между землей и космосом что
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
Официальная» граница между атмосферой и космосом — линия Кармана (Karman line) — это 100 километров высоты. Выбрана она не из-за круглого значения. На этой высоте плотность воздуха уже столь мала, что аппарат, поддерживаемый аэродинамическими силами, должен лететь с первой космической скоростью, чтобы не упасть. А поскольку он в таком случае не упадёт и без крыльев, получается, что тут проходит «водораздел» между аэронавтикой и астронавтикой (принятый FAI), а значит — между атмосферой и космосом. Хотя воздушная оболочка планеты, понятно, на 100 км не обрывается.
Геофизики назовут с ходу ещё несколько слоёв и «границ», определяемых состоянием вещества в самых верхних «этажах» атмосферы. А, к примеру, в США, чтобы считаться состоявшимся астронавтом, нужно побывать на высоте более 80 километров (скорость при этом значения не имеет)ю
Канадцы же подошли к проблеме с другой стороны. Они решили выяснить, где проходит раздел между относительно слабыми ветрами земной атмосферы и космическими потоками заряженных частиц, несущихся со скоростями до 1000 км/ч.
После тщательного анализа всех данных, группа учёных из Канады и США в своей статье в Journal of Geophysical Research опубликовала итоги эксперимента с Supra-Thermal Ion Imager, рассказывающие о поведении «межпланетной погоды» в промежуточной зоне между атмосферой и космосом.
Для нас же в том исследовании важна одна цифра — 118 километров. Именно там проходит край космоса, если руководствоваться критерием появления космического ветра.
Один из авторов работы, Дэвид Надсен (David Knudsen) из Калгари, говорит: «Эти данные позволяют нам рассчитать энергетические потоки в земной атмосфере, что в конечном счёте может помочь нам понять взаимосвязь между космосом и окружающей средой. Это может привести к более глубокому пониманию взаимосвязи между солнечными пятнами и переменами в земном климате, а также того, как космическая погода влияет на спутники связи, навигации и энергетические системы».
Расстояние от Земли до космоса
Освоение космического пространства происходит исходя из принципов международного права. Основы его заложены договором 1967 года, ратифицированным более чем 100 государствами. Парадоксально, но до сих пор ученые и правительства стран не пришли к единому мнению, сколько километров до космоса.
Что такое космос и где он начинается
Слово «космос» возникло в Древней Греции. В переводе оно означало порядок, строй, мир. Вселенная рассматривалась как противоположность хаосу и нагромождению материи. Впоследствии понятие трансформировалось. Современная наука относит к космосу пространство вне газовых оболочек небесных тел. Земной атмосферой считается область вокруг планеты, в которой воздушная среда вращается вместе с Землей как единое целое.
Чтобы определить с научной точки зрения начало космоса, нужно понять, где заканчивается атмосфера.
Для газовой оболочки Земли характерна выраженная слоистость из 5 сфер.
Первой от земной поверхности расположена тропосфера. Здесь сосредоточено около 80% массы атмосферы. Высота ее колеблется от 8-10 на полюсе до 16-18 км в тропиках.
Вторая оболочка носит название стратосфера. Она начинается от 8-16 и заканчивается до 50-55 км от поверхности Земли. В интервале 20-30 проходит озоновый слой, защищающий все живое на планете от агрессивного воздействия ультрафиолетовых лучей. За счет их поглощения озоном происходит нагревание воздуха.
От нее до уровня 500 км расположена термосфера. Газовый состав термосферы подобен приземному, но кислород переходит в атомарное состояние.
Самый верхний, наиболее разреженный атмосферный слой, — экзосфера. Она состоит из ионизированного газа (плазмы). Частицы здесь могут свободно удаляться в межпланетное пространство. Масса экзосферы меньше атмосферной в 10 млн раз. Нижняя граница начинается от 450 км над Землей, верхняя достигает нескольких тысяч километров.
Таким образом, исходя из своего научного определения космос начнется в экзосфере, где газовая среда не вращается как единое целое вместе с Землей.
Примерное определение дистанции
Единого научного мнения, на каком расстоянии от Земли начинается космос, не существует. Ученые формируют свои доказательства исходя из различных видов физических параметров.
Есть идея, что космос начинается после исчезновения гравитационного воздействия Земли — на расстоянии 21 млн км.
На высоте 18,9-19,35 км при температуре человеческого тела начинает закипать вода. То есть для организма космос начнется на линии Армстронга. После того как в 1957 году первый искусственный спутник исследовал пространство над Землей, возникло понятие «ближний космос» (от 20 до 100 км).
В 50-х годах XX века исследователь Теодор фон Карман установил, что в 100 км от Земли полет для создания подъемной силы достигает момента первой космической скорости (7,9 м/с). Летательному аппарату не нужны крылья, и он превращается в спутник Земли.
Американские и канадские ученые, измерив границу влияния ветров атмосферы и начало воздействия космических частиц на высоте 118 км, предложили определять космическое пространство с данного значения.
Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства Правительства США отмечало расстояние 122 км, на котором шаттлы переключались с маневрирования двигателями на аэродинамику. А военно-воздушные силы своим пределом узаконили отметку 80,45 км.
В 1979 году СССР предложил считать границей космоса величину выше 100-110 км.
Официальное расстояние от поверхности земли до космоса
Страны не пришли к единому мнению, где заканчивается воздушное пространство. Это связано с проблемой установления высотного предела государственного суверенитета.
