Анатомия популярных заблуждений ~ Все и ничего

Если человека выбросить в открытый космос без скафандра, то он взорвется. Метеориты падают на Землю раскаленными. Красный цвет раздражает быков. Сброшенная с небоскреба монета может убить человека. Эти и другие заблуждения очень популярны и даже имеют «научные» объяснения…

Биология

Человеческое тело в космосе взрывается

В фантастических фильмах нередко фигурирует сцена, когда кто-то из героев оказывается в открытом космосе без скафандра. При этом жертва непременно лопается (обязательно с характерным хлопком, хотя в вакууме звуковые волны не распространяются, так как там нет частиц, которые могли бы передавать колебания), а ее внутренности красиво разлетаются в разные стороны.
Такой исход кажется логичным: чтобы выдерживать тяжесть многих километров воздуха, внутри нашего тела поддерживается давление, равное тому, которое мы испытываем снаружи. То есть давление в одну атмосферу. В межзвездном пространстве какие бы то ни было молекулы встречаются очень редко, а значит на оказавшегося без всякой защиты человека ничего не давит и его должно разорвать изнутри.

На самом деле это не так. Человеческое тело – весьма устойчивая конструкция, по крайней мере, к такого рода повреждениям. Пусть у людей и нет твердого экзоскелета, как, например, у насекомых, но кожа, стенки сосудов и кости не дадут органам сдвинуться со своих мест. Хотя, оставшись без уравнивающего внешнего давления, внутренние органы несколько раздуются и их «разбухание» может порвать некоторые капилляры. Особенно сильно увеличатся в размерах легкие и органы пищеварительной системы, так как они заполнены газами, которые еще секунду назад были здорово сжаты давлением извне.
«Освободившийся» кислород быстро покинет легкие и кровеносную систему, и тело начнет страдать от гипоксии. Выброшенный в космос человек потеряет сознание, но перед тем, как отключиться, он, возможно, успеет почувствовать, как внутри него что-то закипает: при значительном понижении давления содержащиеся внутри жидкости переходят в газообразное состояние. Но разорвать человека изнутри образующийся газ не сможет – хотя бы потому, что в теле слишком много отверстий и щелей, через которые он будет просачиваться наружу.
В общей сложности, у человека, по ошибке вышедшего в открытый космос без скафандра, есть около 90 секунд на то, чтобы вернуться на корабль (хотя с учетом быстрой потери сознания это время сокращается до 15 секунд). Спустя полторы минуты у несчастного начнет закипать кровь, кроме того, поврежденный гипоксией мозг уже никогда не сможет полностью восстановить свою работоспособность.

Летучие мыши слепы

Летучие мыши ориентируются в темноте при помощи эхолокации – того же механизма, который используется на подводных лодках. Животные испускают звуки в высокочастотном диапазоне (ультразвук) и «ловят» их отражение от окружающих предметов. Если звук вернулся быстро – значит, препятствие находится рядом, если же он путешествовал долго или вообще не возвратился – пространство поблизости свободно. Посылая очень много таких импульсов и тщательно их анализируя, мыши могут очень точно определять, что находится вокруг них.

Многие люди полагают, что обладатели столь совершенного «навигатора» не нуждаются в обычных глазах и их зрение почти полностью атрофировано. Это не так. Во-первых, не все летучие мыши используют эхолокацию. Во-вторых, даже те животные, которые активно применяют этот механизм, вполне сносно ориентируются и при помощи зрения. Более того, у летучих мышей, питающихся фруктами, глаза развиты очень хорошо и занимают на морде ничуть не меньше места, чем глаза сравнимых по размеру ночных грызунов.
Органы зрения насекомоядных летучих мышей заметно меньше, но и они вполне функциональны: с помощью глаз животные определяют свою высоту относительно земли, оценивают размер крупных препятствий и ищут дорогу, ориентируясь на крупные объекты. Кроме того, оценивая уровень освещенности при помощи глаз, мыши определяют, что наступила ночь и им пора вылетать на охоту.

