KRÓTKIE ODPOWIEDZI NR 1

Pew­nie, że tak. W tym celu potrze­bo­wa­li­by­ście takiej ilo­ści powie­trza, która prze­cięt­nie wypeł­nia cały pokój, ale da się to zro­bić.

Z badań sta­łego tlenu wynika, że ma on wła­ści­wo­ści mecha­niczne podobne do mięk­kiego pla­stiku, a w miarę obni­ża­nia tem­pe­ra­tury staje się nieco tward­szy. Jeśli więc wyko­na­cie miecz z tlenu, nie będzie on bar­dzo twardy, trudno będzie go naostrzyć, a wasza dłoń szybko dozna uszko­dzeń w wyniku odmro­że­nia. Azot, który ma nieco wyż­szą tem­pe­ra­turę top­nie­nia, nie byłby dużo lep­szy. Jest to jed­nak wyko­nalne.

Oba sce­na­riu­sze są rów­nie nie­prze­ży­walne.

Jest dość łatwo zro­bić ple­cak odrzu­towy, który działa raz. Dwa albo wię­cej jest znacz­nie trud­niej.

Zde­cy­do­wa­nie odra­dzał­bym sto­so­wa­nie spa­warki łuko­wej jako defi­bry­la­tora i szcze­rze mówiąc, po prze­czy­ta­niu two­jego pyta­nia wydaje mi się, że nie powi­nie­neś w ogóle uży­wać spa­warki łuko­wej.

Nie jestem pewien, jak odpo­wie­dzieć na to pyta­nie w naukowy spo­sób, ale teraz mam wielką ochotę na garść wino­gron.

7. KALORIE DLA T. REXA

Gdyby na ulice Nowego Jorku wypusz­czono T. rexa, ilu ludzi dzien­nie musiałby zjeść, aby zaspo­koić swoje zapo­trze­bo­wa­nie kalo­ryczne?

- T. Schmitz

Mniej wię­cej połowę doro­słego czło­wieka albo jedno 10-let­nie dziecko.

Tyran­no­sau­rus rex ważył mniej wię­cej tyle co samiec sło­nia8.

Nikt w grun­cie rze­czy nie wie, jak wyglą­dał meta­bo­lizm dino­zau­rów, ale naj­praw­do­po­dob­niej T. rex zja­dał dzien­nie pokarm o zawar­to­ści 40 tysięcy kilo­ka­lo­rii.

Jeśli zało­ży­li­by­śmy, że dino­zaury miały meta­bo­lizm podobny do dzi­siej­szych ssa­ków, ozna­cza­łoby to, że spo­ży­wały każ­dego dnia grubo ponad 40 tysięcy kilo­ka­lo­rii. Obec­nie uważa się jed­nak, że choć dino­zaury były bar­dziej aktywne (mówiąc ogól­nie: cie­pło­krwi­ste) niż współ­cze­sne węże i jasz­czurki, to naj­więk­sze z nich miały praw­do­po­dob­nie meta­bo­lizm bar­dziej podobny do wara­nów z Komodo niż do słoni i tygry­sów9.

Musimy jesz­cze wie­dzieć, ile kilo­ka­lo­rii znaj­duje się w czło­wieku. Tę liczbę usłuż­nie podał nam Ryan North, autor Dino­saur Comics, który stwo­rzył koszulkę z ety­kietą war­to­ści żywie­nio­wych ludz­kiego ciała. Według niej czło­wiek ważący 80 kilo­gra­mów zawiera około 110 tysięcy kilo­ka­lo­rii ener­gii, więc T. rex musiałby zja­dać czło­wieka mniej wię­cej raz na dwa dni10.

W Nowym Jorku uro­dziło się w 2018 roku 115 tysięcy osób, które mogłyby wyży­wić popu­la­cję około 350 tyra­no­zau­rów11. Te dane nie uwzględ­niają jed­nak imi­gra­cji ani, co bar­dziej istotne, emi­gra­cji, która w tym sce­na­riu­szu praw­do­po­dob­nie znacz­nie by wzro­sła.

W 39 tysią­cach restau­ra­cji McDo­nald's na całym świe­cie sprze­daje się około 18 miliar­dów ham­bur­ge­rów rocz­nie12, co daje śred­nio tro­chę ponad 1250 sztuk dzien­nie na restau­ra­cję. Taka liczba bur­ge­rów zawiera ponad 600 tysięcy kilo­ka­lo­rii, co ozna­cza, że każdy T. rex potrze­bo­wałby mniej wię­cej 80 hambur­ge­rów dzien­nie, aby prze­żyć, czyli jeden McDo­nald's mógłby samymi ham­bur­ge­rami wyży­wić co naj­mniej kil­ka­na­ście tyra­no­zau­rów.

Zapraszamy do zakupu pełnej wersji książki

Zapraszamy do zakupu pełnej wersji książki

WSTĘP

WSTĘP

Lubię absur­dalne pyta­nia, ponie­waż nie trzeba znać na nie odpo­wie­dzi, a to ozna­cza, że zakło­po­ta­nie jest uza­sad­nione.

Stu­dio­wa­łem fizykę, więc wydaje mi się, że jest wiele rze­czy, które powi­nie­nem wie­dzieć - na przy­kład ile wynosi masa elek­tronu albo dla­czego włosy pod­no­szą się, gdy pociera się je balo­ni­kiem. Jeśli zapy­ta­cie mnie, ile waży elek­tron, ogar­nie mnie lekki nie­po­kój, zupeł­nie jak­bym miał pisać nie­za­po­wie­dzianą kart­kówkę, a poza tym zawsze czuję się nie­swojo, gdy bez spraw­dza­nia nie znam jakiejś odpo­wie­dzi.

Gdy­by­ście jed­nak spy­tali mnie, ile ważą wszyst­kie elek­trony znaj­du­jące się w del­fi­nie butlo­no­sym, będzie to zupeł­nie inna sytu­acja. Nikt nie poda tej liczby bez dłuż­szego zasta­no­wie­nia - chyba że ma wyjąt­kowo fajną pracę - co ozna­cza, że dobrze jest cza­sami popaść w zakło­po­ta­nie, poczuć się tro­chę głu­pio i poświę­cić czas na spraw­dze­nie pew­nych fak­tów. Na wypa­dek, gdyby ktoś was o to zapy­tał, odpo­wiedź brzmi: mniej wię­cej 23 deka­gramy.

Cza­sami pro­ste pyta­nia oka­zują się zaska­ku­jąco trudne. Dla­czego włosy stają dęba, kiedy pociera się je balo­ni­kiem? Odpo­wiedź wynie­siona z zajęć z przed­mio­tów ści­słych brzmi: elek­trony prze­no­szą się z wło­sów na balon, wsku­tek czego włosy zyskują ładu­nek dodatni, odpy­chają się wza­jem­nie i dla­tego ster­czą.

Ale... dla­czego elek­trony prze­do­stają się z wło­sów na balon, a nie na odwrót?

To świetne pyta­nie, na które odpo­wiedź brzmi: nikt tego nie wie. Fizycy nie opra­co­wali dotych­czas teo­rii, która by tłu­ma­czyła, dla­czego nie­które mate­riały pod­czas kon­taktu pozby­wają się elek­tro­nów ze swo­ich powierzchni, a inne je przyj­mują. Zja­wi­sko to, zwane łado­wa­niem try­bo­elek­trycz­nym, jest wciąż przed­mio­tem zaawan­so­wa­nych tech­no­lo­gicz­nie badań.

