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Endarbeit
Film

Heilwig Gymnasium Hamburg

1+, Frau Hennicke und Frau Brüntrupp, 2011

Anna S. ©
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sternsternsternsternstern
ID# 31345







Andere Welten: Zwischen Science und Fiction

Die Revolution ,Star Wars‘


Inhalt

Die Revolution ,Star Wars‘

Einleitung

Das Lichtschwert: Die Waffe der Jedi-Ritter

Hologramme: Bewegte 3D-Bilder zur Kommunikation

Der Hyperraum: Mit Lichtgeschwindigkeit durch die Galaxis

Droiden: Die elektronischen Helfer in allen Lebenslagen

Der Roberta-Kurs

Fazit


Einleitung



Als Star Wars 1977 in den USA in die Kinos kam, hat keiner damit gerechnet, dass es einmal ein Erfolg werden würde. Dementsprechend lief es auch nur in drei Kinos an.

Aber allen Erwartungen zum Trotz spielte der Film mit einem Budget von 150.000 $ bereits nach sechs Tagen 2.5 Mio. $ ein. Star Wars schlug ein wie eine Bombe.

Die im Film verwendete Tricktechnik revolutionierte die Special-Effect-Branche, George Lucas‘ Special-Effect-Firma Industrial Light&Magic entwickelte zahllose eigene Kameras und Programme, um Raumschiffe und Co. so realistisch wie möglich darzustellen.

sechs weitere Kinofilme folgten, sowie eine Zeichentrickserie, mehrere Fernsehfilme, unzählige Comics, Bücher, Modelbau-Raumschiffe, Actionfiguren und Millionen weiterer Fanartikel. Innerhalb von knapp 35 Jahren entwickelte sich Star Wars zur größten zusammenhängenden Fantasiewelt unserer Geschichte. Fast jedes Kind kennt Star Wars, Menschen von überall auf der Welt lieben es.

George Lucas ist es gelungen, eine sehr komplexe Welt zu erschaffen, die in sich geschlossen und stimmig ist. Dies bezieht sich sowohl auf den Stand der Technik, als auch auf die Gesellschaftsstruktur, das politische System, den geschichtlichen Hintergrund und vieles mehr.

Aber gerade bezüglich der Technik scheiden sich die Geister. Viele Star-Wars-Kritiker sind der Meinung, dass Lucas‘ Erfindungen, wie das berühmte Lichtschwert, physikalisch unmöglich sind und jeglichen Naturgesetzen widersprechen.


Ich bin seit Jahren ein großer Star-Wars-Fan und Bewunderer von George Lucas und seiner Arbeit. Anders als die meisten bin ich der Meinung, dass in der Kunstform Science Fiction eine Menge Wissenschaft steckt und dass die Star-Wars-Filme nicht, wie viele meinen, fern von unserer heutigen Realität, sondern lediglich unserer Zeit voraus sind.

Aus diesem Grund habe ich vier technische Phänomene aus den sechs Star-Wars-Filmen (Episode I-VI) untersucht, um herauszufinden, ob diese in unserer Welt theoretisch möglich wären, und ob es vielleicht sogar schon etwas Vergleichbares bei uns gibt.

Jedes Phänomen werde ich kurz vorstellen, erläutern, ob es technisch möglich ist und falls möglich Beispiele geben, wo es so etwas in unserer Welt‘ bereits gibt bzw. bald geben wird.

Ich war von meinen Ergebnissen selbst positiv überrascht.

Das Lichtschwert: Die Waffe der Jedi-Ritter

„Die Waffe eines Jedi-Ritters. Nicht so plump und so ungenau wie Feuerwaffen. Eine elegante Waffe aus zivilisierteren Tagen.“

-Obi-Wan Kenobi

Star Wars Episode IV: Eine neue Hoffnung (1977).


Das Lichtschwert - der wohl bekannteste Gegenstand aus Star Wars. Und auch der umstrittenste.

Licht mit hoher Energiedichte zu erzeugen ist bereits heute möglich. Industrielaser können zum Beispiel durch Stahlplatten schneiden. Diese Laserstrahlen sind jedoch, wie alles Licht, unendlich lang. Um das zu ändern, muss man das Licht auf einen bestimmten Raum beschränken: Dies kann mit Hilfe eines Magnetfelds geschehen.

