Articles

Cubul uman: volumul umanității

Iată un gând ciudat.

știm că există aproximativ 7,6 miliarde de oameni pe Pământ (și în creștere). Asta e mult! Scris, asta înseamnă 7.600.000.000 de ființe umane care respiră, gândesc, citesc social media, fac… doar existând.

este un număr atât de mare încât este aproape imposibil de vizualizat. Dacă ați alinia pe toată lumea din cap până în picioare (presupunând o înălțime medie de 170 de centimetri, care este suficient de aproape pentru estimare), ne-am întinde aproximativ 13 milioane de kilometri. Aceasta este de 30 de ori Distanța până la lună.

Hmmmm. Am o idee pentru un mod ieftin de a face un lift spațial…

de asemenea, este suficient să se întindă în jurul lumii de peste 300 de ori. Acesta este un gând minunat, deși ar putea face traficul mai dificil.

nu la scară. Credit: SVG Silh

nu la scară. Credit: SVG Silh

deci da, este o linie lungă, dar — și aceasta este marea întrebare, poate literalmente — dacă ai lua toți oamenii de pe Pământ și i-ai îmbina, cât volum ar ocupa asta?

asta ar putea părea greu de răspuns — oamenii au o formă oarecum neregulată, așa că nu poți presupune doar că suntem un cilindru sau o sferă sau un elipsoid triaxial și folosim o formulă matematică pentru a ne aproxima volumul — dar, de fapt, dacă știi un mic truc, este ușor.

trucul este acesta: oamenii au aproape exact aceeași densitate ca apa.

probabil că ați experimentat acest lucru singur. Dacă sari în piscină (sau un alt corp suficient de mare de apă), plutești, dar abia. Dacă luați o respiratie adanca te vei ridica, și dacă vă lăsați-l vei scufunda; deci trebuie să fim foarte aproape de densitatea apei. Și probabil ați auzit că suntem în mare parte apă, așa că nu e de mirare că avem cam aceeași densitate.

Cum știu că oamenii au aproximativ aceeași densitate ca apa: el nu se scufundă rapid în fund și nici nu se zbate neputincios la suprafață. Credit: Dion HinchcliffeZoom In

de unde știu că oamenii au aproximativ aceeași densitate ca apa: el nu se scufundă rapid în fund și nici nu se aruncă neputincios la suprafață. Credit: Dion Hinchcliffe

apa are o densitate de 1 gram pe centimetru cub (sau cc; pentru comparație, 1 cc este aproximativ aproximativ jumătate din volumul vârfului degetului tău până la prima articulație; sau, mai puțin anatomic și mai geekily, cam de dimensiunea unei matrițe cu șase fețe). Deci, dacă știți masa în grame, aceasta este egală cu volumul dvs. în cc! Am o masă de aproximativ 75 de kilograme sau 75.000 de grame. Deci am un volum de 75.000 CMC (sau, dacă preferați, 75 litri sau 75 de milioane de milimetri cubi; îmi place sistemul metric).

omul mediu are o masă de aproximativ 62 kg sau 62.000 de grame. Asta înseamnă că volumul mediu al unui om este de 62.000 de centimetri cubi. Pentru a obține volumul total al rasei umane, înmulțiți-l cu 7,6 miliarde: 470 trilioane cc.

este o sumă ciudată de înțeles. Este egal cu 470 de milioane de metri cubi.

nu. Încă prea greu. Ce zici de asta: 0, 47 kilometri cubi.

un cub format din toți oamenii de pe Pământ în comparație cu Podul Golden Gate. Scara este aproape, dar nu perfectă datorită perspectivei. Credit: Echipajul și ofițerii navei NOAA MILLER FREEMAN / Phil Plaitmăriți

un cub format din toți oamenii de pe Pământ în comparație cu Podul Golden Gate. Scara este aproape, dar nu perfectă datorită perspectivei. Credit: echipaj și ofițeri de NOAA navei MILLER FREEMAN / Phil Plait

