ПОДПИСКА НА ВЕБ-САЙТ. ПРЕИМУЩЕСТВА:
Доступ к эксклюзивным статьям на сайте
Приглашение на образовательные лекции и мастер-классы
Возможность просматривать на всех мобильных устройствах и планшетах
Отличная цена: всего 200 тг в месяц!
Криштиану Роналдо — самый дорогой игрок за всю историю футбола. Его оценивают в более чем 80 миллионов фунтов стерлингов! Роналдо способен бить по мячу так, что последний летит со скоростью 200 км/час (55 м/c).
А что если бы после удара Криштиану мяч полетел бы со скоростью близкой к скорости света — 0,9 с? Давайте представим, что так и есть. И посмотрим, что произойдет..
Эта статья была опубликована в журнале OYLA №2. Оформить подписку на печатную и онлайн-версию можно здесь.
На первый взгляд, ничего особенного — подумаешь, мяч быстрее долетит до ворот. Но все не так просто. Впоследствии произойдет куча событий, но ни одно из них, к сожалению, не кончится ничем хорошим. Распишем все по этапам
Не будем вдаваться в подробности о том, как Роналдо сумел это сделать. Представим, что это обыкновенный удар по мячу, но с определенным нюансом в момент, когда мяч отрывается от стопы, он магическим образом ускоряется до скорости 0.9c (270 000 000 м/с).
Мяч перемещается настолько быстро, что по сравнению с ним все остальные вещи просто застывают на месте. Все происходит как при замедленной съемке.
Весь стадион застывает, даже молекулы воздуха становятся неподвижными по отношению к мячу. Ведь футбольный мяч летит со скоростью приблизительно 270 тысяч километров в секунду! Если застывают даже молекулы, что уж говорить о нас и про окружающие предметы?
Забудьте про классические законы аэродинамики (это раздел физики, изучающий движение воздуха и взаимодействие с твердыми объектами, например воздух с крылом самолета) здесь они не работают. Обычно мы не замечаем воздух, но на самом деле, это — субстанция, которая постоянно «обтекает» нас и все предметы. Крохотные молекулы воздуха, невидимые человеческому глазу, двигаются очень-очень быстро и на большом расстоянии друг от друга. Но, как мы уже сказали, футбольный мяч перемещается в миллионы раз быстрее, настолько быстро, что даже рассеянные молекулы воздуха создают ему препятствия. И мяч врезается в них с такой силой, что молекулы воздуха «впечатываются» в мяч. При этом атомы молекул воздуха, в прямом смысле этого слова, «сливаются» с атомами поверхности мяча эта называется ядерным синтезом. Процесс похож на то, что происходит при столкновении машины на полном ходу и летящей ей навстречу мухе. Только в нашем случае каждое такое столкновение порождает маленький ядерный взрыв, сопровождаемый выбросом гамма-лучей и частиц-осколков, образовавшихся после удара.
Гамма-излучение выделяется при ядерном синтезе (топливо Солнца) или распаде (ядерный взрыв). Скорость его распространения равна скорости света. Количество энергии, которая выделяется, рассчитывается по E=mc2 (смотри статью про то, как горит звезда).
E = mc2 = 1g * (299,792,458 m/s) 2 = 89.9 тера Джоуль
89.9 тера Джоулей, возможно, получившаяся цифра вам ни о чем не говорит (как впрочем, и мне) но такое количество энергии выделяется при взрыве средней ядерной бомбы.
m — масса
с — скорость света
Е — энергия
После столкновения, гамма-излучение и частицы-осколки образуют бесконечно расширяющийся во все стороны «пузырь», в центре которого находится наш незадачливый Роналдо. На своем пути гамма-излучение и частицы-осколки также сталкиваются с молекулами воздуха и буквально разрывают их на части, вырывая электроны из атомов и превращая воздух на стадионе в расширяющийся «пузырь» раскаленной плазмы.
Этот раскаленный «пузырь», расширяющийся практически со скоростью света, приближается к вратарю, лишь немного отставая от волны гамма-излучения. Непрекращающиеся взрывы от столкновений на поверхности мяча немного замедляют его полет, как если бы ракета летела вперед соплами, из которых вырывается пламя на полной мощности. Но, к сожалению, скорость мяча настолько высока, что даже чудовищная сила термоядерных взрывов на его поверхности неспособна значительно замедлить ход.
Однако, эти взрывы не проходят бесследно и начинают разъедать поверхность мяча, раскидывая его мельчайшие фрагменты во все стороны. Эти фрагменты двигаются настолько быстро, что при столкновении с молекулами воздуха они запускают еще несколько этапов ядерного синтеза и, соответственно, выделение гигантского количества энергии.
После семидесяти наносекунд (одна наносекунда соотносится с секундой так, как секунда с 31,7 годами), мяч, наконец, долетает до вратаря. Правда, то, что осталось мало чем напоминает мяч — скорее, это облако расширяющейся плазмы, по форме похожее на пулю. Сначала нашего вратаря настигает барьер гамма-лучей, а буквально через несколько нано секунд, поток частиц и плазмы. Ему не позавидуешь, но он еще не успел ничего понять, ведь всю визуальную информацию об окружающем мире человек получает с помощью света, который движется со скоростью 300 000 км/c. Информация о том, что Роналдо уже пнул мяч, достигнет глаз вратаря примерно в один момент с барьером из гамма-лучей. А тогда ему, кажется, уже будет совсем не до Роналдо.
Плазма — это четвертое состояние вещества, после твердого, жидкого и газообразного. Она представляет из себя облако из субатомных частиц: протонов, нейтронов и электронов, где все электроны оторвались от своих молекул и атомов. Существует несколько методов создания плазмы (помимо нашего случая), но все они подразумевают воздействие большим количеством энергии.
Буквально в один момент его растворит, расщепит на мельчайшие частицы, не оставив от него и волоска. Дальше, расширяясь с той же немыслимой скоростью, облако плазмы снесет ворота, обе команды, трибуны, стадион и всю окружающую его территорию, не оставив камня на камне. В целом весь процесс займет не более одной микросекунды.
Если бы мы наблюдали игру с соседнего холма, то сначала увидели разрастающийся в тишине огромный огненный шар, своим сиянием перебивающий солнечный свет. Так как звук распространяется в пространстве медленнее, чем свет, через какойто отрезок времени мы бы услышали оглушительный рев. Через несколько микросекунд огненный шар превратился бы уже облако в форме ядерного гриба, который увеличивается на глазах с ужасным грохотом и шумом, выкорчевывая столетние дубы и срывая крыши с домов. На несколько километров в округе не осталось бы ни деревьев, ни домов, а на месте стадиона образовался бы огромный кратер. Мы не знаем, считается ли это нарушением правил, но кратко резюмируем: со скоростью света лучше не шутить.
ПОДПИСКА НА ВЕБ-САЙТ. ПРЕИМУЩЕСТВА:
Доступ к эксклюзивным статьям на сайте
Приглашение на образовательные лекции и мастер-классы
Возможность просматривать на всех мобильных устройствах и планшетах
Отличная цена: всего 200 тг в месяц!
ПОДПИСКА НА ПЕЧАТНОЕ ИЗДАНИЕ. ПРЕИМУЩЕСТВА:
Самое интересное в научных дисциплинах и технологиях простым языком
Высокое качество печати
Выходит 12 раз в год
Бесплатная доставка до двери по всему Казахстану
Доступ к архиву и новым номерам