Ta sama nauka jest wyko­rzy­sty­wana do udzie­la­nia odpo­wie­dzi zarówno na poważne, jak i nie­po­ważne pyta­nia. Łado­wa­nie try­bo­elek­tryczne jest istotne dla zro­zu­mie­nia, w jaki spo­sób w cza­sie burzy powstają bły­ska­wice. Nato­miast okre­śla­nie liczby czą­stek sub­a­to­mo­wych w orga­ni­zmie wyko­rzy­sty­wane jest przez fizy­ków do mode­lo­wa­nia zagro­żeń radia­cyj­nych. Próba odpo­wie­dzi na głu­pie pyta­nia może zain­te­re­so­wać was praw­dziwą nauką.

A nawet jeśli te odpo­wie­dzi nikomu do niczego się nie przy­da­dzą, to zapo­zna­wa­nie się z nimi będzie świetną zabawą. Książka, którą trzy­ma­cie w ręku, waży mniej wię­cej tyle, ile elek­trony znaj­du­jące się w dwóch del­fi­nach. Ta infor­ma­cja praw­do­po­dob­nie nikomu nic nie da, ale mam nadzieję, że mimo to się wam spodoba.

1. ZUPOWISZ

Co by się stało, gdyby Układ Sło­neczny został wypeł­niony zupą aż do Jowi­sza?

Ame­lia, lat 5

Zanim wypeł­ni­cie Układ Sło­neczny zupą, upew­nij­cie się, że wszy­scy bez­piecz­nie go opu­ścili.

Gdyby Układ Sło­neczny został wypeł­niony zupą aż do Jowi­sza, dla nie­któ­rych ludzi przez kilka minut wszystko wyglą­da­łoby zupeł­nie nor­mal­nie. Potem przez pół godziny sytu­acja zde­cy­do­wa­nie by się pogar­szała. A jesz­cze póź­niej czas by się skoń­czył.

Wypeł­nie­nie Układu Sło­necz­nego wyma­ga­łoby około 2 × 1039 litrów zupy. W przy­padku zupy pomi­do­ro­wej daje to około 1042 kilo­ka­lo­rii, czyli wię­cej ener­gii, niż Słońce odda w ciągu całego swo­jego ist­nie­nia.

Zupa byłaby tak ciężka, że nic nie dałoby rady uciec przed jej potężną gra­wi­ta­cją - powsta­łaby czarna dziura. Jej hory­zont zda­rzeń, czyli obszar, w któ­rym przy­cią­ga­nie jest zbyt silne, aby świa­tło mogło z niego uciec, roz­cią­gałby się aż do orbity Urana. Plu­ton począt­kowo zna­la­złby się poza hory­zontem zda­rzeń, ale to nie zna­czy, że zdo­łałby uciec. Przed wchło­nię­ciem miałby jedy­nie szansę nadać wia­do­mość radiową.

A jak wyglą­da­łaby taka zupa od środka?

Nie chcie­li­by­ście stać w takiej sytu­acji na powierzchni Ziemi. Nawet jeśli zało­żymy, że zupa obra­ca­łaby się syn­chro­nicz­nie z pla­ne­tami Układu Sło­necz­nego, z lek­kimi zawi­ro­wa­niami wokół każ­dej z nich, powo­du­ją­cymi, że byłaby nie­ru­choma w miej­scach styku z ich powierzch­niami, to ciśnie­nie będące skut­kiem gra­wi­ta­cji Ziemi zmiaż­dży­łoby każ­dego miesz­kańca naszej pla­nety w ciągu zale­d­wie kilku sekund. Gra­wi­ta­cja ziem­ska nie jest może tak silna jak gra­wi­ta­cja czar­nej dziury, ale wystar­cza­jąca, aby przy­cią­gnąć ocean zupy, który was zgnie­cie. W końcu może to zro­bić także ciśnie­nie wody w oce­anach, a zupa z pyta­nia Ame­lii jest o wiele głęb­sza od każ­dego oce­anu.

Gdy­by­ście uno­sili się mię­dzy pla­ne­tami, z dala od ziem­skiej gra­wi­ta­cji, przez jakiś czas wła­ści­wie nic złego by się wam nie stało. Jest to tro­chę dziwne, bo prze­cież nawet gdyby zupa was nie zabiła, na­dal znaj­do­wa­li­by­ście się wewnątrz czar­nej dziury. Czy nie powin­ni­ście natych­miast umrzeć z... jakie­goś powodu?

O dziwo, wcale nie! Zazwy­czaj pod­czas zbli­ża­nia się do czar­nej dziury siły pły­wowe roz­ry­wają wszystko na strzępy. Jed­nak w przy­padku więk­szych czar­nych dziur te siły są słab­sze, a czarna dziura Zupo­wisz mia­łaby masę wyno­szącą około 1 do 500 masy Drogi Mlecz­nej. Byłoby to mon­strum nawet jak na stan­dardy astro­no­miczne - jej roz­miary można by porów­nać z naj­więk­szymi zna­nymi czar­nymi dziu­rami. Masywna czarna dziura z pyta­nia Ame­lii byłaby na tyle duża, że różne czę­ści waszego ciała zosta­łyby pod­dane mniej wię­cej takiemu samemu przy­cią­ga­niu, więc nie odczu­wa­li­by­ście żad­nych sił pły­wo­wych.

Jed­nak nawet jeśli nie odczu­wa­li­by­ście gra­wi­ta­cji zupy, to i tak pod jej wpły­wem uzy­ska­li­by­ście przy­spie­sze­nie i natych­miast zaczę­li­by­ście nur­ko­wać w kie­runku cen­trum Układu Sło­necz­nego. W ciągu sekundy prze­mie­ści­li­by­ście się o 20 kilo­me­trów i osią­gnę­li­by­ście pręd­kość 40 kilo­me­trów na sekundę, czyli więk­szą, niż osiąga więk­szość stat­ków kosmicz­nych. Ponie­waż jed­nak zupa spa­da­łaby razem z wami, mie­li­by­ście wra­że­nie, że nic złego się nie dzieje.

W miarę zapa­da­nia się zupy w kie­runku cen­trum Układu Sło­necz­nego jej czą­steczki byłyby upa­ko­wane coraz bli­żej sie­bie, a ciśnie­nie cią­gle by wzra­stało. Już po kilku minu­tach osią­gnę­łoby poziom, przy któ­rym czło­wiek zostaje zmiaż­dżony. Gdy­by­ście znaj­do­wali się w czymś w rodzaju zupo­wego baty­skafu - statku pod­wod­nego uży­wa­nego do zanu­rza­nia w głę­bo­kich rowach oce­anicz­nych - wytrzy­ma­li­by­ście od 10 do 15 minut.

