Pilt: Bart Fields
Kas olete kunagi mõelnud, kuidas jõuluvana kingib kingitusi igale Maale toredale lapsele vaid ühe ööga? Noh, muidugi, tal on lendavad põhjapõdrad ja mingi maagia ka tema küljes. Aga kuidas on lood füüsikaga? Niel De Grasse Tyson viibis NPR-is ja selgitas, kuidas jõuluvana seda teha võib:
Ta ütleb, et jõuluvana ei sõida hullumeelse kiirusega, vaid loob selle asemel, et kingitused kätte toimetada, igasse kodusse väikesed ussiaugud. See on tõenäolisem stsenaarium kui põhjapõtrade ja kelkude olukord mitmel põhjusel. Siin on üks jõuluvana oletamine, eeldades, et rõõmsalt paks mees peab tabama 91, 8 miljonit kodu (põhineb rahvastiku referentsbüroo hinnangul maailmas kristlaste kohta):
Tänu erinevatele ajavöönditele ja maakera pöörlemisele on jõuluvanal 31 tundi jõulupühi, millega töötada, eeldades, et ta reisib idast läände (mis tundub loogiline). See teeb 822, 6 külastust sekundis. See tähendab, et iga heade lastega kristliku leibkonna jaoks on jõuluvanal 1/1000 sekundit aega parkida, hüpata kelgust välja, hüpata korstnast alla, täita sukad, jagada puu all ülejäänud kingitused, süüa ükskõik milliseid suupisteid jäänud, saada tagasi korsten üles, sattuda tagasi kelku ja liikuda edasi järgmisse majja. Kui eeldada, et kõik need 91, 8 miljonit peatust on jaotatud ühtlaselt kogu maa peale (mis muidugi on teada, et see on vale, kuid oma arvutuste jaoks me aktsepteerime), räägime nüüd 0, 78 miili majapidamise kohta, kokku 75-1 / 2 miljoni miili pikkune reis, arvestamata peatusi, mida teha enamikul meist vähemalt üks kord 31 tunni jooksul, pluss söötmine jne.
See tähendab, et jõuluvana kelk liigub kiirusega 650 miili sekundis, 3000 korda kiirem heli kiirus.
Seejärel töötavad nad kelgu raskuses:
Eeldusel, et iga laps ei saa midagi muud kui keskmise suurusega legokomplekti (2 naela), veab kelk 321 300 tonni, arvestamata jõuluvana, keda kirjeldatakse alati kui ülekaalu.
Mis tähendab, et nad vajaksid midagi sellist, nagu 214 200 põhjapõtra, et seda kaasa tõmmata. Kui lisada kogu asi, siis jõuluvana, põhjapõdrad, kelk ja plussid annavad tuule lõbusalt 353 430 tonni. Nii aitaks 353 000 tonnine meeskond sõita 3000 korda helikiirusel, mis tekitaks 14, 3 kvintilljoni džauli energiat. Iga põhjapõdra paari kohta. Ja tulemus:
Lühidalt öeldes hakkavad nad peaaegu hetkega leeki puhuma, paljastades nende taga olevad põhjapõdrad ja tekitades nende pärast kõrvulukustavaid helilisi poose. Kogu põhjapõdrameeskond aurustub sekundi jooksul 4, 26 tuhandetuhande jooksul. Vahepeal mõjutavad jõuluvana tsentrifugaaljõud, mis on gravitatsioonist 17 500, 06 korda suuremad. 250-naelset jõuluvana (mis tundub naeruväärselt õhuke) kinnitataks tema kelgu tagaosale 4 315 015 naela jõuga.
Nüüd pole kõik nende nobedate arvutustega rahul. Üks Põhja-Carolina osariigi füüsik Larry Silverberg väidab, et relatiivsus võiks olla võimalik. Popular Science kirjutab:
Silverberg ja tema õpilased leidsid realistlikuma stsenaariumi: relatiivsuspilved. Suhtelisest füüsikast lähtuvad relatiivsuspilved võimaldavad jõuluvanal venitada aega nagu kummiriba ja anda talle kuude kaupa kingitusi toimetada, samas kui ülejäänud meist möödub vaid mõni minut. (Silverberg teoreetiliselt väidab, et jõuluvana arusaam suhtelisest füüsikast on palju suurem kui meie oma.)
Silverbergi teooria on usutav, ütles Michigani ülikooli süsteemifüüsikat uuriv doktorant Danny Maruyama. Kui jõuluvana sõidaks umbes valgusekiirusel, jagaks päkapikkudega kohaletoimetamise töökoormust ja kasutaks relatiivsuste pilvi, suudaks ta kingitused kohale toimetada umbes viie minutiga Maa aja järgi, vahendab Maruyama. "Kuigi ma ise relatiivsuse pilvedest väga palju ei tea, on minu arvates väga võimalik, et inimesel, kes lendab kelguga, elab päkapikkudega ja kellel on lendavad lemmikloomapõdrad, võiks olla relatiivsuspilvede kasutamiseks vajalik tehnoloogia, " ütleb ta.
Nii et ärge laske füüsikal takistada teie jõuluvana armastamist - olgu see ussiaugud või relatiivsuspilved -, see on täiesti võimalik.
Rohkem saidilt Smithsonian.com:
Vaadake, kus kogu maailmas jõuluvana ilmub
