Articles

Den mänskliga kuben: volymen av mänskligheten

Här är en konstig tanke.

Vi vet att det finns cirka 7,6 miljarder människor på jorden (och växer). Det är mycket! Skrivet ut, det är 7.600.000.000 människor som andas, tänker, läser sociala medier, gör… bara existerande.

det är ett så stort antal att det är nästan omöjligt att visualisera. För att säga: om du lined alla upp topp till tå (förutsatt en genomsnittlig höjd på 170 centimeter, vilket är tillräckligt nära för uppskattning), skulle vi sträcka ca 13 miljoner kilometer. Det är 30 gånger avståndet till månen.

Hmmmm. Jag har en uppfattning om ett billigt sätt att göra en rymdhiss…

det räcker också att sträcka sig runt om i världen över 300 gånger. Det är en härlig tanke, även om det kan göra trafiken svårare.

inte att skala. Kredit: SVG Silh

inte att skala. Kredit: SVG Silh

Så ja, det är en lång rad, men — och det här är den stora frågan, kanske bokstavligen-om du tog alla människor på jorden och smooshed dem tillsammans, hur mycket volym skulle det ta upp?

det kan tyckas svårt att svara — människor är något oregelbundna i form, så du kan inte bara anta att vi är en cylinder eller en sfär eller en triaxial ellipsoid och använder någon matematisk formel för att approximera vår volym — men faktiskt om du vet ett litet knep är det enkelt.

tricket är detta: människor är nästan exakt samma densitet som vatten.

Du har förmodligen upplevt detta själv. Om du hoppar i poolen (eller någon annan tillräckligt stor vattenkälla) flyter du, men bara knappt. Om du tar ett djupt andetag stiger du, och om du släpper ut det sjunker du; så vi måste vara mycket nära vattnets densitet. Och du har nog hört att vi är mestadels vatten, så det är inte riktigt förvånande att vi är ungefär samma densitet.

hur jag vet att människor är ungefär samma densitet som vatten: han sjunker varken snabbt till botten eller flundrar hjälplöst vid ytan. Kredit: Dion Hinchcliffezooma in

hur jag vet att människor är ungefär samma densitet som vatten: han sjunker varken snabbt till botten eller flundrar hjälplöst vid ytan. Kredit: Dion Hinchcliffe

vatten har en densitet av 1 gram per kubikcentimeter (eller cc; för jämförelse är 1 cc mycket ungefär hälften av volymen av spetsen på din pinky till den första knogen; eller, mindre anatomiskt och mer geekily, om storleken på en sexsidig dö). Så om du känner till din massa i gram är det lika med din volym i cc! Jag har en massa på cirka 75 kilo, eller 75 000 gram. Så jag har en volym på 75 000 cc (eller, om du föredrar, 75 liter eller 75 miljoner kubikmillimeter, jag älskar det metriska systemet).

den genomsnittliga människan har en massa på ca 62 kg, eller 62 000 gram. Det betyder att en människas genomsnittliga volym är 62 000 kubikcentimeter. För att få den totala volymen av mänskligheten, multiplicera det bara med 7, 6 miljarder: 470 biljoner cc.

det är en konstig mängd att förstå. Det är lika med 470 miljoner kubikmeter.

Nej. Fortfarande för hårt. Vad sägs om detta: 0, 47 kubik kilometer.

en kub gjord av alla människor på jorden i jämförelse med Golden Gate Bridge. Skalan är nära men inte perfekt på grund av perspektiv. Kredit: Besättning och officerare i NOAA Ship MILLER FREEMAN / Phil Plaitzooma in

en kub gjord av alla människor på jorden i jämförelse med Golden Gate Bridge. Skalan är nära men inte perfekt på grund av perspektiv. Kredit: besättning och officerare i NOAA Ship MILLER FREEMAN / Phil Plait

Ah, Det är bättre; lite mindre än en halv kubik km. Det är en stor kub! Åtminstone enligt vardagliga standarder. Jag måste erkänna, det är mindre än jag skulle ha gissat. Om du staplade alla tillsammans i en mänsklig kub (hmmm, jag borde varumärke som), det skulle vara ca 770 meter på en sida. Det är inte mycket! Forma oss till en konisk stack och stick den i Rocky Mountains och det skulle gå förlorat; ett berg som litet skulle gå förlorat bland de sanna jättarna. Du skulle inte ens märka oss. Tja, förutom det faktum att vi är gjorda av gloppy organ och sådan och inte särskilt hård granit, så skulle de efterföljande händelserna vara extremt otäcka. Men ändå tror jag att du får min mening.

det förekommer för mig att om vi alla kunde samlas ihop, Voltron-liknande, skulle vi göra en enda megahuman (verkligen 7,6 gigahuman) nästan 3,4 kilometer lång. Det är en stor människa.

Panhuman Phil kikar över topparna. Kredit: Phil Plaitzooma in

Panhuman Phil kikar över topparna. Kredit: Phil Plait

fortfarande, medan det är kul att krossa människor tillsammans och se vad vi kan göra, när jag gjorde denna matte hade jag ingen aning om vad jag skulle göra med den här informationen förutom att det är ganska coolt och siffrorna är roliga att leka med. Men är det användbart på något sätt?

jag behövde någon vars hjärna fungerar annorlunda än min. Så jag skickade en anteckning till Randall Munroe och frågade honom vad han trodde att veta volymen av den mänskliga kuben kan vara bra för. Han svarade omedelbart (jag menar omedelbart) och sa att du kunde använda den för att beräkna hur mycket havsnivåhöjning du skulle få om alla på jorden plötsligt blev en pärldykare.

