Системный администратор
0,1
рейтинг
14 ноября 2015 в 17:45

Физические законы в цифрах — малые величины

image

Многие знакомы с тем, что влияние некоторых законов физики на наш мир, находящийся на перепутье микромира элементарных частиц, и макромира звёзд и галактик может быть очень мал, но не все знают — насколько. Здесь я собрал несколько примеров, которые показывают каким незначительным влиянием на нас они могут обладать.

Классическая механика

Самый известный пример здесь — это закон всемирного тяготения, мы ощущаем на себе притяжение к Земле лишь потому, что она имеет огромный вес. А с какой силой притягивают друг друга два человека? Возьмём для примера двух человек с массами по 70 кг и расстояние между ними — за один метр, в итоге получается сила в 33,3 микрограмм, или точнее сказать — 3,33×10-8 килограмм-сил (кгс). Малая величина этой силы была причиной весьма не точной (по меркам физики) измерения гравитационной постоянной G:

image

Можно ещё посчитать «первую космическую скорость» для человеческого тела, если взять за «радиус» — 30 см, скорость составит 0,125 мм/сек, а для второй космической скорости — соответственно 0,176 мм/сек, эти скорости ещё можно было бы измерить в космосе — но в реальности влияние Земли и других тяжёлых тел рядом с вами. а также давление света и солнечного ветра грозит испортит весь эксперимент.

Помните высказывание «дайте мне точку опоры, и я переверну Землю»? Постараемся посчитать, что для этого потребуется:

Даже если не учитывать эффекты гироскопа от вращения Земли (который не позволит так просто «столкнуть» её с текущего направления вращения), шар с массой в 5.97×1024 кг и радиусом в 6371 км имеет момент импульса в 9,69×1037 кг×м², с учётом безразмерного коэффициента, который для сферы составляет 0,4, а для Земли — это 0,335 (сказывается неравномерная плотность, но она растёт не линейно — по крайней мере есть один «скачок» плотности, и другие «зигзаги» которые усложняют расчёты), в итоге получается значение в 8,12×1037 кг×м².

Мощность, развиваемая человеком на длительном промежутке времени, по примерным прикидкам — составляет 100 Ватт (с учётом КПД в 20-30%). Если брать продолжительность жизни человека в 80 лет, и время бодрствования в 16 часов, мы получим общую выделенную энергию в 1,683×1011 Дж. Итоговая угловая скорость от такой работы составит: 2,04×10-17рад/с, и позволит «перевернуть Землю» (повернуть её на 180 градусов) за время «всего» в 248 млн лет. Что ж, ваши отдалённые потомки оценят ваш «Сизифов труд»).

Эффекты теории относительности

Выходя на орбиту Земли (за пример возьмём МКС — 7,66 км/с, на данный момент собственно больше брать и нечего), мы получаем замедление времени за счёт развитой скорости в 3,26×10-10%, что за время полёта в один год даст замедление на 0,0103 секунды.

Но это лишь один из нескольких эффектов, другой — «ускорение» времени от выхода из «гравитационного колодца» Земли (эффект гравитационного замедления времени) теряет часть своей силы. Общая величина этого эффекта составляет 0,0219 секунды в год, а сумма двух последних выглядит так:

Эти эффекты человек не в состоянии заметить, но вот для навигации и измерения времени с помощью атомных часов — это уже большая проблема, так как их внутренняя точность может быть на порядки выше этих эффектов. И эти поправки уже используются в спутниковых системах навигации GPS и Глонас, и всех строящихся на данный момент — тоже.

image

По данным телескопа COBE, наша скорость относительно реликтового излучения составляет 627±22 км/с. Это даёт замедление времени в 2,18×10-7%, или 0,069 секунды в год от этого эффекта, что не столь много, однако за время существования Земли (4.5672±0.0006 млрд лет) это должно было «увести» часы примерно на 3650 лет.

