Der Todesstern ist eine kolossale Waffe von der Größe eines guten Mondes. Der Todesstern schießt aus nächster Nähe auf den wehrlosen Planeten Alderaan, die Heimat von Prinzessin Leia, und zerstört ihn vollständig. Der Planet verschwindet in den Flammen einer Titanexplosion und verteilt Trümmer im gesamten Sonnensystem. Eine Milliarde Seelen schreien gleichzeitig vor Qual und verursachen eine Empörung in der Macht, die überall in der Galaxie zu spüren ist.
Aber ist eine Waffe wie der Todesstern aus dem Star Wars-Film wirklich möglich? Ist es möglich, eine Batterie von Laserkanonen so zu organisieren und zu lenken, dass ein ganzer Planet verdunstet? Was ist mit den berühmten Lichtschwertern, die Luke Skywalker und Darth Vader trugen, die ein Lichtstrahl sind, aber leicht durch gepanzerten Stahl schneiden können? Werden Rayguns wie die Phaser in Star Trek die richtige Waffe für zukünftige Generationen von Strafverfolgungsbehörden und Soldaten?
Die neuen, originellen und umwerfenden Star Wars-Spezialeffekte beeindruckten Millionen von Zuschauern, aber Kritiker waren anderer Meinung. Einige von ihnen argumentierten, dass die Filmemacher natürlich aufrichtig versuchten, den Zuschauer zu unterhalten, aber tatsächlich sind solche Dinge völlig unmöglich. Kritiker, die es nie müde werden, sich wie eine Beschwörung zu wiederholen: Strahlkanonen von der Größe des Mondes, die einen ganzen Planeten in kleine Stücke sprengen können, sind etwas Unbekanntes; Schwerter von einem plötzlich erstarrenden Lichtstrahl sind ebenfalls unmöglich. All dies ist selbst für eine entfernte, entfernte Galaxie zu viel. Diesmal rutschte George Lucas, der gefeierte Meister der Spezialeffekte, ein bisschen aus.
Es mag schwer zu glauben sein, aber eine unbegrenzte Menge an Energie kann in einen Lichtstrahl „gestopft“werden. Es gibt keine physischen Einschränkungen. Die Schaffung eines Todessterns oder Lichtschwerts widerspricht keinen Gesetzen der Physik. Darüber hinaus gibt es in der Natur tatsächlich Gammastrahlen, die den Planeten in die Luft jagen können. Ein titanischer Strahlungsstoß, der von einer entfernten mysteriösen Quelle von Gammastrahlen erzeugt wird, kann eine Explosion im Weltraum erzeugen, die nach dem Urknall selbst an zweiter Stelle steht. Jeder Planet, der es schafft, in Sichtweite einer solchen "Waffe" zu sein, wird tatsächlich gebraten oder in Stücke gerissen.
Strahlenwaffen in der Geschichte
Der Traum, Strahlungsenergie zu nutzen, ist überhaupt nicht neu. Ihre Wurzeln reichen bis in die alte Religion und Mythologie zurück. Der griechische Gott Zeus ist berühmt dafür, Sterbliche mit Blitzen zu erschießen. Der nördliche Gott Thor schwang einen magischen Hammer, Mjellnir, der in der Lage war, Blitze zu werfen, und der hinduistische Gott Indra feuerte einen Energiestrahl von einem magischen Speer ab.
Die Idee des Strahls als echte praktische Waffe tauchte erstmals in den Werken des großen griechischen Mathematikers Archimedes auf, dem vielleicht größten Wissenschaftler der Antike, dem es zweitausend Jahre vor Newton und Leibniz gelang, seine eigene Version der primitiven Differentialrechnung zu entwickeln. Es wird angenommen, dass in der legendären Schlacht von 214 v. Gegen die Truppen des römischen Generals Marcellus während des Zweiten Punischen Krieges baute Archimedes, der zur Verteidigung des Königreichs Syrakus beitrug, eine große Batterie von Sonnenreflektoren, richtete die Sonnenstrahlen auf die Segel feindlicher Schiffe und setzte sie in Brand. (Wissenschaftler diskutieren immer noch, ob eine solche Strahlwaffe tatsächlich funktionieren könnte. Mehrere Gruppen von Wissenschaftlern haben mit unterschiedlichen Ergebnissen versucht, diese Leistung zu wiederholen.)
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Strahlenkanonen kamen 1889 mit HG Wells 'klassischem Krieg der Welten auf die Seiten der Science-Fiction. In diesem Roman zerstörten Außerirdische vom Mars ganze Städte, indem sie Wärmeenergiestrahlen von Kanonen auf ihren Stativen auf sie richteten. Während des Zweiten Weltkriegs experimentierten die Nazis, die stets bereit waren, die neuesten technologischen Fortschritte zu erforschen und zu nutzen, um die Welt zu erobern, auch mit verschiedenen Arten von Strahlenkanonen, einschließlich akustischer Geräte, die mithilfe von Parabolspiegeln starke Schallstrahlen fokussierten.
Die Waffe, die ein fokussierter Lichtstrahl ist, erregte nach der Veröffentlichung des James-Bond-Films Goldfinger die Fantasie der Öffentlichkeit. Es war der erste Hollywood-Film mit einem Laser. (Darin war der legendäre britische Spion an einen Metalltisch gebunden, und ein starker Laserstrahl näherte sich ihm langsam, schmolz allmählich den Tisch zwischen seinen Beinen und drohte, den Helden in zwei Hälften zu schneiden.)
Anfangs lachten die Physiker nur über die Idee von Strahlkanonen, die in Wells 'Roman zum Ausdruck kam, weil solche Kanonen gegen die bekannten Gesetze der Optik verstießen. Nach den Maxwellschen Gleichungen ist das Licht, das wir um uns herum sehen, inkohärent (d. H. Es ist ein Durcheinander von Wellen mit unterschiedlichen Frequenzen und Phasen) und löst sich schnell auf. Früher glaubte man, dass ein kohärenter, fokussierter, gleichmäßiger Lichtstrahl - wie ein Laserstrahl - unmöglich zu erreichen sei.
Quantenrevolution
Nach dem Aufkommen der Quantentheorie änderte sich alles. Bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts. Es wurde klar, dass, obwohl Newtons Gesetze und Maxwells Gleichungen die Bewegung von Planeten und das Verhalten von Licht sehr erfolgreich beschreiben, es eine ganze Klasse von Phänomenen gibt, die sie nicht erklären können. Leider sagten sie nichts darüber aus, warum Materialien Elektrizität leiten, warum Metalle bei bestimmten Temperaturen schmelzen, warum Gase beim Erhitzen Licht emittieren, warum einige Substanzen bei niedrigen Temperaturen supraleitend werden. Um eine dieser Fragen zu beantworten, ist es notwendig, die innere Dynamik von Atomen zu verstehen. Die Revolution ist reif. Nach 250 Jahren Herrschaft wartete die Newtonsche Physik auf ihren Sturz. Gleichzeitig sollte der Zusammenbruch des alten Idols den Beginn der Wehen der neuen Physik einläuten.
