گجت نیوز آخرین اخبار تکنولوژی، علم و خودرو 
عجیب ترین محاسبات دانشمندان در سال 2021 چه بودند؟ در این مطلب قرار است نگاهی به محاسبات آماری جالب علمی داشته باشیم. با ما همراه باشید.
دنیا پر از معادلات، اعداد و محاسبات زیباست. در تمامی ارکان زندگی روزمره خود از شمارش مهره‌های کوچک توسط کودکان نوپا گرفته تا مدیریت امور مالی بزرگسالان، هر روز از ریاضیات استفاده می‌کنیم. اما دانشمندان بسیاری اوقات از شمارش اشکال ساده و عادی این چنینی فراتر می‌روند تا بتوانند مسائل بسیار عجیب‌تر را در جهان اندازه‌گیری، وزن و محاسبه کنند.
محاسبات عجیب و غریب دانشمندان در سال 2021
در این مطلب به عجیب ترین محاسبات دانشمندان می پردازیم؛ از محاسبه تعداد حباب‌های موجود در یک لیوان نوشیدنی گرفته تا وزن تمامی ذرات ویروس کرونا که در جهان در گردش هستند. با گجت نیوز همراه ما باشید.
1.حباب‌های آبجو
ریختن آبجو سرد در یک لیوان، حباب‌های ریز زیادی تشکیل می‌دهد و حالا به لطف برخی دانشمندان تشنه، می‌دانیم که تعداد آنها چقدر است. این دانشمندان محاسبه کردند که یک لیوان نیم لیتری آبجو تا 2 میلیون حباب تولید می‌کند که تقریباً دو برابر حباب‌هایی است که شامپاین می‌سازد.
اما محققان دریافتند که تعداد حباب‌های یک لیوان آبجوی نیم پاینتی (پاینت، واحد اندازه گیری حجم در سیستم‌های واحد اندازه گیری بریتانیا و آمریکا است که معادل یک هشتم گالون است) بر اساس مطالعه‌ای که در ماه مارس در مجله ACS Omega منتشر شد، از 200000 تا 2 میلیون متغیر بود.
به نظر می‌رسد که تعداد حباب‌ها به سه عامل بستگی دارد: غلظت دی اکسید کربن محلول (CO2) در شیشه، حجم حباب‌ها و نقطه‌ای که CO2 در آن تخلیه می‌شود به طوری که دیگر حباب تشکیل نمی‌شود. همچنین منافذ کوچک شیشه به بیرون آمدن حباب‌ها از مایع کمک می‌کند.
2. وزن کویید 19
براساس مطالعه‌ای که اخیراً در مجله آکادمی ملی علوم منتشر شده، اگر بخواهید تمامی ذرات سارس کویید 2 را که باعث کویید 19 می‌شود در یک نقطه جمع‌آوری کنید، وزن این ذرات ریز و نامرئی چیزی بین وزن یک سیب و یک کودک نوپا خواهد بود.
محاسبه مذکور براساس تخمینی است که دانشمندان زده‌اند و طبق آن هر فرد آلوده در اوج آلودگی خود به ویروس کویید 19 حدود 10 تا 100 میلیارد ذره ویروس حمل می‌کند. اگر در هر زمان بین 1 تا 10 میلیون عفونت وجود داشته باشد که در طول دوره بیماری همه گیر وجود داشته، وزن ذرات با هم چیزی بین 0.22 تا 22 پوند (0.1 تا 10 کیلوگرم) خواهد بود. دانشمندان در این خصوص گفته‌اند:
ما داریم در مورد توده بسیار کوچکی از ویروس‌ها صحبت می‌کنیم که می‌توانند جهان را به طور کامل به ورطه نابودی بکشانند.
