Размер имеет значение

Научные новости описывают самые разные физические объекты — от огромных структур из синхронизированных гамма-всплесков до крошечных элементарных частиц. Сопоставить их масштабы простым мысленным усилием практически невозможно. Поэтому мы составили специальный тест, который поможет вам оценить, насколько разнообразна наша Вселенная в разных масштабах, и заодно проверить, хорошо ли вы в этих масштабах разбираетесь.

1. Какой размер имеет самая крупная структура во Вселенной, известная человеку? Подсказка: вся наблюдаемая Вселенная имеет диаметр порядка 93 миллиардов световых лет, а один световой год — это чуть меньше 10 петаметров (точнее, 9,46×10¹⁵ метра).

1. [] Порядка десятков иоттаметров (10²⁵ метров)
2. [] Порядка десятков зеттаметров (10²² метров)
3. [] Порядка десятков эксаметров (10¹⁹ метров)
4. [] Порядка десятков петаметров (10¹⁶ метров)

Правильно!

Крупнейшим объектом, известным человечеству, является Великая стена Геркулес — Северная Корона, сверхскопление галактик, растянувшееся на десять миллиардов световых лет по большей оси и на семь миллиардов световых лет по меньшей оси. Это примерно 10 процентов размеров наблюдаемой Вселенной. Ее нашли по гамма-всплескам, происходившим подозрительно часто на этом участке неба. Объект таких больших размеров интересен с точки зрения Общей теории относительности — обмен взаимодействиями между его крайними точками требует времени, сопоставимого с возрастом Вселенной.

Неправильно!

Крупнейшим объектом, известным человечеству, является Великая стена Геркулес — Северная Корона, сверхскопление галактик, растянувшееся на десять миллиардов световых лет по большей оси и на семь миллиардов световых лет по меньшей оси. Это примерно 10 процентов размеров наблюдаемой Вселенной. Ее нашли по гамма-всплескам, происходившим подозрительно часто на этом участке неба. Объект таких больших размеров интересен с точки зрения Общей теории относительности — обмен взаимодействиями между его крайними точками требует времени, сопоставимого с возрастом Вселенной.

2. А насколько близко к нам расположена крупнейшая галактика Местной группы, Туманность Андромеды? Если вам это поможет, то вот подсказка: на ясном ночном небе эту галактику можно заметить в виде туманного облачка, соразмерного с Луной.

1. [] Несколько сотен эксаметров (10²⁰ метров)
2. [] Несколько зеттаметров (10²¹ метров)
3. [] Несколько десятков зеттаметров (10²² метров)
4. [] Несколько сотен зеттаметров (10²³ метров)

Правильно!

Расстояние до Туманности Андромеды составляет 2,5 миллиона световых лет, или, в пересчете на метры, 25 зеттаметров. К примеру, в 15 раз ближе располагаются галактики — спутники Млечного Пути: в 163 тысячах световых лет от Земли находится Большое Магелланово Облако, и в 197 тысячах световых лет — Малое Магелланово Облако.

Неправильно!

Расстояние до Туманности Андромеды составляет 2,5 миллиона световых лет, или, в пересчете на метры, 25 зеттаметров. К примеру, в 15 раз ближе располагаются галактики — спутники Млечного Пути: в 163 тысячах световых лет от Земли находится Большое Магелланово Облако, и в 197 тысячах световых лет — Малое Магелланово Облако.

3. Сопоставим эту величину с размерами нашей Галактики — сколько диаметров Млечного Пути можно уместить на пути до Туманности Андромеды?

1. [] 25
2. [] 250
3. [] 2500
4. [] 25000

Правильно!

По оценкам астрономов, диаметр Млечного Пути составляет около 100 тысяч световых лет. Соответственно, правильный ответ — 25 раз. Интересно, что примерно такие же пропорции существуют в системе Земля-Луна (Луна находится в 30 диаметрах Земли от нас). Правда, Луна в четыре раза меньше нашей планеты, а Туманность Андромеды — в 2,6 раза больше Млечного Пути.

Неправильно!

По оценкам астрономов, диаметр Млечного Пути составляет около 100 тысяч световых лет. Соответственно, правильный ответ — 25 раз. Интересно, что примерно такие же пропорции существуют в системе Земля-Луна (Луна находится в 30 диаметрах Земли от нас). Правда, Луна в четыре раза меньше нашей планеты, а Туманность Андромеды — в 2,6 раза больше Млечного Пути.

4. Обратимся к несравненно более близким объектам. Простой вопрос: на каком расстоянии от Земли находится ближайшая звезда?