Im Jahr 1900 schlug Max Planck in Deutschland vor, dass Energie nicht kontinuierlich ist, wie Newton glaubte, sondern in Form kleiner diskreter "Teile", die als "Quanten" bezeichnet werden. Dann, 1905, postulierte Einstein, dass Licht auch aus diesen winzigen diskreten Paketen (oder Quanten) besteht, die später Photonen genannt werden. Mit dieser einfachen, aber wirkungsvollen Idee konnte Einstein den photoelektrischen Effekt erklären, nämlich warum Metalle bei Bestrahlung mit Licht Elektronen emittieren. Der photoelektrische Effekt und das Photon bilden heute die Grundlage für Fernsehen, Laser, Sonnenkollektoren und einen Großteil der modernen Elektronik. (Einsteins Theorie des Photons war so revolutionär, dass selbst Max Planck, der Einstein normalerweise leidenschaftlich unterstützte, zunächst nicht daran glauben konnte. Planck schrieb über Einstein: „Die Tatsachedass er manchmal vermisst … wie er es zum Beispiel mit der Hypothese der Lichtquanten getan hat, kann man ihn nicht bei allem Gewissen beschuldigen. ")
Dann gab uns der dänische Physiker Niels Bohr 1913 ein völlig neues Bild des Atoms; Bohrs Atom ähnelte einem Miniatur-Sonnensystem. Im Gegensatz zum realen Sonnensystem können sich Elektronen in einem Atom jedoch nur innerhalb diskreter Bahnen oder Schalen um den Kern bewegen. Wenn ein Elektron von einer Hülle zur anderen "springt", die näher am Kern liegt und weniger Energie hat, emittiert es ein Energiephoton. Wenn umgekehrt ein Elektron ein Photon mit einer bestimmten Energie absorbiert, "springt" es höher zu einer Hülle, die weiter vom Kern entfernt ist und mehr Energie hat.
Mit dem Aufkommen der Quantenmechanik und der revolutionären Arbeit von Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg und vielen anderen wurde 1925 eine fast vollständige Theorie des Atoms geboren. Nach der Quantentheorie war ein Elektron ein Teilchen, aber es hatte auch eine zugehörige Welle, die ihm sowohl die Eigenschaften eines Teilchens als auch einer Welle verlieh. Diese Welle gehorchte der sogenannten Schrödinger-Wellengleichung, die es ermöglichte, die Eigenschaften des Atoms einschließlich aller von Bohr postulierten "Sprünge" von Elektronen zu berechnen.
Bis 1925 galten Atome als mysteriöse Objekte; Viele, wie der Philosoph Ernst Mach, glaubten überhaupt nicht an ihre Existenz. Nach 1925 hatte der Mensch die Möglichkeit, nicht nur tief in die Dynamik des Atoms zu schauen, sondern auch seine Eigenschaften ziemlich zuverlässig vorherzusagen. Überraschenderweise bedeutete dies, dass man mit einem ausreichend leistungsfähigen Computer die Eigenschaften chemischer Elemente direkt aus den Gesetzen der Quantentheorie ableiten konnte. So wie die Newtonsche Physik mit einer ausreichend großen Rechenmaschine es Wissenschaftlern ermöglichen würde, die Bewegung aller Himmelskörper im Universum zu berechnen, ermöglichte die Quantenphysik nach Ansicht der Wissenschaftler im Prinzip die Berechnung aller Eigenschaften der chemischen Elemente des Universums. Darüber hinaus verfügt ein ausreichend leistungsfähiger Computer überman könnte die volle Wellenfunktion eines Menschen komponieren.
Masers und Laser
1953 gelang es Professor Charles Townes von der University of California in Berkeley zusammen mit seinen Kollegen, den ersten Strahl kohärenter Strahlung zu erhalten, nämlich Mikrowellen. Das Gerät wurde Maser genannt (Maser - nach den ersten Buchstaben der Wörter des Ausdrucks "Mikrowellenverstärkung durch stimulierte Strahlungsemission", dh "Verstärkung von Mikrowellen durch Strahlungsstimulation"). Später, 1964, Townes, zusammen mit den russischen Physikern Nikolai Basov und Alexander Prochorow erhielt den Nobelpreis. Bald wurden die Ergebnisse der Wissenschaftler auf sichtbares Licht ausgedehnt. Der Laser war geboren. (Der Phaser hingegen ist ein fantastisches Gerät, das durch Star Trek berühmt wurde.)
Die Basis des Lasers ist ein spezielles Medium, das den Laserstrahl tatsächlich durchlässt. Es kann sich um ein spezielles Gas, einen Kristall oder eine Diode handeln. Dann müssen Sie Energie von außen in diese Umgebung pumpen - mithilfe von Elektrizität, Radiowellen, Licht oder einer chemischen Reaktion. Der unerwartete Energiezufluss regt die Atome im Medium an, wodurch die Elektronen Energie absorbieren und auf die energiereicheren äußeren Elektronenschalen springen.
In einem solchen angeregten, gepumpten Zustand wird das Medium instabil. Wenn danach ein Lichtstrahl durch ihn gerichtet wird, verursachen die Photonen des Strahls, die mit den Atomen kollidieren, einen plötzlichen Elektronenabwurf, um die Umlaufbahnen zu senken und zusätzliche Photonen freizusetzen. Diese Photonen wiederum werden noch mehr Elektronen dazu bringen, Photonen zu emittieren - und bald beginnt eine Kettenreaktion von Atomen, die in einen nicht angeregten Zustand "kollabieren", mit der fast gleichzeitigen Freisetzung einer großen Anzahl von Photonen - Billionen und Billionen von ihnen - alle in denselben Strahl. Das grundlegende Merkmal dieses Prozesses ist, dass in einigen Substanzen mit einer Lawinen-ähnlichen Freisetzung alle Photonen im Einklang schwingen, dh sie sind kohärent.
(Stellen Sie sich Dominosteine vor, die in einer Reihe aufgereiht sind. Im Zustand mit der niedrigsten Energie liegt jeder Knöchel flach auf dem Tisch. Im hochenergetischen, aufgeblasenen Zustand stehen die Knöchel aufrecht wie die aufgeblasenen Atome eines Mediums. Wenn Sie einen Knöchel drücken, können Sie genau wie diese eine plötzliche gleichzeitige Freisetzung all dieser Energie verursachen das gleiche wie bei der Geburt eines Laserstrahls.)
