З якою швидкістю мав би рухатися Санта, щоб встигнути доставити дітям подарунки? Розрахунки вченої
Мільярди дітей з усього світу щороку з нетерпінням чекають на свої різдвяні подарунки. Теоретично Санта Клаусу та його оленям треба було б рухатися неймовірно швидко, щоб встигнути доставити їх усі за одну ніч.
Як можливо було б виміряти цю швидкість та до чого тут ніс оленя Рудольфа – розповіла радіоастрономиня Лаура Дріссен, пише Phys.org.
Світло від об’єкта, що швидко переміщується, змінює свій колір. Це відбувається завдяки ефекту Доплера – впливу швидкості на довжину хвиль – звукових чи світлових.
Якби можливо було вловити колір знаменитого червоного носа оленя Рудольфа за допомогою телескопа, це б допомогло виміряти швидкість Санта Клауса.
Яку відстань має подолати Санта за ніч?
Лаура Дріссен каже, що наразі у світі приблизно 2 мільярди дітей віком до 14 років. Приблизно 93% країн так чи інакше святкують Різдво, а отже – 93% дітей.
Однак Санта приносить подарунки лише тим, хто щиро в нього вірить. Вчена припустила, що відсоток вірян у світі такий самий, як у США, й отримала приблизно 690 мільйонів дітей.
На кожну сім'ю у світі припадає приблизно 2,3 дитини, тому Санта повинен відвідати приблизно 300 мільйонів родин.
Якщо рівномірно розподілити їх по 69 мільйонах квадратних кілометрів придатної для життя суші, то напередодні Різдва Санта має подолати 144 мільйони кілометрів. Це майже дорівнює відстані від Землі до Сонця.
Завдяки часовим поясам у Санти на доставку є 35 годин.
Дріссен припустила, що половину часу Санта витрачає на те, щоб зайти і вийти з кожної оселі – тобто 17,5 годин загалом або 0,2 мілісекунди на кожну. Інші 17,5 годин він витрачає на пересування між домівками.
Вчена вважає, що за таких умов Санті потрібно подорожувати зі швидкістю понад 2,2 тисячі кілометрів на секунду (8,2 мільйона кілометрів на годину). Це 0,8% від швидкості світла, яка складає 300 тисяч кілометрів на секунду.
Як можна виміряти швидкість Санта Клауса за допомогою носа Рудольфа?
Головний олень Санти Рудольф має знаменитий червоний ніс, який би і допоміг виміряти швидкість подорожі та підтвердити чи спростувати розрахунки Дріссен. Також для цього знадобилися б телескопи та ефект Доплера.
Ефект Доплера – це зміна частоти хвилі, коли її джерело рухається відносно спостерігача.
Якщо джерело світла віддаляється від вас, довжина хвилі розтягується і вона стає більш червоною, що називається "червоним зсувом". Якщо воно рухається до вас, довжина хвилі стискається, і світло стає більш синім – це "синій зсув".
Як би змінювався Рудольф у русі?
Довжина хвилі червоного світла у стані спокою складає 694,3 нанометра. Це було б вимірюванням для нерухомого Рудольфа.
Припустімо, що Санта змусив би своїх оленів бігти швидше, ніж припускала Дріссен – 107 мільйонів кілометрів на годину (зі швидкістю 10% від швидкості світла). Тоді ніс Рудольфа був би яскраво-помаранчевого кольору – 624 нанометри.
А коли б він віддалявся, колір змістився б до дуже темно-червоного (763 нанометри). Найтемніший червоний колір, який можуть бачити людські очі, – це близько 780 нанометрів. На таких швидкостях ніс Рудольфа був би майже чорним.
