Моль кротов
Что произойдет, если вы соберете моль кротов [ # ] ↲ В оригинале звучит как «a mole of moles». — Прим. пер. ↳ в одном месте?
Произойдут ужасные вещи.
Сначала немного определений. Моль — это единица измерения. Хоть это и не обычная единица измерения. Она на самом деле как числа «дюжина» или «миллиард». Если у вас есть моль чего-то, то это означает, что у вас есть 602 214 129 000 000 000 000 000 единиц этого (обычно пишут $6<,>022\times10^<23>$). Это число такое большое, потому что используется для вычисления числа молекул, которых обычно очень много.
«Один моль» — это очень близко к числу атомов, содержащихся в грамме водорода. Это также, навскидку, число песчинок на всей Земле.
Крот — роющее млекопитающее. Есть много видов кротов, и некоторые из них по-настоящему ужасны.
Ну и как моль кротов должен выглядеть?
Сперва давайте прикинем. Ниже яркий пример того, что может пройти через мою голову до того, как я возьмусь за калькулятор, когда я просто пытаюсь оценить масштаб — ну, типа, 10, 1 и 0,1 достаточно близки, так что можно сказать, что они, в принципе, равны:
Я могу взять крота и кинуть его [источник?] . Все, что я могу кинуть, весит один фунт. Один фунт — это один килограмм. Число 602 214 129 000 000 000 000 000 выглядит в два раза длиннее, чем триллион, что означает, что это триллион триллионов. Я припоминаю, что триллион триллионов килограмм весит планета:
…Если кто-нибудь спросит — я не говорил вам, что нормально обращаться с математикой таким образом.
Этой прикидки достаточно, чтобы сказать, что мы говорим о таком количестве кротов, которое сравнимо с планетами. Так как сравнение достаточно приблизительно, то следует помнить, что настоящие значения могут отличаться в тысячи раз в любую сторону.
Давайте возьмем цифры получше.
Восточноамериканский крот (Scalopus aquaticus) весит около 75 грамм, это означает, что моль кротов весит
Это примерно половина массы Луны.
Млекопитающие в основном состоят из воды. Килограмм воды занимает литр объема, таким образом, если кроты весят $4<,>52\times10^<22>$, они займут $4<,>52\times10^<22>$ литров объема. Вы можете заметить, что мы игнорируем пространство между кротами, сейчас увидите почему.
Кубическим корнем от $4<,>52\times10^<22>$ литров будет 3 562 километра, а значит, мы говорим о сфере с радиусом 2 210 километров или кубе со стороной 2 213 миль. (Удивительно, но я никогда не замечал, что кубическая миля имеет такой же объем, что и $\frac<4><3>\pi$ кубических километров, так что сфера с радиусом X километров будет такого же объема, что и куб со стороной X миль).
Если бы кроты покрыли поверхность Земли, то слой составил бы 80 километров в толщину — почти до космоса:
Этот удушающий океан плотно спрессованного мяса уничтожит всю жизнь на планете, что вызовет кошмар Reddit — нарушит целостность системы DNS. Так что делать это на Земле — не вариант.
Вместо этого поместим кротов на планетарную орбиту. Гравитация объединит всех их в сферу. Мясо плохо сжимается, так что в результате гравитационного взаимодействия мы получим кротовую планету размером чуть больше, чем Луна.
Кроты будут создавать силу притяжения на уровне 1/16 от земной — ну, как на Плутоне. Планета будет слегка теплой, комнатной температуры, а ядро планеты разогреется только на пару градусов под действием сил гравитации.
Здесь начинаем немного сходить с ума.
Кротовая планета теперь — это гигантская сфера из мяса. Она имеет огромное количество энергии (в ней достаточно калорий, чтобы поддерживать популяцию Земли в течении 30 миллиардов лет). Обычно, когда органика разлагается, она высвобождает огромное количество энергии в виде тепла. Но в условиях, созданных на этой планете, давления в сотни мегапаскаль достаточно, чтобы уничтожить почти все бактерии, стерилизовать кротовые останки и остановить процесс разложения.
