The Stun Guns of Sci-Fi Are More Science, Less Fiction

Elke zomer kunnen filmliefhebbers meestal rekenen op een sci-fi fantasy-actiereeks met een verdovingspistool waarbij alles wordt vastgelegd, van elektrische bouten tot lasers - nooit kogels.

Deze zomer heeft op dat front niet teleurgesteld. In juni waren er gigantische laserwapens in Independence Day: heropleving en nu in Ghostbusters, we zien onze helden kurkentrekker "proton streams" afvuren, afgeleid van hun iconische "proton packs." Star Trek Beyond de bemanning van het ruimteschip Onderneming blijft hun beproefde en verfijnde sci-fi-ray-pistool, de 'phaser', zwaaien. Ongeacht of deze wapens zijn ingesteld om te verdoven, buitenaardse wezens op te blazen of spoken te ruïneren, de vraag is deze: zijn zap-guns aannemelijk?

Disclaimer tijd: Uiteraard zowel de "phaser" van Star Trek en de "protonpakketten" van Ghostbusters zijn niet specifiek afgebeeld als lasers in hun respectieve fictieve realiteiten. Een phaser is vermoedelijk een 'gefaseerd energiewapen', maar dat werd alleen zo genoemd Star Trek zou er mee weg kunnen komen door dingen te doen die lasers niet kunnen. (Plus, de originele bemanning van de Onderneming in "The Cage", heeft in feite "laserpistolen" gebruikt.)

De "positron-colliders" en "proton-toverstokken" van elke iteratie van Ghostbusters zijn vermoedelijk ontworpen om de aard van de negatieve en positieve protonen en elektronen te veranderen om geesten te vangen. Omdat het onmogelijk is om spoken te vangen - spoken zijn niet echt - waar we hier in geïnteresseerd zijn, is hoe beide wapens echt werken.) Phasers en protonenstromen stralen beiden warmte uit, zijn kleurrijk en kunnen dingen in brand steken en dingen opblazen. Maar hebben we zoiets als zij in de echte wereld?

Eén ding is zeker: de blasters en straalpistolen van science fiction zijn absoluut van tevoren echte lasers. In 1898, H.G. Wells's De oorlog van de werelden zag de marsmannetjes "hittestralen" hanteren. Te beginnen met zijn eerste gedrukte verschijning in de novelle van Philip Francis Nowlan in 1928, Armageddon 2419 A.D, Anthony "Buck" Rogers heeft variaties op een "atomisch pistool" afgevuurd. Opgevat als een wapen dat zijn doelen terugbracht naar hun basisatomen (een "verstuiver"), zag Buck's fictieve ruimtepistool vele herhalingen, maar de beroemdste was waarschijnlijk de versie uit 1935 in de populaire zwart-witseries met Buster Crabbe in de hoofdrol. Die verstuiver sprong in de reguliere popcultuur en werd een icoon toen het in 1995 op de mouw van het gelijknamige album van de Foo Fighter stond.

Toch werden de meeste van deze wapens beschouwd als strikt in het domein van dwaze science fiction, tot op het punt dat ze alom als absurd werden beschouwd.

Dat wil zeggen, tot rond het einde van de jaren 1950, toen de laser is uitgevonden. De uitvinding van de laser wordt bestreden; bij Bell Laboratories in 1957 ontwikkelden de natuurkundigen Charles Hard Townes en Arthur Leonard Schawlow verschillende toepassingen voor een "een optische maser", wat in wezen technologie was die microgolfsignalen met zichtbaar licht kon focussen. Ongeveer tegelijkertijd presenteerde een afgestudeerde student in de natuurkunde een proefschrift voor een apparaat dat hij een 'laser' noemde. Gedurende 28 jaar werd een rechtszaak aangespannen tussen de wetenschappers en de promovendus, Gordan Gould. En hoewel het nog steeds niet duidelijk is of Gould zelfstandig het idee van lasers van Townes en Schawlow heeft bedacht of een idee volstrekt heeft gestolen, heeft de laser zichzelf gecementeerd als niet alleen een wetenschappelijk wonder, maar een sci-fi-steunpilaar.

De term "laser" is een ruw acroniem van "lichtversterking door gestimuleerde emissie van straling." Crudely, een laser is het resultaat van het gebruik van lenzen en de toepassing van energie, om licht in een laserstraal of explosie te focussen. In de dagen van Townes, Schawlow en Gould gold deze definitie bijna uitsluitend voor zichtbaar licht. Tegenwoordig worden "infrarode" (niet-zichtbare) lasers echter samengevoegd met zichtbare lasers, omdat het allemaal is licht of het zichtbaar is of niet.

Het is op dit specifieke punt waar sciencefiction-versies van "lasers" en echte lasers verschillen vinden. In bijna alle versies van Star Trek, fasers vuren een stroom energie af die lijkt op een laserstraal, maar in de nieuwere films worden deze gevisualiseerd als "bouten of" pulsen. "(Denk aan het blastervuur ​​van Star Wars.) Verschillende soorten echte lasers zijn in feite in staat om het visuele effect te reproduceren dat we in zoiets zien Star Trek, maar zouden die kleurrijke balken of bouten enige schade aanrichten?

