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

14.10.2014

Spaleni Słońcem


W pewien mroźny poranek, kiedy miałem osiem lat, odśnieżając podwórko, myślałem, że miło byłoby się znaleźć na Słońcu na jedną nanosekundę, a potem natychmiast przenieść się spowrotem do Kolorado. Wyobrażałem sobie, że nanosekunda to wystarczający czas, żeby się rozgrzać, ale na tyle krótki, żeby Słońce nie wyrządziło mi krzywdy. Co by się naprawdę stało?

— AJ, Kansas City


Możesz mi wierzyć albo nie, w ciągu nanosekundy nawet byś nie poczuł ciepła.

Temperatura na powierzchni Słońca wynosi około 5800K[1]Lub °C. Kiedy temperatura ma wiele cyfr, Różnica między K a °C przestaje mieć znaczenie.. Gdybyś spędził tam dłuższą chwilę, spaliłbyś się na żużel. Ale nanosekunda to nie jest długa chwila — to czas potrzebny światłu na pokonanie niemal dokładnie jednej stopy[2]Nanosekunda świetlna to 0,22981 metra, niemal dokładnie stopa, bez pięciu milimetrów. Uważam, że powinniśmy zdefiniować stopę jako jedną nanosekundę świetlną.

To jednak rodzi kolejne pytania, w rodzaju "Czy powinniśmy przedefiniować milę, żeby dalej była równa 5280 stóp?" albo "Czy powinniśmy przedefiniować cal?" a także "Właściwie to dlaczego to robimy?". Ale detale techniczne pozostawię innym. Ja tylko rzucam pomysł.
.

Zakładam, że jesteś zwrócony twarzą w stronę Słońca. Zazwyczaj nie powinieneś patrzeć wprost na Słońce, ale w naszym scenariuszu może to być trudne do uniknięcia.


Nie patrz prosto w Słońce. I pod żadnym pozorem nie dotykaj.


W ciągu tej nanosekundy do Twojego oka trafi około jednego mikrodżula energii. Mikrodżul światła to niewiele. Jeśli siedzisz przed monitorem z zamkniętymi oczami, otworzysz je a następnie szybko zamkniesz, ilość energii która trafii do twoich oczu w ciągu tego odwrotnego mrugnięcia[3]Czy to się jakoś nazywa? Powinniśmy mieć na to lepsze słowo. jest w przybliżeniu równa energii która trafi do oczu w ciągu nanosekundy na powierzchni Słońca.

W tym czasie fotony ze Słońca zalewają oczy i uderzają w siatkówkę. Na koniec nanosekundy teleportujesz się do domu. W tym momencie siatkówka nawet nie zaczęła reagować. W ciągu kolejnych milionów nanosekund (milisekund) komórki siatkówki zaczną przetwarzać energię światła na sygnały skierowane do mózgu informujące, że coś się stało.



Twoja wizyta na Słońcu trwa zaledwie jedną nanosekundę, ale mózg potrzebuje 30000000 nanosekund żeby zareagować. Jedyne co byś zauważył to błysk, który trwa znacznie dłużej niż pobyt na Słońcu, ponieważ komórki siatkówki potrzebują czasu żeby się uspokoić.

Energia zaabsorbowana przez skórę byłaby minimalna. Około 10-5 J na cm2 nieosłoniętej skóry. Dla porównania, według standardu IEEE P1548 (za ArcAdvisor.com), próg oparzenia drugiego stopnia, to 5 dżuli na cm2. Taką ilość energii można otrzymać trzymając palec w płomieniu zapalniczki butanowej przez sekundę. W ciągu nanosekundy na powierzchni Słońca otrzymałbyś pięć rzędów wielkości mniej ciepła. Poza słabym błyskiem nie poczułbyś nic więcej.

A co by się stało gdybyś pomylił się w obliczeniach transportera?