Nur einige Materialien können in einem Laser arbeiten. Dies bedeutet, dass nur in speziellen Substanzen, wenn ein Photon mit einem angeregten Atom kollidiert, ein Photon emittiert wird, das mit dem ersten kohärent ist. Diese Eigenschaft der Materie führt dazu, dass alle Photonen im austretenden Strom gemeinsam schwingen und einen dünnen Laserstrahl erzeugen. (Im Gegensatz zur populären Legende bleibt der Laserstrahl nicht immer so dünn wie am Anfang. Beispielsweise wird sich ein in den Mond abgefeuerter Laserstrahl auf dem Weg allmählich ausdehnen und einen Punkt mehrere Kilometer über die Mondoberfläche geben.)
Ein einfacher Gaslaser ist eine Röhre, die mit einer Mischung aus Helium und Neon gefüllt ist. Wenn Elektrizität durch die Röhre geleitet wird, absorbieren die Atome Energie und werden angeregt. Wenn dann plötzlich die gesamte im Gas gespeicherte Energie freigesetzt wird, entsteht ein kohärenter Lichtstrahl. Dieser Strahl wird durch zwei Spiegel verstärkt, die an beiden Enden der Röhre installiert sind, so dass der Strahl nacheinander von ihnen reflektiert wird und von Seite zu Seite entlang der Röhre läuft. Einer der Spiegel ist vollständig undurchsichtig, der andere lässt einen kleinen Teil des auf ihn einfallenden Lichts durch und gibt so den Strahl nach außen ab.
Heutzutage sind Laser überall zu finden - in der Registrierkasse eines Lebensmittelgeschäfts, im Glasfaserkabel, mit dem Sie Zugang zum Internet erhalten, in einem Laserdrucker oder CD-Player und in einem modernen Computer. Laser werden in der Augenchirurgie, bei der Entfernung von Tätowierungen und sogar in Schönheitssalons eingesetzt. Im Jahr 2004 wurden Laser weltweit für mehr als 5,4 Milliarden US-Dollar verkauft.
Lasertypen und ihre Eigenschaften
Fast täglich werden neue Laser entdeckt. In der Regel geht es um die Entdeckung einer neuen Substanz, die in einem Laser arbeiten kann, oder um die Erfindung einer neuen Methode zum Pumpen von Energie in das Arbeitsmedium.
Die Frage ist, ob diese Technologien für die Herstellung von Strahlenkanonen oder Lichtschwertern geeignet sind. Kannst du einen Laser bauen, der groß genug ist, um den Todesstern anzutreiben? Heutzutage gibt es eine erstaunliche Vielfalt von Lasern, die nach dem Material des Arbeitsmediums und der Art und Weise, wie Energie gepumpt wird, klassifiziert werden können (dies kann Elektrizität, ein starker Lichtstrahl oder sogar eine chemische Explosion sein). Wir listen verschiedene Arten von Lasern auf.
• Gaslaser. Zu dieser Kategorie gehören auch die extrem verbreiteten Helium-Neon-Laser, die einen sehr bekannten roten Strahl erzeugen. Sie werden mit Radiowellen oder Elektrizität aufgepumpt. Helium-Neon-Laser sind stromsparend. Kohlendioxidgaslaser können jedoch zum Strahlen, zum Schneiden und Schmelzen von Metallen in der Schwerindustrie verwendet werden. Sie sind in der Lage, einen extrem starken und völlig unsichtbaren Strahl abzugeben.
• Chemische Laser. Diese leistungsstarken Laser werden durch chemische Reaktionen wie die Verbrennung von Ethylen und Stickstofftrifluorid NF3 aufgeladen. Diese Laser sind leistungsstark genug, um im militärischen Bereich eingesetzt zu werden. In den Vereinigten Staaten wird das Prinzip des chemischen Pumpens in Luft- und Bodenkampflasern angewendet, die einen Leistungsstrahl in Millionen Watt liefern können und zum Abschießen von Kurzstreckenraketen im Flug ausgelegt sind.
• Excimerlaser. Diese Laser beziehen ihre Energie auch aus einer chemischen Reaktion, an der üblicherweise ein Inertgas (d. H. Argon, Krypton oder Xenon) und eine Art Fluorid oder Chlorid beteiligt sind. Sie emittieren ultraviolettes Licht und können in der Elektronikindustrie zum Ätzen winziger Transistoren auf Halbleiterchips und in der Augenchirurgie für feinste Lasik-Operationen verwendet werden.
• Halbleiterlaser. Die Dioden, die wir so häufig in allen Arten von elektronischen Geräten verwenden, können leistungsstarke Laserstrahlen erzeugen, die in der Schneid- und Schweißindustrie eingesetzt werden. Dieselben Halbleiterlaser funktionieren auch in Registrierkassen und lesen Barcodes Ihrer ausgewählten Produkte.
• Farbstofflaser. Diese Laser verwenden organische Farbstoffe als Arbeitsmedium. Sie sind äußerst nützlich bei der Erzeugung ultrakurzer Lichtimpulse, die häufig in der Größenordnung von einer Billionstelsekunde liegen.
Laser und Strahlkanonen?
Angesichts der großen Auswahl an kommerziellen Lasern und der Leistung von Militärlasern ist es nicht verwunderlich, warum wir keine Strahlenkanonen und Kanonen haben, die für den Einsatz auf dem Schlachtfeld geeignet sind. In Science-Fiction-Filmen sind Strahlenkanonen und Pistolen der einen oder anderen Art die häufigsten und bekanntesten Waffen. Warum arbeiten wir nicht an einer solchen Waffe?
Die einfache Antwort auf diese Frage ist, dass wir nicht genügend tragbare Stromquellen haben. Dies ist keine Kleinigkeit. Strahlwaffen würden Miniaturbatterien von der Größe einer Palme erfordern, aber der Leistung eines riesigen Kraftwerks entsprechen. Derzeit besteht die einzige Möglichkeit, die Leistung eines großen Kraftwerks zu nutzen, darin, eines zu bauen. Und das kleinste militärische Gerät, das als Behälter für solche Energien dienen kann, ist eine Miniatur-Wasserstoffbombe, die leider nicht nur das Ziel, sondern auch sich selbst zerstören kann.
Es gibt auch ein zweites Problem - die Stabilität der emittierenden Substanz oder des Arbeitsmediums. Theoretisch gibt es keine Begrenzung für die Energiemenge, die in einen Laser gepumpt werden kann. Das Problem ist jedoch, dass der Arbeitskörper einer tragbaren Laserpistole instabil wäre. Kristalllaser zum Beispiel überhitzen und knacken, wenn Sie zu viel Energie in sie pumpen. Folglich kann die Schaffung eines extrem leistungsstarken Lasers, der ein Objekt verdampfen oder einen Feind neutralisieren kann, explosive Energie erfordern. In diesem Fall kann man natürlich nicht mehr an die Stabilität des Arbeitsmediums denken, da unser Laser wegwerfbar ist.
