Ieslēdziet MolecularConceptor 2014. gada 5. septembris dzirdēt Rendālu Munro apdomājam tādus dīvainus matemātikas un zinātnes jautājumus kā tālāk.
J. Kas notiktu, ja mēģinātu trāpīt beisbola bumbiņam, kura laukums ir 90 procenti gaismas ātruma? — Elena Makmenisa
Noliksim malā jautājumu par to, kā mēs panācām beisbola pārvietošanos tik ātri.
Pieņemsim, ka tas ir parasts laukums, izņemot brīdi, kad metējs atlaiž bumbu, tā maģiski paātrinās līdz 0,9 c. No šī brīža viss notiek saskaņā ar parasto fiziku.
A. Izrādās, ka atbilde ir “daudz lietu”, un tās visas notiek ļoti ātri, un tas nebeidzas labi mīklai (vai krūkai). Es apsēdos ar dažām fizikas grāmatām, Nolana Raiena darbības tēlu un kaudzi videokasešu ar kodolizmēģinājumiem un mēģināju to visu sakārtot. Tālāk ir sniegts mans labākais minējums par portretu nanosekundē pa nanosekundei.
Bumba skrietu tik ātri, ka viss pārējais praktiski nekustētos. Pat gaisā esošās molekulas stāvētu uz vietas. Gaisa molekulas vibrētu uz priekšu un atpakaļ ar ātrumu daži simti jūdžu stundā, bet bumba pārvietotos pa tām ar ātrumu 600 miljons jūdzes stundā. Tas nozīmē, ka, kas attiecas uz bumbu, viņi tur vienkārši karātos, sasaluši.
Aerodinamikas idejas šeit nebūtu piemērotas. Parasti gaiss plūst ap visu, kas pārvietojas caur to. Taču gaisa molekulām šīs bumbas priekšā nebūtu laika, lai tās izstumtu no ceļa. Bumba tajās ietriektos tik spēcīgi, ka atomi gaisa molekulās faktiski saplūstu ar atomiem bumbas virsmā. Katra sadursme izraisītu gamma staru un izkliedētu daļiņu uzliesmojumu.**
Šie gamma stari un gruveši izplestos uz āru burbulī, kura centrā ir krūka pilskalns. Viņi sāktu plosīt gaisā esošās molekulas, izraujot elektronus no kodoliem un pārvēršot gaisu stadionā par kvēldiega plazmas burbuli, kas izplešas. Šī burbuļa siena tuvotos mīklai aptuveni gaismas ātrumā — tikai nedaudz apsteidzot pašu bumbu.
Pastāvīgā saplūšana bumbiņas priekšgalā to atgrūdīs, palēninot tā darbību, it kā bumba būtu raķete, kas lido ar asti pa priekšu, izšaujot savus dzinējus. Diemžēl bumba skrietu tik ātri, ka pat milzīgais spēks no šī notiekošā kodoltermiskā sprādziena to gandrīz nemaz nepalēninātu. Tomēr tas sāktu apēst virsmu, spridzinot sīkus bumbas fragmentus visos virzienos. Šie fragmenti plūst tik ātri, ka, saskaroties ar gaisa molekulām, tie izraisītu vēl divas vai trīs saplūšanas kārtas.
Pēc aptuveni 70 nanosekundēm bumba nonāktu mājas šķīvī. Simbols pat nebūtu redzējis, kā metējs atlaiž bumbu, jo gaisma, kas nes šo informāciju, ieradīsies aptuveni tajā pašā laikā, kad bumba. Sadursmes ar gaisu bumbiņu būtu apējušas gandrīz pilnībā, un tagad tas būtu lodes formas mākonis, kurā izplešas plazmas (galvenokārt oglekļa, skābekļa, ūdeņraža un slāpekļa) mākonis, kas ieplūst gaisā un izraisot lielāku saplūšanu. Rentgena staru apvalks vispirms ietriecās mīklā, un pēc dažām nanosekundēm vēlāk — gružu mākonis.
Ko darīt, ja?: nopietnas zinātniskas atbildes uz absurdiem hipotētiskiem jautājumiem
PirktKad tas sasniegtu sākotnējo plati, mākoņa centrs joprojām kustēsies ar ievērojamu gaismas ātruma daļu. Vispirms tas atsitās pret nūju, bet pēc tam mīklu, šķīvi un ķērāju, sadalot, paņemtu un aiznestu atpakaļ cauri atpakaļgaitā. Rentgenstaru un pārkarsētas plazmas apvalks izvērstos uz āru un uz augšu, aprijot aizmuguri, abas komandas, tribīnes un apkārtējo apkārtni — viss pirmajā mikrosekundē.
Pieņemsim, ka skatāties no kalna virsotnes ārpus pilsētas. Pirmā lieta, ko jūs redzētu, būtu apžilbinoša gaisma, kas tālu izstaro sauli. Tas dažu sekunžu laikā pakāpeniski izzustu, un augoša uguns bumba pāraugs sēņu mākonī. Tad ar lielu rūkoņu pienāktu sprādziena vilnis, kas plosīja kokus un sasmalcina mājas.
Viss, kas atrodas aptuveni jūdzes attālumā no parka, tiktu nolīdzināts, un apkārtējo pilsētu aprītu vētra. Beisbola dimants, kas tagad ir ievērojams krāteris, būtu centrēts dažus simtus pēdu aiz bijušās bloķēšanas vietas.
Augstāko beisbola līgu noteikums 6.08(b) liek domāt, ka šādā situācijā mīklu varētu uzskatīt par 'sitienu no laukuma' un viņam būtu tiesības pāriet uz pirmo bāzi.
**Pēc tam, kad es sākotnēji publicēju šo rakstu, MIT fiziķis Hanss Rinderknehts sazinājās ar mani, lai pateiktu, ka viņš ir simulējis šo scenāriju viņu laboratorijas datoros. Viņš atklāja, ka bumbas lidojuma sākumā lielākā daļa gaisa molekulu patiesībā pārvietojas pārāk ātri, lai izraisītu saplūšanu, un šķērsos bumbu, sildot to lēnāk un vienmērīgāk, nekā aprakstīts manā sākotnējā rakstā.
Izvilkums no Ko darīt, ja? autors Randall Munroe publicēs Houghton Mifflin Harcourt 2014. gada 2. septembrī. Autortiesības © 2014, xkcd Inc.. Izmanto ar autora atļauju. Visas tiesības aizsargātas.