Это приводит к другому интересному эффекту — как я уже писал, наше движение в пространстве довольно замысловато, возьмём одну его составляющую — вращение Земли вокруг Солнца, скорость его почти постоянна, а направление — всё время меняется, и два раза в год имеет прямо противоположные направления.

Посчитаем эффект от этой составляющей движения: для Земли орбитальная скорость составляет примерно 29,78 км/с², это приводит к тому, что скорость нашего движения относительно реликтового излучения меняется в интервале 600-650 км/с (примерно). Разница между этими скоростями ведёт к тому, что время с полугодовым интервалом то ускоряется, то замедляется, правда эти перепады ещё более микроскопические — 3,21×10-8% суммарно.

image

Как доказал ещё Альберт Эйнштейн — всё в этом мире относительно).

Скорость света — в астрономических мерках это довольно медленно — чтобы пересечь Млечный путь световому лучу требуется около 100 000 лет, что позволяет астрономам прямо «глядеть в прошлое». Но в мерках наших, Земных реалий, она огромна — для передачи сигналов между отдельными транзисторами в современном процессоре требуется время порядка 10-16секунды. Но чтобы свету добраться из одной точки Земли, в противоположную, двигаясь по поверхности (с помощью трансатлантических оптоволоконных линий связи, например) — требуется уже 33 миллисекунды (в реальности — это число будет около 50, так как эти кабели не прокладываются «напрямик», и современные оптические кабели делаются из стекла, в котором свет распространяется значительно медленнее вакуума). А вот для связи через геостационарные спутники, эта величина уже начинает ощущаться человеком — без задержек самого оборудования она составляет 239 миллисекунд. Люди на данный момент не отдалялись дальше 1,3 световые секунды от Земли (низкая орбита Луны).

Квантовые эффекты

Давление света — для Солнечного света на орбите Земли (мощностью в 1368 Ватт/метр² ) оно составляет 9,08×10-6 Па. Нормальное атмосферное давление на Земле, для сравнения, составляет 101 325 Па. Поэтому строя космическую яхту с солнечным парусом — постарайтесь снизить вес паруса как можно больше, иначе вы рискуете на ней так никуда и не добраться. Величина подобного порядка — это давление «атмосферы» на Луне, оно меняется от 10-7 Па днём, до 10-10 Па ночью.

И пожалуй «победитель» среди физических эффектов, в ничтожности продуцируемых сил — эффект Казимира (давление создаваемое квантовыми флуктуациями вакуума). Его величину в масштабах, с которыми имеет дело человек можно сравнивать разве что с влиянием космологической постоянной. Это связано с тем, что его величина зависит аж от четвёртой степени дистанции между пластинами:

image

Его величина для двух зеркал 10×10 см на расстоянии в 10 см между ними будет составлять 8,169×10-16 нанограмм (или 8,169×10-28 кгс). Однако на масштабах отдельных атомов создаваемое им давление становится сопоставимым с атмосферным.

Ядерная физика

Период полураспада — то время, за которое половина вещества распадётся и «превратиться» в другое вещество (или в другой изотоп того же), различается в огромных пределах. Для разных изотопов оно меняется от наносекунд (время, за которое даже свет пролетает доли метра), до миллиардов лет. Это приводит к тому, что распад таких частиц даже невозможно зарегистрировать на ускорителях, подобных БАК, а об открытие частицы узнают по статистике регистрации «осколков», которые должны были образоваться именно из этой частицы.

Для частиц со средней величиной может послужить тритий, который используется в различных брелках/часах:

image

Он используется за счёт реакции с образованием бета-частиц, не опасных при герметичном корпусе, и периода полураспада в 12,32 лет, что означает то, что через этот промежуток времени светимость этого источника упадёт в два раза, при этом килограмм трития и образовавшихся продуктов распада за счёт этой реакции «полегчает» на 6,6 нанограмм.

