ДРУГОЙ фатальный недостаток "Звезды смерти"
Думаю, все в курсе, одного маленького недостатка в конструкции "Звезды Смерти", которая позволила повстанцам победить в битве при Явине.
Хотя и внесение изменений в конструкцию, чтобы этого избежать, было бы относительно простым (см. рис. ниже). Но в этом посте я хочу коснуться другого аспекта конструкции, гораздо более катастрофического, чем конструкция выхлопной трубы.
Множество фанатов вселенной "Звёздных войн" исследовали конструкцию звезды смерти вдоль и поперёк, предлагая улучшения и доработки, однако есть один момент в выстреле лазером, способным уничтожить целую планету, которым часто пренебрегают. Тем не менее, уже только этот момент должен был поставить крест на сооружении этой боевой суперстанции. Ещё до начала её проектирования.
Для этого необходимо представить себе, насколько разрушительным является выстрел из подобного лазера. Давайте попробуем.
Для этого, давайте прикинем, какая работа лазера требуется, чтобы полностью уничтожить планету. Иными словами, какая работа потребуется, чтобы взять каждую частичку материи, из которой она состоит, и разнести их в пространстве достаточно далеко друг от друга, чтобы осколки снова не собрались в планету под действием гравитации.
Пользуясь законом всемирного тяготения, мы можем вывести энергию гравитационного связывания (ссылка на англ.) для сферической массы с равномерной плотностью (для упрощения). В результате некоторых выкладок, мы получим формулу:
Где:
G - гравитационная постоянная;
М - масса планеты
R - её радиус
Если подставить значения массы и радиуса для Земли, мы получим энергию как минимум ДВЕСТИ МИЛЛИОНОВ ТРИЛЛИОНОВ ТРИЛЛИОНОВ ДЖОУЛЕЙ или:
Это сравнимо с энергией, которую вырабатывает наше Солнце в течение недели!
Так в чём же заключается тот фатальный недостаток в идее единовременно высвободить такое количество энергии при помощи одного лазера?
Дело в том, что у фотонов, хоть и нет массы, но есть импульс. И импульс у нашего луча будет таким же фатальным, для стрелка, как и для его мишени.
Думаю, всем знакома (хотя бы на вид), знаменитая формула Альберта Эйнштейна:
Однако, данная формула описывает объекты в состоянии покоя, в то время, как её полный вид выглядит следующим образом:
Иными словами, когда тело начинает двигаться, его импульс (произведение массы на скорость) так же начинает добавляться к полной энергии системы. И хотя в случае с лазером, мы не имеем массы, поэтому правое слагаемое в формуле равно нулю, левое слагаемое останется, и энергия будет выражена произведением импульса на скорость света: E = pc.
Импульс - это то, что должно сохраниться согласно закону сохранения импульса даже для лазерного луча, не имеющего массы.
Знаю, это может показаться невероятным, но у любого вашего фонарика или карманной лазерной указки имеется "отдача", однако, из-за низкой энергии, она настолько мала, что выражается в "пиконьютонах" (одна триллионная часть ньютона). Даже у бластера в руках штурмовиков, сила этой отдачи будет порядка миллиньютонов, однако, в случае с лазером Звезды Смерти, сила будет:
Мы же помним, что импульс должен сохраняться, поэтому Звезда Смерти в момент выстрела получит тот же импульс в противоположном от выстрела направлении.
Это и есть ВТОРОЙ ФАТАЛЬНЫЙ НЕДОСТАТОК конструкции, о котором идёт речь.
В отсутствие достоверных фактов, предположим, станция собрана из стали и имеет диаметр в 120 км, как утверждается на фанатских ресурсах. Предположим даже, что мы имеем сплошной стальной шар такого диаметра, чтобы упростить расчёты.
В зависимости от степени нашего оптимизма, мы можем получить скорость "отдачи" в пределах от 44 до 100 км/с, что предполагая, что на выстрел уходит около 5 секунд, мы имеем дело с ускорением от 900 до 2100 g.
Страшно представить, что случается с людьми (да и с материалами) при таком ускорении. Одно можно сказать точно, эта станция могла выстрелить один-единственный раз.
Пост подготовлен по мотивам канала Because Science (https://www.youtube.com/watch?v=K6-q2edmiGk).