Le pistole stordenti di fantascienza sono più scienza, meno finzione

Ogni estate, gli amanti del cinema possono contare su una sequenza fantascientifica di azione fantasy con una pistola stordente che spara di tutto, dai bulloni elettrici ai laser - mai proiettili.

Questa estate non ha deluso questo fronte. A giugno c'erano armi da fuoco giganti Independence Day: Resurgence e ora a acchiappa fantasmi, vediamo i nostri eroi sparare "flussi di protoni" a cavatappi, derivati ​​dai loro iconici "pacchetti protonici". Star Trek Beyond l'equipaggio della nave stellare impresa continua a brandire la loro pistola da fantascienza collaudata, ma sofisticata, il "phaser". Indipendentemente dal fatto che queste armi siano destinate a stordire, esplodere alieni o disperdere fantasmi, la domanda è questa: sono zap-gun plausibile?

Disclaimer time: Ovviamente, sia il "phaser" di Star Trek e i "pacchetti protonici" di acchiappa fantasmi non sono specificatamente raffigurati come laser nelle loro rispettive realtà fittizie. Un phaser è apparentemente un "phased energy weapon", ma è stato chiamato così solo così Star Trek potrebbe farla franca facendo cose che i laser non possono fare. (Inoltre, l'equipaggio originale del impresa in "The Cage", infatti, utilizzava "pistole laser".)

I "positron collider" e "proton bacchette" di ogni iterazione di acchiappa fantasmi sono presumibilmente progettati per cambiare la natura dei protoni e degli elettroni negativi e positivi al fine di catturare i fantasmi. Poiché catturare i fantasmi è impossibile - i fantasmi non sono reali - ciò che ci interessa qui è come funzionano entrambe queste armi.) I phaser ei flussi di protoni emettono entrambi calore, sono colorati e possono illuminare le cose e far saltare in aria le cose. Ma abbiamo qualcosa di simile a loro nel mondo reale?

Una cosa è certa: i blaster e i ray-gun della fantascienza sicuramente precedono i laser reali. Nel 1898, H.G. Wells's La guerra dei mondi vide i suoi marziani che brandivano "raggi di calore". Iniziando con la sua prima apparizione nella novella di Philip Francis Nowlan del 1928, Armageddon 2419 A.D Anthony "Buck" Rogers ha sparato delle varianti di una "pistola atomica". Concepita come un'arma che riduceva gli obiettivi ai loro atomi di base (un "atomizzatore"), la fittizia pistola spaziale di Buck ha visto molte iterazioni, ma la più famosa era probabilmente la versione del 1935 esercitò nelle popolari serie in bianco e nero con Buster Crabbe. Quell'atomizzatore è balzato nella cultura pop mainstream e divenne un'icona quando fu pubblicato sulla copertina del disco omonimo di Foo Fighter nel 1995.

Tuttavia, la maggior parte di queste armi erano considerate strettamente nell'ambito della sciocca fantascienza, al punto da essere ampiamente considerate assurde.

Cioè, fino alla fine degli anni '50, quando il laser è stato inventato. L'invenzione del laser è contestata; ai Bell Laboratories nel 1957, i fisici Charles Hard Townes e Arthur Leonard Schawlow svilupparono varie applicazioni per un "maser ottico", che era essenzialmente una tecnologia in grado di focalizzare i segnali a microonde usando la luce visibile. All'incirca nello stesso periodo, tuttavia, uno studente laureato in fisica presentò una tesi di dottorato per un dispositivo che chiamò "laser". Per 28 anni, una causa fu interrotta tra gli scienziati e il dottorando Gordan Gould. E anche se non è ancora chiaro se Gould abbia ideato autonomamente l'idea dei laser di Townes e di Schawlow o abbia rubato in modo sfacciato un'idea, il laser si è cementato non come un miracolo scientifico ma come un pilastro fantascientifico.

Il termine "laser" è un acronimo approssimativo di "amplificazione della luce mediante emissione stimolata di radiazioni". Crudamente, un laser è il risultato dell'uso di lenti e dell'applicazione di energia, per focalizzare la luce in un raggio laser o un'esplosione. Ai tempi di Townes, Schawlow e Gould, questa definizione si applicava quasi esclusivamente a visibile luce. Oggi, però, i laser "a infrarossi" (non visibili) sono raggruppati insieme a laser visibili perché è tutto luce se è visibile o meno.