„Wird Antimaterie in einem kleinen Magnetfeld gespeichert, dann könnte auf kleinem Raum mit sehr kleiner Masse viel Energie gespeichert werden.“

(URL: [Zugriff: 25.10.10].)

Diese Energiekammer würde sich im Griff des Lichtschwerts befinden. Die energiereiche Antimaterie, deren Atome im Gegensatz zu denen der Materie ihre Elektronen im Kern und ihre Protonen in der Hülle haben, würde einen Laserstrahl produzieren, der die umliegende Luft ionisieren würde. Träfen diese Ionen auf ein Magnetfeld, würde dies sie aufhalten, sie würden sich in der Spitze des Lichtschwerts sammeln und dort ein dichtes Plasma bilden.

Vom Griff aus würden die Magnetfeldlinien in einer Hälfte der Lichtklinge bis zur Spitze laufen, dort durch  das Plasma gebogen werden und dann auf der anderen Seite wieder bis zum Griff hinab laufen.

Dieses Lichtschwert oder Plasmaschwert wäre genau wie die Industrielaser imstande,  durch Stahl oder andere harte Materialien zu schneiden. Um es zu verstauen, müsste  man den Laserstrahl abschalten und das Magnetfeld deaktivieren. Das Plasmafeld würde dann verschwinden, da es ja erst durch den Laserstrahl entsteht.


Die Nachteile dieses Prinzips:

Das Plasma im Schwert wäre extrem heiß (zwischen 1000 und 1 Mio. °C). Das Magnetfeld müsste also absolut gleichmäßig sein und dürfte keine Schwachstellen haben, sonst würde das Plasma austreten und dem Träger des Schwertes starke Verbrennungen zufügen.

Würden zwei solcher Klingen aufeinandertreffen, wie das in Star Wars ja öfter der Fall ist, würden sich die Magnetfelder der Klingen verbinden. Die Schwerter würden instabil werden und das Plasma würde ebenfalls auslaufen.

Dieses Plasmaschwert könnte man außerdem nur im Vakuum benutzen, da frische Luft die Klinge sofort auslöschen würde.

In der Praxis ist das also noch nicht ausführbar.


Hologramme: Bewegte 3D-Bilder zur Kommunikation

„Und im Zentrum dessen bot sich Luke ein Anblick, der ihm einen kalten Schauer über den Rücken jagte: Eine holographische Karte der Galaxis.“

Zahn, Timothy(2000): Star Wars- Der Zorn des Admirals. 7.Aufl. München: Wilhelm Heyne Verlag. 63.

Bewegte 3-dimensionale Bilder, teilweise sogar Live übertragen. Das scheint im Zeitalter des 3D-Kinos gar nicht so weit weg. Und tatsächlich: Es gibt bereits Hologramme.

Ein Projektor im Boden wirft ein Bild zuerst auf einen Spiegel und dann an die Decke. Das Bild von der Decke wird auf einer Folie reflektiert, die leicht schräg im Raum gespannt ist. Zusätzlich nimmt man die Raumtiefe war, man sieht das Bild in 3D. Dieses System funktioniert sowohl bei aufgezeichneten Filmen als auch bei Live-Übertragungen.

Es könnte also bald sein, dass man sich Fußballspiele in Hamburg im Stadion angucken kann, obwohl das Spiel eigentlich in Kapstadt stattfindet.

Bei einer anderen, sehr viel komplizierteren und deshalb auch noch nicht so ausgereiften Technik, schreibt ein grüner 50-Hertz-Pulslaser die Informationen auf ein spezielles Trägermedium. Man benutzt dafür ein neu entwickeltes photorefraktives Polymer aus mehreren Schichten, das zwischen zwei Glasplatten eingebettet wird.

