Articles

The Human Cube: the volume of humanity

oto dziwna myśl.

wiemy, że na Ziemi żyje około 7,6 miliarda ludzi (i rośnie). To dużo! Zapisano, że to 7 600 000 000 ludzi oddychających, myślących, czytających media społecznościowe, robiących … po prostu istniejących.

to tak duża liczba, że prawie nie da się zwizualizować. Na dowcip: jeśli ustawisz wszystkich od stóp do głów (zakładając średnią wysokość 170 centymetrów, co jest wystarczająco blisko do oszacowania), rozciągniemy się około 13 milionów kilometrów. To jest 30 razy większa odległość od Księżyca.

Hmmmm. Mam pomysł na tani sposób na kosmiczną windę …

wystarczy też rozciągnąć się po świecie ponad 300 razy. To urocza myśl, choć może utrudnić ruch.

nie skalować. Credit: SVG Silh

nie do skalowania. Credit: SVG Silh

więc tak, to długa linia, ale-i to jest duże pytanie, być może dosłownie-gdybyś wziął wszystkich ludzi na Ziemi i spalił ich razem, ile objętości by to zajęło?

To może wydawać się trudne do odpowiedzi-ludzie mają nieco nieregularny kształt, więc nie można po prostu założyć, że jesteśmy cylindrem, kulą lub trójosiową elipsoidą i użyć jakiegoś matematycznego Wzoru do przybliżenia naszej objętości — ale w rzeczywistości, jeśli znasz małą sztuczkę, jest to łatwe.

sztuczka jest taka: ludzie mają prawie dokładnie taką samą gęstość jak woda.

prawdopodobnie sam tego doświadczyłeś. Jeśli wskoczysz do basenu (lub innego wystarczająco dużego zbiornika), unosisz się, ale ledwo. Jeśli weźmiesz głęboki oddech, wzniesiesz się, a jeśli go wypuścisz, zatoniesz; więc musimy być bardzo blisko gęstości wody. Prawdopodobnie słyszeliście, że jesteśmy głównie wodą, więc nie jest zaskakujące, że mamy taką samą gęstość.

Skąd wiem, że ludzie mają taką samą gęstość jak woda: on Ani szybko nie tonie na dnie, ani nie flądruje bezradnie na powierzchni. Credit: Dion HinchcliffePowiększ

Skąd wiem, że ludzie są o tej samej gęstości co woda: on Ani szybko tonie na dnie, ani flunders bezradnie na powierzchni. Kredyt: Dion Hinchcliffe

woda ma gęstość 1 grama na centymetr sześcienny (lub cc; dla porównania, 1 cc jest bardzo mniej więcej o połowę objętości czubka palca do pierwszego golonka; lub, mniej anatomicznie i bardziej geekily, o wielkości sześciobocznej matrycy). Więc jeśli znasz swoją masę w gramach, to jest równa Twojej objętości w cc! Mam masę około 75 kilogramów, czyli 75 000 gramów. Mam więc objętość 75 000 cm3 (lub, jeśli wolisz, 75 litrów lub 75 milionów milimetrów sześciennych; uwielbiam system metryczny).

przeciętny człowiek ma masę około 62 kg, czyli 62 000 gramów. Oznacza to, że średnia objętość człowieka wynosi 62 000 centymetrów sześciennych. Aby uzyskać całkowitą objętość rasy ludzkiej, po prostu pomnóż to przez 7,6 miliarda: 470 bilionów cc.

to dziwna kwota do uchwycenia. Jest równa 470 milionom metrów sześciennych.

