Дюна: мы сделали модель планеты Арракис, чтобы узнать, выживет ли там человек
Ученые из Бристольского и Шеффилдского университетов взяли программное обеспечение для моделирования климата и создали климатическую модель планеты Арракис, на которой разворачивается сюжет фильма «Дюна» и многие из эпизодов одноименного цикла Фрэнка Герберта. Итог своего небольшого эксперимента они опубликовали на портале The Conversation.
Вышла экранизация «Дюны», научно-фантастического эпоса Фрэнка Герберта, действие которого разворачивается в далеком будущем на пустынной планете Арракис. Герберт очень детально описал мир, который на первый взгляд выглядит настолько реальным, что кажется, будто он вполне подходит для нас.
Однако, если бы подобный мир существовал, каким бы он был в действительности?
Мы специализируемся на моделировании климата, поэтому мы решили ответить на этот вопрос и воспроизвести климат Арракиса. Мы хотели узнать, насколько близки физика и условия окружающей среды, описанные в книге, к тому, что покажет реальная модель подобного мира.
Вот наша климатическая модель:
Вы можете рассмотреть ее поближе, чтобы увидеть отдельные особенности модели и разобраться с деталями типа температуры или скорости ветра, на нашем сайте Climate Archive.
Закончив, мы были приятно удивлены тем, что описание Герберта во многом оправдывает ожидания. Лишь в некоторых случаях он нас не убедил - но в целом Арракис действительно был бы обитаемым, хотя и негостеприимным миром.
Как создать мир, подобный Арракису?
Мы начали с климатической модели, которую обычно используют для предсказания погоды и климата Земли. Чтобы использовать подобного рода модели, вам нужна, во-первых, физика (в случае с Землей хорошо известная), а во-вторых - данные обо всем, начиная с формы гор и яркости солнца до химического состава атмосферы. С опорой на это модель может воспроизвести местный климат и примерно оценить погоду.
Мы решили опираться на те же законы физики, что управляют погодой и климатом на Земле. Если бы наша модель выдала на выходе что-то странное, это значило бы, что либо физические законы на Арракисе иные, либо Герберт просто фантазировал, описывая этот мир.
Затем мы добавили в нашу модель дополнительные детали устройства Арракиса, о которых сообщается в романах и «Энциклопедии Дюны»: топографию планеты и ее орбиту (которая, в сущности, круглая, подобно земной). Форма орбиты может очень сильно влиять на климат: примером тому могут служить долгие и нерегулярные зимы в «Игре престолов».
А после мы добавили в модель состав атмосферы. Она в целом очень похожа на атмосферы современной Земли, хотя в ней и меньше углекислого газа (350 ppm против наших 417 ppm). Самое большое различие - концентрация озона. В нижних слоях земной атмосферы озона очень мало, где-то около 0,000001 процента. На Арракисе же его 0,5 процента. Это важно, потому что озон за 20 лет примерно в 65 раз сильнее нагревает атмосферу, чем CO2.
Климат Арракиса вполне правдоподобен
Книги и фильм показывают, что это планета беспощадного солнечного зноя, выжженных каменистых пустошей и пустынь. Однако, чем ближе к полюсам, где находятся города Арракин и Карфаг, тем более дружелюбным - если верить книге - становится климат.
Однако наша модель показывает нечто совсем иное. На нашем Арракисе, на пике жары в тропиках температура поднимается до 45 градусов Цельсия, в то время как в самый холодный период она не опускается ниже 15-ти. Вполне похоже на Землю. Самые экстремальные температуры в действительности возникают в умеренных широтах и приполярных областях. Здесь летом песок может прогреваться до 70 градусов Цельсия (о чем упоминается и в книге). Да и зимы здесь не менее суровы: температура падает до -40 градусов в умеренных широтах и -75 на полюсе.
Это кажется контринтуитивным, ведь экваториальные области получают больше энергии от солнца. Однако моделирование приполярных регионов Арракиса показывает, что здесь намного влажнее, а облака гуще, и все это разогревает климат, поскольку водяной пар - парниковый газ.
Книга говорит, что на Арракисе не бывает дождя. Однако наша модель показывает, что небольшие объемы дождевых осадков все-таки возможны - правда, только на высоких широтах летом и осенью, и лишь в горах. Какие-то облака от сезона к сезону появляются, впрочем, и над тропиками и полюсами.
