私はスター・ウォーズの大ファンです。最初の映画（エピソード1ではありません）が公開されたのは私がまだ幼かった頃だったので、ミレニアム・ファルコンやライトセーバーのことを考えながら育ちました。もしかしたら、それが科学への興味を掻き立てたのかもしれません。SFとまではいかないまでも。ああ、オタク同士の議論を始めるいい方法があるわ。スター・ウォーズは「SF」？それとも「スペース・ファンタジー」？
いずれにせよ、そこには科学的なものが隠されていることを認めざるを得ません。宇宙で何かを扱う時はいつでも、科学について語る機会になるのですから。今日はスター・ウォーズの日なので、まさにそうしようと思います。5月4日があなたにとって良い日になりますように！
スター・ウォーズに登場する科学的な要素のうち、科学的ではないものは何でしょうか？いくつか興味深い点を挙げていきますが、誤解しないでください。これらの誤りは科学について語る手段として使っているだけで、修正する必要はないと思っています。より現実的なスター・ウォーズだったら、おそらく退屈なものになるでしょう。読み進めていただければ、私の言いたいことがわかるはずです。
宇宙の音
『スター・ウォーズ』のオープニングシーンでは、巨大なスター・デストロイヤーが反乱軍の小型艦を追跡しています。エンジンの轟音が聞こえ、いかにも強力な艦船という印象を受けます。しかし残念ながら、現実にはあり得ません。
音について少し考えてみましょう。コーヒーマグの側面をスプーンで軽く叩いたとします。心地よい小さな音が聞こえます。これは、叩くことでセラミック素材が前後に振動し、周囲の空気を押して圧縮するからです。圧縮された空気は膨張する際に、近くの空気を押します。この一連のプロセスによって圧力波が発生し、この圧力波こそが音と呼ばれるものです。
空気なしで音波は伝わるのでしょうか？もちろんです。空気は必要ありませんが、圧力波が伝わる何かが必要です。固体でも水でも、あるいは圧力の高い部分が圧力の低い部分を押し出すことができるものであれば何でも構いません。音波は伝わる何らかの媒体が必要です。宇宙には…何もないのです。
まあ、それは完全に正しいわけではありません。宇宙には陽子や電子といった荷電粒子が存在します。太陽風の残骸や爆発した星の残骸です。太陽系には塵も存在します。それでも、この「ガス」の密度は非常に小さく、測定するのはほぼ不可能でしょう。音を伝えるにはあまりにも低すぎます。
では、なぜ映画製作者は宇宙空間に音を放つのでしょうか？ほとんどの人は宇宙に行ったことがないので、静かに何かが衝突する音は違和感があるからです。あの巨大なスター・デストロイヤーの音は、巨大な海洋船が近くを通過する音を思い出させます。私たちにも共感できるものです。
これをどうやって操縦するのですか?
物理学における重要な概念の一つは、力が物体の運動を変化させるというものです。物体に一定の力をかけ続けると（風の抵抗のような反力が働かない限り）、その物体は加速し、永遠に加速し続けます。
これをニュートンの第二法則と呼び、物体に作用する複数の力を、以下に示すように「ネットフォース」と呼ばれる単一の力に置き換えることで適用できます。ここで、mは宇宙船の質量、aは加速度です。
つまり、宇宙船がエンジンを動かしている限り、一定速度で移動することはできません。一定速度で移動する唯一の方法は、エンジンを停止することです。しかし、あなたは月らしきものに向かってどんどん速度を上げていきます…えっと、あれは月じゃない！もう手遅れです。
宇宙船の運動にはもう一つ問題があります。どうやって方向転換するのでしょうか？ここで考慮すべき点が2つあります。まず、宇宙船の加速度と速度はどちらもベクトル（矢印が上にある記号）で表されます。つまり、方向が重要になります。左への移動と右への移動は異なります。
次に考慮すべき点は、加速度の定義です。加速度とは速度の変化率であり、次のように表すことができます。
速度はベクトルなので、方向を変えるということは、たとえ速度が一定であっても加速していることを意味します。でもちょっと待ってください。ニュートンの第二法則によれば、力がなければ加速できないと説明しました。つまり、かっこいいスターファイターを旋回させるには、進行方向に対して垂直な力、つまり横向きの力が必要なのです。
Xウイング戦闘機を見てください。側面に旋回を助けるスラスターは付いていますか？いいえ、付いていません。代わりに、少し左にロールしてバンク旋回することで左に旋回します。これはまさに地球上の飛行機の飛行方法です。
