圣诞老人来了——但他是怎么送礼物的呢?

Santa Claus and his reindeer

终于来了。圣诞夜。

但是,当我们都梦想着第二天收到堆积如山的礼物时,必须有人真正地把它们送来。那个人就是圣诞老人。

那么他是怎么做到的呢?

当然,我们永远不会知道,这是他保守得最好的秘密,但这并不意味着我们不能找到一些乐趣,试图找出在一个晚上送出至少20亿份礼物的最佳方式。

贝尔法斯特女王大学的安德鲁·布朗博士深入研究了物理定律,对圣诞老人史诗般的旅程背后最可能的理论进行了排名。

Santa in the desert.

简而言之,如果世界上所有的20亿儿童排成一排,这条线将有100万公里长,环绕赤道约25圈。

如果这是一条长长的直线,圣诞老人必须以超过25000英里的速度在24小时内从线的一端到达另一端,一边走一边把礼物扔到雪橇的一边。这是音速的30倍以上,也就是30马赫。作为参考,最快的战斗机飞行速度为5马赫。

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现在,一个理智的运动员可以抓住时速60英里的东西,但是如果你试图抓住时速25000英里的东西,你就有麻烦了。

圣诞老人可能需要一种技术手段——他可能会在雪橇的一侧放上某种礼物大炮。他必须以与向前移动的速度大致相同的速度向后发射礼物,这样对试图抓住礼物的孩子们来说,礼物就会显得静止不动。

然而,任何商用武器的最高初速大约是3000英里每小时,所以这太慢了十倍。

顺便说一句,25000英里的速度比把火箭送入轨道所需的速度还快。

圣诞老人和/或孩子们飞向外太空。

理论效度5/10

Santa flying over night sky

简而言之,如果圣诞老人以光速旅行,空间实际上会收缩——被称为洛伦兹收缩——所以非常大的距离会变得非常小的距离。

如果圣诞老人走得很快,理论上,他可以把孩子们的队伍缩小到一个更容易控制的距离。

有些人认为鲁道夫长着红鼻子的原因是因为它走得太快了,它身上的摩擦力有点像宇宙飞船回到地球大气层。大气的摩擦力导致大量的热量在飞船的鼻子上消散,也许这就是为什么鲁道夫有一个红色的鼻子。

然而,当你以接近光速的速度运动时,你的质量也会增加。你的身体变得更重。如果圣诞老人以每小时2.5万英里的速度绕地球飞行,他将承受1000倍的重力,这远远超过人体所能承受的。

圣诞老人的肚子会像装满果冻的碗一样内爆。

理论效度6/10

Santa holding a clock

几年前,理论物理学家米格尔·阿尔库别雷发现,理论上可以建造出像《星际迷航》中那样的曲速引擎。你会有一种引擎,它会扭曲雪橇周围的空间。

这将有效地允许你在你的小气泡内以相对于地球的任意高速移动,而不会遇到这些质量增加的问题。

问题是它需要负能量——你需要把空空间的能量降低到零以下。到目前为止,我们还没有找到一种方法来做到这一点,但物理学有一个发现看似不可能的数学解的历史,这些解后来被证明具有真正的物理意义。

潜在的陷阱星际迷变得难以忍受的自鸣得意

理论效度7/10

Santa on a Sleigh

原则上,没有理由你不能阻止或逆转时间之箭。当你观察小的系统,原子系统,你可以让时钟倒转,你可以让它们向后移动——时间旅行,在很小的范围内。

但一旦热力学定律起作用,整个系统就崩溃了。

例如,热力学说,如果你有一杯热咖啡变冷了,你不可能在不增加更多能量的情况下(例如,用微波炉加热)将其重新加热。

Santa Claus in front of a Christmas tree and fireplace

但在量子层面上——如果你做一杯量子浓缩咖啡——理论上是可以逆转时间的,这样它就可以再次加热。问题在于把这些浓缩咖啡变成你可能会喝的东西。按比例放大会破坏物理原理。

然而,在量子层面上,时间旅行似乎是可能的。

也许有一种方法可以利用这种效应,并以某种方式控制它,使时间旅行成为可能。

也许圣诞老人比我们更了解量子力学。

无视热力学定律的潜在陷阱

理论效度8/10

Multiple Santa Claus' carrying sacks

简而言之,有一个关于太空探索的思想实验叫做冯·诺伊曼探测器。这个想法是,你可以发射一艘宇宙飞船,一旦它发现了一个遥远的星系或降落在一颗行星上,它就会使用它在那里找到的原材料建造另一个太空探测器。现在有两个,他们出去建造更多。通过每次加倍,您可以探索的空间数量呈指数级增长。

也许圣诞老人创造了一个冯·诺伊曼雪橇。比如在圣诞节前夕,他送出了七辆雪橇,每个大洲一辆,当他们到达那里时,他们用找到的材料建造另一辆。

可行的是,你可以用纳米技术做到这一点——并创造一个自我复制的雪橇。就像他们说的,分而治之。

这是一种解决礼物递送问题的技术方案,但它不允许圣诞老人同时出现在多个地方。我想,他可能正在利用另一种量子效应——未坍缩波函数的概念,这将使他能够同时出现在任何地方。

这就很容易了,因为他只需要在一所房子里摇摆,但他可以同时在所有的房子里摇摆,还有他的无限数量的雪橇。

潜在的陷阱圣诞老人,到处都是圣诞老人……

理论效度9/10

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