Книга также упоминает, что как минимум на северном полюсе планеты есть многолетняя полярная шапка. Но здесь книга сильнее всего расходится с нашей моделью. Она показывает, что летние температуры топят любой лед - а снега зимой, чтобы напитать ледяную шапку на полюсе, не бывает.
Жаркая, но обитаемая
Могут ли люди выжить на столь пустынной планете? Во-первых, давайте допустим, что люди в книге и фильме похожи на нас с вами в том, что касается переносимости жары. Если это так, то что бы ни говорили книга и фильм, кажется, что наиболее пригодны для жизни были бы тропики. Здесь настолько сухо, что температура влажного термометра - мера «обитаемости», которая учитывает и температуру и влажность - никогда не превышает критической отметки.
В умеренных широтах, где живет большинство жителей Арракиса, наиболее опасно с точки зрения жары. В низинах среднемесячная температура часто превышает 50-60 градусов, а ее дневной максимум еще выше. Такие температуры для людей смертельны.
Мы знаем, что все гуманоидные формы жизни на Арракисе за пределами обитаемых регионов должны носить дистикомбы, которые поддерживают температуру его носителя и снабжают того питьевой водой. Это важно, поскольку книга утверждает, что на Арракисе не бывает дождей, нет открытой воды, а воды, которой можно добыть из воздуха, слишком мало.
За пределами тропиков также очень холодно, температуры столь низки, что без соответствующих технологий эти регионы становятся необитаемы. В городах типа Арракина и Картага перепад температур чем-то похож на еще более экстремальную версию условий в Сибири, где летом бывает нестерпимо жарко, а зимой отчаянно холодно.
Важно помнить, что Герберт написал первый том «Дюны» уже очень давно, в 1965 году. Только через два года после этого Сюкуро Манабе (лауреат Нобелевской премии по физике 2021 года) опубликовал свою первую климатическую модель, и у Герберта не было не только супер-, но и даже обычного компьютера. Учитывая это, мир, который он описал, выглядит крайне правдоподобно и через шесть десятилетий после его создания.
Авторы: Алекс и Майкл Фарнсфорт, Себастьян Стейниг, Перевод: Иван Шунин
Ссылка на источник
Вышла экранизация «Дюны», научно-фантастического эпоса Фрэнка Герберта, действие которого разворачивается в далеком будущем на пустынной планете Арракис. Герберт очень детально описал мир, который на первый взгляд выглядит настолько реальным, что кажется, будто он вполне подходит для нас.
Однако, если бы подобный мир существовал, каким бы он был в действительности?
Мы специализируемся на моделировании климата, поэтому мы решили ответить на этот вопрос и воспроизвести климат Арракиса. Мы хотели узнать, насколько близки физика и условия окружающей среды, описанные в книге, к тому, что покажет реальная модель подобного мира.
Вот наша климатическая модель:
Вы можете рассмотреть ее поближе, чтобы увидеть отдельные особенности модели и разобраться с деталями типа температуры или скорости ветра, на нашем сайте Climate Archive.
Закончив, мы были приятно удивлены тем, что описание Герберта во многом оправдывает ожидания. Лишь в некоторых случаях он нас не убедил - но в целом Арракис действительно был бы обитаемым, хотя и негостеприимным миром.
Как создать мир, подобный Арракису?
Мы начали с климатической модели, которую обычно используют для предсказания погоды и климата Земли. Чтобы использовать подобного рода модели, вам нужна, во-первых, физика (в случае с Землей хорошо известная), а во-вторых - данные обо всем, начиная с формы гор и яркости солнца до химического состава атмосферы. С опорой на это модель может воспроизвести местный климат и примерно оценить погоду.
Мы решили опираться на те же законы физики, что управляют погодой и климатом на Земле. Если бы наша модель выдала на выходе что-то странное, это значило бы, что либо физические законы на Арракисе иные, либо Герберт просто фантазировал, описывая этот мир.
