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.

---

Причем это было бы не какое-то там заурядное, обыденное радиоактивное заражение[20], нет, это было бы похоже на ядерную бомбу, которая продолжает и продолжает взрываться. Обломки, излучающие больше радиации, чем вся чернобыльская катастрофа, покрыли бы весь земной шар. Целые регионы были бы уничтожены, и их дезактивация заняла бы столетия.

В общем, собирать коллекцию, безусловно, очень весело, но когда речь заходит о химических элементах, не пытайтесь собрать их все.

Прыг-скок!

ВОПРОС: А что, если все жители Земли встали бы рядом и разом подпрыгнули, а потом одновременно приземлились?

– Томас Беннет (и многие другие)

ОТВЕТ: Это один из самых популярных вопросов, которые задают на моем сайте. На него уже отвечали другие, включая Science Blogs и The Straight Dope. Они неплохо описывают кинетические аспекты ситуации. Однако это только часть истории.

Давайте приглядимся внимательнее.

Сначала предположим, что все население Земли магическим образом собралось в одном месте.

Вся эта толпа займет площадь, сопоставимую с площадью штата Род-Айленд. Впрочем, не вижу необходимости использовать обтекаемые обороты типа «площадь, сопоставимая с площадью»: это наш сценарий, и мы можем позволить себе любую степень точности. Итак, все человечество и в самом деле собралось в штате Род-Айленд.

Часы бьют полдень, и все одновременно подпрыгивают.

Как уже отмечалось в других источниках, сам прыжок не особенно повлияет на нашу планету. Земля весит больше, чем населяющие ее люди, примерно в 10 миллиардов раз. В среднем человек подпрыгивает в лучшем случае где-то на высоту полуметра. Даже если бы Земля была абсолютно жесткой и мгновенно отреагировала, мы ее оттолкнули бы меньше чем на диаметр атома.

И тут мы все снова приземляемся…

Теоретически это означает, что земной шар получит немало энергии, но она распространится по достаточно большой площади, так что все мы разве что оставим отпечатки наших ног на земле. Небольшое давление распространится по континентальной коре Северной Америки и угаснет без особых последствий.

Звук всех этих ступней, ударяющихся о землю, прозвучит как громкий хлопок, который продлится несколько секунд.

В конце концов все стихает. Проходят еще секунды.

Люди смущенно переглядываются. Кто-то кашляет.

Наконец, кто-то первым достает из кармана телефон. Через несколько секунд на свет извлекаются все пять миллиардов телефонов, существующих на Земле. Все они, даже те, которые работают в местной сети, показывают одну из версий сообщения «нет сигнала». Сотовые сети рухнули под беспрецедентной нагрузкой. Тем временем за пределами Род-Айленда начинают останавливаться брошенные на произвол судьбы машины и механизмы.

Аэропорт в Уорике, Род-Айленд, способен обслужить несколько тысяч пассажиров в день. Если предположить, что отправка человечества из штата была организована заранее (то есть были в том числе организованы специальные службы, призванные обеспечить аэропорты штата топливом), то аэропорту в Уорике придется работать с эффективностью 500 % в течение многих лет, но толпа практически не уменьшится. В ней даже не появится прорех.

Если включить в работу все близлежащие аэропорты, то и тогда ситуация не слишком изменится. То же касается местной системы железных дорог. Толпы людей штурмуют грузовые корабли у причалов порта Провиденс, но запасти достаточно воды и еды для долгого путешествия весьма непросто.

Полмиллиона автомобилей штата Род-Айленд мобилизованы. Спустя мгновение автострады I-95, I-195 и I-295 превращаются в самую крупную пробку в истории планеты. Большая часть машин намертво застрянет, но нескольким счастливчикам удастся выбраться с автострады и искать объезда по проселочным дорогам.

Некоторые доберутся до Нью-Йорка или Бостона, прежде чем у них закончится топливо. Поскольку электричества к этому моменту уже, скорее всего, не будет, проще бросить свою машину и угнать другую, чем найти работающую заправку. Кто вас остановит? Все полицейские остались в Род-Айленде.