Если брать более стабильные изотопы, например торий-232, то время его полураспада близко ко времени существования Вселенной, так что если хотите проследить за его распадом — запасайтесь попкорном терпением. Впрочем, чтобы зафиксировать сам факт его распада таких промежутков времени не требуется — 1 кг этого изотопа содержит 2,6×1024 частиц, и в нём происходит 5,8 млн распадов частиц в секунду (со временем это число, конечно, снижается).

Нейтрино — частицы, которые создавали значительные проблемы для ядерных физиков первой половины XX века, и пошатнувшейся уверенности в законе сохранения энергии, которую эти частицы «уносили» вместе с собой. Если метровый слой воды снижает число проходящих через него гамма-лучей в 47 раз, то из нейтрино тот же слой воды остановит примерно 10-16% частиц. Плохое взаимодействие нейтрино с веществом было причиной того, что достоверно зафиксировать его существование смогли только в 1956 году, а определить наличие у них массы — в 2013-м, за что в этом году первооткрывателям этого факта была присуждена Нобелевская премия.

P. S. Список не претендует на полноту, и содержит лишь то, что пришло в голову вашему покорному слуге). Если у кого-то есть идеи по дополнению — с радостью выслушаю, рассчитаю и дополню статью.
Денис Нырков @voyager-1
карма
29,7
рейтинг 0,1
Системный администратор
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (46)

  • +6
    Примем их вес за 70 кг и расстояние между ними — за один метр, в итоге получается сила в 3,27 микрограмм.
    «Физический» пост, а сила — в граммах? (особенно в свете рассматриваемой задачи, где F <> mg).
    • +1
      В рамках физики — согласен, надо килограммы использовать (и вообще — система СИ наше всё). Но у меня основная цель была — максимально доходчиво до людей эти величины донести, на звание научной публикации эта статья не претендует).
      • +2
        мкгс?
        • –1
          Вы микрограмм × секунда имели ввиду? Тогда да, вообще притяжение двух тел в 70 килограмм (масса) будет составлять 3,27 микрограмм (вес) под действием взаимного притяжения, так думаю понятно будет всем.
          • +4
            Нет, микрограмм-сила.

            А микрограмм × секунда это… даже не знаю, не могу придумать, что можно в таких единицах измерять
            • +4
              Импульс силы можно измерять. F = m*a = m*(v/t) -> m*v = F*t; /* без учёта соответствующих эффектов на больших скоростях, конечно же и при фиксированном g, раз уж тут и так смешались в кучу кони, люди килограммы и ньютоны. */
      • +9
        В СИ — Ньютоны. Но нагляднее оставить микрограммы, на самом деле.
        • +2
          В локтях, вершках и толщинах человеческого волоса тоже в каком-то смысле «наглядно». Но стоит ли такую наглядность разводить на техническом ресурсе?
          • +5
            Я оставил в скобках более правильный вариант, надеюсь такой вариант всех устроит. А вообще у меня таких дотошных рецензентов пожалуй и в научных журналах не было), получайте заслуженный плюс.
            • +3
              Хм, а причём тут дотошность? Например, у меня, как у физика по образованию, после фразы «сила в 3,27 микрограмм» отпало всякое желание продолжать чтение. Ну это же реально косяк! Даже в вышеупомянутой МКГСС, единица силы — это кгс, а не кг.
              И Ваше уточнение «тела приобретут вес в 3,27×10-9 кг» нисколько не улучшило ситуацию, скорее наоборот, т.к., во-первых, вес — это тоже сила и в единицах массы она не измеряется. А во-вторых, вес — это сила реакции опоры, т.е. в рассматриваемом примере она вообще не возникает. К тому же Вы почему-то поделили силу притяжения 3.27e-7 Н на 100, чтобы получить массу в кг… возникает вопрос: что такое 100?
              Поймите правильно, я тоже за популяризацию физики, но физика — наука точная, поэтому хотелось бы немного уважения к ней, тем более в рамках популяризации.
              P.S. А за статью всё равно плюс, чтобы поощрить популяризацию )
              • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                • +4
                  кгс это что-то из инженерных книжек тридцатых годов. В СИ — ньютон (Н), в СГС — дина (дин).
                • +1
                  Я же тоже упомянул про МКГСС. Но имхо о ней сейчас вспоминают только в рамках истории науки. На практике только СИ и СГС.
              • +1
                Это (точность) не только к физике относится, а к любым техническим наукам. К гуманитарным тоже, но куда меньше, например, «кнопка» и «кнопочка» — слова разные, но если сделать на эту кнопку одно действие, то можно хоть горшком называть, само действие не изменится (действие осталось, оно важнее), но назвав неточно, усложняется описание кнопки и действия по ней. Так что точность везде важна, детали формируют общую картину. По остальному согласен.
              • +2
                Конечно правильный вариант — это сила в Ньютонах, но как-раз точности это бы не поспособствовало). Потому как большинство результат в Ньютонах машинально поделят на десять, кто-то возьмёт калькулятор, и поделит на 9,8, а в реальности — соотношение между Ньютонами — и килограммами — это 9,80665 (стандартное значение ускорения свободного падения g).