Затем мы добавили в нашу модель дополнительные детали устройства Арракиса, о которых сообщается в романах и «Энциклопедии Дюны»: топографию планеты и ее орбиту (которая, в сущности, круглая, подобно земной). Форма орбиты может очень сильно влиять на климат: примером тому могут служить долгие и нерегулярные зимы в «Игре престолов».
А после мы добавили в модель состав атмосферы. Она в целом очень похожа на атмосферы современной Земли, хотя в ней и меньше углекислого газа (350 ppm против наших 417 ppm). Самое большое различие - концентрация озона. В нижних слоях земной атмосферы озона очень мало, где-то около 0,000001 процента. На Арракисе же его 0,5 процента. Это важно, потому что озон за 20 лет примерно в 65 раз сильнее нагревает атмосферу, чем CO2.
Климат Арракиса вполне правдоподобен
Книги и фильм показывают, что это планета беспощадного солнечного зноя, выжженных каменистых пустошей и пустынь. Однако, чем ближе к полюсам, где находятся города Арракин и Карфаг, тем более дружелюбным - если верить книге - становится климат.
Однако наша модель показывает нечто совсем иное. На нашем Арракисе, на пике жары в тропиках температура поднимается до 45 градусов Цельсия, в то время как в самый холодный период она не опускается ниже 15-ти. Вполне похоже на Землю. Самые экстремальные температуры в действительности возникают в умеренных широтах и приполярных областях. Здесь летом песок может прогреваться до 70 градусов Цельсия (о чем упоминается и в книге). Да и зимы здесь не менее суровы: температура падает до -40 градусов в умеренных широтах и -75 на полюсе.
Это кажется контринтуитивным, ведь экваториальные области получают больше энергии от солнца. Однако моделирование приполярных регионов Арракиса показывает, что здесь намного влажнее, а облака гуще, и все это разогревает климат, поскольку водяной пар - парниковый газ.
Книга говорит, что на Арракисе не бывает дождя. Однако наша модель показывает, что небольшие объемы дождевых осадков все-таки возможны - правда, только на высоких широтах летом и осенью, и лишь в горах. Какие-то облака от сезона к сезону появляются, впрочем, и над тропиками и полюсами.
Книга также упоминает, что как минимум на северном полюсе планеты есть многолетняя полярная шапка. Но здесь книга сильнее всего расходится с нашей моделью. Она показывает, что летние температуры топят любой лед - а снега зимой, чтобы напитать ледяную шапку на полюсе, не бывает.
Жаркая, но обитаемая
Могут ли люди выжить на столь пустынной планете? Во-первых, давайте допустим, что люди в книге и фильме похожи на нас с вами в том, что касается переносимости жары. Если это так, то что бы ни говорили книга и фильм, кажется, что наиболее пригодны для жизни были бы тропики. Здесь настолько сухо, что температура влажного термометра - мера «обитаемости», которая учитывает и температуру и влажность - никогда не превышает критической отметки.
В умеренных широтах, где живет большинство жителей Арракиса, наиболее опасно с точки зрения жары. В низинах среднемесячная температура часто превышает 50-60 градусов, а ее дневной максимум еще выше. Такие температуры для людей смертельны.
Мы знаем, что все гуманоидные формы жизни на Арракисе за пределами обитаемых регионов должны носить дистикомбы, которые поддерживают температуру его носителя и снабжают того питьевой водой. Это важно, поскольку книга утверждает, что на Арракисе не бывает дождей, нет открытой воды, а воды, которой можно добыть из воздуха, слишком мало.
За пределами тропиков также очень холодно, температуры столь низки, что без соответствующих технологий эти регионы становятся необитаемы. В городах типа Арракина и Картага перепад температур чем-то похож на еще более экстремальную версию условий в Сибири, где летом бывает нестерпимо жарко, а зимой отчаянно холодно.
Важно помнить, что Герберт написал первый том «Дюны» уже очень давно, в 1965 году. Только через два года после этого Сюкуро Манабе (лауреат Нобелевской премии по физике 2021 года) опубликовал свою первую климатическую модель, и у Герберта не было не только супер-, но и даже обычного компьютера. Учитывая это, мир, который он описал, выглядит крайне правдоподобно и через шесть десятилетий после его создания.
Авторы: Алекс и Майкл Фарнсфорт, Себастьян Стейниг, Перевод: Иван Шунин
Ссылка на источник