Nie mogli­by­ście zro­bić nic, aby uciec z zupy. Wszystko, co by się w niej znaj­do­wało, pły­nę­łoby do cen­trum, w kie­runku oso­bli­wo­ści. W nor­mal­nym Wszech­świe­cie wszy­scy nie­jako prze­miesz­czamy się do przodu w cza­sie, bez moż­li­wo­ści zatrzy­ma­nia się lub cof­nię­cia. Wewnątrz hory­zontu zda­rzeń czar­nej dziury czas w pew­nym sen­sie prze­staje pły­nąć do przodu, a zaczyna pły­nąć do wewnątrz. Wszyst­kie linie czasu zbie­gają się w kie­runku jej cen­trum.

Z punktu widze­nia pecho­wego obser­wa­tora znaj­du­ją­cego się wewnątrz naszej czar­nej dziury wystar­czy­łoby mniej wię­cej pół godziny, aby zupa i wszystko, co się w niej znaj­duje, opa­dło do środka. A póź­niej prze­sta­łyby obo­wią­zy­wać nasza defi­ni­cja czasu i nasze rozu­mie­nie fizyki jako takie.

Jed­nak poza zupą czas na­dal by pły­nął, a pro­blemy wcale by nie znik­nęły. Czarna dziura z zupy zaczę­łaby pochła­niać resztę Układu Sło­necz­nego: nie­mal od razu ogar­nę­łaby Plu­tona, a wkrótce potem się­gnęła po Pas Kuipera. Przez następne kilka tysięcy lat zaję­łaby dużą część Drogi Mlecz­nej, pochła­nia­jąc gwiazdy i roz­prze­strze­nia­jąc się we wszyst­kich kie­run­kach.

Pozo­staje nam jesz­cze zna­leźć odpo­wiedź na jedno pyta­nie: jaka to zupa?

Jeśli Ame­lia wypeł­ni­łaby Układ Sło­neczny roso­łem, w któ­rym pły­wa­łyby pla­nety, to czy byłaby to zupa pla­ne­tarna? A jeśli w tej zupie umie­ści­łaby klu­ski, to czy byłaby to zupa pla­ne­tarna z klu­skami, czy też pla­nety nale­ża­łoby tu raczej potrak­to­wać jako grzanki? Jeśli zro­bi­cie zupę z maka­ro­nem, a potem ktoś wsy­pie do niej tro­chę kamieni i pia­sku, to czy będzie to zupa z maka­ro­nem i zie­mią, czy może tylko zapiasz­czona zupa z maka­ro­nem? Czy obec­ność Słońca spra­wi­łaby, że byłaby to zupa gwiezdna?

Inter­net uwiel­bia spory o kate­go­ry­za­cję zup. Na szczę­ście w tym kon­kret­nym przy­padku fizyka może dać nam kon­kretną odpo­wiedź. Uważa się, że czarne dziury nie zacho­wują wła­ści­wo­ści mate­rii, która do nich tra­fia. Fizycy nazy­wają to twier­dze­niem o braku wło­sów, ponie­waż mówi ono, że czarne dziury nie mają żad­nych cech wyróż­nia­ją­cych ani defi­niu­ją­cych. Poza kil­koma pod­sta­wo­wymi para­me­trami, takimi jak masa, moment pędu i ładu­nek elek­tryczny, wszyst­kie czarne dziury są iden­tyczne.

Innymi słowy, nie ma zna­cze­nia, jakie skład­niki wło­żymy do zupy z czar­nej dziury. Nie­za­leż­nie od prze­pisu efekt koń­cowy będzie zawsze taki sam.

2. LOT NA ŚMIGLE HELIKOPTERA

Co by się stało, gdy­by­ście wisieli na śmi­gle heli­kop­tera, które zosta­łoby nagle uru­cho­mione?

- Cor­ban Blan­set

Być może wyobra­ża­cie sobie jakąś świetną scenę z filmu akcji tak, jak została ona przed­sta­wiona na poniż­szym rysunku.

W takim razie będzie­cie roz­cza­ro­wani, ponie­waż w rze­czy­wi­sto­ści wyglą­da­łoby to raczej tak:

Wir­nik nośny heli­kop­tera potrze­buje czasu, aby nabrać pręd­ko­ści. Gdy zacznie się już poru­szać, wyko­na­nie pierw­szego peł­nego obrotu może potrwać do kil­ku­na­stu sekund. Ten krę­pu­jący dla was czas wystar­czy na nawią­za­nie kon­taktu wzro­ko­wego z pilo­tem; póź­niej znaj­dzie­cie się poza jego polem widze­nia.

Na szczę­ście praw­do­po­dob­nie nie będzie­cie musieli poja­wić się przed pilo­tem po raz drugi, ponie­waż żenu­jąco szybko spad­nie­cie z łopaty wir­nika.

Trzy­ma­nie się gład­kiej powierzchni łopaty jest wystar­cza­jąco trudne nawet wtedy, gdy jest ona nie­ru­choma. A gdyby udało wam się zna­leźć wygodny uchwyt, to i tak praw­do­po­dob­nie puści­li­by­ście wir­nik, zanim wyko­nałby cały obrót.

Łopaty wir­nika heli­kop­tera są dość duże, co spra­wia, że wyglą­dają, jakby poru­szały się wol­niej niż w rze­czy­wi­sto­ści. Nie jeste­śmy przy­zwy­cza­jeni do poru­sza­ją­cych się szybko obiek­tów o dużych roz­mia­rach. Gdy heli­kop­ter stoi na pły­cie lot­ni­ska, a jego wir­nik obraca się powoli, może wyglą­dać nie­groź­nie, jak karu­zelka obra­ca­jąca się nad łóżecz­kiem nie­mow­lę­cia. Gdy­by­ście jed­nak pró­bo­wali przy­trzy­mać się końca wir­nika, zosta­li­by­ście z zaska­ku­jącą siłą wyrzu­ceni na zewnątrz.

Od momentu, gdy wir­nik zaczyna się poru­szać, do wyko­na­nia pierw­szego pół­ob­rotu może minąć od 5 do 10 sekund. Gdy­by­ście na nim wisieli, w tym cza­sie zauwa­żal­nie odchy­li­li­by­ście się na zewnątrz i za sprawą siły odśrod­ko­wej poczu­li­by­ście, że waży­cie dodat­kowe 5 lub dzie­sięć kilo­gra­mów wię­cej. Na szczę­ście wir­niki więk­szo­ści heli­kop­te­rów znaj­dują się tak bli­sko ziemi, że praw­do­po­dob­nie prze­ży­li­by­ście upa­dek, odno­sząc jedy­nie nie­wiel­kie obra­że­nia. Ucier­pia­łaby naj­wy­żej wasza god­ność.

Jeśli jed­nak uda­łoby się wam utrzy­mać na wir­niku, to sytu­acja bar­dzo szybko się pogor­szy. Zanim łopata wykona jeden pełny obrót1, siła odśrod­kowa jesz­cze bar­dziej zwięk­szy się w sto­sunku do siły gra­wi­ta­cji, co spo­wo­duje więk­sze odchy­la­nie się ciała na zewnątrz. Taka dodat­kowa siła byłaby równa cię­ża­rowi wiszą­cej na was osoby.

Nawet gdy­by­ście mieli naprawdę mocny uścisk dłoni, praw­do­po­dob­nie trudno byłoby wam się utrzy­mać. Jeśli chcie­li­by­ście obra­cać się razem z wir­ni­kiem, musie­li­by­ście wymy­ślić jakąś metodę, która umoż­li­wi­łaby wam utrzy­ma­nie się na nim.