Jag älskar mina vänner.

Jag tänkte på detta ett ögonblick och insåg att det här är lättare att beräkna än du kanske tror. Volym = område x höjd, eller hur? Om vi sänker ner den mänskliga kuben i havet, är det belopp som havsnivån går upp volymen av den mänskliga kuben i havet dividerat med havets yta!

jordens yta täckt av vatten är cirka 362 miljoner kvadratkilometer. 0.471 kubik kilometer / 362 miljoner kvadratkilometer = 1,3 x 10-9 kilometer, eller 0,0000000013 km. Det är ungefär lika med en mikron, en miljondel av en meter.

Um, ja. Det är inte mycket. Det är 1/100: e bredden på ett mänskligt hår, eller en stapel atomer om 10 000 atomer höga, beroende på atomen (vi är mestadels väte, syre och kol, som varierar i storlek men är mycket ungefär 10-4 mikron i diameter).

Hej, det är faktiskt intressant! Om du tog isär varje människa på jorden atom för atom och sprida ut dem så att de bara knappt röra, du kan lätt täcka hela planeten många gånger över.

intressant, ja, men också ewwwww. Mänsklig Matta. Jag är inte trademarking det.

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

” vad händer om?”är en underbar blogg / serieserie som svarar på udda och fantastiska frågor om vetenskap. Kredit: Randall Munroe

förresten, Randall gjorde en ” vad händer om?”artikel som liknar detta, och konstaterar att havsnivåhöjningen är ca 3 millimeter per år. Detta beror på global uppvärmning, som både smälter is och orsakar termisk expansion I haven (dvs. när du värmer vatten expanderar det).

3 mm / år = 3000 mikron / år = 8 mikron / dag. Det betyder att den globala uppvärmningen ökar havsnivåhöjningen på fyra timmar än att dumpa alla människor i havet gör. Huh.*

När jag pratade med honom sa Randall också att volymen av människor kunde användas för att beräkna det genomsnittliga antalet partiklar av mörk materia i en människa. Det är sant! Men det är inte så lätt att få det numret. Vi vet den genomsnittliga densiteten av mörk materia i solsystemet (det vill säga massa per volym, så kalla det gram per cc) eftersom vi vet hur mycket övergripande gravitationseffekt det har på galaxen, och det berättar för oss dess densitet, men vi vet inte massan av de enskilda partiklarna (för låt oss inse det vi vet inte vad mörk materia är ännu), så vi kan inte säga säkert hur många partiklar som finns i dig just nu.

men vi kan ta en kniv på den. Tätheten av mörk materia lokalt är mycket ungefär 5 x 10-25 gram per cc. Multiplicera med den genomsnittliga volymen av en människa (62 000 cc) betyder att du personligen har cirka 3 x 10-20 gram mörk materia i dig när som helst.

det är roligt för mig. I universum som helhet överträffar mörk materia vanlig materia med ungefär 6 till 1. Men i dig överträffar normal Materia mörk materia med 2 x 1024! Det är två septillion gånger. Naturligtvis är universum som helhet mycket större och mycket mindre tätt än du är, vilket tippar skalorna mycket allvarligt åt andra hållet när du går tillbaka tillräckligt långt. Ta inte illa upp.

3 x 10-20 gram är ett mycket litet antal. Som jämförelse är det cirka 15 000 gånger massan av en proton. Sammantaget betyder det att hela mänskligheten har cirka 2,3 x 10-10 gram mörk materia inuti oss kollektivt hela tiden. Jag tror inte att vi skulle göra en mycket bra detektor. Där går mitt NSF-förslag.

så den mänskliga kuben har trots allt någon användning, åtminstone som ett tankeexperiment! Och det kan finnas fler sätt att använda denna volym i roliga exempel, men vet du vad?

tillräckligt. Min hjärna är trött (förmodligen på grund av att ha 7 x 10-22 gram mörk materia i den). Så jag tror att jag är klar.

förresten: jag älskar att spela med siffror så här, och jag är anständig nog att komma på roliga sätt att manipulera dem, men Randall överträffar mig som en supernova som tar över en whelk. Och det bör noteras att något liknande händer varje gång jag pratar med Randall. Detta borde inte överraska dig.

P. S. en version av den här artikeln publicerades först i My Bad Astronomy Newsletter. Om du prenumererar ser du några ideer som spelas ut långt innan de blir offentliga. Plus massor av andra saker.

* Jag lägger till att det faktiskt inte är så enkelt. Om sidorna av oceanerna (där de möter kontinenter) var vertikala väggar som i en pool så skulle denna matte vara enkel, men i själva verket är kanterna i allmänhet sluttande, som du kan se på vilken strand som helst. Men havsnivåhöjningen på grund av att den mänskliga kuben sänks ned är så liten jämfört med havets område att detta inte spelar någon roll. Där det spelar roll är när du har ihållande havsnivåhöjning, för dag efter dag, år efter år, ökar volymen av oceanerna tillräckligt för att havets yta ökar ännu snabbare och inkräktar på land snabbare. Det är därför öar och stränder snabbt försvinner när våra hav expanderar. Randall pekade mig mot denna underbara NOAA-sida om den hypsografiska kurvan, som jag måste undersöka mer noggrant.