Probleme bei der Schaffung tragbarer Stromquellen und stabil emittierender Materialien machen die Existenz von Strahlenkanonen nach dem gegenwärtigen Stand der Technik unmöglich. Im Allgemeinen können Sie eine Strahlenkanone nur erstellen, wenn Sie ein Kabel von einer Stromquelle dazu bringen. Vielleicht können wir mit Hilfe der Nanotechnologie eines Tages Miniaturbatterien herstellen, die Energie speichern oder erzeugen können, die ausreicht, um starke Explosionen zu erzeugen - ein notwendiges Attribut von Handlaserwaffen. Wie wir gesehen haben, steckt die Nanotechnologie derzeit noch in den Kinderschuhen. Ja, Wissenschaftler haben es geschafft, auf atomarer Ebene einige Geräte zu entwickeln - sehr genial, aber völlig unpraktisch, wie Atomabakus oder Atomgitarre. Aber es kann durchaus vorkommen, dass was sonst noch in diesem oder sagen wirIm nächsten Jahrhundert wird uns die Nanotechnologie tatsächlich Miniaturbatterien zur Speicherung fabelhafter Energiemengen geben.
Lichtschwerter haben das gleiche Problem. Mit der Veröffentlichung von Star Wars im Jahr 1970 wurden Spielzeug-Lichtschwerter sofort ein Hit bei Jungen. Viele Kritiker betrachteten es als ihre Pflicht, darauf hinzuweisen, dass solche Geräte in Wirklichkeit unmöglich sind. Erstens kann Licht nicht verfestigt werden. Licht bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit, so dass es unmöglich ist, es zu verfestigen. Zweitens kann ein Lichtstrahl im Weltraum nicht abrupt abgeschnitten werden, wie es Lichtschwerter in Star Wars tun. Der Lichtstrahl kann nicht gestoppt werden, er ist immer in Bewegung; Ein echtes Lichtschwert würde weit in den Himmel gehen.
Tatsächlich gibt es eine Möglichkeit, aus Plasma oder überhitztem ionisiertem Gas eine Art Lichtschwert herzustellen. Wenn das Plasma ausreichend erwärmt wird, leuchtet es im Dunkeln und schneidet übrigens auch Stahl. Ein Plasma-Lichtschwert könnte ein dünner Teleskopschlauch sein, der sich von einem Griff aus erstreckt.
Heißes Plasma wird vom Griff in das Rohr freigesetzt, das dann durch kleine Löcher entlang der gesamten Länge der "Klinge" austritt. Das Plasma steigt vom Griff entlang der Klinge in einen langen, glühenden Zylinder aus überhitztem Gas, der heiß genug ist, um Stahl zu schmelzen. Ein solches Gerät wird manchmal als Plasmabrenner bezeichnet.
Auf diese Weise können wir ein energiereiches Gerät erstellen, das einem Lichtschwert ähnelt. Aber hier, wie in der Situation mit Strahlenkanonen, müssen Sie zuerst eine leistungsstarke tragbare Batterie besorgen. Entweder verwenden Sie Nanotechnologie, um eine Miniaturbatterie zu erstellen, die Ihr Lichtschwert mit einer enormen Energiemenge versorgen kann, oder Sie müssen sie mit einem langen Kabel an eine Stromquelle anschließen.
Während heute Strahlengewehre und Lichtschwerter in irgendeiner Form hergestellt werden können, sind die Handwaffen, die wir in Science-Fiction-Filmen sehen, nach dem gegenwärtigen Stand der Technik nicht möglich. Aber später in diesem Jahrhundert oder vielleicht im nächsten Jahrhundert könnte die Entwicklung der Wissenschaft der Materialien und der Nanotechnologie durchaus zur Schaffung der einen oder anderen Art von Strahlwaffe führen, die es uns ermöglicht, sie als eine Unmöglichkeit der Klasse I zu definieren.
Energie für den Todesstern
Um den Todesstern zu bauen, eine Laserkanone, die einen ganzen Planeten zerstören und Terror in die Galaxie bringen kann, wie in Star Wars gezeigt, müssen Sie den leistungsstärksten Laser erstellen, den Sie sich vorstellen können. Derzeit werden wahrscheinlich die leistungsstärksten Laser der Erde verwendet, um Temperaturen zu erhalten, die in der Natur nur in den Kernen von Sternen zu finden sind. Vielleicht helfen uns diese Laser und die darauf basierenden Fusionsreaktoren eines Tages auf der Erde, die Sternenenergie zu nutzen.
In Fusionsreaktoren versuchen Wissenschaftler, die Prozesse zu reproduzieren, die während der Sternentstehung im Weltraum stattfinden. Der Stern erscheint zunächst als riesige Kugel aus ungebildetem Wasserstoff. Dann komprimieren Gravitationskräfte das Gas und erwärmen es dadurch; allmählich erreicht die Innentemperatur astronomische Werte. Zum Beispiel kann die Temperatur tief im Herzen eines Sterns auf 50 bis 100 Millionen Grad ansteigen. Es ist heiß genug, damit die Wasserstoffkerne zusammenkleben. In diesem Fall erscheinen Heliumkerne und Energie wird freigesetzt. Bei der Fusion von Helium aus Wasserstoff wird ein kleiner Teil der Masse nach Einsteins berühmter Formel E = mc2 in Energie umgewandelt. Dies ist die Quelle, aus der der Stern seine Energie bezieht.
Wissenschaftler versuchen derzeit, die Energie der Kernfusion auf zwei Arten zu nutzen. Beide Pfade erwiesen sich als viel schwieriger zu implementieren als bisher angenommen.
Trägheitsbegrenzung für die Laserfusion
Die erste Methode basiert auf der sogenannten Trägheitsbegrenzung. Mit Hilfe der leistungsstärksten Laser der Erde wird im Labor künstlich ein Stück Sonne erzeugt. Der Festkörper-Neodym-Glaslaser ist ideal für die Reproduktion der höchsten Temperaturen, die nur in Sternkernen zu finden sind. Das Experiment verwendet Lasersysteme von der Größe einer guten Fabrik; Eine Batterie von Lasern in einem solchen System feuert eine Reihe paralleler Strahlen in einen langen Tunnel. Diese starken Laserstrahlen werden dann von einem System kleiner Spiegel reflektiert, die um das sphärische Volumen herum angebracht sind. Spiegel fokussieren alle Laserstrahlen präzise und richten sie auf eine winzige Kugel aus wasserstoffreichem Material (wie Lithiumdeuterid, dem Wirkstoff in einer Wasserstoffbombe). Wissenschaftler verwenden normalerweise eine Kugel von der Größe eines Stecknadelkopfes und wiegen nur etwa 10 mg.
