الفيزياء وراء سحر بابا نويل ورنّاته

يحلّق بابا نويل وحيوانات الرنّة الثمان في السماء لتوزيع ملايين الألعاب على أماكن محددة على امتداد سطح الكرة الأرضية بأكملها في غضون وقت قصير يمتد من عشية عيد الميلاد وحتى صباح يوم العيد. لأول وهلة، قد يُخيّل لنا بأن مهمة بابا نويل أسطورية وشبه مستحيلة!! ولكن أطفال العالم الطيبين، يعلمون جيدًا بأن بابا نويل دائمًا ما يفي بوعوده وينهي مهمته على أكمل وجه، لطالما أثارت هذه المهمة الصعبة فضولنا، ناهيكم عن فضول علماء الفيزياء!! بابا نويل أو -كما يُطلق عليه أيضًا سانتا كلوز-، ليس مجرد شخص عادي، بل ومن المرجّح أن يكون فيزيائيًا لامعًا. حيث حاول العديد من العلماء تفسير مهمته شبه المستحيلة باستعمال العلم والقوانين الفيزيائية دون اللجوء إلى الخيال. فهل يا ترى حقًا ستساعدنا الفيزياء نحن أيضًا على فهم كيفية ذلك؟

فرحة العيد تكمن في الهديّة| صورة: Shattestock, PV production
 

مهمّة بابا نويل

بحسب معطيات الإسكان لشهر كانون الأول سنة 2021 يبلغ عدد سكان العالم 7.9 مليار نسمة. منهم حوالي 2 مليار طفل (2,000,000,000) ولنفترض أنّ جميع أطفال العالم سيحصلون على الأقل على هدية واحدة من سانتا لأنهم كانوا أطفالًا طيبين ومميزين هذه السنة، فهذا يعني أنّ على سانتا أن يصل إلى حوالي 600 مليون بيت (بمعدل 3.5 طفل لكل بيت)، وعند كل بيت عليه أن يركن مزلجته، ثم أن يدخل البيت متخفيًا، ويضع الهدايا في مكانها المخصص، وبعدها يتوقف ليأكل ما تبقى من كعك العيد، وأخيرًا يهم بالخروج من البيت وركوب مزلجته من جديد متوجهًا الى البيت التالي. وعليه أن يكرّر هذا 600 مليون مرة !

لدى سانتا حوالي 32 ساعة لإتمام المهمة (إذا أخذنا بعين الاعتبار أنه بدأ التوزيع تمامًا عند خط التاريخ الدولي إلى جهة الغرب وبهذا يكون قد استغل الوقت المكتسب بين المناطق الزمنية للكرة الأرضية) أي بالثانية الواحدة عليه أن يصل إلى حوالي 5000 منزل.

إذا قمنا بالحساب فسوف يحتاج سانتا كلوز لأن يسير بسرعة تفوق 175 مرة سرعة الضوء، والبالغة 300 ألف كيلومتر في الثانية. ومع الأخذ بالحسبان كتلة الهدايا الكبيرة التي عليه أن يحملها (2 مليار هدية على فرض أن كل هدية تزن كتلها 1 كغم)  تخيلوا ماذا يعني هذا! معنى ذلك أنّه سيتعين على سانتا وألعابه في كلّ مرّة تحمُّل مصاعب عدّة في الذهاب والإياب من وإلى كل منزل، إذ سيواجه سانتا التسارع والتباطؤ المستمرين، مقاومة هواء هائلة نتيجة وزن الحمولة الهائل، وارتفاع درجة حرارة العربة بشكل هائل بحيث تساوي درجة الحرارة التي تتكوّن عند اختراق مركبة فضاء للغلاف الجوي. وهو أمر لا يمكن لسانتا ورناته تحمله بأي شكل.

جسر سانتا في الزمكان| رسم: Shatterstock, imagephotodesign