Әгәр дә бейсбол тубын яктылык тизлегенең 90% тигез булган тизлек белән атсагыз, нәрсә булачак?
— Эллен МакМанисның соравы
Ярый, әйдәгез, бейсбол тубын мондый тизлек белән ничек җибәрә алуыбыз турында сорауны калдырып торыйк. Чыннан да, гап-гади питчер бейсбол тубын аткач, туп могҗизалы рәвештә 0,9с га кадәр тизләнеш ала, ди. Шушы мизгелдән алып барысы да гади физикадагы кебек эшли башлаячак. Нәтиҗәдә нәрсә булачак соң?
Җавап — күп нәрсә булачак, һәм барысы да бик тиз барачак, ә сугучының (хәер, питчер – туп бирүченең дә инде) эшләре бик мөшкел булачак. Мин физикага багышланган китапларны, Нолан Райанның (атаклы америкалы бейсболчы, ул аткан туп 160 км/сәг тизлек белән очкан) кечкенә сынын һәм атом-төш шартлауларының видеоязмаларын эш өстәлемә җыеп куйдым да, барысын да тәртипкә салып, сезгә аңлатырга булдым. Түбәндә бу очракта нәрсәләр булачагына ясаган фаразларым, мин вакыйгаларны хәтта наносекундлап аңлатырмын.
Туп шулкадәр тиз хәрәкәтләнә, һәм башка барлык нәрсәләр хәрәкәтсез булып тоелалар. Хәтта һава молекулалары да урыннарыннан кузгалмыйлар. Алар төрле якка сәгатенә берничә йөз миль тизлек белән тибрәнәләр анысы, әмма бейсбол тубы алар аркылы сәгатенә 600 миллион миль тизлек белән хәрәкәтләнә. Димәк, тупның галәмәт зур тизлеге белән чагыштырганда, молекулалар бер урында катып калган кебек кенә күренәләр.
Гади аэродинамика кануннары бу очракта эшләми. Гадәттә, һава үзе аркылы хәрәкәтләнгән барлык әйберләрне читләтеп үтә. Әмма безнең очракта туп каршында торган һава молекулаларының юлдан читкә китәргә вакытлары юк. Туп аларга шундый зур көч килеп бәрелгәнгә, һава молекулаларындагы атомнар туп өслегендәге атомнарга орыналар. Һәрбер кагылу, орыну гамма-нурланыш һәм чәчелгән кисәкчәләр таралуга китерә.
Бу гамма-нурлар һәм молекула кисәкләре барлык тарафларга да очып китәләр һәм үзәгендә питчерның мәйданчыгы торган куык хасил итәләр. Алар, электроннарны төшләрдән аерып, һава молекулаларын ботарларга тотыналар, шулай итеп, стадиондагы һава киңәя барган кызган плазма сферасына әйләнә. Бу сфераның тышчасы, туптан чак кына өлгеррәк булып, сугучыга яктылык тизлегенә якын тизлек белән барып җитә.
Туп алдындагы плазма һәм нурланыш катламы тупны артка этәрә һәм аны туктатырга тырыша. Бу эшләп торган двигательләре белән койрыгы юнәлешендә очкан ракета сыман була. Безнең очракта туп шулкадәр тиз хәрәкәтләнә ки, хәтта җылылык-төш шартлавының гаять зур көче дә аны әкренәйтсә дә, тупка бу сизелерлек түгел. Әмма ул өслекне «ашый башлый» һәм тупның кечкенә генә кисәкләрен өзеп ала, алары исә барлык юнәлешләргә очып китә. Бу кисәкчекләр дә шулкадәр тиз очканга, һава молекулаларына бәрелгәч, ике яки өч плазма ясалу циклын кузгатып җибәрәләр.
Якынча 70 наносекунд вакыт узгач, туп базага барып җитә. Сугучы питчерның туп атуын әле күрмәде дә, чөнки аңа бу хакта мәгълүмат китерергә тиешле яктылык туп белән бер үк тизлектә диярлек килеп җитә. Һавага орыну тупны «ашап» бетерә диярлек, һәм хәзер ул пуля формасында плазма болытыннан тора (анда углерод, кислород, водород һәм азот бар). Пуля һаваны таранлый, һәм хәрәкт иткән саен тагын да күбрәк плазма ясата. Башта сугучы бейсболчыга рентген нурланышы барып җитә, берничә наносекундтан соң ул чүп өемен каршылый.
Бу мизгелдә болыт чак кына әкренәя, әмма аның тизлеге барыбер яктылыкныкына якын. Болыт беренче чиратта битага килеп бәрелә, әмма сугучы, база һәм тотучы инде парга әйләнә башлаган булалар, алар запаста торучылар эскәмиясенә этеләләр дә, шунда дезинтеграцияләшүне дәвам итәләр. Рентген нурланышы һәм гадәттән тыш кайнар плазма барлык тарафларга тарала, шул рәвешле, запастагылар эскәмиясен, ике такымны, трибуналарны һәм тирә-яктагы бар нәрсәне дә беренче микросекунд эчендә йота.
Әйтик, сез шәһәр читендәге калкулыктан карап торасыз ди. Сез иң әүвәл кояштан да яктырак күз камаштыргыч яктылыкны күрәчәксез. Әкренләп, берничә секунд дәвамында, ул юкка чыгачак, ә аннары гаять зур ут шары үсә башлаячак, өскә күтәрелгәч, ул гөмбә сыман болытка әвереләчәк. Аннары, көчле улау тавышы чыккач, сезгә бәрү дулкыны килеп җитәчәк, ул агачларны аударачак һәм йортларны җимерәчәк.
Бу дулкын бер миль ераклыкта булган бар әйберне җир белән тигезләячәк, ә утлы давыл шәһәрне йотачак. Бейсбол кыры урынында берничә йөз фут диаметрдагы кратер торачак, аның үзәге запастагылар эскәмиясеннән чак кына арттарак булачак.
Бейсболның баш лигасы кабул иткән рәсми кагыйдәләрнең 6.08 (b) пункты искәрткәнчә, бу очракта сугучы питчер тарафыннан җиңелгән дип саналачак һәм беренче базага барырга тиеш булачак.
What-if проектыннан тәрҗемә ителде.
Кулланылган иллюстрацияләр what-if.xkcd.com сайтыннан алынды, тышлыктагы фото: huffpost.com