Как уменьшиться до размера муравья в реальной жизни
Обновлено: 02.07.2024
Наверняка многие из вас смотрели фильм «Дорогая я уменьшил детей» в котором электромагнитная машина ученого Зеленски случайно уменьшила детей до размера мухи. Но интересно, что будет с человеком в реальности если его уменьшить до размера, скажем…муравья?
Будет очень плохо…
Возможны несколько вариантов развития событий:
Допустим изменился только его размер, а масса? Кол-во вещества, из которого он состоит останется прежним, и человек будете очень-очень плотным. Примерно в 150 тыс. раз плотнее «осмия», - это самый плотный материал на земле!
Но быть на столько плотным очень большая проблема. С такими муравьиными пропорциями человек будет давить всем свои плотным телом на площадь сопоставимую с площадью одного пикселя экрана с которого сейчас вы читаете этот текст.
Материалы такие как углеродные трубки и бриллианты, смогут выдержать такое давление, не ломаясь и трескаясь.
Плотность будет примерно сопоставима с плотностью белого карлика (звезда которая израсходовала весь водород и сколапсировала под собственной гравитацией)и это вся масса солнца взяла и поместилась в нашу планету Земля. Такими же будет и человек!
А что будет с голосом?
При таких размерах речевой тракт будет очень мал, соответственно звуковые колебания будут иметь маленькую длину волны от 12 kHz до 26 kHz. Это за пределами границы восприятия спектра, а значит, что вы не услышите большую часть слов такого маленького человека.
Всё это выглядит забавно и это всего лишь размышление о том, что будет с человеком если его уменьшить и сохранить массу. Но все вышеперечисленные моменты не важны, так как тело было бы попросту раздавлено из-за неспособности удерживать весь вес.
А если бы масса уменьшилась пропорционально уменьшению тела?
Уменьшение тела человека пропорционально уменьшению тела составило бы 0.03 сотых грамма. Это как 10 снежинок. Так же, вы бы стали быстрее ходить и бегать в 20 раз чем обычно. Вода для вас стала бы в 21 тыс. раз гуще. Это будет выглядеть как плаванье в сгущённом молоке. Но есть преимущество, вы сможете ходить по воде так ка поверхностное натяжение сможет выдержать вес такого маленького человека.
Но не смотря и на эти приобретения при уменьшении тела, человеку придется очень много и много есть, ведь метаболизм будет просто огромным! Это очень интересная научная теория, которая возможно смогла вам понравится является не более чем шуткой, поэтому никто и никого не собирается уменьшать))
Микромир.
Внимание!Вы можете натереть мозоль на пальце пока скроллите данный пост.
Кругом вздымаются непролазные джунгли, кишащие кровожадными монстрами. Земля изрыта норами чудовищных хищных тварей. Здесь на каждом шагу заманивают в ловушки, отгрызают головы, высасывают кровь, перемалывают челюстями и раздирают на части. И весь этот беспредел творится вокруг вас, а вы его даже не замечаете. Ибо всё это в буквальном смысле слова мелочи жизни.
Широко известен факт, что муравей поднимает вес, превышающий его собственный в 50 раз. Это не означает, что муравей, если бы весил как человек, поднимал бы за раз 3,5 тонны – чем крупнее существо, тем больше силы у него уходит на то, чтобы таскать собственное тело. Человек – средней физической подготовки – поднатужившись, поднимает другого человека, слон другого слона уже не поднимет, а кит на суше погибает, задавленный своим собственным весом. Более того, если бы муравей был размером с человека, он бы – при сохранении своих пропорций – не смог бы даже приподняться: силы его крошечных мускулов, заключенных в хитиновые трубочки тонких конечностей, не хватило бы. А в своем мире – он ничего так, вполне себе силач.
Человек же, будучи размером с муравья, мог бы запросто делать стойку на мизинце любой руки или ноги и жонглировать такими же своими товарищами – мышечная масса у нас составляет гораздо больше процентов от веса тела, чем у насекомых. Чтобы беспрепятственно качать мускулы, позвоночные по сравнению с членистоногими как бы вывернуты наизнанку: наши опорные элементы – скелет – спрятаны внутри тела и являются как бы осями, на которые накладываются мышечные массы. У насекомых, напротив, скелет обволакивает тело снаружи, а внутри, по оси тела, никаких скелетных элементов нет – там располагается все остальное.
