Секция коротких ответов

В сегодняшней статье я коротко отвечу на некоторые вопросы читателей.

Сколько протянет Солнце, если на него направить огромный пожарный шланг? Меня об этом спросил мой шестилетний брат Адам.

— Остин Дики

Твой брат, скорее всего, удивится, узнав, что вода может сделать Солнце ещё горячее.

Молекула воды состоит из атомов водорода и кислорода, которые являются топливом в термоядерной реакции Солнца. Но, что важнее, приток дополнительной массы сделает Солнце тяжелее. И оно сможет намного сильнее сталкивать частицы, в результате чего реакция пойдёт быстрее. Значит, Солнце будет светить ярче и сожжёт всё своё топливо быстрее.

Если же продолжить лить воду, Солнце пройдёт через множество невероятных этапов. В ходе одной из фаз, которая называется «гелиевая вспышка», скорость реакции будет пропорциональна 40-ой степени температуры; по-моему, это самая большая степень, которую я когда-либо видел в уравнениях физических процессов!

Так или иначе, звезда схлопнется, сбросит внешнюю оболочку и станет чёрной дырой. Эта чёрная дыра, испуская рентгеновские лучи, продолжит всасывать воду до тех пор, пока в системе муниципального водоснабжения не заметят, что вы делаете, и не отключат её вам.

Что произойдет, если направить луч света (или лазера) внутрь сферы, сделанной как одностороннее зеркало?

— Чейз Монгомери

Хотите — верьте, хотите — нет, но вам всю жизнь врали. Такой вещи, как одностороннее зеркало, не существует.

Стекло либо пропускает свет, либо отражает его, и не существует стекла, которое бы позволяло свету проходить насквозь с одной стороны, а с другой — отражало бы его. Стекло в полиции — частично отражающее с обеих сторон. Суть в том, что на стороне заключённого свет ярче, так что зеркало отражением скрывает то небольшое количество света, что идёт со стороны наблюдателей.

Если бы Майкл Фелпс смог неограниченно долго задерживать дыхание, сколько времени у него бы ушло на то, чтобы достигнуть самой глубокой точки океана и подняться назад?

— Джимми Морей

Вероятнее всего, он ослепнет и умрёт где-то между 100 и 400 метрами.

Человеческое тело довольно хорошо выдерживает высокое давление. При хорошей подготовке мы можем выжить при давлении в несколько десятков атмосфер. Разные системы организма выходят из строя на разных глубинах, но одно из наиболее жёстких ограничений — это нервный синдром высокого давления. При погружении глубже 100 метров дайверы становятся нервными и легко возбудимыми (особенно, если давление повышается быстро), и в то же время начинают постоянно проваливаться в сон и просыпаться. Причиной этого явления может быть прямое давление на мозг.

Но давайте предположим, что Майкл Фелпс неуязвим для всего этого. В этом случае весь вопрос только в скорости.

Существует не так много рекордов по подводному плаванию, и, если основываться на том, как быстро этот парень проплыл 50-метровку на спине, Майклу потребуется…

$$ 2\times\text{Глубина Марианской впадины}\times\frac{23{,}1\textrm{ секунды}}{50\textrm{ метров}}\approx3\textrm{ часа} $$

…чтобы совершить путешествие.

В первом «Супермене» супергерой облетел Землю так быстро, что она начала вращаться в обратном направлении. И вследствие этого время пошло вспять. <…> Как много энергии потребуется для того, чтобы человек, летающий вокруг Земли, вызвал смену направления вращения?

— Эйдан Блэйк

Кое-кто недавно вынес мне мозг, сказав, что я понимал эту сцену неправильно всю свою жизнь. Я лучше поясню, что там происходило по моему мнению.

Супермен никак не влиял на Землю. Он просто летел достаточно быстро, чтобы вернуться назад во времени. (Быстрее скорости света, я полагаю? Ох уж эта физика комиксов.) Земля изменяет направление вращения, потому что мы видим, как он перемещается назад во времени. У него не было необходимости каким-то образом менять направление собственного полета.

Теперь, когда я осознал другую позицию, я вижу — в этом есть какой-то смысл. Ну, примерно такой же, как в путешествующем во времени мужике в-красном-плаще-и-трусах-поверх-трико.

Изменение направления вращения Земли (и того, что за этим последует) — тема для другой статьи.

Насколько быстро должен двигаться автомобиль, чтобы можно было утверждать, что красный цвет показался зелёным из-за эффекта Доплера?

— Юци Турниански

$$ \frac{\text{Длина волны красного света}}{\text{Длина волны зелёного света}}=\sqrt{\frac{1+\frac{\text{Скорость автомобиля}}{\text{Скорость света}}}{1-\frac{\text{Скорость автомобиля}}{\text{Скорость света}}}} $$

$$ \textrm{Скорость автомобиля}=\frac{\textrm{Скорость света }\times\left ( \textrm{Длина волны красного света}^2-\textrm{ Длина волны зелёного света}^2\right )}{\textrm{Длина волны зелёного света}^2+\textrm{ Длина волны красного света}^2} \approx \frac{1}{6}\textrm{ скорости света} $$

Что случится, если открыть портал между Бостоном (уровень моря) и Мехико (более 2 км над уровнем моря)?

— Джэйк Ж.

Из закона Бернулли следует, что средний воздушный поток будет составлять примерно:

$$ \text{Поток воздуха} = \sqrt{2 \times \frac{\text{Давление на уровне моря} - \text{Давление в Мехико}}{\text{Плотность воздуха}}} = 708\textrm{ км/ч} $$

Эта скорость достаточно велика, чтобы сдуть с парковки весь асфальт. Я бы разместил портал на площади Кендэлл: для парней из MIT такие вещи, скорее всего, привычное дело.

Однажды, когда я только начинал встречаться со своей женой, она пригласила меня пообедать у себя дома. На кухне стояло нечто под названием «стулья Баухаус», которые были полны дыр диаметром около 5—6 миллиметров как на спинке, так и на сидении. Во время этого замечательного обеда я был вынужден выпустить небольшую порцию газов и выпустил, ухитрившись сделать это очень дискретно. Получилось так, что стул, на котором я сидел, преобразил благополучную тишину в восхитительный — и громкий — звук флейты. Мы оба (к счастью) были потрясены и удивлены, и в дальнейшем я неоднократно размышлял, какова вероятность такого события. Эти стулья у нас уже пять лет, и, несмотря на усердные попытки, воспроизвести звук не получилось.

— Р. Д.

Ну… это не совсем вопрос.

Но спасибо, что поделились!