Der Laserblitz erwärmt sofort die Oberfläche der Kugel, wodurch die oberste Schicht der Substanz verdunstet und die Kugel scharf zusammenbricht. Es "kollabiert" und die resultierende Stoßwelle erreicht ihr Zentrum und lässt die Temperatur im Inneren des Balls auf Millionen Grad steigen - das Niveau, das für die Fusion von Wasserstoffkernen zur Bildung von Heliumkernen erforderlich ist. Temperatur und Druck erreichen solche astronomischen Werte, dass das Lawson-Kriterium erfüllt ist, das auch in den Sternenkernen und bei den Explosionen von Wasserstoffbomben erfüllt ist. (Lawsons Kriterium besagt, dass bestimmte Werte für Temperatur, Dichte und Retentionszeit erreicht werden müssen, um eine Kernfusionsreaktion in einer Wasserstoffbombe, einem Stern oder einem Reaktor auszulösen.)
Bei der thermonuklearen Fusion mit Inertial Confinement wird eine große Menge an Energie freigesetzt, auch in Form von Neutronen. (Die Temperatur von Lithiumdeuterid kann 100 Millionen Grad Celsius erreichen, und die Dichte ist zwanzigmal so hoch wie die von Blei.) Es gibt einen Ausbruch von Neutronenstrahlung von der Kugel. Neutronen fallen in eine kugelförmige „Stoffdecke“, die die Reaktorkammer umgibt, und erwärmen sie. Die entstehende Wärme wird dann zum Kochen von Wasser verwendet, und der Dampf kann bereits zum Drehen der Turbine und zur Stromerzeugung verwendet werden.
Das Problem besteht jedoch darin, die energiereichen Strahlen zu fokussieren und ihre Strahlung gleichmäßig über die Oberfläche der winzigen Kugel zu verteilen. Der erste große Versuch der Laserfusion war Shiva, ein 20-Strahl-Lasersystem, das im Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) gebaut und 1978 gestartet wurde (Shiva ist die mehrarmige Göttin des hinduistischen Pantheons, die an ein Mehrstrahl-Lasersystem erinnert.) "Shiva" erwies sich als entmutigend; Mit seiner Hilfe konnte jedoch nachgewiesen werden, dass eine thermonukleare Laserfusion technisch möglich ist. Später wurde der "Shiva" durch den "Nova" -Laser ersetzt, der die Leistung des "Shiva" um das Zehnfache übertraf. Aber die "Nova" war nicht in der Lage, die Wasserstoffkugel richtig zu zünden. Wie auch immer,Beide Systeme ebneten den Weg für gezielte Forschung an der neuen National Ignition Facility (NIF), deren Bau 1997 am LLNL begann.
Das NIF wird voraussichtlich 2009 seine Arbeit aufnehmen. Diese monströse Maschine besteht aus einer Batterie von 192 Lasern, die in einem kurzen Impuls eine enorme Leistung von 700 Billionen Watt erzeugen (die Gesamtleistung von ungefähr 70.000 großen Kernkraftwerken). Es handelt sich um ein hochmodernes Lasersystem, das speziell für die vollständige Fusion von wasserstoffgesättigten Kugeln entwickelt wurde. (Kritiker weisen auch auf seine offensichtliche militärische Bedeutung hin - schließlich kann ein solches System den Prozess der Detonation einer Wasserstoffbombe simulieren; möglicherweise wird eine neue Art von Atomwaffe geschaffen - eine Bombe, die ausschließlich auf dem Fusionsprozess basiert und für die Detonation keine Uran- oder Plutonium-Atomladung mehr benötigt.)
Aber selbst das NIF-System, das den Prozess der Kernfusion sicherstellen und die leistungsstärksten Laser der Erde einbeziehen soll, kann nicht einmal im entferntesten mit der zerstörerischen Kraft des Todessterns verglichen werden, die uns aus Star Wars bekannt ist. Um ein solches Gerät herzustellen, müssen wir nach anderen Energiequellen suchen.
Magnetischer Einschluss für die Fusion
Die zweite Methode, mit der Wissenschaftler Death Rides im Prinzip aktivieren könnten, ist als magnetischer Einschluss bekannt - der Prozess, bei dem ein heißes Wasserstoffplasma durch ein Magnetfeld an Ort und Stelle gehalten wird.
Diese Methode wird möglicherweise als Prototyp für die ersten kommerziellen thermonuklearen Reaktoren dienen. Derzeit ist das am weitesten fortgeschrittene Projekt dieser Art der International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER). Im Jahr 2006 beschlossen mehrere Länder (darunter die Europäische Union, die USA, China, Japan, Korea, Russland und Indien), einen solchen Reaktor in Cadarache in Südfrankreich zu bauen. Darin muss Wasserstoff auf 100 Millionen Grad Celsius erhitzt werden. Es ist möglich, dass ITER der erste Fusionsreaktor in der Geschichte sein wird, der mehr Energie produzieren kann, als er verbraucht. Es ist für eine Leistung von 500 MW in 500 Sekunden ausgelegt (der aktuelle Rekord liegt bei 16 MW in einer Sekunde). Es ist geplant, dass das erste Plasma bis 2016 auf der ITER produziert wird.und die Installation wird 2022 voll funktionsfähig sein. Das Projekt hat einen Wert von 12 Milliarden US-Dollar und ist das drittteuerste Wissenschaftsprojekt in der Geschichte (nach dem Manhattan-Projekt und der Internationalen Raumstation).
Im Aussehen sieht die ITER-Installation aus wie ein großer Donut, der außen mit riesigen Ringen aus elektrischer Wicklung geflochten ist. Wasserstoff zirkuliert im Donut. Die Wicklung wird auf einen Zustand der Supraleitung abgekühlt, und dann wird eine große Menge Elektrizität in sie gepumpt, wodurch ein Magnetfeld erzeugt wird, das das Plasma im Donut hält. Wenn ein elektrischer Strom direkt durch den Donut geleitet wird, erwärmt sich das darin enthaltene Gas auf Sterntemperaturen.
Der Grund, warum sich Wissenschaftler so für das ITER-Projekt interessieren, ist einfach: Langfristig verspricht es, billige Energiequellen zu schaffen. Fusionsreaktoren werden mit gewöhnlichem Meerwasser betrieben, das reich an Wasserstoff ist. Zumindest auf dem Papier stellt sich heraus, dass die Kernfusion eine billige und unerschöpfliche Energiequelle darstellen kann.