Wciąż za mocno. Co powiesz na to: 0,47 kilometra sześciennego.

sześcian wykonany z wszystkich ludzi na ziemi w porównaniu do mostu Golden Gate. Skala jest bliska, ale nie Doskonała ze względu na perspektywę. Kredyt: Załoga i oficerowie statku NOAA MILLER FREEMAN / Phil Plait Powiększ

sześcian wykonany z wszystkich ludzi na ziemi w porównaniu do mostu Golden Gate. Skala jest bliska, ale nie Doskonała ze względu na perspektywę. Credit: Crew and Officers of NOAA Ship MILLER FREEMAN/Phil Plait

Ah, that ’ s better; a little less than half a cubic km. To duża kostka! Przynajmniej na co dzień. Muszę przyznać, że jest mniejszy, niż bym przypuszczał. Gdyby ułożyć wszystkich razem w ludzką kostkę (hmmm, powinienem to zaznaczyć), to byłoby to około 770 metrów na bok. To niewiele! Uformuj nas w stożkowy stos i wsadź go w Góry Skaliste, a będzie stracony; tak mała góra zostanie utracona wśród prawdziwych olbrzymów. Nawet nas nie zauważysz. Cóż, poza faktem, że jesteśmy zbudowani z ponurych organów i takiego i niezbyt twardego granitu, więc późniejsze wydarzenia byłyby wyjątkowo paskudne. Ale myślę, że rozumiesz, o czym mówię.

wydaje mi się, że gdybyśmy mogli zebrać się wszyscy razem, jak Voltron, to stworzylibyśmy jednego megahumana (naprawdę, 7,6 gigahumana) o wysokości prawie 3,4 kilometra. To wielki człowiek.

Zdjęcie: Phil Plait Powiększ

Panhuman Phil podgląda szczyty. Kredyt: Phil Plait

mimo to, chociaż fajnie jest rozbijać ludzi razem i zobaczyć, co możemy zrobić, kiedy robiłem tę matematykę, nie miałem pojęcia, co zrobić z tą informacją, poza tym, że jest całkiem fajna,a liczby są zabawne. Ale czy jest to w jakikolwiek sposób użyteczne?

potrzebowałem kogoś, kogo mózg działa inaczej niż mój. Wysłałem więc notatkę do Randalla Munroe ’ a z pytaniem, do czego może się przydać wiedza o objętości Human Cube™. Natychmiast (mam na myśli natychmiast) odpowiedział, że możesz go użyć do obliczenia, ile wzrostu poziomu morza uzyskasz, jeśli wszyscy na Ziemi nagle staną się nurkami perłowymi.

kocham moich przyjaciół.

myślałem o tym przez chwilę i zdałem sobie sprawę, że jest to łatwiejsze do obliczenia, niż mogłoby się wydawać. Objętość = powierzchnia x wysokość, tak? Jeśli zanurzymy Human Cube™ w oceanie, poziom morza wzrośnie o objętość Human Cube ™ podzieloną przez powierzchnię oceanu!

powierzchnia ziemi pokryta wodą wynosi około 362 milionów kilometrów kwadratowych. 0.471 kilometrów sześciennych / 362 miliony km kwadratowych = 1,3 x 10-9 kilometrów, czyli 0,0000000013 km. To jest prawie równe 1 Mikron, milionowa część metra.

To niewiele. To jest 1/100 szerokości ludzkiego włosa, lub stos atomów o wysokości około 10 000 atomów, w zależności od atomu (jesteśmy głównie Wodorem, tlenem i węglem, które różnią się wielkością, ale mają bardzo około 10-4 mikronów średnicy).

Hej, to rzeczywiście ciekawe! Jeśli rozebrałbyś każdego człowieka na Ziemi atom po atomie i rozłożyłbyś go tak, że ledwo się dotykał, mógłbyś z łatwością pokryć całą planetę wiele razy.

ciekawe, tak, ale też ewwwww. Ludzki dywan. Nie jestem znakiem towarowym.

"what if?" is a wonderful blog/comic series answering odd and fantastic questions about science. Credit: Randall Munroe

” what if?”to wspaniały blog / seria komiksowa odpowiadająca na dziwne i fantastyczne pytania dotyczące nauki. Kredyt: Randall Munroe

nawiasem mówiąc, Randall zrobił ” what if?”artykuł podobny do tego i zauważa, że wzrost poziomu morza wynosi około 3 milimetry rocznie. Jest to spowodowane globalnym ociepleniem, które polega zarówno na topieniu lodu, jak i powodowaniu rozszerzalności cieplnej w oceanach (tj. gdy podgrzewasz wodę, rozszerza się).

