Наука наносит ответный удар: проверка фактов в кинофильмах - Андреас Мюллер
Но пришло время поговорить серьезно и выпустить на волю злого физика. Потому что ни одна из этих тем не была хотя бы поверхностно объяснена с точки зрения науки. Такие фильмы, как «Гравитация» (см. главу 1) или «Марсианин» (см. главу 3), в этом отношении дают больше информации. Думаю, у создателей «Звездных войн» и не было такой цели: они не хотели делать фильмы слишком «заумными», так как ориентировались на молодую аудиторию. Но ворчать на этот счет не стоит, здесь нет ничего ужасного — наоборот. Нужно просто принять как данность, что в фильме встречается привычный для этого жанра гиперпространственный двигатель, а также фоновый шум, который издают гудящие космические корабли и лазерные мечи. Зато инопланетяне и инопланетные миры показаны хорошо. Давайте посмотрим на них повнимательнее.
Во вступительных титрах оригинальной картины 1977 года появляется текст, начинающийся так: «Давным-давно в далекой-далекой галактике». Итак, место действия — не наша родная галактика Млечный Путь, а некая другая, и про нее ничего не известно, кроме того, что она далекая. Названия всех звезд, планет и скоплений небесных тел вымышлены. Созвездия, показанные на экране, не соответствуют ни одному из знакомых нам. Это нормально, хотя, сделай создатели по-другому, «Звездные войны» выполняли бы для детей и образовательную функцию. Но пусть будет так. Некоторые названия фонетически похожи на реально существующие: например, родная планета принцессы Леи называется Альдераан, что звучит почти как «Альдебаран» — это красный гигант в созвездии Тельца. Такой ход привносит в фильм серьезность.
Наша родная Галактика — Млечный Путь
Мы живем внутри гигантского звездного диска, Млечного Пути. Он принадлежит к спиральным галактикам с перемычками и представляет собой огромную звездную карусель — на ней и кружится наша Солнечная система. Млечный Путь состоит из сотен миллиардов звезд, газа — преимущественно водорода и гелия, — тщательно распределенного по всей Галактике, и холодной пыли. Все они вращаются вокруг общего центра. Благодаря вращению наша Галактика приобрела форму диска. С нашей точки зрения, центр Млечного Пути находится в созвездии Стрельца, на расстоянии 27 000 световых лет от нас. Солнечная система вращается вокруг центра Млечного Пути со скоростью 220 км/с — это целых 800 000 км/ч. Один оборот занимает около 220 млн лет, этот период называется галактическим годом. В центре Млечного Пути находятся компактное звездное скопление и крупнейшая черная дыра в нашей Галактике: она в четыре миллиона раз тяжелее Солнца. Значительную часть Млечного Пути составляет невидимая и загадочная темная материя. Этот таинственный темный близнец обычной материи встречается не только внутри самого диска, но и вокруг него, образуя сферу — так называемое галактическое гало.
Источник: NASA / JPL–Caltech / R. Hurt
В «Звездных войнах» особенно впечатляет гипердвигатель — он установлен на космических кораблях, например на «Тысячелетнем Соколе». При достижении скорости света происходит прыжок через «световую стену» — вероятно, по образцу звукового барьера при скорости звука. Визуально она выглядит как множество белых линий: с точки зрения пассажиров корабля, они сходятся воедино далеко впереди. Геометрически эта картина вполне реалистична, потому что параллельные линии встречаются во время полета и благодаря перспективе сходятся в центре. Давайте поговорим об этом еще раз в главе 6, когда речь пойдет о падающих звездах и их радиантах.
Перемещение на сверхсветовой скорости изображено одинаково в «Звездных войнах» и «Звездном пути». Ведь космический корабль «Энтерпрайз» вынужден лететь быстрее света, чтобы достичь других звездных систем в нашей Галактике. Он покидал Млечный Путь всего несколько раз. Астрономы знают, что добраться до соседних звездных систем можно, лишь пролетев расстояние от нескольких сотен тысяч до миллионов световых лет. Хорошо различимые в Южном полушарии Магеллановы Облака находятся на расстоянии 170 000 и 200 000 световых лет от нас; а вот до галактики Андромеды, которая едва заметна невооруженным глазом, уже 2,5 млн световых лет.
Путешествовать быстрее света — возможно ли это? Нет, всем желающим отправиться в такое путешествие гений и знаток нашей Вселенной Альберт Эйнштейн, увы, показывает язык. Однако для того, чтобы дать корректный с точки зрения естественных наук ответ, нужно рассмотреть этот вопрос в деталях. Физику высоких скоростей Эйнштейн описал в 1905 году в специальной теории относительности. На сегодняшний момент эта теория подтверждена экспериментально: универсальным пределом скорости является скорость света в вакууме. Она составляет чуть менее 300 000 км/с, или 1 млрд км/ч, и превысить ее невозможно. Разогнаться до скорости света не получится у объектов, обладающих конечной массой: когда их скорость приближается к скорости света, инерция становится бесконечной. Но это не относится к самому свету, ведь он не имеет массы в состоянии покоя. Теория относительности Эйнштейна вступает в игру, как только тела достигают скорости примерно 20 % от скорости света, то есть около 200 млн км/ч. Можем ли мы вообще разгоняться до таких скоростей?
Давайте поговорим о ракетах и их двигателях. В 1942 году на острове Узедом вблизи Пенемюнде (Балтийское море) пионер космических технологий Вернер фон Браун запустил беспилотную ракету «Агрегат-4» (А4). Тогда эта ракета длиной 14 м и весом 13,5 т достигла высоты 83 км. (Напомню: согласно определению, использующемуся в НАСА, космос начинается на высоте около 100 км над уровнем моря.)
Ракеты работают по принципу отдачи. Фактически за этими словами скрывается уже знакомый нам закон сохранения импульса. Газообразные продукты горения топлива с большой скоростью вырываются из реактивного сопла ракеты. Пока она находилась в состоянии покоя, ее импульс равнялся нулю. Чтобы суммарный импульс был нулевым (то есть это состояние поддерживалось) даже после выпуска продуктов горения, импульс этих газов необходимо скомпенсировать противоположным импульсом. Вот почему ракета начинает движение. Импульс ракеты (масса ракеты, умноженная на ее скорость) и импульс газа (масса газа, умноженная на его скорость) равны по величине, но противоположны по направлению. И так называемый принцип отдачи толкает ракету вперед.
Ракета «Агрегат-4» (А4)
Значительную часть всех ракет составляет топливо. В А4 использовалась смесь кислорода и горючего вещества (75 % спирта, 25 % воды). Турбонасосы закачивали эту смесь в камеру сгорания. Там она воспламенялась и выбрасывалась из сопла ракеты на большой скорости. Всего за 60 секунд этот
