gov-civil-vilareal.ptSEURANTA: Ihmiskunnan tilavuus… jos kaikki atomimme tila poistetaan
>Kirjoitin vähän aikaa sitten hauskan pienen teoksen noin tämän planeetan ihmisten miehittämä kokonaismäärä . Se oli yksi niistä tyhjistä kysymyksistä, joita ajattelen joskus, ja tajusin, että on suhteellisen helppo tapa selvittää se. Tiedän, etten ole millään tavalla ainutlaatuinen tällä tavalla, mutta luulen, että minulla oli melko epätavallisia sovelluksia tälle tiedolle (kiitos ystävälleni Randall ).
Tilavuus on muuten noin 470 miljoonaa kuutiometriä. Kohtuullinen määrä; Jos haluat kuutiollisen laatikon, joka on tarpeeksi suuri täyttämään kaikki ihmiset ilman ilmaa niiden välissä, sen on oltava 770 metriä sivussa. Se on kolme kertaa San Franciscon lahden veden korkeus Golden Gate -sillan tornien huipulle (olettaen, että Human Cube ™ kelluu ... mikä se olisi, varsin tärkeä kohta tuossa artikkelissa).
Niin, matematiikkaa ja käsitteitä oli hauskaa pelata.
Mutta!
Twitterissä, pari / ihmiset kysyi kuinka paljon volyymiä ottaisimme, jos kaikki atomimme tila poistettaisiin. Huh! Olisin voinut potkia itseäni, kun näin sen; En ajatellut sitä, kun kirjoitin artikkelin, mutta se tuntuu jälkikäteen itsestään selvältä kysymykseltä (no, ilmeinen minulle, täydellinen tiede ja matematiikka). Laskelmissani oletin vain, että me kaikki ryömimme yhteen ilman ilmaa välillämme, mutta tämä lisää apinan jakoavaimeen. Hauskaa kuitenkin, joten katsotaan.
miksi aloita uudelleen on arvosana r
Atomi on enimmäkseen tyhjä tila. Elektronit vinkuvat ytimen ympärillä melko kaukana, suhteellisesti. Analogia: Jos atomi on jalkapallostadionin kokoinen, niin ydin olisi suunnilleen viinirypäleen kokoinen 50 jaardin linjalla. Lähimmät elektronit olisivat valkaisijoiden nenäverenvuoto -osassa*.
Joten jos poistat kaiken tyhjän tilan ja murskat elektronit ytimeen, kuinka paljon tiheämpi se olisi?
Meillä on tästä todellinen universumi-esimerkki: neutronitähdet . Ne ovat massiivisten tähtien ytimiä, jotka romahtavat itse tähden jälkeen räjähtää . Tietyssä mielessä elektronit todella murskataan ytimen protoneihin neutronien luomiseksi (älä unohda lisätä ripaus antineutriineja tai muuten reseptisi ei toimi ). Nämä sitten törmäävät yhteen, eikä niiden välillä ole käytännössä tilaa!
Joten jos tiedämme kuinka tiheät neutronitähdet ovat, voimme selvittää, kuinka paljon tilavuutta meillä olisi, jos olisimme samalla tavalla puristettuja.
Ja me teemme. Hyvin karkeasti, neutronitähtimateriaali (lempinimeltään neutronium, sana, jota rakastan) on tiheys noin 1014grammaa kuutiosenttimetriä kohti - se on 100 biljoonaa tai 100 000 000 000 000 grammaa. Tämä riippuu monista tekijöistä, joten voimme käyttää tätä lukua suuruusluokkaisena arvauksena, luultavasti aivan kertoimen 10 sisällä. Tarpeeksi lähellä, joten juoksen vain sen kanssa.
Ihmisten kokonaismassa maapallolla on noin 470 biljoonaa grammaa. Tämä matematiikka on siis helppoa! Se tarkoittaa, että jos meidät muutettaisiin neutroniumiksi, meillä olisi noin 4,7 cc. Se on kuutio 1,6 senttimetriä sivulla, hieman pienempi kuin vaaleanpunaisen kärjen koko ensimmäiseen rystyseen. Jos se olisi pallo, se olisi suunnilleen kumipallon kokoinen†.
No niin. Se on nöyryyttävää.
Muuten, sen ihmisen Neutronium Ball ™ -voiman aiheuttama painovoima, jos pidät sitä kädessäsi (jos voisit pitää sitä kädessäsi), olisi noin 30000 kertaa maapallon painovoima. Tuo on paljon. Parempi olla menemättä liian lähelle; vuorovesi repii kätesi erilleen. Teillä muillakaan ei mene paljon paremmin.