Warum haben wir noch keine Fusionsreaktoren? Warum ist es schon mehrere Jahrzehnte - seit dem Moment in den 1950er Jahren. Es wurde ein Prozessdiagramm entwickelt - können wir keine echten Ergebnisse erzielen? Das Problem ist, dass es unglaublich schwierig ist, Wasserstoff gleichmäßig zu komprimieren. In den Sternenkernen zwingt die Schwerkraft den Wasserstoff dazu, eine perfekt kugelförmige Form anzunehmen, wodurch sich das Gas sauber und gleichmäßig erwärmt.
Die thermonukleare Laserfusion im NIF erfordert, dass die Laserstrahlen, die die Oberfläche der Wasserstoffkugel entzünden, genau gleich sind, und dies ist äußerst schwierig zu erreichen. Bei Installationen mit magnetischem Einschluss spielt die Tatsache, dass das Magnetfeld einen Nord- und einen Südpol aufweist, eine wichtige Rolle. Infolgedessen ist es äußerst schwierig, das Gas gleichmäßig in die richtige Kugel zu komprimieren.
Das Beste, was wir erzeugen können, ist ein Donut-förmiges Magnetfeld. Das Komprimieren eines Gases ist jedoch wie das Drücken eines Ballons in Ihren Händen. Jedes Mal, wenn Sie den Ball von einem Ende drücken, drückt die Luft ihn an einer anderen Stelle heraus. Das gleichzeitige und gleichmäßige Zusammendrücken des Balls in alle Richtungen ist keine leichte Aufgabe. Das heiße Gas tritt normalerweise aus der Magnetflasche aus; früher oder später erreicht es die Wände des Reaktors und der Prozess der Kernfusion stoppt. Deshalb ist es so schwierig, Wasserstoff genug zu pressen und ihn auch nur für eine Sekunde komprimiert zu halten.
Im Gegensatz zu modernen Kernkraftwerken, in denen Atome gespalten werden, erzeugt ein Fusionsreaktor keine große Menge an Atommüll. (Jedes der traditionellen Kernkraftwerke produziert 30 Tonnen extrem gefährlichen Atommüll pro Jahr. Im Gegensatz dazu besteht der Atommüll eines Fusionsreaktors hauptsächlich aus radioaktivem Stahl, der nach seiner Demontage zurückbleibt.)
Man sollte nicht hoffen, dass die Kernfusion die Energieprobleme der Erde in naher Zukunft vollständig lösen wird. Der Franzose Pierre-Gilles de Gennes, Nobelpreisträger für Physik, sagt: „Wir sagen, wir werden die Sonne in eine Kiste stecken. Gute Idee. Das Problem ist, wir wissen nicht, wie wir diese Box herstellen sollen. Die Forscher hoffen jedoch, dass ITER in vierzig Jahren, wenn alles gut geht, Wissenschaftlern helfen wird, den Weg für die kommerzielle Produktion von thermonuklearer Energie zu ebnen - Energie, die eines Tages Strom für unsere Häuser liefern könnte. Vielleicht werden uns Fusionsreaktoren eines Tages auf der Erde ermöglichen, Sternenenergie sicher zu nutzen und dadurch unsere Energieprobleme zu mildern. Aber selbst magnetisch begrenzte thermonukleare Reaktoren können Waffen wie den Todesstern nicht antreiben. Dies erfordert völlig neue Entwicklungen.
Kerngepumpte Röntgenlaser
Es gibt eine andere Möglichkeit, eine Todesstern-Laserkanone zu bauen, die auf der heutigen Technologie basiert - unter Verwendung einer Wasserstoffbombe. Eine Batterie von Röntgenlasern, die die Kraft von Atomwaffen nutzt und fokussiert, könnte theoretisch genug Energie liefern, um ein Gerät zu betreiben, das einen ganzen Planeten zur Detonation bringen kann.
Kernreaktionen setzen etwa 100 Millionen Mal mehr Energie pro Masseneinheit frei als chemische. Ein Stück angereichertes Uran, das nicht größer als ein Tennisball ist, würde ausreichen, um eine ganze Stadt in einem Wirbelwind aus Feuer zu verbrennen, obwohl nur 1% der Uranmasse in Energie umgewandelt wird. Wie gesagt, es gibt viele Möglichkeiten, Energie in das Arbeitsfluid eines Lasers und damit in den Laserstrahl zu pumpen. Die mächtigste dieser Methoden - weitaus mächtiger als alle anderen - besteht darin, die Energie einer Atombombe zu nutzen.
Röntgenlaser sind sowohl für militärische als auch für wissenschaftliche Zwecke von enormer Bedeutung. Die sehr kurze Wellenlänge der Röntgenstrahlung ermöglicht es, solche Laser zur Untersuchung von Atomabständen und zur Entschlüsselung der Atomstruktur komplexer Moleküle zu verwenden, was mit herkömmlichen Verfahren äußerst schwierig ist. Die Fähigkeit, Atome in Bewegung zu "sehen" und zwischen ihrer Position innerhalb eines Moleküls zu unterscheiden, lässt uns chemische Reaktionen auf völlig neue Weise betrachten.
Eine Wasserstoffbombe gibt eine enorme Menge an Energie in Form von Röntgenstrahlen ab, sodass Röntgenlaser mit der Energie einer nuklearen Explosion gepumpt werden können. In der Wissenschaft sind Röntgenlaser am engsten mit Edward Teller, dem "Vater" der Wasserstoffbombe, verbunden.
Übrigens war es Teller in den 1950er Jahren. sagte vor dem Kongress aus, dass Robert Oppenheimer, der zuvor das Manhattan-Projekt leitete, aufgrund seiner politischen Ansichten nicht mit weiteren Arbeiten an der Wasserstoffbombe betraut werden könne. Tellers Aussage führte dazu, dass Oppenheimer diffamiert und der Zugang zu Verschlusssachen verweigert wurde. Viele prominente Physiker konnten Teller dies nie verzeihen.
(Meine eigenen Kontakte mit Teller begannen in der High School. Anschließend führte ich eine Reihe von Experimenten zur Natur der Antimaterie durch, gewann den Hauptpreis auf der San Francisco Science Fair und eine Reise zur National Science Fair in Albuquerque, New Mexico. Ich habe an einem lokalen Fernsehprogramm teilgenommen. Später erhielt ich ein von Hertz benanntes Ingenieurstipendium, das mir half, mein Studium in Harvard zu bezahlen. Mehrmals im Jahr ging ich zu Teller nach Berkeley lernte seine Familie genau kennen.)
