Текст уведомления здесь

Физики рассчитали минимально необходимую ширину зрачка Ока Саурона

Студенты четвертого курса Университета Лестера вычислили, каков должен быть минимальный размер зрачка у Всевидящего Ока, чтобы оно могло рассмотреть Фродо у Роковой горы.
Добавить в закладки
Комментарии

В третьей части трилогии «Властелин колец» Фродо Бэггинс, хранитель Кольца Всевластия, и его верный товарищ Сэм достигают Ородруина — вулкана, в жерле которого Фродо предстоит уничтожить Кольцо. Там его замечает Око Саурона, возвышающееся над Барад-дур — главной крепостью Саурона. Авторы нового исследования решили проверить, какими оптическими характеристиками должно обладать Око, чтобы заметить хоббитов с такого расстояния.

Поскольку зрачок Ока имеет вытянутую форму, в расчетах исследователи рассматривали явление дифракции на одиночной щели. Чтобы оценить, при какой ширине зрачка Око сможет четко увидеть Фродо, ученые использовали критерий Рэлея, который задает минимальный угол, при котором различимы две дифракционные картины. Согласно этому критерию, этот угол прямо пропорционален длине волны падающего света и обратно пропорционален ширине щели.

Значение угла исследователи оценили, зная рост Фродо (1,07 метра) и высоту, на которой расположено Око (1500 метров), а также расстояние от Барад-дура до Ородруина (48 280 метров). Длину волны, которую воспринимает Око, физики приняли равной 555 нанометров, что соответствует свету, к которому наиболее чувствителен человеческий глаз. Подставив все значения в формулу критерия Рэлея, ученые получили минимальную ширину зрачка Ока Саурона, равную 3,08 сантиметра. Это примерно в 26 раз больше, чем зрачок кошки, который имеет аналогичную форму.

Расчеты приведены в статье Eye See You Frodo в Journal of Physics Special Topics, в котором Университет Лестера публикует студенческие работы с серьезной физикой и несерьезными темами.

Авторы исследования отмечают, что полученная ширина минимально необходима, чтобы Око могло увидеть Фродо на расстоянии десятков километров. Тем не менее в фильме мы видим, что Око Саурона значительно больше: его ширина достигает почти десяти метров (размер можно оценить по изображению Ока, зная высоту башни, которую исследователи использовали в своих расчетах).

Возможно, это связано с тем, что Око «настроено» на иной спектральный диапазон. Оценивая ширину зрачка, например, в 1 метр, по тем же формулам получаем дальнюю область инфракрасного спектра, то есть самые длинные световые волны. Поскольку Саурон не вполне человек, есть вероятность, что его максимум восприятия попадает не в видимую область.

Вспомним также, что, надевая кольцо, Фродо становился невидим в видимом диапазоне спектра. Возможно, Кольцо Всевластия магическим образом «смещало» оптические характеристики обладателя в длинноволновую область, делая видимым для Ока.

О других необычных оптических эффектах читайте на «Чердаке».

Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Физики подсчитали, за какое время люди съели бы друг друга при каннибализме

Студенты Университета Лестера в шуточном исследовании подсчитали, что, если бы человечество перешло исключительно на каннибализм, люди съели бы друг друга чуть больше чем за три года.
Добавить в закладки
Комментарии

Студенты предположили, что было бы, если бы вся еда на Земле исчезла и человечество (сейчас — 7,6 млрд человек) перешло на каннибализм, чтобы выжить.

По данным студентов, в съедобных частях человека (то есть в мышцах и некоторых внутренних органах) содержится 125 822,25 калории. Для простоты подсчета студенты предположили, что такое количество калорий содержится в каждом человеке на Земле, независимо от его пола, возраста или размера. Другое допущение — человечество не будет умирать ни от каких других причин, кроме каннибализма, что все съедобные части людей будут распределяться равномерно и что все люди будут группироваться в одном месте по мере снижения популяции.