3. فیل‌ها از فضا
بر اساس مطالعه‌ای دیگر که در ماه دسامبر به صورت آنلاین منتشر شده، محققان با استفاده از ماهواره‌ها و هوش مصنوعی، برای اولین بار فیل‌های آفریقایی را از فضا شمارش کرده‌اند. (این مطلب در مجله سنجش از دور در محیط زیست و حفاظت از آن و در سال 2020 منتشر شده)
تیمی از دانشمندان توسط ماهواره‌هایی که در فاصله 600 کیلومتری مدار زمین در حال چرخش هستند، تصاویری با وضوح بالا از پارک ملی Addo Elephant در آفریقای جنوبی ثبت کرده‌اند. تکنیک شمارش فیل‌ها از فضا می‌تواند هزاران مایل را تنها در چند دقیقه بررسی کند و و بسیار سریع‌تر از روش شمارش فیل‌ها در پارک‌های جنگلی توسط محافظان است. (در روش سنتی بر فراز آسمان و از فواصل کوتاه با هواپیما به شمارش می‌پردازند و ساعت‌ها طول می‌کشد.)
محققان می‌گویند که این روش می‌تواند جهت تضمین بقای فیل آفریقایی (Loxodonta africana) ضروری باشد؛ گونه‌ای که اتحادیه بین المللی حفاظت از طبیعت آن را به عنوان در معرض خطر طبقه‌بندی کرده است.
4. سرعت بشکن زدن
محققان با استفاده از دوربین‌های سرعت بالا و حسگرهای نیروسنج، سریع‌ترین شتاب عضو بدن انسان را کشف کردند: بشکن زدن! براساس مطالعه‌ای که در نوامبر در مجله انجمن سلطنتی اینترفیس منتشر شد، ضربه‌های انگشت حداکثر سرعت چرخشی 7800 درجه در ثانیه دارند و حداکثر شتاب چرخشی آنها به 1.6 میلیون درجه در مربع در ثانیه می‌رسد.
شتاب یک ضربه انگشت سه برابر شتاب تولید شده توسط بازوی یک بازیکن حرفه‌ای بیسبال است. سعد باملا، نویسنده ارشد این مطالعه، استادیار مهندسی شیمی و بیومولکولی در موسسه فناوری جورجیا، در بیانیه‌ای گفته است:
وقتی برای اولین بار نتایج تحقیقات را دیدم، از صندلی خود پریدم! بشکن زدن تنها در هفت میلی ثانیه اتفاق می‌افتد – بیش از 20 برابر سریع‌تر از یک چشم به هم زدن، که بیش از 150 میلی ثانیه طول می‌کشد.
5. دقیق‌ترین عدد پی (PI) تا به امروز
عجیب ترین محاسبات دانشمندان
عدد پی یکی از معروف‌ترین اعداد گنگ 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 62.8 تریلیون رقم اعشار محاسبه کرده‌اند.
این محاسبات 108 روز به طول انجامید و البته به صورت دستی حساب نشد بلکه محاسبات این عدد با یک ابر کامپیوتر صورت پذیرفت. اما نباید به این نتیجه و عدد زیاد دل بست چرا که پی عددی گنگ است و می‌تواند تا ابد ادامه یابد و رکورد آن روزی شکسته خواهد شد.
6. محبوبیت دوستان شما
براساس نظریه پارادوکس دوستی (ایده‌ای که برای اولین بار در سال 1991 مطرح شد) دوستان شما محبوبتر از شما هستند. اما بر اساس مطالعه‌ای که در ماه می در مجله شبکه‌های پیچیده (Journal of Complex Networks) منتشر شد، گروهی از ریاضیدانان نظریه جدیدی ارائه کرده‌اند که به گفته آنها دوستی‌های دنیای واقعی را بهتر توصیف می‌کند.
جورج کانتول، نویسنده اصلی، محقق فوق دکتری در موسسه سانتافه در نیومکزیکو، قبلاً به سایت Live Science گفته:
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 دبیرستان، قوی‌تر است. اگر فردی در یک شبکه اجتماعی دو دوست داشته باشد به عنوان فردی که 100 دوست دارد، به طور کلی پارادوکس دوستی قوی‌تر از شبکه‌ای خواهد بود که اجتماعی‌ترین فرد دارای 10 دوست و کمترین فرد اجتماعی دارای سه دوست است.
7. سیاهچاله‌ها
چند سیاهچاله در کیهان وجود دارد؟ این اجرام مرموز به قدری متراکم هستند که حتی نور نیز از آنها فرار نمی‌کند. از آنجایی که ستاره شناسان نمی‌توانند تمام سیاهچاله‌های هستی را تشخیص دهند، بنابراین به محاسبات نظری روی آورده‌اند.