Im Prinzip ist der Teller-Röntgenlaser eine kleine Atombombe, die von Kupferstäben umgeben ist. Die Explosion einer Atomwaffe erzeugt eine kugelförmige Druckwelle intensiver Röntgenstrahlung. Diese energiereichen Strahlen passieren Kupferstäbe, die als Arbeitsmedium des Lasers fungieren und die Röntgenenergie in leistungsstarke Strahlen fokussieren. Die resultierenden Röntgenstrahlen können dann auf feindliche Sprengköpfe gerichtet werden. Natürlich kann ein solches Gerät nur einmal verwendet werden, da eine nukleare Explosion den Röntgenlaser selbst zerstören würde.
Der erste Röntgenlasertest, der als Cabra-Test (Cabra) bezeichnet wurde, wurde 1983 durchgeführt. Eine Wasserstoffbombe wurde in einer unterirdischen Mine gezündet, und dann wurde ein zufälliger Röntgenstrahl daraus fokussiert und in einen kohärenten Röntgenlaserstrahl umgewandelt. Die Tests erwiesen sich zunächst als erfolgreich; Tatsächlich war es dieser Erfolg im Jahr 1983, der Präsident Reagan dazu inspirierte, eine historische Absichtserklärung abzugeben, um einen Verteidigungsschild vor Star Wars zu bauen. Damit wurde ein Milliarden-Dollar-Programm gestartet, um ein Netzwerk von Geräten wie kerngepumpten Röntgenlasern aufzubauen, mit denen feindliche ICBMs abgeschossen werden können. Die Arbeit an diesem Programm wird heute fortgesetzt. (Später stellte sich heraus, dass ein Sensor entwickelt wurde, um Strahlung während eines historischen Tests zu registrieren und zu messen.wurde zerstört; daher konnte seinem Zeugnis nicht vertraut werden.)
Ist es wirklich möglich, mit einem solchen nicht trivialen Gerät Sprengköpfe mit ballistischen Raketen abzuschießen? Nicht ausgeschlossen. Es sollte jedoch nicht vergessen werden, dass der Feind viele einfache und kostengünstige Wege finden kann, um solche Waffen zu neutralisieren (zum Beispiel könnte man das Radar austricksen, indem man Millionen billiger Köder abfeuert, oder den Gefechtskopf drehen lassen, um Röntgenstrahlen auf diese Weise zu streuen, oder eine chemische Beschichtung dafür entwickeln würde den Gefechtskopf vor dem Röntgen schützen). Am Ende könnte der Feind einfach Sprengköpfe in Massenproduktion herstellen, die den Star Wars-Schild einfach anhand ihrer bloßen Anzahl durchbohren würden.
Daher können kerngepumpte Röntgenlaser derzeit nicht vor Raketenangriffen schützen. Aber ist es möglich, auf ihrer Grundlage einen Todesstern zu erschaffen, der einen ganzen Planeten zerstören oder ein wirksames Mittel zum Schutz vor einem sich nähernden Asteroiden werden kann?
Todessternphysik
Ist es möglich, eine Waffe zu erschaffen, die einen ganzen Planeten zerstören kann, wie in Star Wars? Theoretisch ist die Antwort einfach: Ja. Und in mehrfacher Hinsicht.
Es gibt keine physikalischen Einschränkungen für die Energie, die durch die Detonation einer Wasserstoffbombe freigesetzt wird. So läuft es. (Noch heute stuft die US-Regierung eine detaillierte Beschreibung der Wasserstoffbombe als streng geheim ein, aber im Allgemeinen ist ihr Gerät bekannt.) Eine Wasserstoffbombe wird in mehreren Schritten hergestellt. Durch die Kombination der richtigen Anzahl von Stufen in der richtigen Reihenfolge erhalten Sie eine Atombombe mit nahezu jeder vorgegebenen Leistung.
Die erste Stufe ist eine Standardspaltungsbombe oder Atombombe; Es nutzt die Energie von Uran-235, um einen Röntgenstrahl zu erzeugen, wie es in Hiroshima geschehen ist. Einen Sekundenbruchteil bevor die Explosion einer Atombombe alles in Stücke sprengt, erscheint eine sich ausdehnende Kugel mit einem starken Röntgenpuls. Diese Strahlung überholt die eigentliche Explosion (da sie sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt); es gelingt ihnen, es wieder zu fokussieren und in einen Behälter mit Lithiumdeuterid, dem Wirkstoff einer Wasserstoffbombe, zu schicken. (Wie genau dies geschieht, ist immer noch ein Staatsgeheimnis.) Röntgenstrahlen fallen auf das Lithiumdeuterid, wodurch es sofort zusammenbricht und sich auf Millionen von Grad erwärmt, was eine zweite Explosion verursacht, die viel stärker ist als die erste. Der Röntgenstrahl, der aus dieser zweiten Explosion resultiertSie können sich dann wieder auf die zweite Charge Lithiumdeuterid konzentrieren und eine dritte Explosion verursachen. Hier ist das Prinzip, nach dem Sie viele Behälter mit Lithiumdeuterid nebeneinander stellen und eine Wasserstoffbombe mit unvorstellbarer Kraft erhalten können. Die mächtigste Bombe in der Geschichte der Menschheit war somit die zweistufige Wasserstoffbombe, die 1961 von der Sowjetunion gezündet wurde. Dann gab es eine Explosion mit einer Kapazität von 50 Millionen Tonnen TNT, obwohl diese Bombe theoretisch eine Leistung von mehr als 100 Megatonnen TNT liefern konnte (was etwa 5000-mal mehr ist als die Leistung der auf Hiroshima abgeworfenen Bombe). Die mächtigste Bombe in der Geschichte der Menschheit war die zweistufige Wasserstoffbombe, die 1961 von der Sowjetunion gezündet wurde. Dann gab es eine Explosion mit einer Kapazität von 50 Millionen Tonnen TNT-Äquivalent, obwohl diese Bombe theoretisch eine Leistung von mehr als 100 Megatonnen TNT liefern konnte (was etwa 5000-mal mehr ist als die Leistung der auf Hiroshima abgeworfenen Bombe). Die mächtigste Bombe in der Geschichte der Menschheit war die zweistufige Wasserstoffbombe, die 1961 von der Sowjetunion gezündet wurde. Dann gab es eine Explosion mit einer Kapazität von 50 Millionen Tonnen TNT-Äquivalent, obwohl diese Bombe theoretisch eine Leistung von mehr als 100 Megatonnen TNT liefern konnte (was etwa 5000-mal mehr ist als die Leistung der auf Hiroshima abgeworfenen Bombe).
Es werden jedoch völlig andere Kräfte benötigt, um einen ganzen Planeten zu entzünden. Dazu müsste der Todesstern Tausende solcher Röntgenlaser in den Weltraum bringen, die dann gleichzeitig abgefeuert werden müssten. (Zum Vergleich sagen wir, dass die Vereinigten Staaten und die Sowjetunion auf dem Höhepunkt des Kalten Krieges jeweils etwa 30.000 Atombomben gelagert haben.) Die kombinierte Energie einer so großen Anzahl von Röntgenlasern hätte ausgereicht, um die Oberfläche des Planeten zu entzünden. Daher könnte das Galaktische Reich der Zukunft, das Hunderttausende von Jahren von uns entfernt ist, natürlich eine solche Waffe erschaffen.
Für eine hoch entwickelte Zivilisation gibt es einen anderen Weg: einen Todesstern zu erschaffen, der die Energie einer kosmischen Quelle von Gammastrahlenausbrüchen nutzt. Von einem solchen Todesstern würde ein Strahlungsstoß ausgehen, der nach dem Urknall an zweiter Stelle steht. Quellen von Gammastrahlenexplosionen sind ein natürliches Phänomen, sie existieren im Raum; Dennoch ist es denkbar, dass eine fortgeschrittene Zivilisation eines Tages ihre enorme Energie nutzen könnte. Wenn Sie die Rotation eines Sterns lange vor seinem Zusammenbruch und der Geburt einer Hypernova kontrollieren, ist es möglich, dass Sie den "Schuss" der Quelle von Gammastrahlenausbrüchen auf einen beliebigen Punkt im Raum lenken können.
Quellen von Gammastrahlenausbrüchen
Kosmische Quellen für GRBs wurden erstmals in den 1970er Jahren entdeckt. auf den vom US-Militär gestarteten Vela-Satelliten, die "zusätzliche Blitze" erkennen sollen - Beweise für eine illegale Atombombenexplosion. Anstelle von Fackeln auf der Erdoberfläche zeichneten Satelliten riesige Strahlungsschübe aus dem Weltraum auf. Die erste überraschende Entdeckung löste im Pentagon Panik aus: Testen die Sowjets neue Atomwaffen im Weltraum? Später wurde festgestellt, dass die Ausbrüche gleichmäßig aus allen Richtungen der Himmelssphäre kommen; Dies bedeutete, dass sie tatsächlich von außen in die Milchstraße kamen. Wenn wir jedoch einen wirklich extragalaktischen Ursprung der Bursts annehmen, wird sich ihre Kraft als wirklich astronomisch herausstellen - schließlich können sie das gesamte sichtbare Universum "beleuchten".
Nach dem Zusammenbruch der Sowjetunion im Jahr 1990 hat das Pentagon unerwartet eine große Menge astronomischer Daten freigegeben. Astronomen waren erstaunt. Sie stellten plötzlich fest, dass sie einem neuen mysteriösen Phänomen gegenüberstanden, das von Zeit zu Zeit gezwungen war, Lehrbücher und Nachschlagewerke neu zu schreiben.
Die Dauer von Gammastrahlen-Bursts ist kurz und reicht von einigen Sekunden bis zu mehreren Minuten. Daher ist ein sorgfältig organisiertes Sensorsystem erforderlich, um sie zu erkennen und zu analysieren. Zunächst registrieren Satelliten einen Ausbruch von Gammastrahlung und senden die genauen Koordinaten der Quelle zur Erde. Die erhaltenen Koordinaten werden an optische oder Radioteleskope übertragen, die wiederum auf einen bestimmten Punkt in der Himmelssphäre zielen.
Obwohl derzeit nicht alles über Gammastrahlenausbrüche bekannt ist, besagt eine der Theorien ihres Ursprungs, dass die Quellen von Gammastrahlenausbrüchen "Hypernovae" von außerordentlicher Stärke sind und massive Schwarze Löcher hinterlassen. In diesem Fall stellt sich heraus, dass die Quellen für Gammastrahlenausbrüche im Stadium der Bildung monströse Schwarze Löcher sind.
Aber Schwarze Löcher senden zwei Jets, zwei Strahlungsströme, vom Südpol und vom Norden aus wie ein Kreisel. Die Strahlung des Gammastrahlenausbruchs, den wir registrieren, gehört anscheinend zu einem dieser Ströme - dem, der sich als auf die Erde gerichtet herausstellte. Wenn der Fluss der Gammastrahlung von einer solchen Quelle genau auf die Erde gerichtet wäre und sich die Quelle selbst in unserer galaktischen Umgebung befindet (in einer Entfernung von mehreren hundert Lichtjahren von der Erde), würde ihre Kraft ausreichen, um das Leben auf unserem Planeten vollständig zu zerstören.
Erstens hätte ein elektromagnetischer Impuls, der durch Röntgenstrahlen von einer Gammastrahlen-Burst-Quelle erzeugt wird, alle elektronischen Geräte auf der Erde deaktiviert. Ein starker Röntgen- und Gammastrahl würde die Erdatmosphäre irreparabel schädigen und die schützende Ozonschicht zerstören. Dann würde ein Strom von Gammastrahlen die Erdoberfläche erwärmen und monströse Feuerstürme verursachen, die schließlich den gesamten Planeten verschlingen würden. Vielleicht hätte die Quelle von Gammastrahlenausbrüchen den Planeten nicht in die Luft gesprengt, wie im Film "Star Wars" gezeigt, aber es hätte sicherlich alles Leben darauf zerstört und eine verkohlte Wüste zurückgelassen.
Es kann davon ausgegangen werden, dass eine Zivilisation, die uns in ihrer Entwicklung um Hunderte von Millionen von Jahren übertroffen hat, lernen wird, solche Schwarzen Löcher auf das gewünschte Ziel zu lenken. Dies kann erreicht werden, indem man lernt, die Bewegung von Planeten und Neutronensternen zu steuern und sie kurz vor dem Zusammenbruch in einem genau berechneten Winkel zu einem sterbenden Stern zu lenken. Ein relativ geringer Aufwand reicht aus, um die Rotationsachse des Sterns abzulenken und in die gewünschte Richtung zu richten. Dann wird der sterbende Stern zur größten vorstellbaren Strahlkanone.
Zusammenfassen. Die Verwendung leistungsfähiger Laser zur Herstellung tragbarer oder tragbarer Strahlwaffen und Lichtschwerter sollte als Unmöglichkeit der Klasse I eingestuft werden - höchstwahrscheinlich wird dies in naher Zukunft oder beispielsweise in den nächsten hundert Jahren möglich sein. Die äußerst schwierige Aufgabe, einen rotierenden Stern zu zielen, bevor er explodiert und in ein Schwarzes Loch umgewandelt wird, dh ihn in einen Todesstern umzuwandeln, sollte als Unmöglichkeit der Klasse II betrachtet werden - etwas, das den Gesetzen der Physik nicht eindeutig widerspricht (schließlich existieren die Quellen von Gammastrahlenausbrüchen in der Realität), kann aber erst weit in der Zukunft nach Tausenden oder sogar Millionen von Jahren realisiert werden.
Aus dem Buch: "Physik des Unmöglichen".
