π-dag: Fem steder, du møder pi i dit liv

I dag fejrer vi naturkonstanten, som holder sammen på dit dna, får fly på vingerne og udpeger Jordens afløser.

I dag fejrer vi naturkonstanten, som holder sammen på dit dna, får fly på vingerne og udpeger Jordens afløser.

Shutterstock

Hvis der findes intelligent liv andre steder i universet, ved vi allerede nu, at vi har én ting til fælles med dem: Pi.

For pi er en naturkonstant, der er vævet ind i alle afkroge af universet.

Pi er defineret som forholdet mellem en cirkels diameter og dens omkreds. Værdien fastsættes typisk til 3,14, men konstantens decimaler fortsætter reelt i det uendelige.

Den matematiske konstant med det græske navn bliver fejret hvert år 14. marts – som amerikanere skriver som 3/14.

I den anledning bringer vi fem eksempler på, hvordan pi hjælper, former og styrer livet på Jorden.

Kroppen – Pi holder sammen på dit dna

Såkaldte pi-bindinger kæder dna'et sammen.

© Shutterstock

I alle dine celler er pi på spil - nærmere bestemt i arvematerialet, dna. Hvert trin på dna’ets trappestige-formede dobbeltstreng er kædet kemisk sammen af en såkaldt pi-binding, der giver strukturen sin form.

En pi-binding er én af atomernes metoder til at hægte sig på hinanden.

Navnet stammer fra den såkaldte elektronskal omkring atomet, der varetager bindingen og er kuppelformet – en form som kan beskrives med pi.

Ingeniørvidenskab – Pi sikrer dit fly

Hver en roterende flydel er dybt afhængig af pi for fungere korrrekt.

© Shutterstock

Meget af mekanikken på et passagerfly består af roterende, runde komponenter, der – grundet formen – bruger pi til at få komponenterne til at tale rigtigt sammen og holde flyet i luften.

Pi er fx på spil når vingernes flaps skal justeres. Et signal fortæller en lille motor, hvor mange gange den skal dreje. Hver rotation svarer til fx et tandhjuls diameter gange pi. Den viden indgår i flycomputerens beregninger, bl.a. når flyet skal bremse.

Pi sikrer også, at to cirkulære komponenter i en jetmotor passer perfekt sammen.

I fx jetmotorer må målene maksimalt afvige en titusindedel fra virkeligheden, og derfor må den pi-værdi, som ingeniørerne bruger i deres beregninger, også kun afvige med en titusindedel.

Præcisionen af pi stiger med antallet af decimaler. Når pi angives til 3,14, er det ikke helt præcist, men afviger 0,5 procent fra den sande værdi. Når pi skrives som 3,14159 er det kun 0,000084 procent fra den sande værdi – og det er godt nok for flyingeniørerne.

Teknologi – Pi tester fremtidens supercomputer

Googles cloud-servere blev i 2019 testet ved at udregne pi.

© Google

31,4 billioner. Så mange decimaler har Google udregnet pi med.

Rekordberegningen blev udført på Google Cloud, og demonstrerer lagringstjenestens evne til at gennemføre langvarige opgaver, som kræver massiv regnekraft. Beregningen varede 121 dage.

Pis endeløse talrække er et effektivt værktøj til at teste ny computerteknologi. Dermed kan konstanten bane vejen for fremtidige supercomputere, der fra enorme mængder data kan skabe præcise vejrudsigter og finde årsagen til sygdomme.

Naturen – Floder flyder efter pi

Floders sving kan beregnes med pi.

© Shutterstock

I floder, der bugter sig fra side til side gennem et fladt landskab, løber vandet yderst i svingene hurtigere og flytter mere sand og sten, end det langsommere vand inderst.

Den effekt skaber flodens slingrekurs. En undersøgelse fra 1996 argumenterer for, at pi bestemmer, hvordan floder bugter sig.

Undersøgelsen beregner floders fulde, snoede længde divideret med længden fra udspring til udmunding i fugleflugt. Resultatet giver værdier mellem 2,7 og 3,5, mens gennemsnittet ligger på 3,14 – pi.

Teorien om pis rolle i flodernes forløb blev oprindeligt foreslået af Albert Einstein i 1926.

Astronomi – Pi udpeger Jorden 2.0

Pi hjælper med at finde menneskets fremtidige hjem.

© NASA/Tiago Campante/Peter Devine

Hvis vi skal tage kontakt til intelligente væsner på fremmede kloder, skal vi finde de potentielt beboelige planeter først.

NASAs jagt på Jorden 2.0 kræver bl.a., at deres astronomer kan udregne planetens størrelse og afstanden til stjernen, den kredser om.

Størrelsen beregnes ud fra det procentvise dyk i stjernens lysstyrke, når planeten passerer ind foran, og formlen for arealet af en cirkel.

Ud fra pi og Keplers tredje lov – der fastslår, hvor hurtigt planeter kredser om deres stjerne – kan astronomerne udregne, hvor langt planeten er fra stjernen.

Afstanden sammenholdt med stjernens størrelse afslører, om exoplaneten kredser i den beboelige zone og dermed kan være et fremtidigt hjem for os – og andet overjordisk liv.

Hvis NASA finder liv, kan de passende spørge, om rumvæsnerne kender pi.