Космос, наука, звёзды, галактики, планеты, чёрные дыры

На этой странице нам хотелось бы рассказать о разных, как нам кажется интересных фактах, связанных с космосом и наукой, о которых вы не знали или знали но в общих чертах. Итак, читайте, смотрите и запоминайте...

Космос

Космическое пространство (космос) — относительно пустые участки Вселенной, которые лежат вне границ атмосфер небесных тел. Вопреки распространённым представлениям, космос не является абсолютно пустым пространством — в нём существует очень низкая плотность некоторых частиц (преимущественно водорода), а также электромагнитное излучение и межзвездное вещество. Слово «космос» имеет несколько различных значений. Иногда под космосом понимают всё пространство вне Земли, включая небесные тела.

Что будет, если человек попадёт в открытый космос без защитного скафандра?

Как утверждают учёные НАСА, вопреки распространённым представлениям, при попадании в открытый космос без защитного скафандра человек не замёрзнет, не взорвётся и мгновенно не потеряет сознание, его кровь не закипит. Вместо этого настанет быстрая смерть от недостатка кислорода. Кроме того, со слизистых оболочек организма (язык, глаза, лёгкие) начнёт быстро испаряться вода. Некоторые другие проблемы — декомпрессионная болезнь, солнечные ожоги незащищённых участков кожи и поражение подкожных тканей — начнут сказываться уже через 10 секунд. В какой-то момент человек потеряет сознание из-за нехватки кислорода. Смерть может наступить примерно через 1-2 минуты, хотя точно это неизвестно. Тем не менее, если не задерживать дыхание в лёгких (попытка задержки приведёт к баротравме), то 30-60 секунд пребывания в открытом космосе не вызовут каких-либо необратимых повреждений человеческого организма.

В НАСА описывают случай, когда человек случайно оказался в пространстве, близком к вакууму (давление ниже 1 Па) из-за утечки воздуха из скафандра. Человек оставался в сознании приблизительно 14 секунд — примерно такое время требуется для того, чтобы обеднённая кислородом кровь попала из лёгких в мозг. Внутри скафандра не возник полный вакуум, и рекомпрессия испытательной камеры началась приблизительно через 15 секунд. Сознание вернулось к человеку, когда давление поднялось до эквивалентного высоте примерно 4,6 км. Позже попавший в вакуум человек рассказывал, что он чувствовал и слышал, как из него выходит воздух, и его последнее осознанное воспоминание состояло в том, что он чувствовал, как вода на его языке закипает.

Журнал «Aviation Week and Space Technology» 13 февраля 1995 г. опубликовал письмо, в котором рассказывалось об инциденте, произошедшем 16 августа 1960 года во время подъёма стратостата с открытой гондолой на высоту 19,5 миль для совершения рекордного прыжка с парашютом (Проект «Эксельсиор»). Правая рука пилота оказалась разгерметизирована, однако он решил продолжить подъём. Рука, как и можно было ожидать, испытывала крайне болезненные ощущения, и ею нельзя было пользоваться. Однако при возвращении пилота в более плотные слои атмосферы состояние руки вернулось в норму.

Что такое "чёрные дыры"?

Чёрная дыра — область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света).

Американские астрономы установили, что массы сверхмассивных чёрных дыр могут быть значительно недооценены. Исследователи установили, что для того, чтобы звёзды двигались в галактике М87 (которая расположена на расстоянии 50 миллионов световых лет от Земли) так, как это наблюдается сейчас, масса центральной чёрной дыры должна быть как минимум 6,4 миллиарда солнечных масс, то есть в два раза больше нынешних оценок ядра М87, которые составляют 3 млрд солнечных масс.

Черной дырой, в принципе, может быть все что угодно, если сжать его до очень малых размеров. Например, если сжать Землю до диаметра 2 см, то она будет обладать всеми свойствами черной дыры. В лаборатории невозможно исследовать черную дыру, поскольку, если даже взять тело массой тысячи тонн, то его нужно сжать до размеров меньших даже чем протон! Наблюдение черных дыр, находящихся во Вселенной тоже невозможно ввиду их большой отдаленности от Земли и малых размеров.