Ближе к поверхности, где давление ниже, будет и другое препятствие для разложения: на планете нет кислорода. Без кислорода разложения не будет, и только часть бактерий сможет поддерживать гниение. Бескислородное разложение неэффективно и выделяет совсем немного тепла, хотя если не контролировать процесс, то поверхность планеты может закипеть.
Но этот процесс разложения самоограничивающийся: немного бактерий смогут выжить при температуре выше 60 °C, так что как только температура повысится, бактерии умрут и разложение замедлится. По всей планете тела кротов будут разлагаться и в конце концов превратятся в кероген, а в дальнейшем, если планета будет погорячее, — в нефть.
Поверхность планеты будет излучать тепло в космос и замораживаться. Благодаря этому будет образовано что-то вроде шубы, изолирующей внутренние части планеты и приостанавливающей процессы дальнейшей потери тепла в космос. Таким образом, потоки тепла в жидкой части планеты будут в основном конвекционными. Куски мяса и пузыри метана, наряду с воздухом из легких мертвых кротов, будут подниматься и периодически извергаться из образовавшихся на поверхности нор, гейзер мертвых и разорванных тел будет покидать планету.
В конце концов, после веков или тысячелетий хаоса, планета поутихнет и охладится достаточно, чтобы промерзнуть насквозь. Давление на глубине будет так велико, что вода начнет кристаллизоваться в экзотические формы льда, такие как Лед-3, или Лед-5, ну или Лед-2, или Лед-9 (без разницы).
Все сказанное выше — достаточно отвратительная картина. Давайте взглянем с другой стороны.
У меня нет достоверных данных о мировой популяции кротов (или биомассе мелких млекопитающих), но давайте возьмем данные с потолка и предположим, что на каждого человека приходится пара дюжин мышей, крыс, полевок и других мелких млекопитающих.
В галактике может быть около миллиарда обитаемых планет. Если мы их колонизируем, то наверняка привезем с собой крыс и мышей. Если на одной из ста планет популяция вырастет до значения, сравнимого с земным, то после нескольких миллионов лет — это не так долго в эволюционном смысле — полное число живших когда-либо грызунов превзойдет число Авогадро.
Если вы хотите моль кротов — постройте космический корабль.
Источник
Онлайн чтение книги А что, если. Научные ответы на абсурдные гипотетические вопросы What If? Serious Scientific Answers To Absurd Hypothetical Questions
Моль кротов
ВОПРОС: А что, если собрать моль кротов [21] В оригинале игра слов, mole of moles . – Прим. пер. в одном месте?
ОТВЕТ: Последствия будут просто кошмарными.
Сначала несколько определений. Моль – это единица измерения. Однако это не стандартная единица. В сущности, это просто число – как «дюжина» или «миллиард». Если у вас есть моль чего-то, это значит, что у вас есть 602 214 129 000 000 000 000 000 этих штук (обычно записывается как 6,022×10²³). Это число столь велико [22] Один моль – это приблизительное число атомов в грамме водорода. Случайным образом это также вполне достойная оценка количества песчинок на Земле. , потому что его используют для подсчета молекул, которых обычно очень много.
Крот – это норное млекопитающее. Существует несколько видов кротов, и некоторые из них поистине ужасающие создания [23] См., например: ru.wikipedia.org/wiki/Звездонос. .
Так как же будет выглядеть моль кротов – 602 214 129 000 000 000 000 000 зверьков разом?
Давайте начнем с самых диких допущений. Вот каков был бы приблизительно ход моих мыслей еще до того, как я взял бы в руки калькулятор. Давайте попытаемся ощутить порядок этого числа – а оно столь огромно, что по сравнению с ним числа 10, 1 и 0,1 кажутся совсем близкими одно к другому, практически равными. Давайте допустим, что они равны.
Крот достаточно маленькое животное, чтобы я мог взять его и подбросить в воздух [ источник не указан ]. Допустим, что предмет, который я могу подбросить, весит один фунт. Допустим далее, что один фунт равен одному килограмму. Число 602 214 129 000 000 000 000 000 выглядит в два раза длиннее триллиона, то есть это примерно триллион триллионов. Насколько я помню, триллион триллиона килограммов – это как раз столько, сколько весит наша планета.
…если кто-нибудь у вас поинтересуется: я не утверждал, что вычислять подобным образом правильно.
В общем, ясно, что мы имеем дело с кучей кротов размером примерно с планету. Это довольно грубая оценка, так как она может колебаться на несколько порядков в обе стороны.
Давайте подсчитаем точнее.
Восточноамериканский крот ( Scalopus aquaticus ) весит около 75 граммов, то есть моль таких кротов равен:
(6,022 × 10²³) × 75 г ≈ 4,52 × 10²² кг
Это чуть больше половины массы нашей Луны.
Млекопитающие по большей части состоят из воды. Объем килограмма воды – один литр, так что если кроты весят 4,52×10²² килограмма, то их объем примерно равен 4,52×10²² литра. Вы наверняка заметили, что мы игнорируем зазоры между кротами. Через секунду вы поймете, почему.
Кубический корень из 4,52×10²² л 3562 км, то есть речь идет о сфере с радиусом в 2210 км или кубе с гранями по 2561 км.
Если бы эти кроты оказались на поверхности Земли, они бы покрыли ее слоем толщиной 80 км, верхняя граница которого проходила там, где (прежде) заканчивалась атмосфера.
Этот душный океан сдавленного мяса уничтожил бы своей тяжестью большую часть жизни на планете, так что проделывать все это на Земле, очевидно, плохая затея.
Вместо этого давайте выведем наших кротов в межпланетное пространство. Гравитация соберет их в сферу. Мясо не очень хорошо сжимается под давлением, так что под влиянием гравитации кроты лишь слегка уменьшатся в объеме, и у нас получится кротовая планета чуть больше Луны.
Ускорение свободного падения на поверхности планеты кротов составит примерно 1/16 от земного, приблизительно как на поверхности Плутона. Планета сначала была бы слегка теплой – температура, вероятно, чуть выше комнатной, а затем гравитационное сжатие нагреет внутреннее пространство на несколько градусов.
И тут произойдет нечто весьма странное.
Планета кротов будет представлять собой гигантскую сферу из мяса. У нее много латентной энергии (в кротовой планете будет достаточно калорий, чтобы обеспечить нынешнее население Земли энергией на 30 миллиардов лет вперед). Обычно, когда органика разлагается, она выделяет большую часть этой энергии в виде тепла. Но в глубине планеты давление будет выше 100 мегапаскалей, и этого достаточно, чтобы уничтожить все бактерии и стерилизовать таким образом останки кротов, просто не останется микроорганизмов, которые могли бы разлагать ткани.
Ближе к поверхности, где давление будет ниже, разложению будет препятствовать почти полное отсутствие кислорода. Без кислорода обычное разложение невозможно, и единственные бактерии, которые смогут обеспечить этот процесс, анаэробные, то есть те, которым кислород не требуется. Анаэробное разложение не очень эффективно, но выделяет довольно много тепла. Если этому процессу ничто не будет препятствовать, он сможет раскалить планету до температуры кипения.
Но разложение вскоре начнет контролировать себя само. Мало какие бактерии могут выжить при температурах выше 60 °C, так что, когда температура повысится, бактерии начнут умирать и разложение замедлится. По всей планете трупики кротов будут постепенно превращаться в кероген, органический материал, который в конце концов, будь планета еще горячее, стал бы нефтью.
Внешняя поверхность планеты будет излучать тепло в космос, остынет и заледенеет. Поскольку кроты в буквальном смысле образуют вокруг планеты меховое манто, то, когда замерзнет верхний слой, он изолирует внутреннюю часть планеты и замедлит потерю тепла. Однако потоками тепла в жидком ядре в основном будет управлять конвекция. Потоки горячего мяса и пузыри газов наподобие метана, а также воздух из легких скончавшихся кротов станут периодически пробиваться сквозь замерзшую кору кротовой планеты. В результате возникнут вулканические выбросы, настоящие гейзеры смерти, извергающие в пространство тела кротов, из которых состоит наша планета.