Красный цвет раздражает быков

Еще одно типичное заблуждение относительно особенностей зрения у животных, ставшее популярным благодаря кровожадной испанской корриде. Считается, что матадор «заводит» быка при помощи красного плаща, которым он размахивает перед носом у животного. Памятуя об этой особенности быков, многие люди избегают появляться рядом со стадом в красной одежде. Они напрасно беспокоятся: быки, как и большинство других млекопитающих (за исключением приматов) обладают дихроматическим зрением, то есть они попросту не способны различать красный и зеленый цвета.

Умение видеть цвета определяется особыми светочувствительными клетками под названием колбочки, а точнее тем, сколько типов белков-опсинов эти самые колбочки содержат. Например, в глазах людей и обезьян Старого света есть три вида опсинов, благодаря которым мы различаем несколько тысяч оттенков (по некоторым данным, до ста тысяч). Колбочки птиц несут четыре типа опсинов, поэтому с точки зрения пернатых все люди – дальтоники. Цветовое зрение быков развито очень слабо, так что плащ матадора для них ничем особенным не выделяется. А в бешенство животных приводят резкие движения человека и уколы шпаги.

Хамелеоны меняют цвет для маскировки под окружающую среду

Способность хамелеонов менять окраску – зачастую единственное, что люди знают об этих тропических ящерицах. И большинство свято уверено, что смешные пресмыкающиеся зеленеют, голубеют или чернеют для того, чтобы лучше маскироваться под окружающие условия. Долгое время это убеждение бытовало и среди ученых, однако в последнее время специалисты пришли к выводу, что мимикрия под близлежащие веточки и цветочки – это последнее, зачем хамелеоны изменяют цвет покровов.
Ящерицы меняют цвет покровов благодаря особым клеткам – хроматофорам, которые содержат гранулы различных пигментов. Хроматофоры имеют сложную разветвленную форму, и пигменты могут находиться как в отростках, так и в центре клетки. Та или иная окраска проявляется, когда пигменты соответствующего оттенка располагаются в «веточках». Для того чтобы «загнать» туда пигменты, хроматофор расслабляется. Если же необходимо собрать гранулы красящего вещества в центре клетки, он, напротив, сжимается.

Наблюдения за ящерицами в природе и лабораторные эксперименты показали, что перекрашивание в разные цвета необходимо им, в первую очередь, для терморегуляции и взаимодействия друг с другом. Хамелеоны, как и другие пресмыкающиеся, плохо умеют поддерживать постоянную температуру тела: она может меняться в довольно широких пределах в зависимости от температуры внешней среды (ученые называют это свойство сложным словом пойкилотермность).
Та или иная окраска проявляется благодаря соответствующим пигментам, в число которых, в частности, входит меланин. Этот пигмент отвечает за более темный цвет покровов ящерицы, а так как темные поверхности поглощают больше солнечных лучей, чем светлые, хамелеоны становятся коричневыми, когда им холодно.
Кроме того, при помощи цвета кожи пресмыкающиеся сообщают сородичам о своем настроении. Если хамелеон готов к романтическому свиданию, он выбирает один оттенок, а его намерение немедленно напасть на соседа провозглашается другим. Недавно ученые выяснили, что чем сложнее социальная структура у того или иного вида хамелеонов, тем чаще животные меняют окраску и тем меньше она коррелирует с цветом окружающих поверхностей.

Волосы и ногти растут некоторое время после смерти

Поверье, согласно которому после смерти у покойников еще некоторое время растут волосы и ногти, очень распространено. Сторонники этой гипотезы объясняют это тем, что некоторые физиологические процессы в теле усопших продолжаются и после кончины.