„Diese transparente Platte wird dann mit einer Leuchtdiode angestrahlt - und fertig ist das dreidimensionale Bild. Es besteht aus sogenannten Hogels. Das ist die einen Millimeter große 3D-Version der Pixel. Einmal gezeichnet bleiben die einzelnen Bilder mehrere Sekunden, zum Teil sogar Minuten lang stabil. Dann verblassen sie langsam - wenn sie nicht vorher schon durch ein neues Bild überschrieben werden.“

Der Vorteil dieser Technik ist: Man könnte das Bild aus sehr vielen Perspektiven sehen, nicht nur aus zwei, wie beispielsweise mit einer 3D-Brille (eine für jedes Auge). Für jede Perspektive müsste das Objekt mit einer anderen Kamera gefilmt werden. Im Moment benutzt man 16 Kameras, die im Halbkreis um das zu filmende Objekt aufgestellt werden, also 16 Perspektiven.

Theoretisch ist es so auch möglich, eine Rundumansicht des Gegenstands zu erstellen. Dies wäre gerade in der Medizin sehr hilfreich.

Das Problem ist, dass der Laser etwa 30 Bilder pro Sekunde erstellen müsste, damit wir eine flüssige Bewegung sehen. Dazu ist er derzeit noch nicht in der Lage.

Hinzu kommt, dass riesige Datenmengen von den Aufnahmekameras zum Laser transportiert werden müssen. Um diese Technik handelstauglich zu machen, müssten diese Datenmengen sehr stark reduziert werden.


Der Hyperraum: Mit Lichtgeschwindigkeit durch die Galaxis



„Vorbereiten auf Lichtgeschwindigkeit.“

„Die . die kommen immer näher!“

„Ach ja?! Dann sehen sie sich das gut an!“

- Han Solo und Leia Organa

Star Wars Episode V: Das Imperium schlägt zurück (1980).

Ohne den Sprung durch die Lichtmauer würde es Jahrzehnte dauern, um von einem Punkt der Galaxis zum anderen zu kommen. In Star Wars benutzt man den Hyperantrieb, um das Raumschiff entsprechend zu beschleunigen.

Steve Lamoreaux und Justin Torgerson, zwei Physiker vom Los Alamos National Laboratory (New Mexico, USA), haben durch Vergleiche der Daten eines zwei Milliarden Jahre alten natürlichen  Atomreaktors und eines heutigen Kernkraftwerks herausgefunden, dass sich die Feinstrukturkonstante Alpha (die die Stärke der elektromagnetischen Wechselwirkung angibt) verringert hat.

Genau wie die Lichtgeschwindigkeit galt sie bis jetzt als wirklich feste Konstante.

Da die Lichtgeschwindigkeit antiproportional zu Alpha verläuft, müsste sie in den letzten zwei Milliarden Jahren zugenommen haben, und das wahrscheinlich nicht einfach nur durch den Zeitverlauf, sondern aufgrund von gewissen Bedingungen.

Aber selbst wenn es uns gelingen sollte, die Lichtgeschwindigkeit zu verringern, bräuchte man immer noch Unmengen an Energie, um eine Rakete, die ja mehrere hundert Tonnen wiegt, auf Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen. Für einen ,normalen‘ Raketenstart braucht man bereits drei Triebwerke, allein um die Erdanziehungskraft zu überwinden.

Und wie will man bei so einer unglaublichen Geschwindigkeit Planeten und Sternen ausweichen? Wie schnell müsste ein Computer arbeiten, der automatische Ausweichmanöver durchführen kann?

Diese und viele weitere Probleme zeigen, dass die oben beschriebene Entdeckung noch nicht zur absoluten Lösung führen kann.

Eine andere Möglichkeit, riesige Entfernungen in möglichst kurzer Zeit zu überwinden, wären Wurmlöcher (Falten des Weltalls in Dimensionen jenseits der drei klassischen) als Abkürzungen zu entlegenen Orten.

Eine Ameise ist nur in der Lage zwei-dimensional zu denken. Wenn man eine Ameise auf einen Apfel setzte, würde sie loslaufen und denken, sie laufe immer weiter geradeaus. Dass sie in Wirklichkeit im Kreis läuft, ist ihr nicht bewusst. Wenn man jetzt ein Loch durch den Apfel bohrte und die Ameise dadurch fiele, würde sie nicht verstehen, was geschehen ist. Das, was das Loch im Apfel für die Ameise ist, ist für uns das Wurmloch.

