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科学松鼠会

让我们剥开科学的坚果

 
 
 

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什么是科学松鼠会? 我们认为,对于部分人来说,科学就像一枚枚难以开启的坚果,虽味美却不易入口。 我们希望自己能够像松鼠一样,打开科学的坚硬外壳,将有营养的果仁剥出来,让人们能够领略到科学的美妙。 我们试图让科学传播并且流行起来。

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[what if]第99期:椋鸟球  

2014-07-24 19:25:25|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文作者:一起剥坚果

提问:

我之前看到了这个视频,于是就有了一个疑问:需要多少只鸟聚成一团才能使这个巨大的“鸟球”在重力的作用下自发地发生坍缩?

—— Justin Basinger

回答:

这个视频里你看到了椋鸟,这种鸟……

  1. 一般喜欢抱团,有时聚在一块的总数量会超过100万只
  2. 说话
  3. 听上去有点像R2机器人,不过刺歌雀比它更像

相邻两只椋鸟之间的引力非常小。假设有两只椋鸟相距半米并尽量保持直线飞行,那么它们需要飞超过1000千米才会在相互引力的作用下撞到一起。

wpid-collide-2014-07-24-18-25.png

(左边那只身上明显有让行标志)

注:下面这句话摘自一篇研究椋鸟代谢的期刊文章

我们训练出两只能够带着呼吸面罩顶风在风洞里飞的(特技)椋鸟。

我真的觉得他们真的不该再做下去了,因为不管最后的结论是什么,都不会有比让鸟儿带着呼吸面罩飞行更劲爆的成就了。

wpid-masks-2014-07-24-18-25.png

(喂,你的“实验设计”一节怎么就一张椋鸟带着呼吸面罩和挡风眼镜的照片啊!作为审阅人,我想问你一个问题:你特么还想不想要经费啊?)
嗯,现在还是回归正题。

要想计算出一群椋鸟产生的引力,我们首先需要知道鸟群的密度。

正好2008年《动物行为》上的一篇论文有许多椋鸟群的详细数据。他们观察到的最大的密度是每立方米空间有半只[1]椋鸟。假设每只椋鸟质量约为85克,算下来椋鸟之间的空气的重量都要比椋鸟自身的重量大25倍唉。[2]

这意味着空气产生的引力强度要比椋鸟云产生的引力强度大25倍,因而空气产生的引力才是影响坍缩的最重要因素。

巨量气体或椋鸟的坍缩与否由金斯不稳定性决定。据计算室温下充满椋鸟的空气体积需要远大于地球才能发生坍缩。

wpid-14019038029-2014-07-24-18-25.gif

(如果这玩意儿吞没了地球,那鸟叫声一定会是震耳欲聋)

这个气体云产生的重力场会非常弱,因而椋鸟在习惯之前会飞得非常不舒服。(鸟类可以在零重力环境下飞行——至少它们会迷茫地扑腾翅膀。但公平起见,其实如果我被一把从床上拖起来扔到一个零重力环境下的机舱的话,我也会不知所措的)

可问题是这个椋鸟云你一开始不去压缩它的话就根本不会形成。要想在自身的重力作用下自发地发生坍缩, 椋鸟云需要大到能把整个太阳系包在里面。如果如果它真的发生坍缩的话,它的温度会逐渐升高,最后椋鸟们……

wpid-birdsun-2014-07-24-18-25.png

(这恒星的光谱线应该会有一些奇怪)

……就变成一颗恒星了。

  • 注1:每立方米0.54只。
  • 注2:不过这也说得通,因为如果椋鸟群比周围的空气还重许多的话,很难想象它们要如何依靠扑腾翅膀保持在空中飞行。
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