141030131621_nails_scary_hand_green_624x351_thinkstock

В действительности, удлинившиеся ногти покойника – это визуальная иллюзия. После смерти тело начинает интенсивно терять жидкость, и кожа трупа усыхает и сжимается. В частности, сжимаются подушечки пальцев, из-за чего ногти кажутся длиннее.
Верующих в жизнь ногтей после смерти можно утешить тем, что доля истины в их убеждениях есть. Большинство клеток менее чувствительны к недостатку кислорода, чем клетки мозга, так что гипотетическая вероятность того, что после остановки сердца ногти продолжают расти еще несколько минут, все же есть.

Физика

Если сбросить монетку с небоскреба, она может убить человека

Все знают, что ходить по стройке без каски опасно – что-нибудь даже не очень тяжелое может упасть сверху и пробить голову. Пока маленький болт или гайка будут лететь, скажем, с 15-го этажа, они разгонятся до такой скорости, что начнут представлять реальную опасность. Бытует мнение, что то же самое относится и к совсем легким предметам – например, монетам, если сбросить их с достаточной высоты, скажем, с Останкинской башни.

В действительности же, кидать монеты с небоскребов можно, не опасаясь за жизнь других людей. Из-за сопротивления воздуха монета сможет разогнаться только до некоторого порогового значения (например, парашютисты, которые, конечно, побольше монеток, при устойчивом плоском свободном падении разгоняются от силы до 40 метров в секунду, а при неустойчивом, то есть кувыркаясь, до 50 метров в секунду). И это еще без учета порывов ветра, которые для маленькой монетки очень существенны. Второе, что необходимо помнить – из-за формы при оценке опасности от монетки нужно учитывать только ее кинетическую энергию. Она рассчитывается по известной формуле E=m*v2/2, где m – это масса предмета, а v – его скорость.
Когда на улице штиль, монетка, сброшенная со смотровой площадки Останкинской телебашни, в лучшем случае, наберет скорость в 70 километров в час (около 19 метров в секунду). Для монеты в 50 копеек это соответствует энергии 26,6 Джоуля. Для сравнения, пистолетная пуля калибра 9 миллиметров на вылете имеет энергию около 350 Джоулей.

Молния никогда не ударяет в одно место дважды

Это убеждение наверняка стоило жизни не одному человеку. Молнии не только несколько раз ударяют в одно и то же место: некоторые предметы являются прямо-таки любимыми мишенями молний. Особенно это относится к высоким металлическим объектам, которые «притягивают» грозовые разряды – собственно, именно на этом факте основано действие громоотводов, которые по логике должны называться молниеотводами. В шпиль той же Останкинской башни каждый год ударяет от 40 до 50 молний.

Даже в отсутствие «ловушек» для молний их однократное попадание, скажем, в дерево не превращает его в гарант безопасности. Если над конкретным районом идет гроза, то все места этого района могут быть «атакованы» с равной вероятностью. Удар молнии в то или иное место никак на вероятности не отражается, хотя такой вывод и кажется интуитивно неправильным: это заблуждение даже имеет специальное название «ошибка игрока».

В разных полушариях воронка воды (например, в раковине) закручивается в разные стороны

Теоретически, провести эксперимент, доказывающий, что сила Кориолиса действительно влияет на движение любых жидкостей на Земле, возможно. Для этого необходимо наполнить водой достаточно вместительную круглую емкость, точно в середине которой есть крошечное отверстие, затыкаемое пробкой, причем обязательно снизу (чтобы манипуляции с пробкой не приводили к возмущения жидкости). Через неделю, когда в воде утихнут даже самые небольшие колебания, нужно аккуратно вынуть пробку и подождать несколько часов, пока слабенькая сила Кориолиса проявит себя.
Такой эксперимент был проведен, и его результаты совпали с ожидаемыми: вода в емкости закручивалась в ту же сторону, что и циклоны в конкретном полушарии.
«Обязательно посмотри, когда будешь умываться, в какую сторону закручивается вода», – эту фразу наверняка слышал от своих знакомых каждый, кто ездил в отпуск в Австралию, Новую Зеландию или Южную Африку. Уверенность, что в разных полушариях любые потоки жидкостей циркулируют в противоположных направлениях, засела в головах огромного количества людей еще со школы – увы, нередко пример с раковиной упоминают учителя, рассказывающие про вращение Земли и силу Кориолиса.