Это не случайно так – без панциря в малом мире тяжко. Уменьшенный до размеров муравья человек был бы не только сверхсильным, но и полупрозрачным – насквозь: этакий скелет с пульсирующим сердцем в грудной клетке, комком внутренностей под ней – и все это обтянуто паутинной сеточкой кровеносных сосудов, образующей ажурную конструкцию по контуру тела – а кожа, мышцы и сухожилия при такой толщине просто были бы прозрачными. А это значит, что при попадании в прямые солнечные лучи такое существо почти мгновенно получит ожог – сквозной, как в микроволновке – всех внутренних органов и сдохнет. А если и не будет соваться на солнце – протянет немногим дольше, ибо попросту высохнет – наши кожные покровы проницаемы
По этой же причине человеку-с-муравья в течение его жалкого и недолгого существования, пока он стоит на мизинце, можно будет не дышать – кислород будет проникать в его ткани непосредственно из окружающего воздуха. Насекомые и не дышат, но и роскоши принимать кислород через кожу себе не позволяют – их тело пронизано тонкими канальцами-трахеями, сообщающимися с внешней средой через ряд отверстий на панцире. Поэтому гигантских насекомых нет и быть не может – им при такой системе пассивного дыхания просто не хватит кислорода, их предел - примерно сантиметр ткани вглубь от поверхности тела.
Нам с вами, большим, если падать откуда-нибудь, то лучше в воду – целее будем. И лучше не со слишком большой высоты. В Малом Мире наоборот – падай хоть с небоскреба, не расшибешься, но упаси боже упасть в воду – намертво прилипнешь к поверхности. И до берега добраться будет очень непросто. Скорее всего по пути тебя съедят.
Вода как желе, а воздух – как вода. Ну, в масштабе муравья еще не как вода, но очень плотный – с ног сбивает даже не ветер, валит любое движение воздуха. Ветер уносит в голубую даль. Поэтому у насекомых на лапках нет ярко выраженных ступней – им не нужна специальная опорная поверхность, они легкие – зато всегда есть всякие крючочки, коготки и присосочки – цепляться.
Взлететь тоже не проблема, проблема – летать хорошо, маневрировать и бороться с воздушными потоками лучше других. А то съедят. Те, кто делает это лучше тебя.
Даже нелетающие, а просто быстро бегающие животные – те же муравьи – как правило, имеют обтекаемую форму. И помогает – муравей, увеличенный до размеров легкового автомобиля, развивал бы скорость в 250 км/ч (то есть мы уже знаем, что на самом деле ничего бы муравей такого размера не развивал, это так, пример для сравнения). Причем не то что по пересечёнке – по бурелому в горной местности. Или по вертикальной поверхности – в Малом мире проще перебежать через отвесную стену, чем обойти ее даже по небольшой дуге. И самое прикольное, что набирал бы он эту скорость сразу, с места, без разгона. И так же – мгновенно – тормозил бы. Инерция в мире муравьев играет очень незначительную роль по сравнению с нашим.
Человек человеку простым ударом кулака, да еще вложив в удар вес собственного тела, может нанести серьезные повреждения. У мышей бокс – уже просто безобидная игра, а муравей муравья, даже если треснет со всей дури таким специальным маленьким муравьиным топориком или сабелькой, только отбросит в сторону, но не поцарапает и ничего ему не сломает. Даже только что перелинявшему, мягкому. Удары в малом мире неэффективны, главное – зажать противника, чтобы не вырвался и грызть.
Зато спать наш человек-с-муравья мог бы хоть на камнях, хоть на битом стекле, даже со своей нежной кожей – не поцарапался бы, весу не хватит, чтобы надавить как следует. Или стоя. Или стоя на голове – особой разницы нет. Но под упавшее "дерево"-травинку я бы все равно не рекомендовал попасть – хоть и не задавит, зато прижмет – не выберешься. Тут тебя, опять же, и съедят.
Кстати, о деревьях. Простые аналогии "в масштабе" (трава = лес, насекомые = звери) при сравнении "пейзажей" большого и малого миров не годятся. Ну где вы видели, чтобы на каждом дереве сидело по восемьдесят медведей, коров, страусов? А на кустике травы – запросто. По стволам и стеблям ползают, прыгают, скачут разнообразные существа, сотни; листья не проламываются, не прорываются, всем хватает пищи, всё с бешеной для нас скоростью растет, размножается, превращается, обращается во прах и восстает из праха, поедает друг друга, в том числе заживо.