Uteliaisuudesta lasken myös Human Neutronium Ball ™: n pakenemisnopeuden. Tämä on nopeus, jonka jonkun on liikuttava, jotta vältetään putoaminen takaisin kohteeseen; jos esimerkiksi heität kiven nopeudella 11 kilometriä sekunnissa, se lentää pois Maasta ikuisesti, eikä koskaan putoa takaisin alas (mitään muuta kuin tämä ja maan painovoima lopulta hidastaa sen pysähtymään ja vetää sen sitten takaisin). Poistumisnopeus riippuu kohteen massasta ja sen koosta. Matematiikan tekeminen , Huomasin Human Neutronium Ball ™: n pakenemisnopeuden olevan vain 77 metriä sekunnissa!
Se ei ole paljon, vain 277 kilometriä tunnissa. Nopeampi kuin valtatie, mutta vain kolminkertainen. Odotin sen olevan paljon korkeampi, mutta sitten tajusin, että pallo on pieni, vain 1 cm: n säteellä. Painovoima putoaa etäisyyden neliön kanssa, joten kun olet 10 cm: n päässä siitä, voima, jonka tunnet, on pudonnut 100: lla. Mene 100 metriä ulos ja painovoima, jonka koet tuntuvan, laskee 100 miljoonalla. Sinun ei siis tarvitse mennä kovin pitkälle tunteaksesi paljon vähemmän painovoimaa, mikä tarkoittaa pienempää pakenemisnopeutta. Huh.
kuinka moni voi pelata psykettä
Joka tapauksessa, kun palataan äänenvoimakkuuteen, vaihtoehtoinen tapa ajatella tätä koko asiaa on se, että vaikka ihmisillä on kuutiotilavuus noin kolme neljäsosaa kilometriä puolelta, vastaava määrä neutronitähteä olisi vain 1,6 cm sivulla. Laita ne vierekkäin etkä edes huomaa neutronitähtikuutiota.
… Vai haluaisitko? Jos todella yrität tätä (joko kaivamalla sopivan määrän neutronitähtiä, jolla on omat vaikeutensa tai puristamalla kaikki ihmiset kuten jonkun seuraavan tason Bond-konna tai Doctor Who baddie), että pieni kuutio putoaisi suoraan maan läpi! Maapallon tiheys on niin alhainen verrattuna siihen ihmisen Neutronium Ball ™ -tuotteeseen, että planeettamme painovoima vetäisi sen suoraan ytimeen, lähes vapaalla pudotuksella. Neutroniumille maapallo on lähellä tyhjiötä. Aave.
Jos kaikki tämä ei ole harjoittanut aivojasi riittävästi (tai poistanut niitä), anna minun kääntää se uudelleen. Jos sokerikuutiokokoisella neutronitähtikakulla on yhtä paljon massaa kuin koko ihmiskunnalla, ajattele koko neutronitähden massaa 20 kilometriä! Tyypillisesti niissä on suunnilleen yhtä paljon massaa kuin auringossa. Aurinko. Kunnollisen kaupungin kokoisessa pallossa.
Olen sanonut sen aiemmin, ja sanon sen uudelleen: TIETE! Rakastan tätä tavaraa.
P.S. Versio tästä artikkelista (ja alkuperäinen ihmiskunnan kokonaismäärästä) ilmestyi ensimmäisen kerran Bad Astronomy -uutiskirjeessäni . Joskus leikin ideoilla siellä ja laajennan niitä sitten blogia varten. Siellä on myös paljon muuta kivaa.
* Tämä on analogia, muistakaa, ja todellisuus on hieman monimutkaisempi. Tarvitset kvanttimekaniikan tehdäksesi tämän oikein ja onnellisesti eräs hyvä ystäväni on tehnyt siitä videon :
† Oletetaan, että Humanity Crushing Device ™ -laitteesi ei ole aivan niin hyvä kuin myyntiesite lupasi, ja se voi vain tuhota ihmisiä valkoinen kääpiö tiheys. Tämä on edelleen ilmiömäisen tiheä, mutta vain noin 108grammaa kuutiosenttimetriä kohti-miljoonasosa neutronitähden tiheydestä. Se olisi kuutio vain noin 1,6 metriä sivulta. Olen keskipituinen, noin 177 cm, joten tämä kuutio olisi lyhyempi kuin minä! Silti, jos jatkat yllä olevan päätekstin lukemista, saatat ymmärtää, miksi en halua seistä sen lähellä.