È su questo particolare punto in cui le versioni fantascientifiche di "laser" e laser reali trovano divergenza. In quasi tutte le versioni di Star Trek i phaser attivano un flusso di energia che assomiglia a un raggio laser, sebbene nei nuovi film questi siano visualizzati come "fulmini" o "impulsi". Guerre stellari. Diversi tipi di laser reali sono infatti in grado di riprodurre l'effetto visivo che vediamo in qualcosa di simile Star Trek, ma quei travi o bulloni colorati farebbero danni?

"La maggior parte dei laser ad alta potenza in realtà non sono visibili", ha detto Robert Waltmire, presidente di Laser Experts Inverso. "Questi effetti che vedete dei laser ad alta potenza, rosso, blu e verde, non esistono. I laser ad alta potenza sono nello spettro dell'infrarosso. "Come spiegato da Waltmire, il problema di un'arma laser visibile è direttamente correlato alla lunghezza d'onda: una lunghezza d'onda più lunga contiene più energia, e l'ulteriore raggiunge quella lunghezza d'onda, meno visibile la luce diventa.

C'è qualcosa di stranamente mistico e bello in questo fatto, poiché la scienza ha dimostrato che i più potenti laser di fantascienza saranno invisibile. E questo perché i laser sono derivati ​​da luce, che, naturalmente, si verifica, naturalmente. Waltmire ha sottolineato che è naturalmente possibile avere laser visibili che "bruciano le cose", ma che il wattaggio (energia) è solitamente basso.

Una rapida ricerca su Google produrrà tutti i tipi di risultati di questo tipo di laser low-wattage a palloncino. Puoi anche trovare persone a cui sono stati adattati i loro laser fatti in casa Guarda come phaser da Star Trek. Ma se stiamo cercando armi laser Guarda come quelli dei film di fantascienza, allora vogliamo essere in grado di farlo vedere quel raggio o bullone, anche se non è pratico. Per quello, Inverso contattato da Drake Anthony, YouTube, famoso come "styropyro", un hobbista laser-nativo e una buona impressione di Internet.

"Sarò onesto con te, non ho visto film nella mia vita", ha detto Anthony Inverso. "Ho visto no Star Trek, no Guerre stellari, potresti darmi una descrizione dell'arma di cui stai parlando? "Il fatto che Drake Anthony non era ispirato a modellare i suoi impressionanti laser su misura a causa della fantascienza, gli conferisce una incredibile credibilità per la sua passione: gli piacciono solo queste cose perché sono cool. Dopo avergli dato un'idea di ciò che i Ghostbusters e i vari Kirk e Spock stanno facendo con le loro armi energetiche (qualcosa di portatile con una portata decente e una capacità di rovesciare cose, stordire la gente e / o far esplodere le cose), Anthony pesò:

"Si tratta di riscaldamento e accumulo di energia", ha spiegato, "Siamo limitati dalla quantità di energia elettrica che possiamo immagazzinare in un piccolo dispositivo. Se stai parlando di sparare alle persone con un laser, devi avere una batteria che può essere immagazzinata Un sacco di energia elettrica."

Tuttavia, la gamma di un laser non è esclusivamente di potenza, nel parlare del Laser Bazooka di Anthony, ha detto che aveva "cattiva ottica, e che se gli obiettivi di messa a fuoco fossero stati" corretti "avrebbe potuto avere un range molto più ampio, cioè, almeno in termini di quanto il laser possa "sparare", la potenza non è un problema enorme. "Un laser da 200 W ben corretto può tagliare il metallo", ha detto Anthony, "Il mio laser bazooka ha una grande energia, ma il raggio è schifoso." Possiamo solo supporre che il phaser palmare di Kirk sia una lente meravigliosamente messa a punto, che è per questo che il suo raggio trova sempre il suo segno. Di conseguenza, Anthony ha contribuito a identificare le tre principali sfide del mondo reale nella creazione di portatili visibile armi laser:

• input di energia
• ottica del raggio
• CALORE

In tutti i video di Drake Anthony puoi vederlo chiaramente con indosso occhiali protettivi e guanti. "Questi problemi di riscaldamento possono diventare piuttosto gravi", ha detto. Questo è vero sia nella vita reale che in quella mulinello. Nel Star Trek i phaser sono sempre raffigurati come cool-to-touch dopo l'uso, un fatto che sembra impossibile con i laser alimentati elettricamente. Ma cosa succederebbe se questo tipo di armi non dipendesse elettricità per il potere? Che cosa succede se i laser derivano il loro potere da un'altra fonte, come nucleare energia? Di conseguenza, il acchiappa fantasmi stanno effettivamente usando zaini che sembrano contenere reattori nucleari che a loro volta alimentano le loro armi. A questo punto, gli strumenti dei Ghostbusters sembrano più realistici di qualsiasi cosa Kirk, Spock o Picard userebbero su Star Trek, almeno nei settori dell'efficienza energetica e dell'output.

