одним целым», — говорит он. «Это все равно, что ожидать, что суп будет конфликтовать с другим супом».
Увы, наши мечты стать рыцарем-джедаем со световым мечом, как Оби-Ван Кеноби, так же мертвы, как и он.