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聖誕老人背后的科學:將切實感受時間膨脹

※來源:北美新浪

新浪科技訊 北京時間16日消息,據國外媒體報導,聖誕老人正在列清單並反復檢查,確定哪些孩子是淘氣包,哪些孩子非常懂事。據,他不會給淘氣的孩子送聖誕禮物。除了列清單外,聖誕老人可能還會寫下一些公式和方程式,用於在平安夜派送禮物時應對各種物理學定律。當然,聖誕老人應對科學定律的方式不可能與我們一樣,但他也要小心對待。

科學家琳達-哈登表示假設聖誕老人沒有確定的信仰,他需要在很短的時間內給大約3.78億兒童送去聖誕禮物。由於地球自傳,假設他從東向西飛行,他擁有31個小時派送禮物,而不是24個小時。假設每戶家庭平均擁有3.5個孩子,聖誕老人需要造訪的家庭為9180萬戶。也就是,他每秒鐘需要造訪822.6個家庭,用於給每戶家庭派送禮物的時間為千分之一秒左右。

為了完成這項任務,聖誕老人的雪橇需要每秒飛行大約650英裏(約合每秒1050公里),是聲速的3000倍,光速的0.35%。在這種速度下,聖誕老人將切身感受到相對論描述的影響,尤其是時間膨脹,導致他的衰老速度遠遠低於地球上的我們,這可能解釋了他為何能夠在每個聖誕節都為孩子們派送禮物。

由於雪橇需要搭載數量驚人的禮物,完成派送任務的難度進一步提高。如果每個孩子收到的禮物重量不到2磅(約合0.9公斤),雪橇的重量仍超過32萬噸。相比之下,帝國大廈的重量為37萬噸。地球上的一頭普通馴鹿只能拉動300磅(約合135公斤)的貨物。如果用這樣的馴鹿拉雪橇,需要21.42萬頭。鑒於聖誕老人的馴鹿會飛,負載能力可能更高一些。拉32萬噸的禮物以3000倍音速的速度飛行,最前面的2頭馴鹿“猛衝者”和“舞者”每秒需生13.4乘以10的18次冪焦耳能量,導致它們起飛后立即起火。假設只用8頭馴鹿,它們將在千分之4.26秒內蒸發。

為了駁斥哈登的研究,其他一些科學家亮出了他們的觀點,指出一些因素的存在可能讓聖誕老人的送禮工作變得簡單一點。滑鐵盧楓軟公司的吉姆-曼特勒認為聖誕老人可能無需一晚上造訪9180萬戶家庭。他:“聖誕老人不得不提前用聯邦快遞郵遞大量包裹,因為他不能飛入空軍基地或者機場控制塔附近的地區。換句話,很多住宅是他無法造訪的。”

另一名不願意透露姓名的科學家表示飛行的馴鹿擁有的力量可能遠遠超過我們的預計,這要歸功於馴鹿DNA鏈內的一個顯性基因序列。2013年,參加大爆炸英國青年科學家與工程師集會的一組科學家指出如果派送禮物途中在每戶家庭吃點他們送的東西,聖誕老人在要消耗1500億卡路裏牛奶和肉餡餅。他的禮物總支出將達到2800億英鎊(約合4400億美元)左右,比祖國芬蘭的國內生總值高出300億英鎊(約合470億美元)。

為了讓所有孩子都收到禮物,3000人需要在整整一年內每天工作8個小時,才能製作出足夠的禮物。現在,聖誕老人已為派送2014年聖誕禮物做計劃,希望他能夠認真對待科學定律為他的旅途造成的種種挑戰。(孝文)


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