Artykuły na tym blogu są nieoficjalnymi tłumaczeniami XKCD What If. Teraz również na Facebooku!

07.06.2014

Szpaki

Oryginalny artykuł: Starlings

Oglądając to wideo, nasunęło mi się pytanie: ile ptaków musiałoby się zebrać, żeby siła grawitacji przeważyła i utworzyła gargantuiczną kulę mięsa kości i pierza.
— Justin Basinger


Ptaki na filmie to szpaki, które
  • zbierają się w duże grupy, mogące liczyć ponad milion osobników,
  • potrafią mówić,
  • wydają dźwięki jak R2D2, chociaż w tej konkurencji lepsze są ryżojady.
Przyciąganie grawitacyjne pomiędzy ptakami jest niewielkie. Wyobraźmy sobie dwa szpaki lecące idealnie prosto w odległości metra od siebie. Musiałyby one przelecieć ponad tysiąc kilometrów, zanim zderzyłyby się w wyniku przyciągania grawitacyjnego.


Dwa szpaki próbujące lecieć prosto, ściągane przez wzajemną grawitację ku nieuchronnej kolizji.

Na marginesie, publikacja na temat metabolizmu szpaków zaczyna się od słów:


Nauczyliśmy dwa szpaki (Stumus vulgaris) latać w tunelu aerodynamicznym w maskach respirometrycznych.


Ta praca powinna się zakończyć w tym miejscu. Jakie by nie były dalsze rezultaty i tak nie przebiją one osiągnięcia, którym autorzy pochwalili się w pierwszym akapicie.


Dwa ptaki w maskach lecącyce na przeciw strumienia powietrza w tunelu aerodynamicznym.


Wracając do tematu: Aby obliczyć siłę grawitacji całego stada, musimy znać gęstość.


Z pomocą przychodzi nam praca z 2008 roku opublikowana w czasopiśmie Animal Behavior, w której możemy znaleźć szczegółowe parametry gromady szpaków. Najwyższa gęstość jaką udało się zaobserwować to pół szpaka na metr sześcienny[1]0.54 (•)>m3. Jeśli każdy osobnik waży około 85g, powietrze pomiędzy szpakami waży 25 razy więcej niż ptaki[2]Co jest dosyć intuicyjne. Ciężko sobie wyobrazić, żeby ptaki było w stanie latać, jeżeli byłyby cięższe od otaczającego ich powietrza.


Oznacza to, że grawitacja powietrza przewyższa 25 krotnie grawitację chmury szpaków, zatem to powietrze zdominuje zapadanie.


Proces zapadania ogromnej chmury gazu, lub ptaków, można opisać równaniem niestabilności Jeansa. Wynika z niego, że jednorodna chmura powietrza o temperaturze pokojowej, pełnego szpaków musiałaby być znacznie większa od ziemi, aby zapaść się pod własnym ciężarem.


Ziemia i kilkukrotnie większa chmura szpaków.
Po lewej stronie Ziemia, po prawej chmura ptaków. W skali.


Grawitacja obłoku gazu byłaby bardzo słaba, zatem ptaki miałyby problemy z lataniem dopóki nie przywykłyby do tych warunków. (Okazuje się jednak, że ptaki mogą fruwać w stanie nieważkości. A przynajmniej wymachiwać bezradnie skrzydłami. Z drugiej strony, ja bym zareagował podobnie, gdybym nagle i bez ostrzeżenia został wyrwany z łóżka i umieszczony w kabinie samolotu symulującego stan nieważkości.)


Zacznijmy jednak od tego, że taka chmura nie mogłaby powstać samoistnie, bez zewnętrznej kompresji. Aby zapaść się w pełni naturalnie pod własnym ciężarem, stado szpaków musiałaby być większe od Układu Słonecznego. W procesie zapadania masa ta rozgrzałaby sie do bardzo wysokiej temperatury i szpaki…


Gwiazda ze szpakiem w środku.

...zabłysnęłyby jako nowa gwiazda.

2 komentarze:

  1. Chętnie bym zobaczył te szpaki w tunelu.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. http://www.shutterstock.com/video/clip-3522887-stock-footage-starlings-flying-in-wind-tunnel-in-slow-motion.html - niestety te nie noszą masek respirometrycznych.

      Usuń