После нескольких веков или тысячелетий кротовая планета успокоится и охладится в достаточной степени, чтобы промерзнуть насквозь. Внутреннее ядро окажется под таким давлением, что вода в нем кристаллизируется в экзотические формы льда, такие как лед III и лед V, а в конце концов лед II и лед IX [24] Совпадение с названием вымышленного вещества из романа Курта Воннегута «Колыбель для кошки» – случайность. .
Как ни крути, получается довольно печальная картинка. К счастью, возможен и другой вариант развития событий.
Я не знаю, каков размер всемирной популяции кротов (или в принципе объем биомассы мелких млекопитающих), но наугад прикинем, что на каждого человека на Земле приходится хотя бы пара десятков мышей, крыс, полевок и прочих мелких зверьков.
С другой стороны, в нашей галактике должны быть миллиарды планет, пригодных для обитания. При их колонизации мы бы точно завезли с собой мышей и крыс. Если бы даже одна планета из сотни была заселена мелкими грызунами в количестве, сопоставимым с земным, то спустя несколько миллионов лет совсем недолго по меркам эволюции общее количество когда-либо живших грызунов превысило бы число молекул в моле.
В общем, хотите развести моль кротов – постройте себе космический корабль…
Источник
Моль кротов
Что произойдет, если собрать моль кротов (игра слов — mole с английского переводится и как «моль» в значени единицы количества вещества, и как «крот» в значении «животное» — прим. пер.) в одном месте?
Произойдут ужасные вещи
Начнем с определений. Моль — это единица измерения. Не совсем обычная, правда. На самом деле это простое число — как «дюжина» или «миллиард». Если у тебя есть моль чего-то, это значит, что у тебя этого «чего-то» целых 602 214 129 000 000 000 000 000 штук (обычно пишут просто 6,02×10²³). Это очень большое число, потому что оно используется для подсчета числа молекул, которых крайне много даже в небольшом объеме вещества.
Один моль атомов водорода весит примерно 1 грамм.. Ну, или навскидку, это общее число песчинок на Земле, наверное.
Крот же — это млекопитающее, живущее в норах. Есть множество видов кротов, и некоторые из них действительно пугают.
Итак, на что же будет похож моль — 602 214 129 000 000 000 000 000 — кротов?
Начнем с грубой прикидки. То есть с цепочки мыслей, которая приходила мне в голову до момента, пока я взял калькулятор. Я пытался рассуждать примерно так:
Я могу взять крота и бросить его [ Источник? ] . Все, что я могу бросить, весит около фунта. Один фунт это один килограмм. Число 602 214 129 000 000 000 000 000 выглядит в два раза длиннее, чем триллион, то есть равно примерно триллиону триллионов. Я знаю, что триллион триллионов — это вес планеты.
Если кто-то спросит, то я не говорил вам, что так считать — нормально.
Этого достаточно, чтобы понять — мы говорим о куче кротов размером с планету. Это довольно грубая оценка, потому что реальная цифра может быть в тысячи раз как больше, так и меньше.
Восточноамериканский крот (Scalopus aquaticus) весит около 75 грамм, следовательно моль кротов весит
(6,02 × 10²³) × 75 г = 4,52 × 10²² кг.
Это около половины массы нашей Луны.
Млекопитающие в основном состоят из воды. Килограмм воды занимает объем в один литр, то есть, если кроты в сумме весят 4,52×10²² килограмм, то занимаемый ими объем будет составлять 4,52×10²² литров. Вы можете обратить внимание на то, что мы закрываем глаза на промежутки между кротами. Чуть дальше вы поймете, почему.
Куб, объемом 4,52×10²² литров будет иметь сторону, равную 3 562 километра (или 2 213 миль), а если мы говорим о сфере, то ее радиус будет 2 210 километров. (Забавное совпадение, на которое я раньше не обращал внмания — одна кубическая миля равна примерно 4πr² кубических километров, то есть сфера радиусом Х километров будет составлять одинаковый объем с кубом, длина стороны которого — Х миль.)
Если этих кротов распределить по земной поверхности, то толщина слоя будет доходить до 80 километров — как раз до границы с космосом (уже, правда, бывшей).
