اختصاصی تابناک باتو ــ جهان مملو از معادلات، اعداد و محاسبات شگفت انگیز است. از شمارش مهره‌ها توسط کودکان نوپا گرفته تا مدیریت امور مالی در بزرگسالان همه نشان دهنده آن است که ما لحظه به لحظه در دنیایی مملو از ریاضیات و معادلات زندگی می‌کنیم. اما دانشمندان اغلب فراتر از شکل‌های شمارش معمول قدم برمی دارند تا چیز‌های بسیار عجیب‌تر را در جهان اندازه‌گیری، وزن و محاسبه کنند. با ما همراه باشید تا با ۱۰ مورد عجیبی که دانشمندان در سال ۲۰۲۱ محاسبه کرده‌اند، آشنا شویم.
حباب‌های آبجو
ریختن آبجو خنک در یک لیوان، حباب‌های ریز زیادی تشکیل می‌دهد، که به لطف برخی دانشمندان تشنه علم، اکنون می‌دانیم که تعداد آن‌ها چقدر است!
دانشمندان محاسبه کردند که یک لیوان نیم لیتری آبجو تا حدود ۲ میلیون حباب تولید می‌کند که تقریباً دو برابر حباب‌های تولید شده در شامپاین است. اما بر اساس مطالعه‌ای که در ماه مارس در مجله ACS Omega منتشر شد، محققان دریافتند که تعداد حباب‌ها در یک لیوان نیم پاینتی (برابر با نصف quart یا ۱۶ اونس یا ۰.۴۷۳ لیتر در امریکا)، از ۲۰۰۰۰۰ تا ۲ میلیون متغیر بوده است. به نظر می‌رسد که تعداد حباب‌ها به سه عامل بستگی دارد: غلظت دی اکسید کربن محلول (CO۲) در شیشه، حجم حباب‌ها و سطحی که در آن CO۲ تخلیه می‌شود به طوری که دیگر حباب ایجاد نمی‌شود. همچنین، نقص‌های کوچک در شیشه به بیرون آمدن حباب‌ها از مایع نیز کمک می‌کند.
وزن ویروس SARS-COV-۲
اگر بخواهید وزن تمام ذرات SARS-CoV-۲ موجود در جهان را اندازه گیری کنید، وزن آن‌ها چیزی بین وزن یک سیب و وزن یک فرد جوان خواهد بود. بر اساس مطالعه‌ای که در ماه ژوئن در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شد، این محاسبه بر اساس این تخمین است که هر فرد آلوده در اوج آلودگی خود حامل حدود ۱۰ تا ۱۰۰ میلیارد ذره SARS-CoV-۲ است؛ بنابراین اگر در هر زمان بین ۱ تا ۱۰ میلیون مبتلا وجود داشته باشد، وزن ذرات مجموعاً چیزی بین ۰.۲۲ تا ۲۲ پوند (۰.۱ تا ۱۰ کیلوگرم) خواهد بود. محققان بیان داشتند که: «در اینجا ما در مورد توده بسیار کوچکی از ویروس‌ها صحبت می‌کنیم که به طور کامل جهان را ویران میکنند.»
تعداد فیل‌های آفریقایی
بر اساس مطالعه‌ای که در دسامبر ۲۰۲۰ در مجله Remote Sensing in Ecology and Conservation به صورت آنلاین منتشر شد، محققان برای اولین بار فیل‌های آفریقایی را با استفاده از ماهواره‌ها و هوش مصنوعی، از فضا شمارش کردند. این تیم تصاویر با وضوح بالا از پارک ملی Addo Elephant در آفریقای جنوبی را که توسط ماهواره‌هایی که در ۳۷۲ مایل (۶۰۰ کیلومتر) بالاتر از سطح زمین می‌چرخند گرفته‌اند، ترکیب کردند. این تکنیک جدید می‌تواند هزاران مایل را در چند دقیقه بررسی کند، که بسیار سریعتر از روشی است که محافظان طبیعت به طور معمول برای شمارش فیل‌ها توسط هواپیما‌ها انجام می‌دهند. محققان می‌گویند این روش می‌تواند برای تضمین بقای فیل آفریقایی (Loxodonta africana)، گونه‌ای که اتحادیه بین المللی حفاظت از طبیعت آن را به عنوان در معرض خطر طبقه بندی می‌کند، حیاتی باشد.