"De meeste krachtige lasers zijn eigenlijk niet zichtbaar", vertelde Robert Waltmire, President van Laser Experts omgekeerde. "Deze effecten zie je van krachtige lasers, rood en blauw en groen - zoiets bestaat niet. De krachtige lasers bevinden zich in het infrarode spectrum. "Zoals Waltmire uitlegde, is de kwestie van een zichtbaar laserergiewapen direct gerelateerd aan de golflengte: een langere golflengte houdt meer energie vast en hoe verder men op die golflengte komt, hoe minder zichtbaar het licht wordt.

Er is iets griezelig mystiek en mooi aan dit feit, omdat de wetenschap heeft aangetoond dat de krachtigste sci-fi lasers zullen zijn onzichtbaar. En dat komt omdat lasers zijn afgeleid van licht, wat natuurlijk gebeurt, van nature. Waltmire wees erop dat het natuurlijk mogelijk is om zichtbare lasers te hebben die "dingen verbranden", maar dat het wattage (energie) meestal laag is.

Een snelle Google-zoekopdracht levert allerlei resultaten op van dit soort ballon-knallende lage wattage-lasers. Je kunt zelfs mensen vinden die hun zelfgemaakte lasers hebben gemaakt kijken zoals fasers van Star Trek. Maar als we op zoek zijn naar laserwapens kijken zoals die in sciencefictionfilms, dan willen we dat kunnen zien die balk of bout, zelfs als het niet praktisch is. Daarom, omgekeerde reikte uit naar Drake Anthony, YouTube-beroemd als "styropyro" een homegrown laser-hobbyist en bonafide internet sensatie.

"Ik zal eerlijk tegen je zijn, ik heb in mijn leven geen films gezien," vertelde Anthony omgekeerde. "Ik heb nee gezien Star Trek, Nee Star Wars, dus kun je me een beschrijving geven van het wapen waar je het over hebt? 'Het feit dat Drake Anthony was niet geïnspireerd om zijn indrukwekkende op maat gemaakte lasers te vormen vanwege science fiction geeft hem een ​​ongelooflijke hoeveelheid geloofwaardigheid aan zijn passie: hij vindt deze dingen gewoon leuk omdat ze cool zijn. Nadat hij hem een ​​idee had gegeven over wat de Ghostbusters en verschillende Kirk en Spock aan het doen zijn met hun energiewapens (iets draagbaars met een redelijk bereik en een vermogen om dingen omver te werpen, mensen te verdoven en / of dingen op te blazen), woog Anthony in:

"Het komt neer op verwarming en energieopslag", legt hij uit. "We worden beperkt door de hoeveelheid elektrische energie die we in een klein apparaat kunnen opslaan. Als je het hebt over het neerschieten van mensen met een laser, moet je een batterij hebben die kan worden opgeborgen veel van elektrische energie."

Het bereik van een laser is echter niet exclusief over kracht, in het praten over Anthony's Laser Bazooka, hij zei dat het "slechte optica had, en dat als de focus lenzen werden" gecorrigeerd "het veel meer bereik kon hebben, wat betekent, in ieder geval in termen van hoe ver de laser zou kunnen "schieten", is kracht geen groot probleem. "Een goed gecorrigeerde 200-Watt laser kan metaal snijden," zei Anthony, "Mijn laser bazooka heeft veel energie, maar de straal is onzin." We kunnen alleen maar aannemen dat Kirk's draagbare phaser een ontzettend goed afgestelde lens is, die is de reden waarom zijn straal altijd zijn doel vindt. Dienovereenkomstig heeft Anthony geholpen om de drie primaire uitdagingen in de echte wereld te identificeren bij het creëren van draagbaar zichtbaar laserwapens:

• energie input
• optica van de straal
• WARMTE

In alle video's van Drake Anthony kun je hem duidelijk zien met zowel beschermende brillen als handschoenen. "Die hitte problemen kunnen behoorlijk ernstig worden," zei hij. Dit geldt zowel in het echte leven als het reel-leven. In Star Trek fasers worden altijd afgebeeld als 'cool-to-the-touch' na gebruik, een feit dat onmogelijk lijkt met elektrisch aangedreven lasers. Maar wat als dit soort wapens niet afhankelijk waren elektriciteit voor kracht? Wat als de lasers hun stroom van een andere bron hebben afgeleid, zoals nucleair energie? Dienovereenkomstig, de Ghostbusters gebruiken inderdaad rugzakken die kernreactoren lijken te bevatten die op hun beurt hun wapens van stroom voorzien. Op dit punt lijken de gereedschappen van de Ghostbusters realistischer dan alles waarop Kirk, Spock of Picard zouden gebruiken Star Trek op zijn minst in de afdelingen energie-efficiëntie en output.