Чем дальше от черной дыры проходит свет, тем слабее она его притягивает, и на определенном расстоянии от центра свет уже может избежать притяжения к черной дыре. Граница темной области и светлой (в которой свет уже избегает притяжения) называется горизонтом событий. Поэтому черная дыра выглядит как темный шар. В центре черной дыры находится сингулярность – так называется точка нулевого размера и масса которой стремится к бесконечности! Учеными доказано, что массивные тела искривляют пространство и замедляют ход времени. А если же приблизиться максимально к черной дыре, то время и вовсе остановится!

Откуда же берутся черные дыры? Звезды постоянно испускают из своего центра наружу большую энергию. В то же время звезда стремится сжаться под силой собственного притяжения. Но звезда не меняет размер, поскольку излучаемая из центра энергия компенсирует собственное притяжение. Но когда звезда умирает и в ней заканчивается топливо, тогда побеждает сила гравитации. Она быстро «схлопывает» звезду, и таким образом получается объект примерно такой же массы, как и прежняя звезда, только размером гораздо меньше. Это и есть черная дыра.

Если вы шагнёте в чёрную дыру, вы почувствуете себя тюбиком зубной пасты, из которого кто-то выдавливает содержимое. Когда какой-то объект пересекает горизонт событий — точку невозврата из чёрной дыры, начинают действовать те же законы физики, которые вызывают на Земле приливы океанов. Сила гравитации убывает по мере увеличения расстояния, поэтому, чем ближе Луна к Земле, тем сильнее действует её притяжение на нашу планету. Земля немного вытягивается в сторону Луны, это совсем незначительные изменения, чтобы мы их почувствовали, но вода на поверхности нашей планеты начинает течь вдоль удлинённой оси. Вблизи чёрной дыры размером с Землю гравитация гораздо сильнее, и дыра начнёт растягивать вас в направлении себя, то есть произойдёт то, что мы условно называем „засасыванием“. В конечном итоге вы растянетесь настолько, что превратитесь в поток субатомных частиц, движущихся в направлении дыры. Но, поскольку ваш мозг распадётся на атомы почти мгновенно, этот факт не успеет сильно вас опечалить.

Звёзды

Все звезды Вселенной имеют разный диаметр. И даже наше Солнце не самая огромная звезда, впрочем, и не маленькая. У нее 1391000 километров в диаметре. Есть во Вселенной и звезды весомее, они получили название гипергиганты. Довольно долго самой большой звездой считалась VY, которая находится в созвездии Большого Пса. У исполина в диаметре 2900000 километров. VY расположилась в 5 тысячах световых лет от Солнечной системы.

Ученые подсчитали, чтобы представить насколько это гигантские размеры, один оборот вокруг звезды-гипергиганта займет 1200 лет, и то, если лететь со скоростью 800 километров в час. Или же, если уменьшить Землю до 1 сантиметра и так же пропорционально уменьшить VY, то размер последней будет 2,2 километра.

Ближайшая к Земле звезда после Солнца - Проксима Центавра (лат. proxima — «ближайшая») — красный карлик, относящийся к звёздной системе Альфа Центавра. Расположена примерно в 4,22 светового года от Земли, что в 270 000 раз больше расстояния от Земли до Солнца. Видимая звёздная величина Проксимы Центавра равна 11m, несмотря на малое расстояние до Земли. Объясняется это тем, что Проксима Центавра — красный карлик, которые вообще излучают мало энергии. Звезду такой малой яркости невозможно различить невооружённым глазом.

Звезды живут разные отрезки времени в зависимости от того, насколько они велики. Такие звезды, как наше Солнце, живут около 10 миллиардов лет, звезды же, которые весят в 20 раз меньше, живут около 10 миллионов лет и так далее.

Звезды начинают свою жизнь как плотные облака газа и пыли. После формирования звезды, она сжигает водород в гелий, и как только водород начинает иссякать, происходят дальнейшие этапы горения, к примеру, гелий может превратиться в более тяжелые элементы.

Если звезда лишь в несколько раз меньше Солнца, она в конечном итоге становится белым карликом. Если же это звезда больше по массе, чем Солнце, то в результате своего взрыва она становится сверхновой.

Температура космоса

К космическому пространству неприменимо понятие температуры в нашем обычном понимании; там ее просто нет. Здесь имеется в виду термодинамическое ее понятие - температура является характеристикой состояния вещества, меру движения молекул среды. А вещество в открытом космическом пространстве как раз практически отсутсвует. Однако, космическое пространство пронизано излучением самых разных источников самой разнообразной интенсивности и частоты. И температуру можно понимать, как суммарную энергию излучения в каком-то место пространства.