3 mm / rok = 3000 mikronów / rok = 8 mikronów / dzień. Oznacza to, że globalne ocieplenie przyczynia się do wzrostu poziomu morza w ciągu czterech godzin niż wrzucenie wszystkich ludzi do oceanu. Huh.*

Kiedy z nim rozmawiałem, Randall powiedział również, że objętość ludzi może być wykorzystana do obliczenia średniej liczby cząstek ciemnej materii w człowieku. To prawda! Ale nie jest tak łatwo zdobyć ten numer. Znamy średnią gęstość ciemnej materii w Układzie Słonecznym (tj. masę na objętość, więc nazwijmy ją gramami na cc), ponieważ wiemy, jak duży wpływ grawitacyjny ma ona na galaktykę, i to mówi nam o jej gęstości, ale nie znamy masy poszczególnych cząstek (spójrzmy prawdzie w oczy, nie wiemy jeszcze, czym jest ciemna materia), więc nie możemy powiedzieć na pewno, ile cząstek jest teraz w tobie.

ale możemy to zrobić. Gęstość ciemnej materii lokalnie wynosi w przybliżeniu 5 x 10-25 gramów na cc. Pomnożenie przez średnią objętość człowieka (62 000 cm3) oznacza, że osobiście masz w sobie około 3 x 10-20 gramów ciemnej materii w danym momencie.

mnie to śmieszy. We wszechświecie jako całości ciemna materia przewyższa zwykłą materię o około 6 do 1. Ale w tobie normalna Materia przewyższa ciemną materię o 2 x 1024! To dwa septylion razy. Oczywiście, wszechświat jako całość jest dużo większy i mniej gęsty niż ty, co bardzo poważnie przechyla szalę w drugą stronę, gdy cofniesz się wystarczająco daleko. Bez obrazy.

3 x 10-20 gramów to bardzo mała liczba. Dla porównania, jest to około 15 000 razy masa protonu. Oznacza to, że cała rasa ludzka przez cały czas ma w sobie około 2,3 x 10-10 gramów ciemnej materii. Nie sądzę, byśmy zrobili dobry detektor. Oto moja propozycja NSF.

więc Human Cube™ ma w końcu jakieś zastosowanie, przynajmniej jako eksperyment myślowy! I może być więcej sposobów na wykorzystanie tego tomu w zabawnych przykładach, ale wiesz co?

wystarczy. Mój mózg jest zmęczony (prawdopodobnie z powodu posiadania w nim 7 x 10-22 gramów ciemnej materii). Więc myślę, że skończyłem.

nawiasem mówiąc: uwielbiam bawić się takimi liczbami i jestem wystarczająco przyzwoity w wymyślaniu zabawnych sposobów manipulowania nimi, ale Randall przewyższa mnie jak supernowa wyprzedzająca whelka. I należy zauważyć, że coś takiego dzieje się za każdym razem, gdy rozmawiam z Randallem. Nie powinno cię to dziwić.

P. S. wersja tego artykułu pojawiła się po raz pierwszy w moim Bad Astronomy Newsletter. Jeśli subskrybujesz, zobaczysz, że niektóre pomysły grają na długo przed ich upublicznieniem. I wiele innych rzeczy.

* dodam, że to wcale nie takie proste. Gdyby brzegi oceanów (gdzie spotykają się kontynenty) były pionowymi ścianami jak w basenie, to ta matematyka byłaby prosta, ale w rzeczywistości krawędzie są zazwyczaj nachylone, jak widać na każdej plaży. Jednak wzrost poziomu morza spowodowany zanurzeniem Human Cube™ jest tak mały w porównaniu z obszarem oceanów, że nie ma to znaczenia. Ważne jest to, że z dnia na dzień, rok po roku, objętość oceanów wzrasta na tyle, że powierzchnia oceanu wzrasta jeszcze szybciej, szybciej wkraczając na ląd. To dlatego wyspy i plaże szybko znikają, gdy nasze oceany się rozszerzają. Randall wskazał mi tę wspaniałą stronę NOAA o krzywej hipsograficznej, którą będę musiał dokładniej zbadać.