"Non hai necessariamente bisogno di elettricità", ha detto Anthony, "Potresti usare le batterie nucleari come in alcuni dei nostri vecchi veicoli spaziali o … potresti usare una sostanza radioattiva per alimentare un laser." Il pericolo qui ovviamente è ovvio: Se l'utente di tale arma laser è stato esposto a tonnellate di radiazioni, ci sono effetti collaterali estremamente pericolosi. Nell'originale acchiappa fantasmi quando Egon accende il pacchetto di protoni nucleari di Ray, indietreggia comicamente per paura della radiazione che emana da esso. Ma, in teoria, se l'unità di energia nucleare fosse in un involucro protettivo, come il piombo, l'utente sarebbe relativamente protetto dagli effetti collaterali. Quindi, una pistola laser collegata ad uno zaino nucleare, come in acchiappa fantasmi - non sembra affatto inverosimile. Segna uno per i Ghostbusters!

Tuttavia, entrambi Holtzman nel nuovo acchiappa fantasmi e Ray Stanz nell'originale indossa occhiali protettivi, anche se gli altri 'Busters no. Gli storyboard iniziali per il film originale avevano persino i Ghostbusters in elmetto, ma in realtà tutti dovevano indossare qualcosa! Ray dice a Egon di non "guardare direttamente nella trappola, nel primo film, implicando, come la tecnologia laser, tutte queste cose che possono danneggiare i tuoi occhi.

"È un dispositivo accecante", ha detto Drake Anthony Inverso, "Potresti prendere un laser che è solo una parte del wattaggio di alcuni dei miei più forti e usarlo ancora per accecare qualcuno." Supponendo che la tecnologia utilizzata dal capitano Kirk con un phaser sia simile a un laser, come potrebbero le persone sparare tali armi e non essere accecato? La risposta più semplice è che non potevano. Se questi raggi di energia fossero laser, i Ghostbusters ei membri della Flotta Stellare sarebbero immediatamente ciechi.

Come ha sottolineato Robert Waltmire, non c'è assolutamente alcun motivo per cui questi tipi di laser ad alta potenza siano visibili, quindi, se il nuovo Bryan Fuller nel 2017 Star Trek voleva essere super-realistico, i suoi phaser sarebbero undramaticamente invisibili. Tuttavia, anche i laser a infrarossi potrebbero causare ustioni nella cornea dell'occhio, quindi sarebbe comunque necessaria una protezione per gli occhi. Tutti i Ghostbusters o tutti nel XXIII secolo potrebbero indossare lenti a contatto che li proteggono dagli effetti ciechi dei loro cannoni a raggi?

"Se queste teoriche lenti a contatto stessero filtrando i laser, diciamo i laser blu, non vedresti il ​​blu", ha detto Anthony. Ciò significa che esiste una validità scientifica per le lenti a contatto avanzate che i Ghostbusters indossano per proteggerle dai laser che rimbalzano e danneggiano i loro occhi. Ma potrebbe davvero succedere? "È possibile, immagino," disse Anthony, "però, non ne ho mai sentito parlare prima."

Un'altra caratteristica comune delle armi di tipo laser nella fantascienza è l'accompagnamento suono con il fuoco dell'arma, la spia Pew Pew- o zap Conosciamo tutti "Che ci crediate o no", ha detto Robert Waltmire Inverso, "Se si scherza con queste cose … è possibile ottenere tutti i tipi di toni diversi … ma il fascio di per sé, non sentiresti molto … ma se il raggio è colpire qualcosa, YEAH. Lo sentiresti."

Le armi portatili su Star Trek esistono in un futuro lontano, i blaster di Guerre stellari si verificano in un lontano passato, mentre il acchiappa fantasmi stanno cullando contemporaneamente le loro esplosioni di energia. Quanto siamo lontani, in realtà, non solo dai laser fatti in casa creati da Drake Anthony, ma dal tipo che potrebbe fare a pezzi un intruso, come in Star Trek. 20 anni? 30?

"È possibile e molto probabile", ha detto Waltmire Inverso "I primi laser industriali per armadietti da cinquanta metri … ora sono ridotti a due a due quadrati. Questo esiste adesso … quindi per un palmare portatile di cui stai parlando? Direi che stai guardando circa 5 o 10 anni, in realtà.

Con questo tipo di proiezioni, è probabilmente una buona idea iniziare a prevedere che la prossima serie di programmi popolari con zaps da ray-guns non sarà nella fantascienza, ma invece nei documentari della vita reale.