Ah, asta e mai bine, un pic mai puțin de o jumătate de km cubi. E un cub mare! Cel puțin după standardele de zi cu zi. Trebuie să recunosc, e mai mic decât aș fi ghicit. Dacă ați stivuit toată lumea împreună într-un cub uman (hmmm, ar trebui să marchez asta), ar fi aproximativ 770 de metri pe o parte. Asta nu e mult! Formați-ne într-o stivă conică și lipiți-o în Munții Stâncoși și s-ar pierde; un munte atât de mic s-ar pierde printre adevărații giganți. Nici măcar nu ne-ai observa. Ei bine, cu excepția faptului că suntem făcuți din organe lipicioase și astfel de granit și nu foarte greu, astfel încât evenimentele care urmează ar fi extrem de urât. Dar totuși, cred că înțelegi ce vreau să spun.

mi se pare că dacă ne-am putea asambla împreună, ca Voltron, atunci am face un singur megahuman (într-adevăr, 7,6 gigahuman) de aproape 3,4 kilometri înălțime. E un om mare.

Panhuman Phil privește peste vârfuri. Credit: Phil PlaitZoom in

Panhuman Phil aruncă o privire peste vârfuri. Credit: Phil Plait

cu toate acestea, în timp ce este distractiv de a sparge oameni împreună și să vedem ce putem face, atunci când am făcut acest matematica am avut nici o idee ce să fac cu aceste informații, cu excepția faptului că este destul de rece și numerele sunt distractiv să se joace cu. Dar este util în vreun fel?

aveam nevoie de cineva al cărui creier funcționează diferit de al meu. Așa că i-am trimis o notă lui Randall Munroe întrebându-l la ce crede că ar fi bine să știe volumul cubului uman. El imediat (vreau să spun imediat) a răspuns înapoi spunând că ai putea să-l folosești pentru a calcula cât de mult crește nivelul mării ai obține dacă toată lumea de pe Pământ ar deveni brusc un scafandru de perle.

îmi iubesc prietenii.

m-am gândit la asta pentru o clipă și mi-am dat seama că acest lucru este mai ușor de calculat decât ați putea crede. Volum = zona x înălțime, nu? Dacă scufundăm cubul uman în ocean, cantitatea pe care nivelul mării o ridică este volumul cubului uman în ocean împărțit la suprafața oceanului!

suprafața Pământului acoperită de apă este de aproximativ 362 milioane de kilometri pătrați. 0.471 kilometri cubi / 362 milioane km pătrați = 1,3 x 10-9 kilometri sau 0,0000000013 km. E aproape egal cu un micron, o milionime de metru.

Um, da. Asta nu e mult. Aceasta este 1/100 din lățimea unui fir de păr uman sau un teanc de atomi de aproximativ 10.000 de atomi înălțime, în funcție de atom (suntem în mare parte hidrogen, oxigen și carbon, care variază ca mărime, dar au un diametru de aproximativ 10-4 microni).

Hei, asta e de fapt interesant! Dacă ai desface fiecare om de pe pământ atom cu atom și i-ai răspândi astfel încât abia se ating, ai putea acoperi cu ușurință întreaga planetă de multe ori.

interesant, Da, dar și ewwwww. Covor uman. Eu nu sunt marcă comercială care.

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

„ce se întâmplă dacă?”este un blog minunat / serie de benzi desenate răspunde la întrebări ciudate și fantastice despre știință. Credit: Randall Munroe

De altfel, Randall a făcut o „Ce se întâmplă dacă?”articol similar cu acest lucru, și constată că creșterea nivelului mării este de aproximativ 3 milimetri pe an. Acest lucru se datorează încălzirii globale, care este atât topirea gheții, cât și provocarea expansiunii termice în oceane (adică atunci când încălziți apa, aceasta se extinde).