Сила инерции, названная по имени описавшего ее французского ученого Гюстава Гаспара Кориолиса, действительно связана с вращением нашей планеты и влияет на перемещение крупных масс воздуха и воды: потоки в штормах и циклонах южного полушария закручиваются по часовой стрелке, а в северном – против.
Однако по сравнению с вращательными процессами, которые мы наблюдаем в обычной жизни (та самая водяная воронка в раковине) Земля оборачивается вокруг своей оси очень медленно, и по порядку величины сила Кориолиса намного меньше, чем любая из сил, управляющих процессами вращения предметов вокруг нас. Поэтому в обычных условиях заметить влияние силы Кориолиса на поведение воды в раковине невозможно, а направление, в котором жидкость засасывается в слив, зависит, прежде всего, от того, как наполнялась раковина, и от ее формы.

Астрономия

Падающие на Землю метеориты раскалены до очень высоких температур

Во многих мультфильмах и фантастических лентах упавшие на Землю метеориты раскалены докрасна и даже дымятся. Сценаристы таких фильмов и большинство их зрителей полагают, что небесное тело разогревается из-за трения о воздух. Этот процесс действительно имеет место: уже на высоте около 100 километров над Землей метеорит, до этого путешествовавший в космическом вакууме, сталкивается с огромным количеством молекул газа. Соударения с ними разогревают внешний слой камня до огромных температур, превращая твердую породу в газ, который немедленно уносится в атмосферу.
Большинство (около 90 процентов) падающих на Землю метеоритов каменные, а камень обладает очень плохой теплопроводностью. Как следствие, если метеорит достаточно большой, то тепло от внешних слоев не успевает за несколько секунд (в среднем, 19 секунд), которые тело проводит в атмосфере, передаться внутренней части камня. Если еще он был достаточно холодный изначально, то центр метеорита вообще может быть замороженным.

На высоте 10-15 километров такой метеорит обычно тормозится и начинает падать уже без существенного трения об атмосферу, то у него есть много времени, чтобы холодный центр остудил поверхностный слой. Как следствие, только что упавший метеорит будет вовсе не раскаленным, а теплым или, в лучшем случае, горячим. То есть никакого пожара, например, устроить он не может.
Эти рассуждения, однако, относятся только к телам средней массы – большие метеориты врезаются в поверхность с колоссальной скоростью и взрываются, поэтому холодные они или горячие – значения не имеет.

Смена времен года связана с приближением Земли к Солнцу

Это, пожалуй, одно из самых стойких заблуждений. На первый взгляд, оно кажется логичным: чем ближе Земля к Солнцу, тем больше тепла и света попадает на планету. Почему при этом зима и лето существуют в разных полушариях одновременно, хотя оба они находятся на одной планете, сторонники такой точки зрения объяснить уже не могут.
Истинная причина смены времен года менее очевидна: на Земле выделяется несколько сезонов из-за того, что ось ее вращения вокруг оси не параллельна оси земной орбиты вокруг Солнца. Угол наклона между ними постоянен и составляет 23,5 градуса. Можно представить, что земная ось – это игла, протыкающая планету насквозь так, что ее наконечник выходит из Северного полюса и смотрит условно» вверх», а тупой конец торчит из Южного полюса и направлен «вниз».

Когда наконечник иглы указывает на звезду, в Северном полушарии наступает лето. Солнце поднимается высоко над горизонтом, а его лучи падают на территории к северу от экватора под меньшими углами: то есть они не скользят по поверхности, а как бы «упираются» в нее. Максимальное количество солнечной энергии достигает Земли, когда лучи падают отвесно, и именно поэтому летом теплее, чем зимой. На экваториальные широты лучи падают перпендикулярно круглый год, поэтому там времена года не выделяются. Лето в южном полушарии приходит, когда наконечник иглы направлен от Солнца.