سرعت بشکن زدن
محققان با استفاده از دوربین‌های پرسرعت و حسگر‌های نیرو، بشکن زدن را به عنوان سریع‌ترین حرکت شتاب دار بدن انسان معرفی کردند. بر اساس مطالعه‌ای که در نوامبر در مجله انجمن سلطنتی اینترفیس منتشر شد، بشکن زدن می‌تواند حداکثر سرعت چرخشی ۷۸۰۰ درجه در ثانیه و حداکثر شتاب چرخشی ۱.۶ میلیون درجه در مربع در ثانیه ایجاد کند. شتاب یک بشکن زدن، سه برابر شتاب تولید شده توسط بازوی یک بازیکن حرفه‌ای بیسبال است.
سعد باملا، نویسنده ارشد این مطالعه و استادیار مهندسی شیمی و زیست مولکولی در موسسه فناوری جورجیا، در بیانیه‌ای گفت: «وقتی برای اولین بار داده‌ها را دیدم، از شدت شگفتی از جا برخواستم». بشکن زدن تنها در هفت میلی ثانیه اتفاق می‌افتد. به بیانی ساده، این اتفاق بیش از ۲۰ برابر سریعتر از یک چشم به هم زدن، که بیش از ۱۵۰ میلی ثانیه طول می‌کشد، رخ می‌دهد.
دقیق‌ترین عدد پی در ریاضیات
عدد پی یکی از معروف‌ترین اعداد غیر منطقی علم ریاضی است، به این معنی که نمی‌توان آن را به عنوان یک کسر مشترک بیان کرد و دارای تعداد نامتناهی از رقم بعد از نقطه اعشار است. اکنون محققان سوئیسی دقیق‌ترین مقدار پی را تا ۶۲.۸ تریلیون رقم اعشار محاسبه کرده‌اند. این محاسبات اگرچه توسط یک اَبَر کامپیوتر انجام شد، اما ۱۰۸ روز طول کشید. با این حال تنها به این دستاورد راضی نباشید. از آنجایی که عدد پی یک عدد غیرمنطقی است، این رکورد می‌تواند بار‌ها و بار‌ها در آینده شکسته شود.
محبوبیت دوستان شما
بر اساس نظریه «پارادوکس دوستی» که در سال ۱۹۹۱ بیان شد، دوستان شما معمولاً محبوب‌تر از خود شما هستند. اما بر اساس مطالعه‌ای که در ماه می‌در مجله شبکه‌های پیچیده منتشر شد، گروهی از ریاضیدانان نظریه جدیدی ارائه کردند که به گفته آن‌ها دوستی‌های واقعی را بهتر توصیف می‌کند. جورج کانتول، نویسنده اصلی، محقق فوق دکتری در موسسه سانتافه در نیومکزیکو، بیان داشت: «میانگین‌ها اغلب بسیار گمراه کننده هستند یا حداقل نمی‌توانند تجربیات افراد را توصیف کنند. برخی از مردم محبوبیت کمتری نسبت به دوستان خود دارند و برخی دیگر محبوبیت بیشتری دارند.»
معادلات جدید آن‌ها نشان می‌دهد که پارادوکس دوستی در شبکه‌های اجتماعی متشکل از افرادی با سطوح مختلف محبوبیت، مانند دوستان دبیرستانی، قوی‌تر است. اگر فردی در یک شبکه اجتماعی دو دوست داشته باشد به عنوان فردی که ۱۰۰ دوست دارد، به طور کلی پارادوکس دوستی قوی‌تر از شبکه‌ای خواهد بود که اجتماعی‌ترین فرد دارای ۱۰ دوست و کمترین فرد اجتماعی دارای سه دوست است.
تعداد سیاه چاله‌ها
چند سیاهچاله در کیهان وجود دارد؟ این اجسام مرموز به قدری متراکم هستند که حتی نور نیز از آن‌ها فرار نمی‌کند. ستاره شناسان قادر به تشخیص تمام سیاهچاله‌های فضا نیستند، بنابراین به محاسبات نظری روی آوردند. به گفته ناسا، در مطالعه‌ای که در ماه اکتبر در پایگاه داده پیش چاپ arXiv منتشر شد، گروهی از محققان محاسبه کردند که ممکن است میلیون‌ها سیاهچاله کوچک در همسایگی کیهانی ما یا نزدیک‌ترین محیط اطراف خورشید وجود داشته باشد. بزرگترین سیاهچاله‌ها که از آن‌ها به عنوان سیاهچاله‌های کلان جرم یاد می‌شوند، بسیار نادرتر از سیاهچاله‌های کوچکتر هستند. هر کهکشان معمولا فقط یک سیاهچاله دارد. در مجموع، آن‌ها محاسبه کردند که سیاهچاله‌ها حدود ۱ ٪ از کل ماده معمولی (نه ماده تاریک) جهان را در خود جای می‌دهند.