                Боюсь, что если я расписал бы все расчёты с формулами (особенно те, которые связаны с теорией относительности), я распугал бы половину зрителей). Мне популяризация видится связующим звеном между наукой и населением, от этого и такая её подача. Тем кто заинтересуется, в наше время несложно будет зайти на википедию и увидеть, как эти результаты указываются научно правильно.
                • 0
                  Ну ok, пусть поделят на 10, это не сложно… Но вообще это тренировка восприятия, со временем уходит эта тяга воспринимать любую силу как массу, давящую на весы.
                  • +3
                    Это нам с вами не сложно. А читатель без профильного образования не будет ни вспоминать, что такое Ньютон, ни думать, делить на 10 или умножать, ни «тренировать восприятие». Он просто закроет эту вкладку и начнет читать следущую.

                    Информацию надо доносить так, чтобы читателю стало интересно, чтобы он мог оперировать знакомыми величинами и строить привычные образы в голове и думать что-то вроде «Нифига себе — всего 10 миллиграмм!» А если после этого он еще и подумает «Вот почему тот зонд три раза отскочил от кометы, кстати, как он назывался? Пойду-ка гляну в вики», то значит статья действительно удалась. Вы же не научную работу пишете. Поэтому измерение силы в килограммах здесь более чем оправдано.
                    • 0
                      А читатель без профильного образования не будет ни вспоминать, что такое Ньютон, ни думать, делить на 10 или умножать, ни «тренировать восприятие».
                      То, о чем вы пишете, — это не какая-нибудь квантовая механика или теория струн, а самая что ни есть базовая школьная программа. В то же время мы находимся на техническом ресурсе, с соответствующей аудиторией. Как вам, если завтра тут начнется популяризация математики со срывом покровов с тайн решения квадратных уравнений, определения суммы квадратов катетов или чего-то еще в этом роде? Ну а что, всяко найдется кто-то, кто эти скаральные знания уже немного подзабыл.

                      Если хотите, есть много чудных сайтов типа «физики для малышей», где об обычных природных явлениях рассказывается в терминах, доступных дошкольнику, там всё уместно, но говорить, что мерять силу в Ньютонах допустимо только в научных работах — это всё-таки перебор.
                      • +2
                        Да все это ложная дилемма. Ничто не мешает написать так, чтобы и грамотно, и наглядно (просто приписать ⋅м⋅с-2 в конец, или для наглядности можно не писать просто цифру и единицу измерения, а сравнивать, в духе «оказывает ту же силу, которую оказывает то-то на то-то»). Это особое искусство — написать так, чтобы ни разочаровать дилетантов, ни вызвать раздражение у профессионалов; многие статьи в англовики написаны в таком стиле, по крайней мере их вводные части.

                        Так что текущий вариант — это за двумя зайцами погнаться и ни одного не догнать. Но в принципе, если статья таки научно-популярная и апеллирует к разношерстным массам, то большей ошибкой будет как раз отсутствие наглядности (если автор сам ничего не напутал и понятно, что имеется в виду). Хотя опять же непонятно, зачем писать некорректно, если можно корректно.
                        • +1
                          …Приписать, изменив цифру, соответственно. Хотя это, наверное, не вариант, ибо если уж в микрограммах, то в микрограммах. Остается второй вариант. Необязательно писать «оказывает ту же силу, которую оказывает %предмет% на %предмет%», можно — «предмет с такой-то массой на опору».
                    • 0
                      читатель без профильного образования не будет ни вспоминать, что такое Ньютон

                      Хм, тогда почему дальше по статье фигурируют джоули и паскали? Чем они проще, чем ньютоны?
                      Давайте будем энергию везде в ккал считать, а давление — в мм рт.ст. или в атмосферах. Это же привычнее и это даже будет корректно, в отличии от обсуждаемого примера.
              • +5
                А меня, как физика, в свое время абсолютно не смущало использование обратных сантиметров (см-1) вместо Герц для частоты (спектроскопия, да). Понятно же, что имеется в виду, в Герцы, если надо, однозначно пересчитывается — ну и хорошо. Массу, опять же, в электронвольтах иногда считают.

                Тут то же самое. Понятно, что имелось в виду? Да. Однозначно пересчитывается? Да. Можно использовать, учитель двойку не поставит за отход от догматов.
                • 0
                  Частота в см-1 и масса в эВ меня тоже не смущает. Там то есть однозначное соответствие системным единицам.
                  А тут оно где? Тут соответствие появится только при формулировке типа «сила, эквивалентная весу тела, массой 33.3 мкг, на уровне моря».
                  • +4
                    Тут под выражением «сила в 1 микрограмм» очевидно подразумевается 10-6 кгс. Что такое «кгс» определено вполне строго и я не вижу никакой крамолы во фразе «сила в один килограмм» вместо «сила в один килограмм-силу» (если верить википедии то именно в «один», не в «одну»). Первый вариант, на мой взгляд, даже гораздо симпатичнее.

                    А весу какого тела, какой массы, на какой высоте, над уровнем какого моря и на какой планете — спрашивать можно, но целью автора, я думаю, было написать статью, которую приятно читать, а не написать статью, к которой при всем желании невозможно придраться.
                    А то получилось бы как-то так
                    • 0
                      А еще лучше — «сила в один килограмм (точнее, один килограмм-силу)». И овцы целы, и волки сыты. (Либо так, как я написал выше, — в ньютонах, а потом сравнение для наглядности.) Строго говоря, по вашей ссылке компромисс не вторгается на территорию «точной науки» (ибо по договоренности лежит за ее пределами, в той же манере, как и идеализация в математике является негласной договоренностью), а некорректная единица измерения — вторгается.

                      Всегда в таких случаях рекомендую читать Артема Горбунова про способы разрешения противоречий. Есть три варианта — компромисс, грубая сила и изобретательность, не считая капитуляции (см. ссылки справа).
                      • +1
                        Вижу, автор внял моему совету, отредактировав пост, и славно :)

