Рэндалл Манро - А что, если?.. Научные ответы на абсурдные гипотетические вопросы

• Название: А что, если?.. Научные ответы на абсурдные гипотетические вопросы
• Автор: Рэндалл Манро
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2015
• ISBN: 978-5-17-088495-7

Эта книга – продолжение одного из самых знаменитых научно-популярных сайтов всех времен. Рэндалл Манро – инженер НАСА, ученый, художник и создатель невероятно популярного интернет-комикса xkcd.com – пытается найти серьезные ответы на самые невероятные вопросы, которые присылают ему посетители его сайта. Оказывается, о самых серьезных научных проблемах можно говорить легко и с большим юмором. Если вы любите науку, комиксы, Интернет и хорошую шутку – эта книга для вас.

В формате pdf A4 сохранен издательский дизайн.

---

Но мы продолжаем поворачивать переключатель.

При мощности 18,7 гигаватт происходящее вокруг ящика начинает напоминать запуск космического корабля. Ящик бросают из стороны в сторону мощные восходящие потоки, которые он сам же и создает.

В 1914 году Герберт Уэллс описывал похожие приспособления в книге «Освобожденный мир»: бомба, которая вместо того, чтобы взорваться один раз, взрывается непрерывно – медленно разгорающийся ад, превращающий города в костры, которые невозможно потушить. Эта мрачная история предвосхищает развитие ядерного оружия 30 лет спустя.

Теперь наш ящик парит в воздухе. Каждый раз, вновь приближаясь к земле, он мгновенно разогревает поверхность, и стремительно расширяющийся раскаленный воздух снова подбрасывает его вверх.

Энергия 1875 тераватт сравнима с энергией взрыва склада динамита размером с большой дом, при этом склад продолжает взрываться ежесекундно.

В окрестностях ящика бушуют огненные бури – гигантские пожары, которые раздувает созданная ими же система потоков раскаленного воздуха.

Мы взяли новый рубеж: теперь фен, как ни невероятно это звучит, потребляет больше энергии, чем все остальные электроприборы на планете, вместе взятые.

Ящик, парящий высоко над поверхностью земли, каждую секунду излучает энергию, сравнимую с мощностью ядерного испытания «Тринити»[27].

К этому моменту дальнейший ход событий ясен. Эта штука будет летать по атмосфере, пока не уничтожит планету.

Давайте попробуем что-то изменить.

Переключим мощность на ноль, когда ящик будет пролетать над Северной Канадой. Быстро остывая, ящик начнет падать, пока в облаке пара не плюхнется в Большое Медвежье озеро.

А затем…

В данном случае это 11 петаватт.

Короткое отступление:

Официальный рекорд скорости объекта, созданного человеком, поставил зонд «Гелиос-2», который разогнался примерно до 70 км/с на орбите вокруг Солнца. Но возможно, что на самом деле этот титул по праву принадлежит металлической крышке люка весом две тонны.

Эта крышка закрывала шахту подземного ядерного полигона в Неваде во время испытаний в 1957 году. Когда в шахте был взорван заряд мощностью в одну килотонну, шахта превратилась, по сути, в ствол ядерной пушки, всей своей мощью вытолкнувшей вверх крышку люка. Камера, нацеленная на крышку, сделала только один кадр, прежде чем крышка исчезла из поля зрения, то есть она двигалась как минимум со скоростью 66 км/с. Эту крышку потом так и не нашли.

Так вот, хотя 66 км/с – это в шесть раз больше, чем вторая космическая скорость, маловероятно, чтобы крышка достигла космического пространства (что бы ни гласили по этому поводу разные популярные спекуляции). Расчеты показывают, что крышка либо была полностью уничтожена при столкновении с воздухом, либо в конце концов замедлилась и упала обратно на землю. Но если бы крышке все-таки удалось выйти с такой скоростью в космос, она смогла бы покинуть Солнечную систему лет через двадцать.

Когда мы снова включим фен, наш ящик, бултыхающийся в озере, переживет нечто аналогичное. Раскаленный пар под ним начнет расширяться, и когда ящик станет подниматься в воздух, вся поверхность озера обратится в пар. Пар, раскаленный потоком излучения до состояния плазмы, будет ускорять ящик все больше и больше.

Фотография из архива командира МКС Хэдфилда

Вместо того чтобы врезаться в плотный слой воздуха, как крышка от люка, ящик пролетит через сферу расширяющейся плазмы, которая окажет ему очень мало сопротивления. Затем выйдет из атмосферы и продолжит лететь, медленно угасая, превращаясь из второго солнца в тусклую звездочку. Да, большая часть Северо-Западных территорий Канады сгорит, зато сама Земля уцелеет!