Зрение играет большую роль в жизни некоторых насекомых, особенно дневных, летающих и хищных, однако и они близоруки – область точного зрения у них не превышает нескольких сантиметров.
Многофасеточный глаз не может фокусировать изображение, чтобы точно определить форму предметов, изображение получается не цельным, а разбитым на множество кусочков.
Зато такой орган может дать почти круговой обзор, великолепно отслеживает движение и различает цвета, причем цвета иные, чем мы: они видят ультрафиолет – разные его оттенки, целую недоступную нам радугу в невидимом спектре. Существа, способные оптически воспринимать ИК излучение пока неизвестны, но множество жителей микромира от комаров до клещей обладают термодатчиками, помогающими найти источник пропитания.
Подсвеченный ультрафиолетом паук.
Форму объекта и его объем насекомое воспринимает при помощи… обоняния. Запах воспринимается большинством насекомых не так как у нас. Восприятие запаха для них составляет особое, неизвестное нам стереохимическое чувство. Дело в том, что обонятельные органы позвоночных расположены внутри тела и неподвижны, мы мы - в широком смысле, даже собаки - можем лишь более или менее точно запеленговать направление к источнику запаха, но не "увидеть" его. У насекомых же чувствительные клетки, воспринимающие запах, расположены преимущественно на усиках (а также на ногах и некоторых других придатках тела), то есть на подвижных органах, на некотором расстоянии от оси тела. Каждый усик может двигаться, так что запах насекомые воспринимают вместе с пространством и направлением, для них это одно единое чувство.
Помимо больших сложных глаз, многие насекомые имеют простые глазки.
С помощью них насекомые могут ориентироваться по солнцу, и, судя по всему, как-то чувствовать время. Причем само солнце может быть скрыто за облаками – они видят картину поляризации солнечных лучей, которой облака не помеха. Каждый из трех (обычно) глазков воспринимает свет, поляризованный в отдельной плоскости, а мозг насекомого складывает поступающую от них информацию и ее изменения во время движения в единую карту маршрута, которую муравьи и пчелы, например, могут запоминать и удерживать в памяти несколько дней.
Совокупностью всех этих своих чувств они воспринимают окружающий мир очень подробно, в чем-то гораздо детальнее, чем мы, но – по другому.
Можно ли что-то увидеть из микромира?
В различных научно-фантастических произведениях мы часто можем столкнуться с концепцией уменьшения человека до очень маленьких размеров. Первый пример, который приходит в голову, это комиксы и фильмы про марвеловского Человека-муравья. Главный герой этих произведений имел удовольствие уменьшиться настолько, чтобы ощутить на себе действие квантовых законов. Конечно, критиковать авторов фантастических произведений за то, что происходящее в них идёт вразрез с законами физики, это дело неблагодарное. Однако, расхождение художественной и научной картины мира можно использовать для того, чтобы поговорить о физике и узнать что-то новое об окружающем мире.
К идее уменьшения человека есть до маленьких размеров есть много научных претензий. Ещё больше их становится, когда мы обсуждаем уменьшение до микро- и наномасштабов. Большинство из них касается вопросов структуры и существования материи и её взаимодействия с не уменьшенными атомами и молекулами. Однако я хотел бы осветить в этом материале вопрос о том, может ли человек, уменьшившись до микроскопического размера, увидеть большие объекты, вроде других людей или мебели?
Так выглядит квантовое измерение по мнению авторов фильма "Человек-муравей и Оса"На первый взгляд, ответ да, потому что мы в обычном состоянии видим астрономические и атмосферные объекты, башни и небоскребы, которые много больше нас по размеру. Однако детальный анализ говорит о том, что наша зрительная система не способна будет давать изображение, если мы слишком уменьшимся. Чтобы не быть голословным, давайте исследуем этот вопрос через призму цифр и расчетов.
Для простоты вычислений мы будем рассматривать уменьшение двухметрового человека до 20 мкм. Это значит, что всё в нём уменьшилось примерно в 100000 раз. Предположим также, что атомы и молекулы этого человека тоже уменьшились, и расстояния между ними сократились, однако их характер взаимодействия со светом, друг с другом и с окружающим миром неким волшебным образом остался прежним. Без этого предположения уменьшенные люди не смогут существовать и действовать в художественном мире.