                        P.S. Если кому-то вдруг пришло в голову счесть ссылку выше за рекламу (включая того прекрасного человека, который счел своим долгом понизить мне карму, — вот так и просвещай народ), могу заверить, что Горбунов — состоявшийся и уважаемый многими дизайнер и в рекламе не нуждается; скорее, потенциальные читатели нуждаются в нем. Ссылка была к тому, что противоречие между наглядностью и формальной грамотностью текста разрешается не выбором одного из вариантов («грубой силой»), не компромиссом между ними (изначальное исправление автора — «сила в столько-то килограмм, формально говоря — тела приобретают такой-то вес» — и объяснение стало путаным, и с терминами опять все не так), а изобретательностью (переписать грамотно, но привести пример для наглядности, или достать запылившееся понятие «килограмм-сила», чтобы оправдать упор на килограммах). Горбунов объясняет все это с позиции дизайна (а написание хорошего текста — тоже в некотором роде дизайн). Надеюсь, уважаемый минусатор удовлетворен моим объяснением, если нет — прошу написать мне в личку.
                    • +1
                      очевидно подразумевается 10-6 кгс
                      ну, эта точка зрения имеет право на существование, т.к. очевидность — понятие субъективное в такой формулировке…
                      просто я с ней не согласен, потому что существование такой единицы измерения как кгс уже неочевидно даже для многих физиков, про людей без профильного образования вообще можно не говорить, они про такое даже не слышали. А с учётом того, что эта единица рекомендована к изъятию из обращения, её использование выглядит по-любому странно, а значит и неочевидно.
                      Причём из комментария автора статьи geektimes.ru/post/265756/#comment_8876584 очевидно, что он сам не слышал про кгс до написания статьи )))
      • +6
        Да ну, система СИ много где неудобна. В электромагнетизме СИ вообще misleading со своими epsilon_0 и mu_0, хардкорные теор-физики из мира элементарных частиц вообще используют e=c=hbar=1, экспериментаторы из магнетизма измеряют частоты в эрстедах, а я вот все энергии взаимодействия люблю писать в МГц*микрон^3. Так что не стоит стоит строить догмы из системы единиц, главное чтобы понятно было.
        • 0
          В электромагнетизме используется СГС и там она правда удобнее, это факт. Но СГС — тоже вполне себе стандартизированная система единиц.
        • +5
          Неправда, только \hbar=c=1. Нельзя предложить систему единиц, в которой одновременно e=\hbar=c=1, потому что их безразмерная комбинация — постоянная тонкой структуры — одинакова во всех системах:
          \alpha=\frac{e^2}{\hbar c}\approx{1\over 137}
  • +8
    … шар с массой в 5.97×10²⁴ кг и радиусом в 12754 км...
    Вообще-то это её диаметр. Ну, а радиус Земли соответственно вдвое меньше. Кстати, на графике чуть ниже радиус Земли показан правильно.
  • +2
    А вот расскажите про «классическую» и «квантовую» теорию Друде — для рассеяния электронов на примесях. Там весьма занято выходило, как две ошибки на два порядка скомпенсировали друг друга, дав Друде разумный результат.
  • +2
    Список не претендует на полноту, и содержит лишь то, что пришло в голову вашему покорному слуге). Если у кого-то есть идеи по дополнению — с радостью выслушаю, рассчитаю и дополню статью.
    Без цифр, но как вам такое проявление физических законов на макроуровне: существует ненулевая вероятность мутации ДНК в результате действия туннельного эффекта в квантовой механике, вследствие возможности спонтанного испускания протона из ядра атома (разновидность радиоактивного распада):
    Spontaneous mutation of DNA occurs when normal DNA replication takes place after a particularly significant proton has defied the odds in quantum tunnelling in what is called «proton tunnelling» (quantum biology). A hydrogen bond joins normal base pairs of DNA. There exists a double well potential along a hydrogen bond separated by a potential energy barrier. It is believed that the double well potential is asymmetric with one well deeper than the other so the proton normally rests in the deeper well. For a mutation to occur, the proton must have tunnelled into the shallower of the two potential wells. The movement of the proton from its regular position is called a tautomeric transition. If DNA replication takes place in this state, the base pairing rule for DNA may be jeopardised causing a mutation.

    Так что кто знает, сколько ужасных мутаций породил подлый Гейзенберг в продуктах, которые мы едим!!11 Вот так вырастет петрушка на голове, и не знаешь, кто виноват: коварные производители ГМО или просто законы квантмеха.