では、飛行機にあってX-ウイングにないものは何でしょうか？答えは再び空気です。飛行機には、空気と翼の相互作用による外力があり、これを揚力と呼びます。飛行機が少し横に傾くと、この揚力は横方向の力として利用され、方向転換を促します。このようにして、物体は下に向かって飛んでいきます。
それで、問題はそこにあるんです。Xウイングや他の宇宙船も、翼に揚力がないにもかかわらず、宇宙空間で旋回するために同じようなバンク角を使っています。デス・スター上空の戦闘を見れば、TIEファイターやXウイングがまるで第二次世界大戦のドッグファイトのように飛び回っているのが分かります。これもまた間違っているのですが、私はそれで構いません。
レーザーショットは見えない
スター・ウォーズでは、手持ちのブラスターやXウイングのキャノンから発射されるものが何なのか、あまり明確には描かれていません。確かにレーザービームのように見えますし、多くの人がそう想像するのではないでしょうか。しかし、あれはレーザーではあり得ません。なぜでしょうか？理由は2つあります。
まず、レーザービームは光であり、その速度は毎秒3×10メートルです。Xウイングが1キロメートル離れたTIEファイターにレーザーを照射した場合、標的に命中するまでにわずか300万分の1秒しかかかりません。もし映画（実際の映画のように）を毎秒30フレームで再生するとしたら、各フレームは0.03秒です。つまり、レーザーは非常に速く、目に見えないということです。まるで一瞬の出来事のように見えます。これは映画には不向きです。映画では、その瞬間を見たいはずです。
第二に、たとえ速度が遅くても、ビームは宇宙では見えません。思い出してください、私たちは光が目に入ると物を見ます。つまり、見えるものは2種類あります。携帯電話の画面のように光を発するものと、光を反射するものです。あなたの手は可視光を発しませんが、太陽光は手に反射して網膜に当たります。
さて、レーザーは「コリメート」された光をすべて同じ方向に飛ばします。ですから、それを目にするには、光線の進路上に光を反射する何かがなければなりません。地球には空気があります。しかも、空気だけでなく、埃などもあります。下の写真は私が撮影したものですが、光線に偽の霧を吹き付けることで、さらに効果を高めています。
でも、宇宙には何がないってご存知ですか？そう、空気です。だから、レーザー光線が見える唯一の方法は、目に当たることだけです。もし当たったら大変です。つまり、宇宙ではレーザー光線は見えないということです。
光速を超える通信
友人に電話をかけると、携帯電話は最寄りの携帯電話基地局に電磁波を送信します。その基地局は（有線を通して）別の基地局に信号を送り、その基地局は電磁波を友人の携帯電話に送信します。これらの信号はどれも光速を超えることはできないため、ニューヨークからロンドンに電話をかけると、あなたの言葉が届くまで0.02秒かかります。大したことではありません。100分の2秒待てば済むのです。
さて、火星の表面にいる別の友人と通信したいとしましょう。火星ははるかに遠いため、光速で移動する情報は、惑星の位置によっては到着までに最大20分かかることがあります。大きな問題ではありませんが、確かに面倒です。
さて、もう一つ例を挙げましょう。あなたにはもう一人友達がいて、最近、地球に最も近い恒星の一つであるアルファ・ケンタウリの近くで新しい仕事に就いたとします。その恒星に電話をかけるにはどれくらいの時間がかかりますか？答えは4.4年です。そんな時間のある人はいませんよね。
問題はお分かりでしょう。『スター・ウォーズ エピソード3/クローンの攻撃』では、オビ＝ワンは惑星ジオノーシスからコルサントへ通信を送信します。もしこれらの惑星が異なる恒星系にあるとしたら、信号が届くまでに10年もかかる可能性があります。そうなるとプロットが非常に複雑になります。通信を瞬時に行う方がずっと簡単です。
でも、もしかしたらスター・ウォーズも間違っていないのかもしれない。だって、全く別の銀河系で、フォースのような特別な力を持っているんだから。もしかしたら、光速よりも速く情報を送る方法を見つけたのかもしれない。確かなことが一つある。科学を無視すれば、素晴らしいエンターテイメントになる。でも、科学を理解すれば、地球という故郷への感謝の気持ちが湧いてくる。今すぐ外に出て、この世界の音に耳を澄ませてみよう！