Gdyby wir­nik na­dal przy­spie­szał w nor­mal­nym tem­pie, a wam uda­łoby się jakimś spo­so­bem na nim utrzy­mać, to po kolej­nym peł­nym obro­cie wisie­li­by­ście pra­wie zupeł­nie poziomo, a wasze ręce sta­ra­łyby się utrzy­mać wie­lo­krot­ność masy ciała. Gdy­by­ście zdo­łali wytrwać tak przez 20 sekund, a wir­nik wyko­ny­wałby w tym cza­sie jeden obrót na sekundę, na wasze ręce dzia­ła­łaby siła odpo­wia­da­jąca cię­ża­rowi ciała o masie kilku ton. A po 30 sekun­dach tak czy ina­czej stra­ci­li­by­ście kon­takt z heli­kop­te­rem. Jeśli ręce nie ode­rwa­łyby się od wir­nika, to ode­rwa­łyby się od waszego ciała.

To doświad­cze­nie nie będzie ani tro­chę przy­jem­niej­sze dla heli­kop­tera. Wir­nik nie byłby w sta­nie dalej przy­spie­szać tak jak pod­czas nor­mal­nego roz­ru­chu. Prze­cież jeśli na wasze ręce dzia­ła­łaby tak duża siła, to na heli­kop­ter też. Łopata wir­nika jest tak zapro­jek­to­wana, aby prze­no­sić obcią­że­nie o war­to­ści wielu ton, ale powinno ono być pre­cy­zyj­nie roz­ło­żone mię­dzy łopa­tami. Gdy jedna łopata wywiera więk­szą siłę od innej, nie­zrów­no­wa­żone siły szar­pią heli­kop­terem w przód i w tył jak nie­wy­wa­żoną pralką.

Doda­nie zale­d­wie stu kil­ku­dzie­się­ciu gra­mów do nasady łopaty wir­nika może spo­wo­do­wać (lub wyeli­mi­no­wać) nie­przy­jem­nie silne wibra­cje. Doda­nie masy czło­wieka do zakoń­cze­nia łopaty wir­nika spo­wo­do­wa­łoby prze­wró­ce­nie i roze­rwa­nie się heli­kop­tera na kawałki, zanim zdo­łałby nabrać pręd­ko­ści.

Skoro już o tym mowa, mogłaby to być dobra scena w jakimś fil­mie akcji. Na pewno widzie­li­ście już kie­dyś, jak fil­mowy czarny cha­rak­ter pró­buje uciec heli­kop­te­rem, a główny boha­ter dobiega, ska­cze go góry i zawisa na jego pło­zach? Jeśli chciałby naprawdę powstrzy­mać zło­czyńcę przed ucieczką...

po pro­stu powi­nien chwy­cić się tro­chę wyżej.

3. NIEBEZPIECZNIE ZIMNY

Czy prze­by­wa­nie w pobliżu dużego obiektu o tem­pe­ra­tu­rze zera abso­lut­nego jest nie­bez­pieczne?

- Chri­sto­pher

A więc zde­cy­do­wa­li­ście się umie­ścić w swoim salo­nie eks­tre­mal­nie zimny sze­ścian żelaza.

Przede wszyst­kim pod żad­nym pozo­rem go nie doty­kaj­cie. Dopóki będzie­cie opie­rać się tej poku­sie, praw­do­po­dob­nie nie sta­nie się wam żadna krzywda.

Rze­czy zimne i gorące róż­nią się od sie­bie[potrzebne źró­dło]. Prze­by­wa­nie w pobliżu gorą­cego przed­miotu może bar­dzo szybko dopro­wa­dzić do śmierci - wię­cej na ten temat znaj­dzie­cie na dowol­nej, losowo wybra­nej stro­nie tej książki - jeśli jed­nak jeste­ście obok zim­nego przed­miotu, to nie od razu zamar­z­nie­cie. Gorące obiekty emi­tują pro­mie­nio­wa­nie cieplne, które nagrzewa przed­mioty będące w ich pobliżu, nato­miast zimne nie emi­tują pro­mie­nio­wa­nia zim­nego. Po pro­stu są zimne.

Jed­nak nawet jeśli nie emi­tują one pro­mie­nio­wa­nia zim­nego, to brak pro­mie­nio­wa­nia ciepl­nego może powo­do­wać uczu­cie zimna. Ciało czło­wieka, podob­nie jak wszyst­kie cie­płe obiekty, stale wypro­mie­nio­wuje cie­pło. Na szczę­ście wszystko, co znaj­duje się w waszym pobliżu - na przy­kład meble, ściany i drzewa - rów­nież wypro­mie­nio­wuje cie­pło i to pro­mie­nio­wa­nie, gdy do nas dociera, czę­ściowo rów­no­waży cie­pło, które tra­cimy. Zazwy­czaj tem­pe­ra­turę w pomiesz­cze­niach mie­rzymy w stop­niach Fah­ren­he­ita lub Cel­sju­sza. Prze­sta­wie­nie czuj­ni­ków tem­pe­ra­tury na skalę Kelvina uła­twi­łoby jed­nak zro­zu­mie­nie tego, że więk­szość rze­czy znaj­du­ją­cych się w pomiesz­cze­niach ma mniej wię­cej taki sam bez­względny poziom cie­pła - ponie­waż ich tem­pe­ra­tura wynosi od 250 do 300 kel­wi­nów - a więc wszyst­kie wypro­mie­nio­wują cie­pło.

Gdy sto­icie w pobliżu cze­goś o tem­pe­ra­tu­rze znacz­nie niż­szej od poko­jo­wej, cie­pło tra­cone przez was od strony tego cze­goś nie jest rów­no­wa­żone przez cie­pło docie­ra­jące do was, więc część ciała wysta­wiona na kon­takt z tym zim­nym przed­mio­tem wychła­dza się znacz­nie szyb­ciej. Wydaje się wam wów­czas, że ten przed­miot wypro­mie­nio­wuje zimno.

Takie "pro­mie­nio­wa­nie zimne" może­cie poczuć, gdy patrzy­cie na gwiazdy w let­nią noc. Wasza twarz sta­nie się zimna, ponie­waż jej cie­pło będzie ucie­kać w prze­strzeń. Jeśli roz­ło­ży­cie nad głową para­sol, aby zasło­nić sobie widok, zrobi się wam cie­plej - tak jakby para­sol "blo­ko­wał zimno" przy­cho­dzące z nieba. Ten efekt "zim­nego nieba" może spo­wo­do­wać ochło­dze­nie przed­mio­tów do tem­pe­ra­tury niż­szej od tem­pe­ra­tury ota­cza­ją­cego powie­trza. Gdy zosta­wi­cie tackę z wodą pod gołym nie­bem, w nocy woda może zamie­nić się w lód, nawet jeśli tem­pe­ra­tura powie­trza utrzy­muje się znacz­nie powy­żej zera.

Gdy będzie­cie stać obok naszego sze­ścianu żelaza, poczu­je­cie chłód, ale nie aż tak dokucz­liwy, by nie ochro­nił was przed nim dobry płaszcz zimowy. Zanim jed­nak pospie­szy­cie, żeby kupić pojem­nik krio­ge­niczny, musimy poroz­ma­wiać o powie­trzu.