    Еще приходят в голову крохотные вероятности взаимодействия некоторых частиц с «обычными земными», в результате чего они пролетают Землю насквозь, не встречая препятствий.

    Еще всяческие времена полураспада, к примеру сколько осталось на Земле атомов некоторых радиоактивных изотопов с момента ее формирования:
    ...niobium-92 with a half-life of 3.47 × 107 years. To be detected primordially, 92Nb would have to survive at least 132 half-lives since the Earth's formation, meaning its original concentration will have decreased by a factor of 1040. As of 2015, it has not been detected. It has been found that the next longer-lived nuclide, 244Pu, with a half-life of 8.08 × 107 years is primordial, although just barely, as its concentration in a few ores is nearly 10−18 weight parts. Taking into account that all these nuclides must exist since at least 4.6 × 109 years, meaning survive 57 half-lives, their original number is now reduced by a factor of 257 which equals more than 1017.

    Еще эффекты темной энергии/материи, наверное.

    Самая крутая малая величина на Земле — это, конечно, незаметная задержка при передаче сигналов в пределах Земли из-за достаточно большой скорости света. С Луной уже по сети не поиграешь.
    • 0
      Самая крутая малая величина на Земле — это, конечно, незаметная задержка при передаче сигналов в пределах Земли из-за достаточно большой скорости света

      Незаметная задержка? Это вы сетевикам расскажите. И производителям всевозможной электроники.
    • +1
      Без цифр, но как вам такое проявление физических законов на макроуровне: существует ненулевая вероятность мутации ДНК в результате действия туннельного эффекта в квантовой механике, вследствие возможности спонтанного испускания протона из ядра атома (разновидность радиоактивного распада)
      А чисел мне и не надо, а то что же мне останется делать, кроме копипасты?) Эффект туннелирования интересная вещь, Митио Каку предлагал своим студентам в качестве задания рассчитать вероятность того, что человек уснув с одной стороны стены, проснётся с другой (что все элементарные частицы тела отдновременно пройдут «барьер» в виде стены, и соберутся в том же виде на другой стороне).
      Еще всяческие времена полураспада, к примеру сколько осталось на Земле атомов некоторых радиоактивных изотопов с момента ее формирования

      Еще приходят в голову крохотные вероятности взаимодействия некоторых частиц с «обычными земными», в результате чего они пролетают Землю насквозь, не встречая препятствий.

      Самая крутая малая величина на Земле — это, конечно, незаметная задержка при передаче сигналов в пределах Земли из-за достаточно большой скорости света. С Луной уже по сети не поиграешь.
      Добавил часть про это, немного в другой форме, правда.
      • +1
        Для информации — скорость света в оптоволокне примерно на треть меньше, чем в вакууме.
        Так-же как и скорость электронов в (полу) проводнике.
        Частота 3ГГц (не самая редкая в наше время у процессоров) это длина волны ~10см. Что уже начинает сказываться при проэктировании и процессоров и материнских плат.
        • +1
          Сейчас уже разрабатывают пустотелую оптику, для увеличения скорости передачи. А техпроцессы до 14 нм добрались, эффекты кстати не только вредными могут быть, какие-то процессы можно и на пользу направить).
        • +1
          Так-же как и скорость электронов в (полу) проводнике.

          Скорость электронов в проводнике — миллиметры в секунду.
      • 0
        Эффект туннелирования интересная вещь, Митио Каку предлагал своим студентам в качестве задания рассчитать вероятность того, что человек уснув с одной стороны стены, проснётся с другой (что все элементарные частицы тела отдновременно пройдут «барьер» в виде стены, и соберутся в том же виде на другой стороне).
        Ага, с той лишь разницей, что, насколько я понял, приведенное мной преподносится как вполне реальный, хоть и крайне редкий процесс.