"Je hebt niet per se elektriciteit nodig," zei Anthony, "je zou nucleaire batterijen kunnen gebruiken zoals in sommige van onze oudere ruimtevaartuigen of … je zou een echte radioactieve stof kunnen gebruiken om een ​​laser aan te drijven." Het gevaar is hier natuurlijk duidelijk: als de gebruiker van een dergelijk laserwapen werd blootgesteld aan tonnen straling, er zijn uiterst gevaarlijke bijwerkingen. In het origineel Ghostbusters, wanneer Egon Ray's nucleair aangedreven protonpakket inschakelt, gaat hij komisch weg uit angst voor de straling die daarvan afkomstig is. Maar in theorie zou de gebruiker, als de kerneenheid zich in een beschermende omhulling bevond, zoals lood, relatief worden beschermd tegen bijwerkingen. Dus, een laser-pistool aangesloten op een nucleaire rugzak - zoals in Ghostbusters - lijkt helemaal niet vergezocht. Scoor er een voor de Ghostbusters!

Toch zijn beide Holtzman in het nieuwe Ghostbusters en Ray Stanz in het origineel dragen af ​​en toe een veiligheidsbril, hoewel de andere 'Busters dat niet doen. Aanvankelijke storyboards voor de originele film hadden zelfs de Ghostbusters in helmen, maar echt, ze zouden allemaal iets moeten dragen! Ray zegt tegen Egon: "Kijk niet direct in de val, in de eerste film, implicerend, net als lasertechnologie, kan al dit spul je ogen beschadigen.

"Het is een verblindend apparaat," vertelde Drake Anthony omgekeerde "Je zou een laser kunnen nemen die slechts een fractie is van het wattage van sommige van mijn sterkste, en nog steeds gebruiken om iemand te verblinden." Aangenomen dat de technologie die Captain Kirk gebruikt met een phaser vergelijkbaar is met een laser, hoe kunnen mensen dan ontbranden? dergelijke wapens en niet verblind worden? Het eenvoudigste antwoord is dat ze dat niet konden. Als deze energiebundels lasers waren, zouden de Ghostbusters en leden van Star Fleet onmiddellijk blind zijn.

Zoals Robert Waltmire opmerkt, is er absoluut geen reden om deze krachtige lasers zichtbaar te maken, dus als de nieuwe Bryan Fuller in 2017's Star Trek wilde superrealistisch zijn, fasers zouden onzichtbaar onzichtbaar zijn. Toch kunnen zelfs infrarode lasers brandwonden in het hoornvlies van het oog veroorzaken, dus zou er nog een soort oogbescherming nodig zijn. Kunnen alle Ghostbusters of iedereen in de 23e eeuw contactlenzen dragen die hen beschermen tegen de blindeffecten van hun straalkanonnen?

"Als deze theoretische contactlenzen lasers filteren, zeg blauwe lasers, zou je geen blauw zien," zei Anthony. Dit betekent dat de geavanceerde contactlenzen die de Ghostbusters dragen wetenschappelijk wetenschappelijk levensvatbaar zijn om hen te beschermen tegen lasers die rondvliegen en hun ogen beschadigen. Maar kan dat echt gebeuren? 'Het is mogelijk, denk ik,' zei Anthony, 'maar daar heb ik nog nooit van gehoord.'

Een ander gemeenschappelijk kenmerk van laserachtige wapens in sci-fi is het bijbehorende geluid met het afvuren van het wapen, het verklikkerlicht kerkbank-kerkbank of zap we zijn allemaal bekend met. "Geloof het of niet," vertelde Robert Waltmire omgekeerde, "Als je rotzooit met deze dingen … kun je allerlei verschillende tonen krijgen … maar de balk zelf, je zou niet veel horen … maar als de straal is raken iets, YEAH. Dat zou je horen. '

De draagbare wapens aan Star Trek bestaan ​​in een verre toekomst, de blasters van Star Wars in een ver verleden, terwijl de Ghostbusters zijn hun energiesprongen hedendaags rocken. Hoe ver weg zijn we, in werkelijkheid van niet alleen de zelfgemaakte lasers die Drake Anthony creëert, maar het soort dat een indringer zou kunnen zappen, zoals in Star Trek. 20 jaar? 30?

"Het is mogelijk en zeer waarschijnlijk," vertelde Waltmire omgekeerde, "De eerste industriële lasers voor vijftig voet kasten … nu zijn ze twee-bij-twee vierkanten. Dat bestaat nu … dus voor een draagbare draagbare telefoon waarover je het hebt? Ik zou zeggen dat je ongeveer 5 of 10 jaar kijkt, eigenlijk.

Met dit soort projecties is het waarschijnlijk een goed idee om te beginnen voorspellen dat de volgende serie populaire programma's met zaps uit ray-guns niet in science fiction zullen zijn, maar in plaats daarvan echte documentaires.