Представьте, кое-кто все равно останется этим недоволен.

Странные (и тревожные) вопросы из папки «Входящие» сайта «А что, если?»

ВОПРОС: А что, если бы в чернобыльский реактор во время аварии сбросили антиматерию? Он прекратил бы плавиться?

– Эй-Джей

ВОПРОС: Можно ли плакать так долго, что наступит полное обезвоживание организма?

– Карл Уилдэрмут

Последний свет человечества

ВОПРОС: А что, если бы все люди одновременно исчезли с лица Земли? Через сколько времени погаснет последний искусственный источник света?

– Алан

ОТВЕТ: На титул «последнего огонька» будет много претендентов.

Прекрасная книга Алана Вейсмана «Земля без людей» подробно описывает, что произошло бы с домами, дорогами, небоскребами, фермами и домашними животными, если бы люди внезапно исчезли. Научно-популярный сериал «Жизнь после людей» посвящен аналогичной теме. Однако ни в книге, ни в сериале нет ответа на данный конкретный вопрос.

Начнем с очевидного: большая часть искусственных источников света долго не протянет, потому что основные электромагистрали довольно быстро разрушатся. Тепловые электростанции, которые обеспечивают большую часть электричества на Земле, требуют постоянной подачи топлива, а для этого именно люди должны принимать какие-то решения.

В отсутствие людей уменьшится потребность в энергии, но термостаты в наших квартирах будут продолжать работать. Угольные шахты и нефтяные вышки отключатся в первые же несколько часов, остальные предприятия подхватят у них эстафету. Эту ситуацию сложно решить даже с участием людей. В результате начнется нарастающая лавина отключений, которая приведет к полному параличу всех основных энергосетей.

Однако немало электричества исходит из источников, которые не зависят от основных сетей тепловых электростанций. Давайте взглянем на некоторые из них и посмотрим, когда они могут отключиться.

Дизельные генераторы

Многие люди, живущие, к примеру, на далеких островах, получают энергию при помощи дизельных генераторов. Эти устройства будут работатать, пока у них не закончится топливо, а этот срок в большинстве случаев составит от нескольких дней до нескольких месяцев.

Геотермальные электростанции

Источники электроэнергии, которым вообще не нужно топливо, поставляемое людьми, окажутся в более выигрышной ситуации. Например, геотермальные станции, использующие тепло недр планеты, некоторое время обойдутся без вмешательства людей.

Однако инструкция по эксплуатации геотермальной станции на острове Свартсенги в Исландии гласит, что раз в шесть месяцев необходимо заменять масло в трансмиссиях и смазывать все электрические моторы и сочленения. Без обслуживающего персонала, способного это сделать, некоторые станции проработают еще несколько лет, но в конце концов все механизмы разрушатся.

Ветряные турбины

Машинам, действие которых основано на силе ветра, повезет больше. Ветряки специально конструируют таким образом, чтобы они не требовали постоянного ухода, по той простой причине, что их много и залезать на них большая морока.

Некоторые ветряные турбины могут работать очень долго без вмешательства людей. Гедсерский ветряк в Дании был установлен в конце 1950-х и вырабатывал энергию в течение 11 лет без единого ремонта. Современные турбины обычно рассчитаны на 30 000 часов (3 года) непрерывной работы без технического обслуживания, и, без сомнения, некоторые из них проработают еще десятилетия. И хотя бы в одном из них наверняка будет светиться хотя бы один жидкокристаллический экран на панели какого-нибудь индикатора.

Но в конце концов большая часть ветряных турбин остановится по той же причине, что и геотермальные станции: их движущиеся части заклинит без смазки.

Гидроэлектростанции

Генераторы, превращающие энергию падающей воды в электричество, продолжат какое-то время работать. Документальный сериал «Жизнь после людей» показывал интервью с оператором электростанции на плотине Гувера, который сказал, что, если бы все сотрудники ее покинули, она проработает еще несколько лет на автопилоте. Рано или поздно станция, скорее всего, станет жертвой либо засоров в системе забора воды, либо тех же механических поломок, что убьют ветряки и геотермальные станции.

Батарейки

Огоньки, использующие электричество батареек, погаснут в течение одного-двух десятилетий. Даже если батарейка не используется, она все равно постепенно разряжается. Некоторые типы батарей проживут дольше остальных, но даже те из них, которые, согласно рекламе, приспособлены для длительного хранения, смогут удерживать заряд всего десять-двадцать лет.