به گفته ناسا، در مطالعه‌ای که در ماه اکتبر در پایگاه داده arXiv منتشر شده، گروهی از محققان محاسبه کرده‌اند که ممکن است میلیون‌ها سیاهچاله کوچک در همسایگی ما یا نزدیک‌ترین محیط اطراف خورشید وجود داشته باشد. بزرگترین سیاهچاله‌ها یعنی سیاهچاله‌های کلان جرم، بسیار کمیاب‌تر از سیاهچاله‌های کوچکتر هستند؛ هر کهکشان معمولا فقط یک کهکشان دارد. در مجموع، آنها محاسبه کرده‌اند که سیاهچاله‌ها حدود 1٪ از کل ماده معمولی (نه ماده تاریک) جهان را در خود جای داده‌اند.
8. راه رفتن در اطراف ماه
چقدر طول می‌کشد تا دور کره ماه قدم بزنیم؟ پاسخ قاطعی در این باره وجود ندارد و به عوامل زیادی بستگی دارد؛ از جمله اینکه تا چه حد سریع راه می‌روید و چه مقدار زمان در روز صرف پیاده روی می‌کنید. همچنین به این مسئله بستگی دارد که برای فرار از ناهمواری‌ها از مسیرهای انحرافی بروید یا نه!
طبق گزارش وبسایت لایو ساینس، با این فرض که سرعت قدم‌های شما 5 کیلومتر در ساعت باشد، حدود 91 روز طول می‌کشد تا 10921 کیلومتر روی ماه پیاده روی کنید. (محققان در سال 2014 به محاسبه پرداختند.) اما از آنجایی که نمی‌توان به مدت 91 روز بدون توقف پیاده روی کرد، این سفر احتمالاً بسیار طولانی‌تر خواهد بود.
هر فرد در طول یک روز بیشتر از چند ساعت نمی‌تواند پیاده روی کند. اگر فردی 4 ساعت در روز با این سرعت راه برود، حدود 547 روز زمینی یا حدود 1.5 سال طول می‌کشد تا دور ماه بگردد.
9. چرخش ماهواره‌ها به دور زمین
در یکی از مقالات جالب دیگر بررسی شده که در حال حاضر چند ماهواره دور زمین می‌چرخند؟ از زمانی که روسیه در سال 1957، اسپوتنیک، اولین ماهواره ساخت بشر در جهان را به فضا پرتاب کرده، هزاران ماهواره به فضا پرتاب شده است.
تا سال 2010 حدود 10 تا 60 دستگاه راه اندازی شده و از آن زمان به بعد روز به روز بر تعداد آنها افزوده شده است: 1300 ماهواره جدید در سال 2020 و بیش از 1400 ماهواره در سال 2021 در مدار زمین مستقر شده‌اند. طبق آخرین گزارشات منتشر شده، تا سپتامبر 2021 حدود 7500 ماهواره فعال در مدار زمین وجود داشته است.
10. محدودیت مطلق در طول زندگی انسان
براساس مطالعه‌ای که در ماه می در مجله Nature Communications منتشر شده، ممکن است که محدودیت مطلق در طول عمر انسان چیزی بین 120 تا 150 سال باشد. گروهی از محققان این محدودیت را با استفاده از یک مدل ریاضی محاسبه کرده‌اند که پیش‌بینی می‌کند پس از 120 تا 150 سال، بدن انعطاف‌پذیری خود یا توانایی بهبودی پس از بیماری و آسیب را از دست می‌دهد.
اما به گفته برخی محققان، اگر درمان‌های آینده، انعطاف‌پذیری بدن را هدف قرار داده و افزایش دهند، انسان‌ها ممکن است بتوانند طولانی‌تر زندگی کنند. داده‌های این مطالعه از مجموعه آماری بزرگی به دست آمده که حاوی داده‌های پزشکی بیش از 500000 نفر در سراسر ایالات متحده، بریتانیا و روسیه است. این داده‌ها شامل آزمایش‌های خونی بود که در آن محققان به طور خاص نسبت دو نوع بیماری را که با گلبول‌های سفید خون مبارزه می‌کنند، جستجو کردند. نظر شما در خصوص عجیب ترین محاسبات دانشمندان چیست؟