1. [] Сотни миллионов километров (10¹¹ метров)
2. [] Сотни миллиардов километров (10¹⁴ метров)
3. [] Сотни триллионов километров (10¹⁷ метров)
4. [] Сотни квадриллионов километров (10²⁰ метров)

Правильно!

Это был вопрос с подвохом. Ближайшая к нам звезда — это наше Солнце, расстояние до которого колеблется вокруг отметки в 150 миллионов километров (одна астрономическая единица и целых восемь световых минут). Следующая по счету — Проксима Центавра с ее экзопланетой Проксима b, до нее около 4 световых лет, или сорока триллионов километров.

Неправильно!

Это был вопрос с подвохом. Ближайшая к нам звезда — это наше Солнце, расстояние до которого колеблется вокруг отметки в 150 миллионов километров (одна астрономическая единица и целых восемь световых минут). Следующая по счету — Проксима Центавра с ее экзопланетой Проксима b, до нее около 4 световых лет, или сорока триллионов километров.

5. Теперь простой «земной» вопрос. Каков диаметр Земли?

1. [] 128 километров
2. [] 1280 километров
3. [] 12800 километров
4. [] 128000 километров

Правильно!

Ведь правда же, простой? На фоне этой величины самые высокие горы кажутся легкой шерховатостью. Если уменьшить Землю до размера футбольного мяча, то Эверест будет возвышаться над его поверхностью на 147 микрон. Величина полярного сжатия, кстати, составит для радиуса всего 350 микрон.

Неправильно!

На самом деле диаметр Земли 12800 километров (чаще вспоминают радиус — 6400 километров). На фоне этой величины самые высокие горы кажутся легкой шерховатостью. Если уменьшить Землю до размера футбольного мяча, то Эверест будет возвышаться над его поверхностью на 147 микрон. Величина полярного сжатия, кстати, составит для радиуса всего 350 микрон.

6. Самое большое животное на Земле известно всем — это синий кит, достигающий в длину 33 метра. А каков размер самого маленького животного? Подсказка: это насекомое.

1. [] Около 0,001 миллиметра (10^-6 метра)
2. [] Около 0,01 миллиметра (10^-5 метра)
3. [] Около 0,1 миллиметра (10^-4 метра)
4. [] Около 1 миллиметра (10^-3 метра)

Правильно!

Самое маленькое известное животное — , паразитический наездник, обитающий в Центральной Америке. Длина тела самцов составляет всего 139 микрон — это даже меньше, чем размеры инфузории-туфельки. Они слепы и лишены крыльев. Крылатые самки немного крупнее — примерно на 40 процентов. Паразитируют на яйцах других насекомых. Из представителей живого мира самыми маленькими являются вирусы, их диаметр может составлять всего 40 нанометров (0,04 микрона).

Неправильно!

Самое маленькое известное животное — , паразитический наездник, обитающий в Центральной Америке. Длина тела самцов составляет всего 139 микрон — это даже меньше, чем размеры инфузории-туфельки. Они слепы и лишены крыльев. Крылатые самки немного крупнее — примерно на 40 процентов. Паразитируют на яйцах других насекомых. Из представителей живого мира самыми маленькими являются вирусы, их диаметр может составлять всего 40 нанометров (0,04 микрона).

7. Основа всего живого — рибо- и дезоксирибонуклеиновые кислоты (РНК и ДНК), в которых хранится генетическая информация. Какова характерная длина развернутой цепочки ДНК кишечной палочки?

1. [] 0,1 миллиметра (10^-4 метра)
2. [] 1 миллиметр (10^-3 метра)
3. [] 10 миллиметров (10^-2 метра)
4. [] 100 миллиметров (10^-1 метра)

Правильно!

Цепочка ДНК у кишечной палочки состоит примерно из 4-5 миллионов пар оснований. Это соответствует длине чуть большей одного миллиметра. При этом сама кишечная палочка имеет размер порядка двух тысячных миллиметра. Чтобы уместиться в таком небольшом пространстве, молекула ДНК многократно сворачивается. Для сравнения, длина ДНК, соответствующей одной хромосоме человека, составляет около пяти сантиметров, а общая длина генома примерно соответствует росту человека (1,8 метра)

Неправильно!