Термометр, помещенный здесь, будет показывать сначала ту температуру, какая была характерна для среды, из которой его извлекли, например, из капсулы или соответсвующего отсека космического корабля. Затем со временем прибор начнет нагреваться, причем, нагреваться очень сильно. Ведь даже на Земле, в условиях, где существует конвективный теплообмен, лежащие на открытом солнце камни и металлические предметы нагреваются очень сильно, настолько, что к ним невозможно прикоснуться.

В Космосе нагрев будет намного сильнее, так как вакуум является надежнейшим теплоизолятором.

Оставленный на произвол судьбы космический аппарат или какое-либо другое тело охладится до температуры -269oС. Спрашивается, почеиу не до абсолютного нуля?

Дело в том, что в космическом пространстве с чудовищными скоростями летят различные элементарные частицы, ионы, испускаемые горячими небесными телами. Космос пронизан лучистой энергией этих обьъектов, как в видимом, так и в невидимом диапазонах.

Вся эта энергия, падающая на квадратный метр поверхности даже при полном её поглощении врядли смогла бы нагреть стакан воды на 0,1oС.

Если человек окажется в космосе без скафандра, то никакого ужасного холода он конечно не почувствует. Кожа будет охлаждаться в результате испарения влаги с ее поверхности и он почувствует просто приятную прохладу и это не может вызвать летального переохлаждения. От недостатка кислорода в крови потеряет сознание он раньше.

Марс - наиболее пригодная для освоения человеком планета после Земли

Жизнь на Марсе пока ещё не возможна, к сожалению. Хотя, возможно там где нибудь и живут простейшие микроорганизмы, бактерии-экстремалы, так как в принципе условия на Марсе не самые сложные среди других планет солнечной системы. На Земле есть места, в которых природные условия похожи на марсианские. Крайне низкие температуры в Арктике и Антарктиде сравнимы даже с самыми низкими температурами на Марсе, а на экваторе Марса в летние месяцы бывает так же тепло (+20 °C), как и на Земле. Также на Земле есть пустыни, схожие по виду с марсианским ландшафтом. Наклон оси Марса к плоскости эклиптики составляет 25,19°, а земной — 23,44°. В результате этого на Марсе, как на Земле, есть смена времён года, хотя она и происходит почти в два раза дольше, поскольку марсианский год в 1,88 раза длиннее земного. У Марса есть атмосфера. Несмотря на то, что её плотность составляет всего 0,007 земной, она даёт некоторую защиту от солнечной и космической радиации, а также была успешно использована для аэродинамического торможения космического летательного аппарата. Недавние исследования НАСА подтвердили наличие воды на Марсе. Таким образом, условия на Марсе, похоже, достаточны для поддержания жизни. Параметры марсианского грунта (соотношение pH, наличие необходимых для растений химических элементов, и некоторые другие характеристики) близки к земным, и на марсианской почве теоретически можно было бы выращивать растения. Температура поверхности Марса гораздо ниже земной. Максимальная отметка составляет +30 °C (в полдень на экваторе), минимальная — 123 °C (зимой на полюсах).

Так же есть несколько вариантов изменения условий на Марсе для пригодного для жизни человека состояния.

Управляемое обрушение на поверхность Марса кометы, астероида из Главного пояса (например Цереры) или одного из спутников Юпитера, с целью разогреть атмосферу и пополнить её водой и газами.

Вывод на орбиту спутника Марса массивного тела, астероида из Главного пояса (например Весты) с целью активации эффекта планетарного "динамо" и усиления собственного магнитного поля Марса.

Взрыв на полярных шапках нескольких ядерных бомб. Недостаток метода — возможное радиоактивное заражение выделенной воды. Помещение на орбиту Марса искусственных спутников, способных собирать и фокусировать солнечный свет на поверхность планеты для её разогрева.

Когда погаснет Солнце?

Мощность солнечного излучения, падающего на Землю, составляет 170 триллионов киловатт. Это в 10 000 раз больше, чем использует человечество во всех формах, но в 2 миллиарда раз меньше энергии, безвозвратно рассеиваемой Солнцем в космосе. Согласно теории относительности любой расход энергии связан с потерей массы. Каждую секунду Солнце становится легче на 4 миллиона тонн. Масса, равная земной, сгорает за 50 000 лет. Как долго может продолжаться это расточительство?