Своими краями толпа распространится в южный Массачусетс и в Коннектикут. Два случайных человека в толпе, вероятно, не будут знать языка друг друга, и практически никто не будет знаком с местностью. Штат Род-Айленд превратится в хаотическую мешанину возникающих и тут же рушащихся социальных связей. Жестокость станет обыденностью. Все голодны и все хотят пить. Магазины опустошаются. Питьевую воду достать непросто, и еще сложнее ее доставить…

В течение нескольких недель Род-Айленд превратится в кладбище миллиардов людей. Выжившие расселятся по всему миру и попытаются построить новую цивилизацию на свежих руинах предыдущей. Наш вид выжил, но популяция сильно уменьшилась. Орбита Земли осталась совершенно без изменений – планета вращается точно так же, как и до того, как весь вид Homo sapiens разом подпрыгнул.

Зато теперь мы знаем ответ.

Моль кротов

ВОПРОС: А что, если собрать моль кротов[21] в одном месте?

– Шон Райс

ОТВЕТ: Последствия будут просто кошмарными.

Сначала несколько определений. Моль – это единица измерения. Однако это не стандартная единица. В сущности, это просто число – как «дюжина» или «миллиард». Если у вас есть моль чего-то, это значит, что у вас есть 602 214 129 000 000 000 000 000 этих штук (обычно записывается как 6,022×10²³). Это число столь велико[22], потому что его используют для подсчета молекул, которых обычно очень много.

Крот – это норное млекопитающее. Существует несколько видов кротов, и некоторые из них поистине ужасающие создания[23].

Так как же будет выглядеть моль кротов – 602 214 129 000 000 000 000 000 зверьков разом?

Давайте начнем с самых диких допущений. Вот каков был бы приблизительно ход моих мыслей еще до того, как я взял бы в руки калькулятор. Давайте попытаемся ощутить порядок этого числа – а оно столь огромно, что по сравнению с ним числа 10, 1 и 0,1 кажутся совсем близкими одно к другому, практически равными. Давайте допустим, что они равны.

Крот достаточно маленькое животное, чтобы я мог взять его и подбросить в воздух [источник не указан]. Допустим, что предмет, который я могу подбросить, весит один фунт. Допустим далее, что один фунт равен одному килограмму. Число 602 214 129 000 000 000 000 000 выглядит в два раза длиннее триллиона, то есть это примерно триллион триллионов. Насколько я помню, триллион триллиона килограммов – это как раз столько, сколько весит наша планета.

…если кто-нибудь у вас поинтересуется: я не утверждал, что вычислять подобным образом правильно.

В общем, ясно, что мы имеем дело с кучей кротов размером примерно с планету. Это довольно грубая оценка, так как она может колебаться на несколько порядков в обе стороны.

Давайте подсчитаем точнее.

Восточноамериканский крот (Scalopus aquaticus) весит около 75 граммов, то есть моль таких кротов равен:

(6,022 × 10²³) × 75 г ≈ 4,52 × 10²² кг

Это чуть больше половины массы нашей Луны.

Млекопитающие по большей части состоят из воды. Объем килограмма воды – один литр, так что если кроты весят 4,52×10²² килограмма, то их объем примерно равен 4,52×10²² литра. Вы наверняка заметили, что мы игнорируем зазоры между кротами. Через секунду вы поймете, почему.

Кубический корень из 4,52×10²² л 3562 км, то есть речь идет о сфере с радиусом в 2210 км или кубе с гранями по 2561 км.

Если бы эти кроты оказались на поверхности Земли, они бы покрыли ее слоем толщиной 80 км, верхняя граница которого проходила там, где (прежде) заканчивалась атмосфера.

Этот душный океан сдавленного мяса уничтожил бы своей тяжестью большую часть жизни на планете, так что проделывать все это на Земле, очевидно, плохая затея.

Вместо этого давайте выведем наших кротов в межпланетное пространство. Гравитация соберет их в сферу. Мясо не очень хорошо сжимается под давлением, так что под влиянием гравитации кроты лишь слегка уменьшатся в объеме, и у нас получится кротовая планета чуть больше Луны.

Ускорение свободного падения на поверхности планеты кротов составит примерно 1/16 от земного, приблизительно как на поверхности Плутона. Планета сначала была бы слегка теплой – температура, вероятно, чуть выше комнатной, а затем гравитационное сжатие нагреет внутреннее пространство на несколько градусов.