Zimne obiekty są w sta­nie kon­den­so­wać parę wodną w powie­trzu, co pro­wa­dzi do gro­ma­dze­nia się na ich powierzch­niach cie­kłego tlenu w postaci rosy. Jeśli są one dosta­tecz­nie zimne, mogą ją nawet zamro­zić. Inży­nie­ro­wie odpo­wie­dzialni za urzą­dze­nia prze­my­słowe pra­cu­jące w niskich tem­pe­ra­tu­rach muszą zwra­cać uwagę na gro­ma­dze­nie się tlenu, ponie­waż w sta­nie cie­kłym staje się on bar­dzo nie­bez­pieczny. Jest wysoce reak­tywny i może powo­do­wać samo­za­płon łatwo­pal­nych przed­mio­tów. Naprawdę zimny przed­miot jest w sta­nie pod­pa­lić dom.

Jed­nym z naj­więk­szych zagro­żeń zwią­za­nych z mate­ria­łami o bar­dzo niskich tem­pe­ra­tu­rach jest to, że czę­sto nie chcą one pozo­stać eks­tre­mal­nie zimne. Gdy cie­kły azot lub suchy lód roz­grze­wają się i zamie­niają w gaz, bar­dzo się roz­sze­rzają i czę­sto wypy­chają z pomiesz­cze­nia całe powie­trze. Wia­dro cie­kłego azotu może zamie­nić się w taką ilość gazo­wego azotu, która wypełni całe pomiesz­cze­nie, co jest złą wia­do­mo­ścią dla osób oddy­cha­ją­cych tle­nem.

Na szczę­ście żelazo w tem­pe­ra­tu­rze poko­jo­wej jest cia­łem sta­łym, więc nie musi­cie się mar­twić, że nasz sze­ścian wypa­ruje. Jeśli tylko nie będzie­cie go doty­kać, nie dopu­ści­cie do kon­taktu tlenu znaj­du­ją­cego się na powierzchni z niczym łatwo­pal­nym i będzie­cie nosić zimowy płaszcz, praw­do­po­dob­nie nic wam się nie sta­nie.

ALE JEŚLI ZDECYDOWALIŚCIE, ŻE JEDNAK NIE POTRZEBUJECIE ZAMROŻONEGO SZEŚCIANU

Ogrza­nie sze­ścianu zaj­mie wam strasz­nie dużo czasu. Będzie on spo­czy­wał w tem­pe­ra­tu­rze krio­ge­nicz­nej przez wiele dni, pobie­ra­jąc cie­pło z pomiesz­cze­nia, a jed­no­cze­śnie pozo­sta­jąc wystar­cza­jąco zim­nym, aby zamro­zić powie­trze. Nawet jeśli otwo­rzy­cie okna i włą­czy­cie ogrze­wa­nie na pełny regu­la­tor, aby pod­krę­cić tem­pe­ra­turę powie­trza, jak to tylko moż­liwe, to minie co naj­mniej tydzień, zanim tem­pe­ra­tura sze­ścianu zbliży się do poko­jo­wej.

Można spró­bo­wać przy­spie­szyć ten pro­ces przez oto­cze­nie sze­ścianu kil­ku­na­stoma grzej­ni­kami - rzecz jasna, z pomocą elek­tryka, ponie­waż w prze­ciw­nym razie prze­pa­li­cie wszyst­kie bez­piecz­niki - ale i w tym przy­padku ogrza­nie go zaję­łoby wiele dni.

Jeśli chcie­li­by­ście roz­mro­zić sze­ścian szyb­ciej, mogli­by­ście spró­bo­wać oblać go wodą. Natych­miast zamie­ni­łaby się ona w lód, który dałoby się roz­drob­nić i wyrzu­cić, a część cie­pła wody pozo­sta­łaby w żela­zie. Do tej pro­ce­dury trzeba by wyko­rzy­stać kilka wanien peł­nych wody, ale dzięki temu uda­łoby się szyb­ciej ogrzać sze­ścian.

Gdy sze­ścian żelaza osią­gnie tem­pe­ra­turę poko­jową, sta­nie się po pro­stu kolej­nym przed­mio­tem w domu. Mam nadzieję, że podoba wam się miej­sce, w któ­rym stoi - w prze­ciw­nym razie, bio­rąc pod uwagę, jakim wyzwa­niem byłoby prze­nie­sie­nie ważą­cego osiem ton sze­ścianu o gład­kiej powierzchni, może łatwiej będzie się prze­pro­wa­dzić.

Jeśli nie chce­cie się prze­pro­wa­dzać i szu­ka­cie innego spo­sobu na pozby­cie się sze­ścianu żelaza, zawsze można spró­bo­wać pod­grzać go bar­dziej.

Aby dowie­dzieć się, co sta­nie się w tym przy­padku, przejdź­cie do następ­nego roz­działu.

4. ODPAROWYWANIE ŻELAZA

Co by się stało, gdy­by­śmy odpa­ro­wali sze­ścian żelaza?

- Cooper C.

Posta­no­wi­li­ście odpa­ro­wać na swoim podwórku sze­ścian żelaza o boku dłu­go­ści 1 metra.

Żelazo może wrzeć i paro­wać jak każdy inny mate­riał, ale ponie­waż jego tem­pe­ra­tura wrze­nia jest bar­dzo wysoka - wynosi około 3000°C - w życiu codzien­nym zda­rza się to rzadko.

Aby zago­to­wać wodę, wlewa się ją do garnka i pod­grzewa do momentu osią­gnię­cia 100°C. Goto­wa­nie żelaza jest trud­niej­sze, bo z czego miałby być zro­biony gar­nek? Tem­pe­ra­tura top­nie­nia więk­szo­ści metali jest niż­sza od tem­pe­ra­tury wrze­nia żelaza, więc nie można ich użyć do prze­cho­wy­wa­nia wrzą­cego żelaza - sto­pi­łyby się, zanim żelazo zaczę­łoby wrzeć.

Ist­nieje kilka sub­stan­cji, na przy­kład wol­fram, tan­tal czy węgiel, które pozo­stają w sta­nie sta­łym nieco powy­żej tem­pe­ra­tury wrze­nia żelaza, ale wykorzysta­nie ich do pod­trzy­my­wa­nia tego pro­cesu byłoby kar­ko­łomne. Dopro­wa­dze­nie żelaza do wrze­nia przy jed­no­cze­snym utrzy­ma­niu pojem­nika, w któ­rym się ono znaj­duje, poni­żej jego tem­pe­ra­tury top­nie­nia jest w prak­tyce trudne, a ponadto poja­wiają się pro­blemy natury che­micz­nej. Żelazo jest pod tym wzglę­dem kło­po­tliwe - gdy już się stopi, ma ten­den­cję do reago­wa­nia z pojem­ni­kiem i two­rze­nia sto­pów.

W codzien­nym życiu, gdy ludzie chcą odpa­ro­wać żelazo2, zazwy­czaj nie umiesz­czają go nad źró­dłem cie­pła. Sto­sują ogrze­wa­nie induk­cyjne, aby pod­grzać metal za pomocą pól elek­tro­ma­gne­tycz­nych lub wią­zek elek­tro­nów i powoli go odpa­ro­wać. Jedną z zalet wią­zek elek­tro­no­wych jest to, że można użyć pola magne­tycz­nego do zakrzy­wie­nia wiązki, więc naprawdę eks­cy­tu­jące i nie­bez­pieczne rze­czy dzieją się po dru­giej stro­nie, z dala od deli­kat­nego sprzętu.