        Спасибо за апдейт. Про скорость через спутники интересно.
  • +1
    Физические величины всегда малы не сами по себе, а по сравнению с чем-нибудь (у Вас нет сравнения и нет контекста, даже шутливого — для публики: типа стадион с горошиной, блоха со слоном). И странно читать, что если малые, значит пренебрежимо (для примера: если поищите «малый параметр при старшей производной», тогда убедитесь, что это толстые книги). И в предложениях лучше не писать в разных родах подлежащие со сказуемыми. «Влияние… мал» — подобного у Вас в тексте хватает («влияние… мало» — лучше).
  • +2
    Итоговая угловая скорость от такой работы составит: 2,04×10-17рад/с, и позволит «перевернуть Землю» (повернулась её на 180 градусов) за время «всего» в 248 млн лет. Что ж, ваши отдалённые потомки оценят ваш «Сизифов труд»).
    Тут (и дальше, про закон всемирного тяготения между двумя человеками) вспоминается пассаж из Фейнмана (немного не в тему малых величин, но в тему популяризации физики однозначно):
    Если бы в вашем теле или в теле вашего соседа (стоящего от вас на расстоянии вытянутой руки) электронов оказалось бы всего на 1% больше, чем протонов, то сила вашего отталкивания была бы невообразимо большe. Насколько большой? Достаточной, чтобы поднять небоскреб? Больше! Достаточной, чтобы поднять гору Эверест? Больше! Силы отталкивания хватило бы, чтобы поднять «вес», равный весу нашей Земли!
    • 0
      Хотя в действительности, до отталкивания тел дело бы не дошло: до этого эмиссия электронов разрушила бы индивидов изнутри.
  • –1
    Мне вот интересно, если мы говорим о времени, то сразу привязываемся к какому-то процессу относительно которого измеряют всё остальное. Поэтому, выводы о замедлении времени нельзя экстраполировать на все процессы. Если атомные часы на орбите замедляются, возможно, это лишь свойство атомных часов. Время, если подумать, очень абстрактная штука.
    • 0
      Замедляться будут любые процессы — то есть механические и электронные часы — тоже будут идти медленнее, но у них собственная погрешность может оказаться больше всех эффектов. Элементарные частицы ведут себя согласно теории относительности — это можно определить по времени их распада, чем быстрее движутся частицы, тем большее время они могут просуществовать, строго в соответствии с формулой:

      image

      Собственно физика — это поголовная экстраполяция (которая кстати — почти всегда подтверждается. кроме случаев открытия новых законов), собственно в этом и смысл этой науки — берёте формулу, берёте кучу различных камней/элементарных частиц/etc и кидаете/ускоряете/сжимаете — формула для всех подтвердилась? Значит для остальных тел можно её принять, есть погрешности? Думаем дальше, исправляем формулы.
      • –1
        «Замедляться будут любые процессы» только в теории, согласно математической модели. На практике в условиях движения по орбите этого никто не проверял, мы знаем лишь о атомных часах. Я просто хотел сказать, что если мы возьмём за эталон времени прохождение какой-то реакции, а потом введём в реакцию катализатор, это вовсе не будет означать, что течение времени ускорилось.
        • 0
          Пока у нас чисто физически не получается набрать необходимой скорости, чтобы подтвердить/опровергнуть влияние теории относительности на протекание химических реакций/чего-то подобного. Но у этой теории достаточно много подтверждений, чтобы предположить то, что на всё остальное она тоже распространяется.

          Если вам угодно — можете называть это «катализатором»), собственно кварки, и большую часть элементарных частиц «мы в глаза не видели» — и эти частицы и как «пушечные ядра» предлагали изображать, и как флуктуации поля, и недавно вот предложили как колеблющиеся струны представлять. Главное чтобы теория с практикой согласовалась, а там можете кварки (или что там в теории ещё будет) хоть частицами воды, огня и земли называть).

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.