Этот удушающий океан мяса под высоким давлением сотрет с лица земли большинство форм жизни, и даже смогут — к ужасу ребят с реддита — нарушить целостность системы DNS. То есть на земле их размещать ну совсем не вариант.
Вместо этого, мы запустим кротов в ближний космос. Силы притяжения упакуют их в сферу. Мясо не слишком хорошо сжимается, поэтому в результате действия гравитационных сил размеры этой кучи практически не изменятся и мы получим кротовую планету (жаль, термин «кротовина» уже занят — прим. пер.) размерами чуть больше Луны.
Ускорение свободного падения на поверхности этой планеты будет составлять одну шестнадцатую от земного — почти как у Плутона. Планета будет равномерно теплой — возможно, чуть теплее комнатной температуры — а от действия гравитации недра планеты разогреются лишь на несколько градусов.
Здесь начинается полная дичь.
Кротовая планета — это гигантская сфера, состоящая из мяса. Фактически в ней уйма запасенной энергии (такого количества калорий хватило бы, чтобы кормить всю текущую популяцию Земли в течении 30 миллиардов лет). В обычных условиях, когда органика разлагается, множество энергии выделяется в виде тепла. Но в условиях, созданных на этой планете, под давлением в сотни мегапаскалей, которого достаточно, чтобы уничтожить все бактерии и стерилизовать останки кротов — не остается микроорганизмов, способных разлагать ткани животных.
Ближе к поверхности, где давление ниже, будет и другое препятствие для разложения — на поверхности планеты почти нет кислорода. Без кислорода, обычного гниения не произойдет, а без него поддерживать гниение может только одна бактерия. Однако, бескислородное разложение крайне неэффективно и выделяет лишь совсем немного тепла. Хотя, если процесс будет продолжаться без контроля, то он нагреет планету до кипения.
Но разложение органики не будет продолжаться вечно. Лишь немногие бактерий могут выжить при температуре свыше 60ºC, и по мере повышения температуры они будут умирать, а гниение замедляться. По всей планете органика постепенно будет распадаться до керогена, а получившаяся каша сможет, если планета станет горячее, в конечном счете сформировать нефть.
Внешняя поверхность планеты будет излучать тепло в космос и замерзать. Поскольку тела кротов, буквально, образуют на поверхности шубу, которая будет изолировать глубины, то излучение тепла в космос будет несколько снижено. Так или иначе, теплообмен будет конвекционным и в основном происходить в недрах планеты. Ошметки мяса и пузыри захваченных газов вроде метана, вырвавшиеся из легких мертвых кротов, время от врмени будут подниматься до кротовой корки на поверхности и смертоносным гейзером вырываться в космос, унося с собой кротовые тела (а он, оказывается, романтик — прим. пер.).
В конце концов, спустя несколько веков потрясений, планета, несмотря на все описанное выше, успокоится и охладится достаточно для того, чтобы начать замерзать. Давление в глубине будет так высоко, что вода будет кристаллизоваться в экзотические формы льда, вроде льда-3 или льда-5, или, возможно, льда-2 или льда-9 (нет, я не об этом).
Безрадостная картина. Давайте попробуем зайти с другой стороны.
У меня, к сожалению, нет точных данных относительно популяции кротов на земле (или мелких млекопитающих в целом), поэтому мы возьмем данные с потолка и представим себе, что на каждого человека приходится несколько дюжин всяких разных мышей, крыс, полевок и прочих им подобных.
Количество обитаемых планет в нашей галактике оценивается примерно в миллиард (простите, не нашел аналога на русском — прим. пер.). Если мы колонизируем их, то мы, конечно же, привнесем с собой крыс и мышей. Если хотя бы одна из сотни планет будет населена мелкими млекопитающими в количествах, сравнимых с земными, то после нескольких миллионов лет — не так много по меркам эволюции — общее число когда-либо существовавших живых организмов на этих планетах сможет превзойти число Авогадро.
Если вам нужен моль кротов — стройте космический корабль.
Все претензии по поводу мата в картинке передавате Кириллу и Мефодию, которые в таком великом и могучем русском языке не изобрели достоиной альтернативы для слова bleaugh.
Источник