Musi­cie pamię­tać, aby znaj­do­wać się za "osłoną" urzą­dze­nia, ponie­waż po dru­giej stro­nie, tam, gdzie odbywa się odpa­ro­wy­wa­nie żelaza, będzie latać wiele wyso­ko­ener­ge­tycz­nych czą­stek. "Sta­waj­cie zawsze po dru­giej stro­nie wzglę­dem miej­sca, w któ­rym zacho­dzi zja­wi­sko fizyczne" - to dobra zasada doty­cząca sprzętu nauko­wego.

Gdy już zbu­du­je­cie apa­ra­turę do odpa­ro­wy­wa­nia żelaza, będzie­cie musieli się odsu­nąć, ponie­waż odpa­ro­wa­nie sze­ścianu żelaza o boku dłu­go­ści metra wymaga około 60 giga­dżuli ener­gii. Jeśli odpa­ru­je­cie żelazo w ciągu trzech godzin, to urzą­dze­nie będzie miało mniej wię­cej taką samą cał­ko­witą moc cieplną jak sza­le­jący w domu pożar3.

Jed­nak pyta­nie nie doty­czyło tego, czy jeste­ście w sta­nie to zro­bić. Cho­dziło o to, jakie będą tego kon­se­kwen­cje, a odpo­wiedź jest cał­kiem pro­sta: wasz dom i podwórko by się zapa­liły. Wtedy poja­wi­łaby się straż pożarna i wielu ludzi byłoby na was wście­kłych.

Bar­dziej inte­re­su­jące są kon­se­kwen­cje tego eks­pe­ry­mentu dla atmos­fery. Uwol­ni­li­by­ście do niej osiem ton żelaza - co by się stało z waszą oko­licą?

Nie mia­łoby to wiel­kiego wpływu na atmos­ferę jako całość. W powie­trzu jest już mnó­stwo żelaza, z czego więk­szość wystę­puje w postaci pyłu uno­szo­nego przez wiatr. Duże ilo­ści żelaza dostają się do atmos­fery także w efek­cie dzia­łal­no­ści czło­wieka, głów­nie pod­czas spa­la­nia paliw kopal­nych. Z danych sza­cun­ko­wych pocho­dzą­cych z badań prze­pro­wa­dzo­nych w 2009 roku przez Nata­lie Maho­wald i jej współ­pra­cow­ni­ków wynika, że w ciągu trzech godzin potrzeb­nych do odpa­ro­wa­nia 8-tono­wego sze­ścianu żelaza wia­try pustynne wyrzu­cają w powie­trze 30 tysięcy ton żelaza, a zakłady prze­my­słowe dodają do tego kolejny tysiąc ton.

Osiem ton żelaza może nie mieć wpływu na całą Zie­mię, ale co się sta­nie z waszymi sąsia­dami? Co by zauwa­żyli oprócz wozów stra­żac­kich? Czy po prze­bu­dze­niu odkry­liby, że wszystko jest pokryte żela­znym pyłem?

Aby odpo­wie­dzieć na te pyta­nia, skon­tak­to­wa­łem się z dr Maho­wald, główną autorką bada­nia z 2009 roku i eks­pertką w dzie­dzi­nie prze­miesz­cza­nia się metali w atmos­fe­rze.

Naukow­czyni wyja­śniła mi, że kiedy uwal­niane są opary żelaza, pier­wia­stek ten szybko reaguje z tle­nem w powie­trzu i two­rzy czą­steczki tlenku żelaza. "Czą­steczki tlenku żelaza nie są szcze­gól­nie nie­bez­pieczne dla jako­ści powie­trza - powie­działa Maho­wald - choć, jeśli jest ich wystar­cza­jąco dużo, z pew­no­ścią mogą być szko­dliwe dla płuc". Nie­ko­niecz­nie za sprawą jakichś szcze­gól­nych wła­ści­wo­ści tlenku żelaza - po pro­stu płuca są zapro­jek­to­wane do oddy­cha­nia powie­trzem.

Osta­tecz­nie czą­steczki tlenku żelaza opa­dłyby gdzieś w pobliżu domów, ale nie­ko­niecz­nie dopro­wa­dzi­łoby to do jakichś poważ­nych pro­ble­mów. "Praw­do­po­dob­nie niczego by nie zabiły" - mówi dr Maho­wald. "Na powierzchni Ziemi jest już sporo żelaza. Ale gdyby było go wystar­cza­jąco dużo - dodała - mogłoby ono przy­kryć roślin­ność tak, jak war­stwy popiołu po erup­cji wul­kanu. Twoi sąsie­dzi byliby praw­do­po­dob­nie poiry­to­wani, ponie­waż musie­liby umyć samo­chód".

Dr Maho­wald powie­działa mi, że odpa­ro­wane żelazo mia­łoby jakiś udział w zmia­nach kli­ma­tycz­nych, ponie­waż pochło­nę­łoby nie­wiel­kie ilo­ści świa­tła sło­necz­nego i wypro­mie­nio­wało je w postaci cie­pła. Jed­nak żelazo w atmos­fe­rze może przy­czy­nić się także do spo­wol­nie­nia zmian kli­ma­tycz­nych dzięki użyź­nia­niu oce­anu i pobu­dza­niu wzro­stu alg, które wchła­niają dwu­tle­nek węgla z atmos­fery. W 1988 roku oce­ano­graf John Mar­tin zasły­nął stwier­dze­niem - wygło­szo­nym gło­sem superz­ło­czyńcy - "Daj­cie mi pół zbior­ni­kowca z żela­zem, a ja wam dam epokę lodow­cową".

Dr Mar­tin ni­gdy nie stał się superz­ło­czyńcą[potrzebne źró­dło] i ni­gdy nie pró­bo­wał zre­ali­zo­wać tego planu, ale nie jest pewne, czy w ogóle by mu się to udało. Dal­sze bada­nia wyka­zały, że wyrzu­ca­nie żelaza do oce­anu praw­do­po­dob­nie nie jest sku­tecz­nym spo­so­bem na wycią­gnię­cie węgla z powie­trza, co jest tro­chę roz­cza­ro­wu­jące dla superz­ło­czyń­ców, któ­rzy chcą wywo­łać epokę lodow­cową, oraz dla super­bo­ha­te­rów, któ­rzy chcą powstrzy­mać glo­balne ocie­ple­nie.

Jeśli jed­nak naprawdę macie blok żelaza oraz dys­po­nu­je­cie środ­kami do jego odpa­ro­wa­nia i naprawdę nie­na­wi­dzi­cie swo­jego domu, podwórka i ogro­dów sąsia­dów, któ­rzy miesz­kają pod wiatr od was, to mam wspa­niałą wia­do­mość doty­czącą waszego planu.

5. KOSMICZNA PODRÓŻ SAMOCHODEM

Gdyby w tej chwili Wszech­świat prze­stał się roz­sze­rzać, ile czasu zaję­łaby podróż samo­cho­dem do jego kra­wę­dzi?