При уменьшении будет возникать две оптические проблемы. Первая заключается в том, что когда размер зрачка будет достигнет размера, сопоставимого с длиной волны видимого света, его пропускаемость начнёт падать по закону шестой степени от диаметра, что довольно резко. Вторая же связана с тем, что излучение невозможно обычным способом сжать в точку, размер которой меньше, чем длина волны света. Это явление носит название дифракционного предела и является той причиной, по которой атомы и молекулы не видно в оптический микроскоп. Фактически, размер дифракционного пятна это своего рода размер пискеля на сетчатке глаза, и при всё большем сжатии человека границы объектов будут для него размываться, как при близорукости, пока всё не сольется в одно пятно.
Давайте посчитаем с какого момента указанные эффекты начнут мешать видеть для света с длиной волны 500 нм. Первая проблема — проблема пропускаемости — проявит себя, когда диаметр значка уменьшиться до размера, равного этой длине волны. Если в среднем размер нормального зрачка колеблется в районе 5 мм, то проблемы начнутся уже при коэффициенте уменьшения, равном 5 мм / 500 нм = 10000, то есть существенно раньше.
Во втором случае оценки следующие. Пусть мы попросим, чтобы сетчатка уменьшенного человека различала хотя бы с пяток пятен вдоль одного из направлений. Это значит, что ограничение на размер уменьшенной сетчатки — 5 * 500 нм = 2.5 мкм. В обычном состоянии сетчатка большинства людей имеет размер примерно 25 мм, поэтому граничный коэффициент уменьшения, при котором сохраняется хоть какая-то видимость, получается снова равным 25 мм / 2.5 мкм = 10000.
Устройство человеческого глаза. Все оценки выполнены в пренебрежении показателями преломления отдельных частей глаза.Таким образом, если будучи уменьшенным до размера в полмиллиметра, человек кое-какими мазками что-то ещё будет видеть, то меньше — только мутная тёмная пелена. Проблему бы решило рентгеновское зрение, но обычный хрусталик в человеческом глазу не сможет сфокусировать такие лучи, а сетчатка — поглотить.
Можно, однако, задаться вопросом, не изменятся ли оптические свойства хрусталика и сетчатки после уменьшения? Это вопрос не праздный, поскольку он находит свой ответ в экспериментальной физике, которая работает с экзотическими мюонными атомами. Это такие атомы, в которых один или несколько электронов заменены их более редкими и короткоживущими аналогами — мюонами.
Схематическое сравнение атомов обычного и мюонного водородаПоскольку мюоны в 207 раз тяжелее электронов, они в среднем во столько же раз ближе к ядру. Это означает, что ядра в молекулах, в которых электроны заменены на мюоны, будут примерно во столько же раз ближе друг к другу. Это, кстати, пытались использовать для запуска термоядерных реакций, но, увы, не вышло.
У мюонных атомов и молекул спектры действительно сдвинуты в коротковолновую область в те же 207 раз. Поэтому, если бы наш хрусталик удалось ужать в несколько десятков тысяч раз, он как раз бы преломлял рентген. Однако мы не спроста ввели в самом начале требование неизменности взаимодействия: в противном случае сильно прижатые друг к другу ядра начнут вступать в ядерные реакции, и ни о какой стабильной материи говорить не приходится, следовательно, никакой Человек-муравей не смог бы существовать, а не только видеть.
Если вам понравился материал, вы можете мотивировать автора написать ещё.
Представьте что вы уменьшились до размеров муравья Напишите рассказ осветите в нём следующие моменты чем бы вы тогда занимались Какой у вас было бы любимое занятие какие у вас были бы друзья чего вы бы вы опасались через какое время Вы захотели бы стачного большим Почему
Случилось это в ясный день . Я проснулась от явного шороха за окном, когда я проснулась я ощутила что все стало чрезмерно большим. Я подумала что сошла с ума. Но позже оказалось что я уменьшилась до размера муровья. Первым что я сделала, то это попробовала спуститься с кровати. Я стала идти по очень мягкому ковру, но для моих размеров это была трава. Я пошла в кухню чтобы кого нибудь разбудить или позвать на помощь. Я заметила что никого нет, я стала бегать изо всех сил из-за того что за мной гналась наша собака Миа. И в один момент я упала и проснулась .
Ощущения этого сна были запоминающимися. Всё было очень реалистично. Но мне понравилось быть маленькой .
Читайте также: