19. luukku: Joulupukki tieteen näkökulmasta … – Hetkiä ja kuvakulmia

19. luukku: Joulupukki tieteen näkökulmasta …

 m.sallinen5

1)             Yhdenkään tunnetun porolajin ei tiedetä osaavan lentää. Maapallolla on tosin olemassa vielä yli 300 000 luokittelematonta elävää oliota, joista suurin osa on kylläkin hyönteisiä ja bakteereita… Tämä ei tietenkään sulje pois sitä mahdollisuutta että on olemassa lentävä porolaji, jonka vain joulupukki tuntee.

m.sallinen62)             Maailmassa on kaksi miljardia lasta, tässä yhteydessä lapsiksi on luokiteltu kaikki alle 18 vuoden ikäiset ihmiset. Koska Joulupukki ei käy tervehtimässä muslimeja, hinduja tai buddhalaisia, hänen työtaakkansa vähenee noin 15 %:iin alkuperäisestä. Kaikesta huolimatta hänen on vierailtava aattoiltana noin 378 miljoonan lap­sen luona. Tilastollisesti tarkastellen perheissä on noin 3,5 lasta, joten tästä saadaan kaikkiaan 108 miljoonaa kotia olettaen, että kussakin perheessä on ainakin yksi kiltti lapsi.

m.sallinen13)             Joulupukilla on Jouluaattona aikaa tehtävänsä suorittamiseen 31 tuntia. Tämä aika johtuu siitä, että otetaan huomioon maapallon eri aikavyöhykkeet, maan pyöriminen ja että pukki taittaa taivaltaan idästä länteen. Näin laskien pukin täytyy suorittaa vaatimattomat 3 387 kotikäyntiä yhden sekunnin aikana. Tästä seuraa, että kolmen sekunnin tuhannesosan aikana pukin pitää:

  • pysäköidä rekensä
  • hypätä ulos reestä
  • laskeutua alas savupiipusta
  • täyttää takkojen reunalla riippuvat sukat (Yhdysvalloissa!)
  • asetella lahjat kuusen alle
  • syödä häntä varten varatut herkut
  • kiivetä ulos savupiipun kautta (Yhdysvalloissa!)
  • hypätä takaisin rekeensä
  • siirtyä seuraavalle talolle

Jos vielä arvioidaan näiden 108 miljoonan kodin olevan keskimäärin samalla noin 0,8 km:n etäisyydellä toisistaan, pukin matkan pituudeksi aattoiltana tulee noin 86 miljoonaa kilometriä.

Tästä voidaan laskea, että pukin reen keskinopeudeksi tulee noin 770 km/s. Vertailun vuoksi mainittakoon, että nopein ihmisen koskaan tekemä avaruusluotain, Odysseus, saavuttaa parhaimmillaan tähän verrattuna vain varsin vaatimattoman nopeuden 31 km/s. Tavallisen poron huippunopeus on vain noin 17 km/h (0,005 km/s).

m.sallinen24)             Reen ja kuorman massa tuo uuden ja kiehtovan ulottuvuuden asian käsit­telyyn. Jos oletetaan, että jokainen kiltti lapsi (1 kiltti lapsi/perhe) saa keskikokoisen lego-paketin kokoisen lahjan, jonka massa on noin 900 grammaa, reen kokonais­massaksi tulee näin laskien vähintään 97 000 tonnia. Tämän lisäksi tulee vielä joulupukki, jota kuvataan yleisesti sangen ylipai­noi­seksi vei­kok­si.

Maan pinnalla tavallinen poro jaksaa vetää noin 140 kg:n suuruisen kuorman. Jos otaksutaan pukin lentävien porojen olevan 10 kertaa vahvempia kuin maan päällä asuvat serkkunsa, ei reen vetämiseen riitä aivan tavallinen valjakko. Näitä lentäviä poroja tarvitaan reen vetämiseen noin 69 300 Porot lisäävät valjakon massaa siten, että valjakon ja reen kokonais­massak­si tulee kaikkiaan noin 350 000 tonnia. Vertailun vuoksi mainittakoon, että Queen Elisabeth II matkustajalaivan massa on vain noin neljäsosa tästä.

m.sallinen35)             Kun pukin reki liikkuu nopeudella 770 km/s, alkaa ilmanvastus muuttua jo varsin merkittäväksi. Kumpaankin johtajaporoon absorboituu lämpöenergiaa noin 14,3 kvintiljoonaa joulea sekunnissa. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että ne leimahtavat liekkeihin ja pala­vat poroksi. Sama kohtalo on valjakon muillakin poroilla. Koko valjakko kaikkineen höyrystyy matkan noin 4 ensimmäisen sekunnin tuhannesosan aikana.

Ainoa johtopäätös, joka voidaan tehdä edellisen perusteella:

Jos joulupukki on joskus lähtenyt tällaiselle matkalle, hän ei ole koskaan päässyt perille!

m.sallinen4

Matti Sallinen, tekstin kääntänyt ja muokannut matematiikan ja fysiikan opettaja