Также исследователи приняли во внимание, какое количество калорий нужно съедать среднему взрослому человеку в день, а именно — 2500 калорий. Это значит, что одно человеческое тело способно накормить за день 50 человек, соответственно, каждый день человечество будет уменьшаться по экспоненте по формуле е^xc = y/N, где x — количество прошедших дней, с — это константа снижения количества человек, y — количество людей, остающихся после каждого дня, а N — начальное количество людей в мире. Это уравнение можно перегруппировать так, чтобы можно было найти х — количество прошедших дней.

Ученые подсчитали, когда на Земле такими темпами закончатся все люди, кроме последнего (у=1). По формуле получилось, что люди закончатся на 1149-й день, то есть через 3,1 года. [ ... ]

Читать полностью

Почти полтора Юпитера продлят жизнь Солнца на 125 миллионов лет

Студенты из Университета Лестера рассчитали, сколько нужно водорода для того, чтобы продлить жизнь Солнца.
Добавить в закладки
Комментарии

Солнце — огромный термоядерный реактор, который синтезирует гелий, используя в качестве топлива водород. В процессе выделяется энергия, которая и доходит до Земли в виде света и тепла.

Запасы топлива в Солнце не бесконечны. Прошло уже пять миллиардов лет, то есть примерно половина срока жизни Солнца в главной последовательности (этап жизни звезды, во время которого она делает из водорода гелий). Когда водород кончится, Солнце станет красным гигантом и жизнь на Земле станет невозможной.

Физики предположили, что время жизни Солнца в главной последовательности зависит от эффективности синтеза гелия, массы водорода и светимости. Поскольку эффективность реакции и светимость в интересах человека меняться не должны, нужно просто добавить водорода, чтобы Солнце светило так же, как сейчас, подольше.

Зная светимость и эффективность реакции, студенты посчитали, на сколько можно продлить жизнь Солнца, если заправить его тем водородом, который есть на планетах — газовых гигантах: Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне. [ ... ]

Читать полностью

Фитнес-трекеры создают видимость физической активности

Кардиологи и специалисты по спортивной медицине из Орегонского университета (США) выяснили, что использование фитнес-браслета не увеличивает двигательную активность, если человек не имеет цели по объемам физической нагрузки.
Добавить в закладки
Комментарии

Фитнес-трекеры, или спортивные браслеты, показывающие данные о параметрах физической нагрузки, — часть современной жизни. К 2020 году, по оценкам экспертов, глобальные продажи этих девайсов вырастут до 20 млрд долларов в год, то есть увеличатся в три раза к уровню 2016 года.

Полезность браслета обеспечивается разнообразными датчиками: акселерометр измеряет ускорение по оси вверх-вниз, вперед-назад, влево-вправо, оптический пульсометр считывает частоту сердцебиений, а шагомер избавляет владельца фитнес-трекера от необходимости счета в уме при движении пешком. Все эти данные синхронизируются с приложением на мобильном телефоне, делая возможным оценку двигательной активности и ее планирование, например построение спортивных тренировок.

Однако занимаются спортом далеко не все люди, имеющие на запястье фитнес-трекер. Ученые решили выяснить, увеличивает ли такое самостоятельное, не связанное с обязательными к выполнению объемами физической нагрузки использование спортивного браслета двигательную активность, снижает ли факторы риска к заболеваниям сердечно-сосудистой системы, укрепляет ли физическое и психологическое здоровье, а также влияет ли пользование фитнес-трекером на представление о состоянии собственного здоровья.

Для эксперимента был выбран 431 доброволец, которым было предложено в течение шести месяцев, с июля по декабрь, пользоваться фитнес-трекером. Все участники были здоровыми мужчинами средним возрастом 41 год и индексом массы тела чуть выше нормы. Данные о физической активности были доступны как участникам эксперимента, так и исследователям. Необходимым минимумом по параметрам двигательной активности считалось ношение браслета не менее 70 дней, с периодом бодрствования не менее 10 часов, этот минимум выполнили 75% добровольцев. [ ... ]

Читать полностью