Las Vegas-sfären och dess märkliga länk med Isaac Newton – Physics World

Las Vegas-sfären och dess märkliga länk med Isaac Newton – Physics World

Tidsstämpel: 29 december 2023 6:00

Sidney Perkowitz förklarar vad Isaac Newton har att göra med en enorm, glittrig underhållningskupol i Las Vegas

MSG Sphere i Las Vegas, Nevada
Kupol i öknen The Sphere i Las Vegas har den högsta upplösningen omslutande LED-skärmen i världen. (Med tillstånd: iStock/ALFSnaiper)

Sfärer, klot eller klot: kalla dem vad du vill, de har alltid varit en del av fysiken även i dess tidiga dagar som "naturvetenskap". En sfärs symmetriska perfektion gjorde det till det uppenbara – om än fel – valet för Aristoteles vision av kosmos, som såg himlakroppar färdas i cirkulära banor runt jorden som bärs av kapslade, roterande kristallina glober.

Senare lärde vi oss att eftersom en sfär har det minsta förhållandet mellan yta och volym bland standardformer, antar en vattendroppe denna form som sitt lägsta energitillstånd. På senare tid har metrologer använt en polerad 1 kg silikonkula som har fått sin volym hyperexakt mätt för att exakt ge Avogadros nummer.

Egenskaperna hos krökta kroppar har också använts för att visa fysik och teknik för allmänheten. 1964 New Yorks världsutställning presenterade Ovoid teater, en 27 m hög fotbollslokal som rymde 500 besökare åt gången för att se presentationer om datorernas framtid. 2010 öppnade CERN sitt Universum av partiklar utställning i en sfärisk struktur också 27 m hög.

Dessa yttringar av rundhet försvinner jämfört med Sfär, som öppnade i september 2023 i Las Vegas. Med en diameter på 150 m sägs det vara världens största sfäriska struktur. Ritad av arkitekterna populus och finansieras av ett företag som specialiserat sig på stora nöjesställen, det rymmer mer än 17,000 XNUMX åskådare och förlitar sig på massor av fysiska idéer.

Utsidan av Sphere lyser med ljus och färg från 54,000 XNUMX m2 av programmerbara lysdioder (LED) som visar bilder från fyrverkerier och en undervattensscen till reklam för kommande dome-evenemang. Inuti ytterligare 15,000 XNUMX m2 av lysdioder bildar en 270o omslutande skärm. Den första skräddarsydda filmen den visade, Vykort från jorden, berättar historien om livet på vår planet innan mänskligheten ger sig av till avlägsna exovärldar.

Andra sätt sfären beror på fysik och matematik beskrivs på dess webbplats. Den noterar vikten av π för att bestämma egenskaperna hos en sfär och visar matematiken bakom sfärens geodetisk struktur, gjord av triangulära element och populariserad av den amerikanska designern Buckminster Fuller.

The Sphere är ett modernt förverkligande av en gammal idé för ett 18-talsmonument till Isaac Newton

Webbplatsen berättar för oss om våganalysen som används för att projicera ljud från tusentals högtalare och om vätskedynamikteorin bakom vinden och atmosfäriska effekter som åtföljer filmvisningar. Besökare kan också lära sig om den optiska analys som behövs för att visa högupplösta bilder på stora krökta ytor.

The Sphere är ett modernt förverkligande av en gammal idé om ett 18-talsmonument till den kanske största fysikern genom tiderna – Isaac Newton – vars analytiska tillvägagångssätt var inflytelserik även bortom fysiken. År 1784, långt efter Newtons död, den visionära franske arkitekten Etienne-Louis Boullee kallade honom "Underbar ande! Stort och djupt geni! Gudomlig varelse!” och designade en fantastisk struktur för att hedra honom.

Designen, som Boullée återgav i vackert skuggade teckningar, skulle vara en ihålig sfär på cirka 150 m i diameter – av en slump exakt samma som Las Vegas-sfären. Inbäddad i en massiv bas skulle den omges av rader av enorma cypresser, som representerar sorg. Inuti, vid dess bas, föreställde sig Boullée sfären som innehöll en sarkofag för Newton.

Blyertsteckning av en stor klotformad byggnad
Lämplig för en fysiker År 1784 designade Etienne-Louis Boullée en cenotaf för Isaac Newton som var en ihålig sfär 150 m i diameter inbäddad i en massiv bas och omgiven av rader av cypresser. Den byggdes aldrig, men Las Vegas Sphere har en slående likhet med Boullées planer. (Med tillstånd: gallica.bnf.fr/Bibliothèque nationale de France)

Besökare skulle nå sarkofagen genom en tunnel och därifrån blicka upp mot den stora tomma volymen ovanför. Tomt, men inte helt mörkt. Sfären skulle genomborras med öppningar som representerade olika himlakroppar och genom vilka dagsljuset skulle strömma. På natten, enligt Boullées ritningar, skulle en central klotformad ljuskälla med en diameter på cirka 30 m fylla sfären med ett strålande sken.

Boullees design var verkligen bara en vision. Det gick inte att bygga då, och det fanns inte heller någon konstgjord ljuskälla som kunde fylla den tänkta strukturen. Newton, som hade begravts i Westminster Abbey i London, stannade kvar på sin viloplats, där hans grav – tillsammans med en monument i vitt och grått marmor till honom – kan fortfarande hittas.

Men Boullées konstruktion delar med Las Vegas Sphere dess imponerande storlek och uppfinningsrika användning av ljus, hur det än genereras. Genom att simulera natthimlen under dagen ville Boullée symbolisera Newtons utforskning av kosmos. När Boullée fyllde sfären med ljus under de mörka timmarna, ville Boullée påminna oss om Newtons avgörande studier av ljus.

Kommer Las Vegas-sfären någonsin uttryckligen att fira naturens, vetenskapens och fysikens underverk – säg som ett slags planetarium – eller hedra en vetenskapsman? Efter att ha kostat 2.3 miljarder dollar att bygga, måste Sphere först nå kommersiell framgång. Först då kommer vi kanske en dag att se bilder av Newton och andra vetenskapliga storheter som överraskande men med rätta tornar upp sig över färgen och handlingen i Las Vegas.

Tidsstämpel:

Mer från Fysikvärlden