Цепочка ДНК у кишечной палочки состоит примерно из 4-5 миллионов пар оснований. Это соответствует длине чуть большей одного миллиметра. При этом сама кишечная палочка имеет размер порядка двух тысячных миллиметра. Чтобы уместиться в таком небольшом пространстве, молекула ДНК многократно сворачивается. Для сравнения, длина ДНК, соответствующей одной хромосоме человека, составляет около пяти сантиметров, а общая длина генома примерно соответствует росту человека (1,8 метра)

8. Как известно, все молекулы состоят из атомов. Каков характерный размер одного атома? Кстати, это можно примерно понять из условий предыдущего вопроса.

1. [] 0,01 микрона (10^-8 метра)
2. [] 0,001 микрона (1 нанометр, 10^-9 метра)
3. [] 0,0001 микрона (10^-10 метра)
4. [] 0,00001 микрона (10^-11 метра)

Правильно!

Оценить размер атома можно следующим образом. Так как цепочка ДНК тоже состоит из атомов, то отношение ее длины к количеству азотистых оснований должно быть по меньшей мере больше размера одного атома. А это примерно 0,3 нанометра. Характерный размер одного атома — 0,1 нанометра, или один ангстрем. К примеру, ковалентный радиус атома углерода составляет 0,077 нанометра.

Неправильно!

Оценить размер атома можно следующим образом. Так как цепочка ДНК тоже состоит из атомов, то отношение ее длины к количеству азотистых оснований должно быть по меньшей мере больше размера одного атома. А это примерно 0,3 нанометра. Характерный размер одного атома — 0,1 нанометра, или один ангстрем. К примеру, ковалентный радиус атома углерода составляет 0,077 нанометра.

9. Атомы, в свою очередь, состоят из ядра и электронов, вращающихся вокруг него. В водороде роль ядра играет протон. Каков его радиус?

1. [] 0,001 нанометра (1 пикометр, 10^-12 метра)
2. [] 0,0001 нанометра (10^-13 метра)
3. [] 0,000001 нанометра (1 фемтометр, 10^-15 метра)
4. [] 0,0000001 нанометра (10^-16 метра)

Правильно!

Согласно последним измерениям зарядового радиуса протона в водороде, эта величина составляет 0,87 фемтометра — ближе к 1 фемтометру. Интересно, что с этой величиной связана нерешенная проблема. Если измерить радиус протона в мюонном водороде, то окажется, что он будет на четыре процента меньше. Причины этого расхождения неизвестны.

Неправильно!

Согласно последним измерениям зарядового радиуса протона в водороде, эта величина составляет 0,87 фемтометра — ближе к 1 фемтометру. Интересно, что с этой величиной связана нерешенная проблема. Если измерить радиус протона в мюонном водороде, то окажется, что он будет на четыре процента меньше. Причины этого расхождения неизвестны.

10. И финальный вопрос. Протоны, в свою очередь, состоят из кварков и глюонного поля. А каков размер кварков?

1. [] 0,5 фемтометра (500 аттометров, 5×10^-16 метра)
2. [] 0,05 фемтометра ( 5×10^-17 метра)
3. [] 0,005 фемтометра ( 5×10^-18 метра)
4. [] 0,0005 фемтометра ( 5×10^-19 метра)
5. [] Меньше, чем все перечисленное

Правильно!

Год назад коллаборация ZEUS отчиталась о попытке оценить эффективный радиус кварков. Новая оценка сверху — 0,43 аттометра, в две тысячи раз меньше радиуса протона. То есть в действительности эта величина может быть еще меньше.

Неправильно!

Год назад коллаборация ZEUS отчиталась о попытке оценить эффективный радиус кварков. Новая оценка сверху — 0,43 аттометра, в две тысячи раз меньше радиуса протона. То есть в действительности эта величина может быть еще меньше.

Поздравляем, ваш результат: из

Шаман народности майя

А точнее чилам. Вы общаетесь с богами, и у вас своя Вселенная.

Поделиться результатами

Поздравляем, ваш результат: из

Демокрит

Вы стояли у истоков атомизма. Даже не имея возможности увидеть атомы, вы смогли предсказать, что все состоит из мельчайших неделимых частиц.

Поделиться результатами

Поздравляем, ваш результат: из

Николай Коперник

Вы докопались до истинного устройства Солнечной системы — гелиоцентризм, и правда, отличная идея!

Поделиться результатами

Поздравляем, ваш результат: из

Исаак Ньютон

Благодаря вам мир узнал о том, что все тела притягиваются друг к другу, даже если одно из них находится в миллионе километров от другого.

Поделиться результатами

Поздравляем, ваш результат: из

Урбен Леверье

Ваши познания в физике и астрономии позволили вам открыть Нептун «на кончике пера».

Поделиться результатами