قدم زدن به دور ماه
چقدر طول می‌کشد تا دور ماه قدم بزنیم؟ پاسخ دقیقی برای این سوال وجود ندارد، اما این امر به عوامل متعددی بستگی دارد. برای مثال، اینکه چقدر سریع راه می‌روید و چه مقدار زمان را در روز صرف پیاده روی میکنید می‌تواند در جواب به این سوال تاثیر گذار باشد. همچنین استفاده از مسیر‌های دیگر به دلیل توپوگرافی ناهموار سطح ماه نیز باید در این مسئله مورد توجه قرار گیرد. طبق محاسبات، با سرعت پیاده روی فرضی تا ۳.۱ مایل در ساعت (۵ کیلومتر در ساعت) که محققان قبلاً در یک مطالعه در سال ۲۰۱۴ محاسبه کرده بودند، حدود ۹۱ روز طول می‌کشد تا ۶۷۸۶ مایل (۱۰۹۲۱ کیلومتر) در اطراف ماه پیاده روی کنید. اما از آنجایی که نمی‌توان به مدت ۹۱ روز بدون توقف پیاده روی کرد، این سفر احتمالاً بسیار طولانی‌تر خواهد بود، زیرا هر شخص به طور متوسط بیش از چند ساعت در روز قادر به پیاده روی نخواهد بود. بنابراین، اگر فردی ۴ ساعت در روز با این سرعت راه برود، حدود ۵۴۷ روز زمینی یا حدود ۱.۵ سال طول می‌کشد تا دور ماه قدم بزند.
ماهواره‌هایی که به دور زمین می‌چرخند
در مقاله دیگری، این سوال بررسی شد که در حال حاضر چند ماهواره در مدار سیاره می‌چرخند؟ از زمانی که روسیه در سال ۱۹۵۷، اسپوتنیک، اولین ماهواره ساخت بشر را در جهان به فضا پرتاب کرد، هزاران ماهواره به فضا پرتاب شدند. همچنین سالانه حدود ۱۰ تا ۶۰ ماهواره تا سال ۲۰۱۰ نیز راه اندازی شد. از آن زمان، این تعداد به شدت افزایش یافته است و تعداد ۱۳۰۰ ماهواره جدید در سال ۲۰۲۰ و بیش از ۱۴۰۰ ماهواره در سال ۲۰۲۱ به مدار پایین زمین فرستاده شدند. طبق گزارشات، تا سپتامبر ۲۰۲۱، حدود ۷۵۰۰ ماهواره فعال در مدار پایین زمین وجود خواهد داشت.
"محدودیت مطلق" در طول عمر انسان
بر اساس مطالعه‌ای که در ماه مه در مجله Nature Communications منتشر شد، "محدودیت مطلق" در طول عمر انسان ممکن است ۱۲۰ تا ۱۵۰ سال باشد. گروهی از محققان این محدودیت را با استفاده از یک مدل ریاضی محاسبه کردند که پیش‌بینی می‌کرد پس از ۱۲۰ تا ۱۵۰ سال، بدن انعطاف‌پذیری خود یا توانایی بهبودی پس از بیماری و آسیب را از دست می‌دهد. به گفته محققان، اگر درمان‌های آینده، مقاومت بدن در برابر پیری را هدف قرار داده و طول عمر را افزایش دهند، انسان‌ها ممکن است بتوانند طولانی‌تر زندگی کنند. داده‌های این مطالعه از مجموعه داده‌های بزرگی به دست آمد که حاوی داده‌های پزشکی بیش از ۵۰۰۰۰۰ نفر در سراسر ایالات متحده، بریتانیا و روسیه بود. این داده‌ها شامل آزمایش‌های خونی بود که در آن محققان به طور خاص نسبت دو نوع گلبول سفید را که با بیماری مبارزه میکنند، جستجو کردند.
از مترجم گوگل استفاده میکنند و چاپ میکنند.