- Sam H-H

Kra­wędź obser­wo­wal­nego Wszech­świata znaj­duje się w odle­gło­ści około 430 000 000 000 000 000 000 000 kilo­me­trów od nas.

Jeśli będzie­cie jechać ze stałą pręd­ko­ścią 105 kilo­me­trów na godzinę, dotar­cie tam zaj­mie wam 480 000 000 000 000 000 lat - to jest 4,8 × 1017 - lub 35 milio­nów razy wię­cej, niż wynosi obecny wiek Wszech­świata.

To nie będzie bez­pieczna podróż. Nie cho­dzi mi o aspekty zwią­zane z Kosmo­sem - tym się nie przej­mu­jemy - ale sama jazda samo­cho­dem jest dość ryzy­kowna: w Sta­nach Zjed­no­czo­nych prze­ciętny kie­rowca w śred­nim wieku ulega śmier­tel­nemu wypad­kowi po prze­je­cha­niu 160 milio­nów kilo­me­trów. Gdyby ktoś zbu­do­wał auto­stradę pro­wa­dzącą z Układu Sło­necz­nego w głę­boki Kosmos, więk­szość kie­row­ców nie prze­by­łaby nawet pasa aste­roid. Kie­rowcy cię­ża­ró­wek, któ­rzy są przy­zwy­cza­jeni do jazdy po auto­stra­dach na dłu­gich dystan­sach, mają niż­szy wskaź­nik wypad­ków na kilo­metr niż zwy­kli kie­rowcy, ale i tak raczej nie doje­cha­liby do Jowi­sza.

Na pod­sta­wie danych doty­czą­cych liczby wypad­ków w Sta­nach Zjed­no­czo­nych praw­do­po­do­bień­stwo poko­na­nia przez kie­rowcę 46 miliar­dów lat świetl­nych bez wypadku wynosi 1 do 101015. To mniej wię­cej tyle samo, ile wynosi praw­do­po­do­bień­stwo, że małpa usią­dzie przy maszy­nie do pisa­nia i prze­pi­sze 50 razy z rzędu całą Biblio­tekę Kon­gresu bez żad­nych lite­ró­wek. Na pewno przy­da­łoby się mieć samo­chód auto­no­miczny albo przy­naj­mniej taki, który jest wypo­sa­żony w sys­tem ostrze­ga­jący przed zje­cha­niem z pasa ruchu.

Taka podróż będzie wyma­gała dużo paliwa. Aby dotrzeć do kra­wę­dzi Wszech­świata samo­cho­dem zuży­wa­ją­cym mniej wię­cej osiem litrów paliwa na 100 kilo­me­trów, potrze­bo­wa­li­by­ście takiej ilo­ści ben­zyny, która wypeł­ni­łaby kulę roz­mia­rów Księ­życa4, oraz 30 try­lio­nów wymian oleju, co wyma­ga­łoby zbior­nika na olej sil­ni­kowy o obję­to­ści Oce­anu Ark­tycz­nego5.

Będzie­cie rów­nież potrze­bo­wać 1017 ton prze­ką­sek. Miejmy nadzieję, że na tra­sie jest wiele mię­dzy­ga­lak­tycz­nych miejsc odpo­czynku podróż­nych, w prze­ciw­nym razie bagaż­nik samo­chodu będzie musiał być cał­ko­wi­cie wypeł­niony.

Czeka was bar­dzo długa podróż, a pod­czas niej kra­jo­braz będzie raczej mono­tonny. Więk­szość widzial­nych gwiazd wypali się, zanim jesz­cze opu­ści­cie Drogę Mleczną. Gdy­by­ście chcieli spró­bo­wać dotknąć gwiazdy o tem­pe­ra­tu­rze poko­jo­wej - przejdź­cie do roz­działu 63., aby zoba­czyć, jak to wygląda - pro­po­nuję tak zapla­no­wać trasę prze­jazdu, aby prze­bie­gała obok gwiazdy Kepler-1606. Znaj­duje się ona w odle­gło­ści 2800 lat świetl­nych od nas, więc gdy za 30 miliar­dów lat będzie­cie obok niej prze­jeż­dżać, zdąży się już ochło­dzić do kom­for­to­wej tem­pe­ra­tury poko­jo­wej. W tej chwili ma pla­netę, ale zanim do niej dotrze­cie, praw­do­po­dob­nie ta pla­neta zosta­nie pożarta przez swoją gwiazdę.

Gdy gwiazdy się wypalą, będzie­cie musieli zna­leźć nowe źró­dło roz­rywki. Nawet jeśli zabie­rze­cie ze sobą wszyst­kie kie­dy­kol­wiek nagrane audio­bo­oki i wszyst­kie odcinki ist­nie­ją­cych pod­ca­stów, to skoń­czy­cie je odsłu­chi­wać przed dotar­ciem do kra­wę­dzi Układu Sło­necz­nego.

Robin Dun­bar zasły­nął stwier­dze­niem, że prze­ciętny czło­wiek utrzy­muje rela­cje spo­łeczne ze 150 oso­bami. Cał­ko­wita liczba ludzi, któ­rzy kie­dy­kol­wiek żyli, prze­kro­czyła 100 miliar­dów. Podróż trwa­jąca 1017 lat byłaby wystar­cza­jąco długa, by odtwo­rzyć życie każ­dej z tych osób w cza­sie rze­czy­wi­stym - w for­mie nie­zmon­to­wa­nego filmu doku­men­tal­nego - a następ­nie obej­rzeć każdy z tych doku­men­tów 150 razy, za każ­dym razem z innym komen­ta­rzem jakiejś osoby, która bar­dzo dobrze znała boha­tera.

Po obej­rze­niu całego tego doku­mentu o ludz­kich losach będzie­cie zale­d­wie nie­cały 1 pro­cent drogi bli­żej kra­wę­dzi Wszech­świata. Zanim więc w końcu dotrze­cie na miej­sce, będzie­cie mieć wystar­cza­jąco dużo czasu, aby obej­rzeć cały pro­jekt - każde ludz­kie życie wraz ze wszyst­kimi 150 komen­ta­rzami - 100 razy.

Po dotar­ciu na kra­wędź obser­wo­wal­nego Wszech­świata można by poświę­cić kolejne 4,8 × 1017 lat na powrót do domu, ale ponie­waż wtedy nie będzie już Ziemi, na którą dałoby się powró­cić - pozo­staną jedy­nie czarne dziury i zamar­z­nięte sko­rupy gwiazd - rów­nie dobrze można jechać dalej.

Według obec­nej wie­dzy kra­wędź obser­wo­wal­nego Wszech­świata nie jest kra­wę­dzią rze­czy­wi­stego Wszech­świata. To tylko naj­dal­szy punkt, który jeste­śmy w sta­nie zoba­czyć, ponie­waż świa­tło z dal­szych rejo­nów Kosmosu nie miało jesz­cze czasu do nas dotrzeć. Nie ma powodu, aby sądzić, że prze­strzeń koń­czy się w tym punk­cie, nie wiemy jed­nak też, jak daleko sięga. Może po pro­stu trwać wiecz­nie. Kra­wędź obser­wo­wal­nego Wszech­świata nie jest kra­wę­dzią prze­strzeni kosmicz­nej, jest to jedy­nie kra­wędź mapy. Nie mamy pew­no­ści, co odkry­jemy po jej prze­kro­cze­niu.