Powierzchnia Słońca jest stosunkowo chłodna. Jest gorętsza niż, dajmy na to, Phoenix, ale to nic w porównaniu z warunkami panującymi wewnątrz gwiazdy. Powierzchnia ma temperaturę kilku tysięcy stopni, ale wewnątrz znajdziemy temperatury rzędu kilku milionów stopni[4]Korona słoneczna, rozrzedzony gaz nad powierzchnią Słońca, również ma temperaturę rzędu kilku milionów stopni, co wciąż stanowi nierozwiązaną zagadkę. . Co by było gdybyś tam spędził nanosekundę?



Prawo Stefana-Boltzmanna pozwala nam obliczyć ile ciepła otrzymałbyś wewnątrz Słońca[5]W zasadzie powinniśmy również uwzględnić bezpośrednie ciśnienie wywierane przez ciężkie cząstki, jak protony i tym podobne. Jednak promieniowanie jest głównym czynnikiem.

Korzystając z okazji, chciałbym zadać pytanie: jak dokładnie działa ten transporter?

Kiedy teleportujesz obiekt, musisz się pozbyć materii zajmującej wcześniej docelowy obszar. W przeciwnym razie dostaniesz mieszankę teleportowanego przedmiotu i wszystkiego co wcześniej znajdowało się w danym miejscu. Najprostsze rozwiązanie to zamienić obiekty miejscami. Kapitak Kirk teleportuje się na planetę, a powietrze o kształcie i rozmiarze Kirka teleportuje się na Enterprise.

Zatem co by się stało, gdyby przeteleportować fragment wnętrza Słońca o kształcie AJ do pokrytego śniegiem Kolorado?

Protony wewnątrz Słońca poruszają się z prędkością około 350 km/s (co stanowi około połowę prędkości ucieczki ze Słońca. I nie jest to przypadek). Oswobodzona z ogromnego ciśnienia ich gorącego słonecznego sąsiedztwa, plazma uciekłaby we wszystkich kierunkach, zalewając okolicę światłem i energią cieplną. Uwolniona energia zajmowałaby miejsce gdzieś pomiędzy dużą bombą a niewielkim ładunkiem jądrowym.
. Nie wygląda to dobrze. Próg obrażeń drugiego stopnia zdefiniowany w normie IRRR P1548B przekroczyłbyś w ciągu femtosekundy[6]Warto jednak zaznaczyć, że oparzenia drugiego stopnia pojawiłyby się dopiero wiele pikosekunde później. Oparzenie drugiego stopnia to takie, w wyniku którego uszkodzone zostają wewnętrzne tkanki, a światło potrzebuje wielu femtosekund, żeby pokonać dystans grubości skóry. . Nanosekunda to 1000000 femtosekund. To się nie kończy dobrze.

Dobra wiadomość jest taka, że fotony przekazujące energię wewnątrz Słońca mają bardzo krótkie długości fal. W większości składają się na nie twarde i miękie promienie Rentgena[7]Ciekawe czy we wszechświecie jest więcej twardych czy miękich promieni Rentgena? Odpowiedzi szukaj w książce "What If".. Penetrują one Twoje ciało do różnych głębokości, rozgrzewając wewnętrzne organy i jonizując DNA, powodując nieodwracalne uszkodzenia zanim nawet zaczną powodować oparzenia. Czy ja zacząłem ten akapit obiecując dobrą wiadomość? Nie wiem dlaczego.



Mitologiczny Ikar wzniósł się zbyt blisko Słońca, które stopiło wosk spajający jego skrzydła. "Topienie" jest przejściem fazowym, które zależy od temperatury, miary wewnętrznej energii, która jest całką strumienia mocy po czasie. Jego skrzydła nie stopiły się, ponieważ znalazł się zbyt blisko Słońca. One stopiły się, ponieważ spędził tam zbyt wiele czasu.

Jeżeli wizyty będą odpowiednio krótkie, możesz bezpiecznie odwiedzić każde miejsce.







Brak komentarzy:

Prześlij komentarz