Читать книгу "А что, если?.. Научные ответы на абсурдные гипотетические вопросы - Рэндалл Манро"

В воздухе есть вода. Если бы вам удалось каким-то образом огородить от окружающего пространства столб воздуха от земли до верхней границы атмосферы, а затем охладить его, то влага, которая в нем содержится, выпала бы в виде дождя. Эта вода собралась бы в низу столба, и толщина слоя воды составила бы от нуля до пары десятков сантиметров. Это называется количеством осадков.

Обычно это количество составляет 1–2 см.

Метеорологические спутники анализируют количество этого водяного пара в каждой точке земного шара и на основе этого создаются невероятно красивые карты.

Представим, что наша буря протянулась во все стороны на 100 км и количество осажденной воды довольно велико – 6 см. Это значит, что объем воды в нашем шторме примерно равен:

(3,14 × 100² км/ч) × 6 см = 0,47 км³.

Эта вода весила бы 470 миллионов тонн (и это, по случайному совпадению, чуть меньше примерного суммарного веса всего вида Homo sapiens). В обычных условиях, часть такой воды выпала бы каплями в виде осадков, количество которых составило бы максимум 6 см.

В нашей буре вся вода собирается в одну гигантскую каплю – водяную сферу, имеющую около полукилометра в диаметре. Предположим, что что эта сфера формируется в паре километров над землей, как и обычный дождь.

Капля начинает падать.

Первые пять-шесть секунд ничего не видно. Затем основание облака начинает прогибаться вниз. На секунду нам кажется, что это формируется торнадо. Затем образовавшийся выступ стремительно увеличивается, и на десятой секунде из облака показывается низ капли.

Сейчас капля падает со скоростью 90 м/с. Яростный встречный ветер превращает ее поверхность в водяную пыль. Передний край капли обращается в пену, потому что воздух врывается в жидкость. Если бы капля падала достаточно долго, сила ветра в конце концов превратила бы единую каплю во множество дождевых капель.

Но до того как это произойдет, примерно спустя 20 секунд после возникновения капли, ее нижний край ударится о землю. Сейчас вода движется со скоростью больше 200 м/с. Прямо под точкой столкновения воздух не успевает убраться с ее пути, и сжатие нагревает его так быстро, что трава могла бы вспыхнуть, будь у нее достаточно времени.

К счастью для травы, жар продержится всего несколько миллисекунд, потому что его зальет холодная вода. К несчастью для травы, холодная вода движется со скоростью больше половины скорости звука.

Если бы все это время вы парили в центре этой сферы, то до этого момента вы не ощутили бы ничего необычного. В центре капли было бы довольно темно, но если бы вам хватило времени (и объема легких), чтобы проплыть несколько метров к краю капли, можно было бы разглядеть мутный дневной свет.

При приближении капли к земле нарастающее сопротивление воздуха привело бы к повышению давления, от которого у вас лопнут барабанные перепонки. Однако это уже не имеет значения: спустя несколько секунд при ударе капли о землю вас просто раздавит насмерть – ударная волна на время создаст давление большее, чем на дне Марианской впадины.

Вода врезается в землю, однако грунт не поддается. Давление заставляет каплю разлететься, образуя направленные во все стороны сверхзвуковые потоки, которые уничтожают все на своем пути.

Стена воды расширяется километр за километром и сносит на своем пути деревья и дома, сдирает верхний слой почвы. Дом, веранда и сидящие на ней старички мгновенно уничтожены. Все в радиусе нескольких километров полностью снесено, остается только лужа грязи поверх скальной породы. Вода продолжает движение, разрушая все на расстоянии 20–30 км. Лишь зоны, защищенные горными грядами, остаются в безопасности, и поток устремляется по естественным долинам и руслам.

Все находящееся за пределами этой территории пребывает в относительной безопасности, хотя через несколько часов в сотнях километров вниз по течению начнутся наводнения.

По миру распространяются новости о необъяснимой катастрофе. Людей охватывают шок и недоумение, и в течение некоторого времени каждое облако в небе будет вызывать массовую панику. Но пройдут годы, и катастрофа больше не повторится.

Попытки метеорологов выяснить, что случилось, так и не увенчаются успехом. В конце концов ученые сдадутся, а оставшийся неизвестным феномен назовут «последней каплей», поскольку, по словам одного исследователя, «это была лишь одна капля – зато какая!»

Экзамен наугад

ВОПРОС: А что, если бы все школьники, сдающие экзамен SAT, выбирали ответы наугад? Сколько стопроцентных результатов можно было бы ожидать?

– Роб Балдер ОТВЕТ: Ни одного.

SAT – стандартизированный тест, который сдают старшеклассники в Америке. Оценка выставляется таким образом, что в некоторых ситуациях ответ можно угадать. Но что, если бы вы попытались угадать все?

Экзамен SAT состоит не только из тестовых вопросов, но для простоты мы сфокусируемся именно на них. Предположим, что ваше сочинение написано отлично и в задачах на вычисления ошибок нет.

В SAT 2014 года было 44 тестовых вопроса по математике (количественный раздел), 67 – на анализ текста (качественный раздел) и 67 вопросов в письменном разделе.

На каждый вопрос предлагается пять вариантов ответа, так что при выборе наугад шанс ответить правильно составляет 20 %.

Вероятность угадать все 158 ответов:

Эту вероятность можно рассчитать по следующей формуле:

Это один шанс из 270 октодециллионов.