Цивилизация
Погруженные в рутинную работу, ученые из разных областей наук иногда расслабляются, придумывая и решая задачки, которые имеют мало общего с реальностью — такие, про которые говорят: «Физики шутят». Одна из таких задач не так давно в качестве шутки была предложена на сайте Stack Exchange и успешно решена сотрудником Оксфордского университета, специалистом по вычислительной нейробиологии Андерсом Сэндбергом.
«Что будет, если всю Землю мгновенно заменить таким же объемом тесно уложенных, но не сжатых ягод голубики?»
— дословно так звучала постановка задачи в исследовании, текст которого ученый выложил в архиве электронных препринтов.
При этом Сэндберг сделал допущение, что речь идет о крупной голубике щитковой, имеющей толстую кожу, а не дикой голубике. Это допущение, как оказалось, играет важную роль. Более крупная голубика будет содержать гораздо больше пустого пространства между ягодами. И, поскольку пространство это в модели Сэндберга заполнено воздухом, с этим и связаны самые интересные вещи, которые будут наблюдаться вскоре после начала мысленного эксперимента.
«Для человека, который стоит на поверхности Земли, когда она превратится голубику, первым эффектом станет катастрофическое уменьшение гравитации», — пояснил ученый.
Обнаружив себя стоящим на мягкой поверхности из ягод, человек почувствует странное ощущение в желудке, как в падающем лифте, в то время как его вес уменьшится на 87 процентов, рассчитал Сэндберг.
Так, если на обычной Земле вес человека составлял бы 68 кг, то на ягодной планете он уменьшился бы до всего девяти килограмм.
Человек на такой мягкой, рыхлой поверхности вполне мог бы находиться долгое время, если бы она была неподвижной, однако этого не случится. Напротив, в первые же секунды гигантская груда ягод начнет схлопываться, «коллапсировать», как говорят астрофизики, внутрь под действием собственной силы тяжести. Воздух, находившийся в начале эксперимента между соседними ягодами, будет с шумом в виде гигантских пузырей вырываться на поверхность, при этом в космос будут вышвыриваться огромные куски материи,
а ядро планеты будет сжиматься и превращаться в толстый слой ягодного джема.
Эффект от возникающих на поверхности гейзеров вкупе со схлопыванием планеты автор работы называет «наихудшим землетрясением в природе». Схлопывание это будет продолжаться до тех пор, «пока все не упадет на центр планеты на 715 километров. По мере высвобождения гравитационной энергии будет происходить нагрев планеты, по расчетом ученого, на 143 градуса Цельсия, в результате чего поверхность ее превратится в кипящий джем с вырывающимся паром.
«В конечном счете мы получим мир, в котором есть атмосфера из пара, покрывающего океан джема на поверхности горячего голубичного десерта», — приходит к выводу ученый.
При этом ядро будет представлять собой твердый «лед», несмотря на высокую температуру этой субстанции — все это благодаря высокому давлению в центре планеты. Небо на этой планете будет иметь голубоватый оттенок с белыми облаками водяного пара.
Кроме того, на планете произойдет еще одно необычное явление — Луна неожиданно улетит в космос на далекое расстояние.
Это связано с тем, что плотность ягод значительно ниже средней плотности пород, слагающих Землю, а значит, ее масса уменьшится, как уменьшится и сила гравитации, удерживающая спутник Земли на ее орбите. По словам Сэндберга, тем не менее, в вопросе эволюции такой «Земли» остается ряд неясных вопросов, многие из которых связаны не с физикой, а с химией. По предположению автора, при определенных условиях весь сахар в составе ягодной Земли в результате окисления может превратиться в алкоголь, но есть вероятность, что антиоксиданты, содержащиеся в ягодах, воспрепятствуют этому процессу.
Кроме того, есть и другие пробелы. Будут ли разные фракции ягодной мякоти разделяться и формировать различные слои вокруг ядра? Будет ли влажная и толстая атмосфера продолжать нагреваться, и будет ли облачный слой обуславливать парниковый эффект? И, наконец, смогут ли на планете выжить бактерии-экстремофилы?
«Стоит задуматься о ценности такого исследования. Я думаю, оно ценно: это и педагогический и занимательный способ применения стандартного планетарного моделирования к системе. Зная, какими экзотичными бывают экзопланеты, физика голубичной Земли выглядит довольно нормальной по сравнению с ними», — считает Андерс Сэндберг.