Cu ce viteză se deplasează Moș Crăciun în ziua de Ajun și ce legătură are asta cu nasul roșu al renului Rudolf

Cu atâtea miliarde de cadouri care trebuie livrate într-o singură noapte, Moș Crăciun, împreună cu renii săi, trebuie neapărat să se deplaseze cu viteze astronomice. Mai puțin știut de către publicul larg este că, oricât de bizar ar părea, putem calcula nu doar viteza, ci și direcția în care se deplasează Moșul, dacă ne uităm la culoarea nasului renului Rudolf, susține The Conversation.

Totul ține de instrumentele și calculele folosite de astronomi. (Am spus deja că Moșul se deplasează cu viteze astronomice). Mai exact, este vorba despre efectul Doppler – modul în care viteza influențează lungimile de undă ale sunetului sau luminii.

Spre exemplu, în cazul luminii, vorbim despre deplasarea spre spectrul roșu sau spre cel albastru, în funcție de viteză și de direcția de deplasare a unui obiect. În acest caz, dacă ați putea să surprindeți renul Rudolf cu un telescop, nasul său în special, putem folosi efectul Doppler pentru a calcula viteza lui Moș Crăciun.

Cât de mult trebuie să călătorească Moș Crăciun în seara de Ajun?

Un calcul matematic simplu ne arată că, la o populație planetară de peste 8 miliarde de indivizi, ar trebui să existe circa 2 miliarde de copii cu vârsta sub 14 ani. Având în vedere că 93% dintre țările de pe glob sărbătoresc Crăciunul, și luând în calcul că Moșul aduce cadouri, doar celor care cred în el, asta înseamnă 93% din 2 miliarde.

Dacă vom săcea numărul celor care nu cred în Moș Crăciun, dar care sărbătoresc Crăciunul pentru că este doar o modă, ajungem la o cifră de circa 690 de milioane de copii. Împărțim această cifră la o medie globală de 2,3 copii per familie, și obținem o cifră de circa 300 de milioane de locuințe pe care Moșul trebuie să le viziteze.

Numai că nu e atât de simplu. Aceste locuințe trebuie distribuite egal în zona locuibilă a Terrei (excludem oceanele, Antarctica, zonele muntoase greu accesibile, deșerturile șamd.). Adică 69 de milioane de kilometri pătrați, grosso modo.
Date fiind și diferențele de fus orar, rezultă că Moș Crăciun trebuie să acopere 144 de milioane de kilometri, aproape distanța de la Pământ la Soare, în circa 35 de ore. Pe scurt, ar trebui să se deplaseze cu 8.2 milioane de kilometri pe oră, respectiv 0,8% din viteza luminii.

Cum calculăm direcția Moșului în funcție de culoarea nasului lui Rudolf?

Dacă ne întoarcem la efectul Doppler pomenit mai devreme, și dacă am folosi un telescop prin care să observăm culoarea nasului renului Rudolf, am fi poate surprinși să observăm că acesta nu este roșu decât în anumite împrejurări.

Ca să înțelegem mai bine efectul Doppler, să ne imaginăm o mașină de poliție care merge cu sirena pornită. Sunetul emis de sirenă va fi mai puternic pe măsură ce mașina se apropie, și mai slab pe măsură ce se îndepărtează.

Asta se întâmplă pentru că, pe măsură ce mașina se află mai aproape de noi, sunetul este comprimat pe o lungime de undă mai scurtă. Iar o lungime de undă scurtă înseamnă sunete mai înalte.

Același lucru se întâmplă și cu lumina. Pe măsură ce sursa luminii se îndepărtează de noi, obiectul se deplasează spre spectrul roșu. Dacă sursa se îndreaptă spre noi, atunci lungimea de undă este comprimată, iar lumina se deplasează spre spectrul albastru.

Ce legătură are Rudolf cu asta?

Lumina roșie are o lungime de undă de 694,3 nanometri, atunci când este staționară. Practic, nasul lui Rudolf ar apărea roșu dacă acesta nu se deplasează.

Să ne imaginăm însă că renul se deplasează, așa cum subliniam, cu 0,8% din viteza luminii. Dacă el vine spre locuința voastră, atunci culoarea nasului său ar trebui să fie de un portocaliu aprins, dat fiind că lungimea de undă este comprimată spre spectrul albastru.

În caz contrar, în care Rudolf merge în direcția opusă, culoarea nasului va varia spre un roșu extrem de închis, aproape negru.

Rolul efectului Doppler în astronomie

Astronomii folosesc efectul Doppler pentru a măsură viteza și distanța obiectelor din spațiul cosmic. Putem calcula distanța dintre galaxii, la fel cum putem afla dacă o stea orbitează în jurul altei stele, în ceea ce numim un sistem binar.

Putem, în aceeași ordine de idei, so descoperim exoplanete îndepărtate și să calculăm, în funcție de lungimea de undă a radiației electromagnetice (în principiu, lumina), nu doar distanța, ci și viteza cu care se deplasează acestea.
Evident, știința nu are toate răspunsurile. Cel puțin nu deocamdată. Iar unul dinte mistere este chiar Moș Crăciun, împreună cu renii săi. Dar, dacă vreodată va fi surprins de un telescop, cu siguranță că toată lumea va afla secretele acestuia.