Ein anderes Beispiel: Man stelle sich unsere Galaxis wie ein Din-A4-Blatt vor, in dem die Planeten stecken. Nimmt man jetzt das Blatt und faltet es so, dass sich die gegenüberliegenden Kanten berühren, stellt man damit eine direkte Verbindung zwischen zwei sehr weit entfernten Punkten her - ein Wurmloch.

Der leere Raum produziert ständig solche Wurmlöcher, allerdings entstehen und verschwinden diese so schnell, dass es den Physikern bis jetzt noch nicht möglich ist, zu bestimmen, wann und wo ein Wurmloch auftauchen wird. Es ist jedoch einfacher, bestehende Wurmlöcher zu finden, als neue zu erschaffen, da hierzu ein ungeheurer Energieaufwand nötig ist.

Ein Wurmloch mit einem Durchmesser von einem Nanometer  könnte 1069 Bits (1059 GB) pro Sekunde transportieren.

Droiden: Die elektronischen Helfer in allen Lebenslagen

„Er ist ein Protokolldroide und soll Mom helfen. Pass auf!“

[ .]

„Hallo, ich bin C-3PO. Roboter. Menschkontakter. Womit kann ich euch dienen?“

-Anakin Skywalker, C-3PO und Padmé Amidala

Star Wars Episode I: Die dunkle Bedrohung (1999).

Droiden sind aus dem Star-Wars-Universum nicht wegzudenken. Sie reparieren Raumschiffe, spielen Botschaften ab oder übersetzen Texte in 5.000.000 andere Sprachen. Die wohl bekanntesten Exemplare ihrer ,Gattung‘ sind R2D2 und C-3PO.

Aber auch in unserer Welt sind wir von Droiden - wir nennen sie eher Roboter - umgeben.

Sie arbeiten als Schweißer in der Autoindustrie, verkaufen Tickets für Zugfahrten, melken Kühe und können mittlerweile schon Fußball spielen.

Solche Roboter funktionieren mit Hilfe eines neuralen Netzwerkes. Dieses arbeitet wie ein Gehirn, nur auf einem sehr viel einfacherem Niveau. Sogar das Gehirn eines Käfers ist komplizierter, muss jedoch auch kompliziertere Dinge vollbringen, als die vom Menschen programmierten Maschinen.

Da es immer mehr alte Menschen und immer weniger junge gibt, wird es Pflegekräften bald nicht mehr möglich sein, alle Hilfsbedürftigen Menschen zu versorgen. Um diesen Mangel auszugleichen, wurde der Roboter entwickelt.

Testversionen des Care-O-bots werden schon in Altenheimen in Stuttgart eingesetzt. Das Problem ist nur, dass es sich viele alte Menschen nicht vorstellen können, mit einem Roboter zu leben.

Ein weiteres Beispiel ist der Qrio von Sony. Er wurde 2000 gebaut und ist ein menschenähnlicher Roboter der tanzen, Rollschuh laufen, einen Ball werfen sowie viele andere faszinierende Dinge kann. Er war auch der erste Roboter, der wie ein Mensch laufen konnte.

Beide sind jedoch bis jetzt nicht mehr als sündhaft teure Spielzeuge.

Dass wir trotz unzähliger Maschinen, die bereits für uns die Arbeit erledigen, immer noch nicht ganz im Roboter-Zeitalter angekommen sind, zeigen Katastrophen wie die in Japan.

Erst nach über zwei Wochen bekamen die japanischen Rettungstrupps, die im explodierten Kernkraftwerk Fukushima unter Einsatz ihres Lebens versuchen, die überhitzten Reaktorblöcke zu kühlen, elektronische Unterstützung - und zwar von Robotern aus den USA! Und das, obwohl Japan eine der größten Technik-Nationen der Welt ist.

Schon seit einigen Jahren gehören zur Standartausrüstung amerikanischer Soldaten Roboter, die in der Lage sind, Bomben zu entschärfen. Sie wurden konstruiert, damit sich Menschen nicht mehr in Lebensgefahr begeben müssen. Natürlich sind solche Roboter unheimlich teuer, aber immer noch weniger Wert, als ein Menschenleben, sollte man meinen.


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