3 mm / an = 3000 microni / an = 8 microni / zi. Asta înseamnă că încălzirea globală adaugă mai mult la creșterea nivelului mării în patru ore decât aruncarea tuturor oamenilor în ocean. Huh.când am vorbit cu el, Randall a mai spus că volumul de oameni ar putea fi folosit pentru a calcula numărul mediu de particule de materie întunecată dintr-un om. E adevărat! Dar nu este atât de ușor să obțineți acest număr. Cunoaștem densitatea medie a materiei întunecate din Sistemul solar (adică masa pe volum, deci numiți-o grame pe cc) pentru că știm cât de mult efect gravitațional Global are asupra galaxiei și asta ne spune densitatea ei, dar nu știm masa particulelor individuale (pentru că să recunoaștem că nu știm încă ce este materia întunecată), deci nu putem spune cu siguranță câte particule sunt în voi chiar acum.

dar putem lua o lovitură de cuțit la ea. Densitatea materiei întunecate la nivel local este de aproximativ 5 x 10-25 grame pe cc. Înmulțirea cu volumul mediu al unui om (62.000 CMC) înseamnă că aveți personal aproximativ 3 x 10-20 grame de materie întunecată în voi în orice moment dat.

asta e amuzant pentru mine. În Univers ca întreg, materia întunecată depășește materia obișnuită cu aproximativ 6 la 1. Dar în tine, materia normală depășește materia întunecată cu 2 x 1024! De două ori septilioane. Desigur, universul ca întreg este mult mai mare și mult mai puțin dens decât voi, ceea ce înclină balanța foarte sever în sens invers atunci când faceți un pas înapoi suficient de departe. Fără supărare.

3 x 10-20 grame este un număr foarte mic. Pentru comparație, este de aproximativ 15.000 de ori masa unui proton. Toate împreună, aceasta înseamnă că întreaga rasă umană are aproximativ 2,3 x 10-10 grame de materie întunecată în interiorul nostru colectiv tot timpul. Nu cred că am face un detector foarte bun. S-a dus propunerea mea de FSN.

deci, cubul uman, la urma urmei, are ceva folos, cel puțin ca un experiment de gândire! Și pot exista mai multe modalități de a folosi acest volum în exemple distractive, dar știi ce?

destul. Creierul meu este obosit (probabil datorită faptului că am 7 x 10-22 grame de materie întunecată în el). Deci cred că am terminat.

întâmplător: îmi place să mă joc cu numere de genul acesta și sunt destul de decent să vin cu modalități distractive de a le manipula, dar Randall mă depășește ca o supernovă care depășește un pui. Și trebuie remarcat că așa ceva se întâmplă de fiecare dată când vorbesc cu Randall. Acest lucru nu ar trebui să vă surprindă.

P. S. o versiune a acestui articol a apărut pentru prima dată în My Bad Astronomy Newsletter. Dacă vă abonați, veți vedea câteva idei care se desfășoară cu mult înainte de a deveni publice. Plus multe alte chestii.

* voi adăuga că de fapt nu este atât de simplu. Dacă laturile oceanelor (unde întâlnesc continentele) ar fi pereți verticali ca într-o piscină, atunci această matematică ar fi simplă, dar, de fapt, marginile sunt în general înclinate, după cum puteți vedea pe orice plajă. Cu toate acestea, creșterea nivelului mării din cauza scufundării cubului uman este atât de mică în comparație cu zona oceanelor, încât acest lucru nu contează. Unde contează este atunci când aveți o creștere persistentă a nivelului mării, deoarece zi de zi, an de an, volumul oceanelor crește suficient încât suprafața oceanului crește și mai rapid, invadând mai rapid pământul. Acesta este motivul pentru care insulele și plajele dispar rapid pe măsură ce oceanele noastre se extind. Randall mi-a arătat spre această minunată pagină NOAA despre curba hipsografică, pe care va trebui să o investighez mai amănunțit.