Koniecz­nie spa­kuj­cie więc dodat­kowe prze­ką­ski.

6. GOŁĘBI RYDWAN

Ile gołębi potrzeba, aby unieść prze­cięt­nego czło­wieka sie­dzą­cego na krze­śle na wyso­kość dra­pa­cza chmur Q1 Tower?

- Nick Evans

Wierz­cie lub nie, ale nauka potrafi odpo­wie­dzieć na to pyta­nie.

W bada­niu prze­pro­wa­dzo­nym w 2013 roku na Nan­jing Uni­ver­sity of Aero­nau­tics and Astro­nau­tics naukowcy pra­cu­jący pod kie­row­nic­twem Ting Ting Liu wytre­no­wali gołę­bie tak, aby z obcią­żoną uprzężą wzla­ty­wały na grzędę. Oka­zało się, że prze­ciętny gołąb potra­fił wystar­to­wać i wzle­cieć, uno­sząc 124 gramy, czyli około 25 pro­cent swo­jej masy ciała.

Naukowcy usta­lili, że gołę­bie latały swo­bod­niej, kiedy cię­żarki były zawie­szone poni­żej ich ciała, a nie na grzbie­cie, więc praw­do­po­dob­nie wole­li­by­ście, żeby ptaki cią­gnęły krze­sło do góry, a nie pod­trzy­my­wały je od dołu.

Załóżmy, że krze­sło i uprząż ważą 5 kilo­gra­mów, a wasza masa wynosi 65 kilo­gra­mów. Gdy­by­ście użyli gołębi z bada­nia prze­pro­wa­dzo­nego w 2013 roku, to aby pod­nieść krze­sło i wzle­cieć z nim, stado pta­ków musia­łoby liczyć około 600 sztuk.

Nie­stety, lata­nie z obcią­że­niem wymaga dużo wysiłku. Gołę­bie z bada­nia prze­pro­wa­dzo­nego przez zespół Ting Ting Liu były w sta­nie prze­nieść obcią­że­nie na grzędę znaj­du­jącą się na wyso­ko­ści 1,4 metra, ale praw­do­po­dob­nie nie byłyby w sta­nie pole­cieć znacz­nie wyżej. Nawet nie­ob­cią­żone ptaki mogły lecieć pio­nowo do góry tylko przez kilka sekund. W innym bada­niu, prze­pro­wa­dzo­nym w 1965 roku, zmie­rzono pręd­kość wzno­sze­nia się nie­ob­cią­żo­nych gołębi6. Wynio­sła ona 2,5 metra na sekundę, więc nawet przy opty­mi­stycz­nym zało­że­niu wydaje się mało praw­do­po­dobne, aby gołę­bie mogły pod­nieść krze­sło na wyso­kość więk­szą niż 5 metrów7.

Mogłoby się wyda­wać, że to żaden pro­blem. Jeśli 600 gołębi da radę pod­nieść was na wyso­kość 5metrów, to wystar­czy, że zabie­rze­cie ze sobą jesz­cze 600 pta­ków i wyko­rzy­sta­cie je jako drugi sto­pień rakiety, żeby wznieść się na kolejne 5 metrów, gdy pierw­sze stado się zmę­czy. A potem wziąć następne 600 gołębi do poko­na­nia kolej­nych 5 metrów i tak dalej. Q1 Tower ma 322 metry wyso­ko­ści, więc aby dostać się na szczyt, wystar­czyłoby mniej wię­cej 40 tysięcy gołębi, prawda?

Nie­stety nie. Wiąże się z tym pewien pro­blem.

Gołąb może unieść tylko jedną czwartą masy swo­jego ciała, więc aby unieść jed­nego gołę­bia odpo­czy­wa­ją­cego, będziemy potrze­bo­wać czte­rech gołębi goto­wych do lotu. Ozna­cza to, że do każ­dego "etapu" musimy mieć co naj­mniej cztery razy wię­cej gołębi. Pod­nie­sie­nie jed­nej osoby może wyma­gać jedy­nie 600 gołębi, ale pod­nie­sie­nie jed­nej osoby i 600 odpo­czy­wa­ją­cych gołębi wymaga kolej­nych 3000 gołębi.

Ten wykład­ni­czy wzrost ozna­cza, że 9-stop­niowy gołębi rydwan, zdolny do pod­nie­sie­nia was na wyso­kość 45 metrów, musiałby liczyć pra­wie 300 milio­nów gołębi, czyli mniej wię­cej tyle, ile wynosi cała glo­balna popu­la­cja tych pta­ków. Dotar­cie do połowy drogi wyma­ga­łoby 1,6 × 1025 gołębi, które waży­łyby około 8 × 1024 kilo­gra­mów - wię­cej niż sama Zie­mia. W tym momen­cie gołę­bie nie byłyby ścią­gane w dół przez naszą pla­netę, ale ona sama zosta­łaby pocią­gnięta ku górze z powodu gra­wi­ta­cji wytwa­rza­nej przez gołę­bie.

Aby dotrzeć na szczyt Q1 Tower, taki 65-stop­niowy rydwan musiałby ważyć 3,5 × 1046 kilo­gra­mów. To nie tylko wię­cej niż masa wszyst­kich gołębi żyją­cych na Ziemi, to wię­cej niż masa całej galak­tyki.

Lep­szym roz­wią­za­niem byłoby nie­za­bie­ra­nie gołębi ze sobą. Osta­tecz­nie potra­fią same dostać się na szczyt dra­pa­cza chmur, więc rów­nie dobrze można by wysłać je przo­dem, aby tam na was cze­kały, zamiast kazać ich towa­rzy­szom uno­sić je ze sobą. A jeśli wystar­cza­jąco dobrze je wyszko­li­cie, to będą szy­bo­wać na odpo­wied­niej wyso­ko­ści, a gdy ją osią­gnie­cie, zła­pią was i przez kilka sekund będą cią­gnąć do góry. Pamię­taj­cie, że gołę­bie nie mogą chwy­tać i prze­no­sić rze­czy za pomocą nóg, więc aby was prze­jąć, musia­łyby być wypo­sa­żone w małe uprzęże z hakami podob­nymi do tych sto­so­wa­nych na lot­ni­skow­cach.

Ist­nieje szansa, że zasto­so­wa­nie takiej metody z wyko­rzy­sta­niem kil­ku­dzie­się­ciu tysięcy dobrze wyszko­lo­nych gołębi pozwo­li­łoby wam wzle­cieć na szczyt dra­pa­cza chmur. Powin­ni­ście jed­nak zapew­nić sobie jakiś sys­tem zabez­pie­czeń, który będzie was chro­nić przed śmier­tel­nym upad­kiem, ile­kroć prze­la­tu­jący w pobliżu sokół spło­szy gołę­bie.

Rydwan byłby znacz­nie bar­dziej nie­bez­piecz­nym roz­wią­za­niem niż winda, no i o wiele trud­niej byłoby wam wybrać miej­sce doce­lowe. Może­cie zapla­no­wać sobie dosta­nie się na szczyt Q1 Tower, ale jak już wystar­tu­je­cie...

...wasz los będzie zale­żeć od tego, kto aktu­al­nie jest w posia­da­niu torebki z ziar­nem.