Энергия нашего светила вырабатывается в термоядерных реакциях превращения водорода в гелий. Четыре ядра водорода весят на 0,7% больше, чем ядро гелия, которое из них образуется. Эта небольшая разница, называемая дефектом массы, переходит в энергию. Часть ее сразу уносят в космос всепроникающие нейтрино. Остальная энергия превращается в тепло и разогревает недра Солнца до 14 миллионов градусов. Огромная температура удерживает давление вышележащих слоев вещества и обеспечивает протекание термоядерных реакций. Но тепло постоянно просачивается наружу и излучается с поверхности Солнца. Ежесекундно в гелий превращается 600 миллионов тонн солнечного водорода. Но даже при таком колоссальном расходе водорода хватит на 10 миллиардов лет, настолько велика масса Солнца. Почти половина этого срока уже позади, что следует из возраста горных пород, лунного грунта и метеоритов.

Однако после выработки большей части водорода Солнце не погаснет, наоборот, разгорится с новой силой. Его ядро сожмется и разогреется, а оболочка распухнет и охладится. Светимость Солнца вырастет в тысячи раз, питать же его будут реакции ядерного горения гелия, превращающегося в более тяжелые элементы. Огромная красная звезда выжжет поверхности близких к ней планет. К счастью, для подготовки к этому катаклизму у наших потомков будет достаточно времени — более 5 миллиардов лет. Стадия красного гиганта весьма скоротечна по звездным меркам. За какую-нибудь сотню миллионов лет запасы гелия исчерпаются, а огромная раздувшаяся оболочка рассеется в окружающем пространстве. От прогоревшего термоядерного реактора останется лишь небольшая сверхплотная звездочка — белый карлик, единственным источником свечения которого служит постепенное остывание.

И ещё несколько небезынтересных фактов:

Горы на Марсе достигают высоты 20-25 километров.

Каждые сутки на Землю падает порядка 200 тысяч метеоритов.

За последние 500 лет масса Земли увеличилась на миллиард тонн за счет космического вещества.

Солнечная система находится в одном из спиральных рукавов Млечного пути, состоящем из звёзд, газа и пыли.

Солнце является одной из 200 млрд. звезд нашей Галактики.

Солнце состоит в основном на 70% из водорода и 30 % из гелия.

Диаметр Солнца примерно в 109 раз превосходит диаметр нашей планеты.

Солнцу нужно 223 млн. лет (галактический год) чтобы облететь вокруг центра Галактики, со скоростью 220 км/с.

Масса Солнца в 333 тыс. раз больше массы Земли.

Земля весит примерно 600 триллионов тонн.

Чтобы солнечный свет достиг Земли требуется порядка 8,5 минут.

Самая низкая температура на Луне -164 градуса Цельсия. Самая высокая температура на Луне +117 градусов Цельсия.

На поверхности Венеры днём температура достигает 430 градусов по Цельсию.

Путешествия во времени возможны?

В принципе многие серьёзные учёные этого не отрицают. Есть, как они считают, несколько возможных вариантов перемещения как в прошлое так и в будущее. Это и "кротовые норы" во вселенной и на самой Земле, с помощью определённых условий и приспособлений. Косвенным потверждением возможности таких путешествий является, на мой взгляд феномен "хрономиражей". Когда неожиданно, на глазах многих свидетелей одновременно возникают предметы, строения, события прошлого. В 1943 г. в Филадельфии проводился эксперимент под руководством самого Альберта Эйнштейна. Целью опыта было сделать объект с помощью магнитного поля невидимым и потому неуязвимым для противника. Но результатом стало перемещение во времени и одновременно телепортация, благодаря которому корабль за считанные секунды перенесся в точку, удаленную на много километров от исходной. В ходе эксперимента пострадали люди. Сразу же после опытов Эйнштейн сжег свои записи, осознав опасность подобных хрональных путешествий…

В России проблемой физического времени занималось немало исследователей. Профессор Николай Козырев проводил многочисленные опыты в Пулковской обсерватории. Ему удалось зафиксировать изменения в доли секунды, например, при растворении некоторых веществ в воде, если пространство было экранировано (ограничено) с помощью зеркал. Наибольших успехов сотрудники обсерватории достигли в эксперименте, где подвешенный на нити диск помещался внутрь спирали из металлических плит, служивших экранами. Ограниченная среда заставляла диск вращаться, то есть время ускорялось.