ФАИ (Международная авиационная федерация) регистрирует полет как космический, начиная от линии Кармана (100 км). В таком интервале от планеты аппарат может совершить полный орбитальный виток вокруг Земли, после чего начинаются его вход в плотные слои атмосферы, торможение и падение.
Международное космическое право базируется на следующих принципах:
Данные нормы иногда вступают в противоречие с интересами мировых держав, так как вопрос о государственном суверенитете воздушного пространства тесно связан с лимитированием безвоздушных пространств.
На какой высоте летает МКС
Расстояние до Международной космической станции от Земли меняется от 330 до 417 км. В этом интервале сочетаются оптимальные показатели для проведения экспериментов в условиях невесомости и экономически обоснованная дальность доставки космонавтов и грузов.
Причины изменения расстояний
Причина периодической смены расстояний до МКС кроется в силе трения. Частицы атмосферы воздействуют на корпус станции, происходят медленное торможение и потеря высоты. За счет двигателей приходящих кораблей орбиту увеличивают.
Ранее расстояние от Земли до орбиты МКС варьировалось от 330 до 350 км. Выше ее не могли поднять по причине неспособности американских шаттлов улететь дальше этого расстояния от Земли.
После отмены программы «челноков» станцию удалось отдалить от Земли на 417 км в 2014 году. Сегодня МКС находится на уровне 406 км.
Локальная смена дистанции связана с космическим мусором. Чтобы избежать столкновений, ведется наблюдение в режиме онлайн за передвижением отработанных элементов летательных аппаратов. Если появляется угроза удара, экипаж станции выполняет маневр уклонения. Двигатели дают импульс, который выводит МКС на более высокую орбиту.
Что находится за пределами Солнечной системы?
Космические зонды «Вояджер-1» и «Вояджер-2» позволили человечеству познакомиться с Солнечной системой. До запуска аппаратов в 1977 году мы практически ничего не знали о большинстве планет нашего галактического дома. Как пишет в своей книге «Голубая точка. Космическое будущее человечества» астроном и популяризатор науки Карл Саган, «эти аппараты поведали нам о чудесах других миров, об уникальности и хрупкости нашего, о рождениях и закатах. Они открыли нам отдаленные уголки Солнечной системы. Именно они исследовали тела, которые, возможно, станут родиной наших далеких потомков». Сегодня, 43 года спустя «Вояджеры» по-прежнему бороздят космические просторы и отправляют на Землю данные о том, что их окружает – таинственное, темное межзвездное пространство. Будучи первыми искусственными объектами, покинувшими нашу Солнечную систему, «Вояджеры» рискуют вторгнуться на неизведанную территорию, находящуюся в миллиардах километров от дома. Ни один другой космический корабль еще не заплывал так далеко в космический океан.
За пределами сферы влияния нашей звезды скрывается холодное, таинственное межзвездное пространство
Если считать пределом Солнечной системы расстояние, на котором наша звезда больше не может удерживать на орбитах какие-либо тела, то «Вояджеры» проведут в ней еще десятки тысяч лет.
Астроном, астрофизик, популяризатор науки Карл Саган («Голубая точка. Космическое будущее человечества»).
Что такое межзвездное пространство?
Вдали от защитных объятий Солнца край Солнечной системы кажется холодным, пустым и безжизненным местом. Неудивительно, что зияющее пространство между нами и ближайшими звездами долгое время казалось пугающе огромным пространством небытия. До недавнего времени это было место, куда человечество могло заглянуть лишь издалека.
Астрономы уделяли межзвездному пространству лишь мимолетное внимание, предпочитая вместо этого сконцентрировать внимание телескопов на светящихся массах соседних звезд, галактик и туманностей. Между тем оба «Вояджера» до сих пор отправляют на Землю данные из этой странной области, которую мы называем межзвездным пространством.
На протяжении последнего столетия ученые строили картину того, из чего состоит межзвездная среда, в основном благодаря наблюдениям с помощью радио и рентгеновских телескопов. Они обнаружили, что межзвездное пространство состоит из чрезвычайно диффузных ионизированных атомов водорода, пыли и космических лучей, перемежающихся плотными молекулярными облаками газа, которые считаются местом рождения новых звезд.
Но его точная природа непосредственно за пределами нашей Солнечной системы была в значительной степени загадкой, главным образом потому, что Солнце, все планеты и пояс Койпера содержатся в гигантском защитном пузыре, образованном солнечным ветром, известным как гелиосфера.
Когда Солнце и окружающие его планеты проносятся через галактику, этот пузырь ударяется о межзвездную среду, как невидимый щит, удерживая большинство вредных космических лучей и других материалов.
Размер и форма гелиосферного пузыря изменяются по мере прохождения через различные области межзвездной среды. На изображении показао местоположение космических аппаратов «Вояджер-1″и «Вояджер-2».
Но его спасательные свойства также затрудняют изучение того, что лежит за пределами гелиосферы. Вот почему по мнению некоторых ученых единственный способ получить представление о межзвездном пространстве – это улететь далеко от Солнца, оглянуться назад и получить изображение из-за пределов гелиосферы. Но это не простая задача – по сравнению со всей галактикой Млечный Путь наша Солнечная система выглядит меньше, чем рисовое зернышко, плавающее посреди Тихого океана. И все же, «Вояджеры» находятся далеко от внешнего края гелиосферы.
Еще больше интересных статей о том, какие тайны Солнечной системы открыли роботизированные зонды «Вояджер», читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.
Гелиосфера и солнечный ветер
Гелиосфера, как выяснили ученые, неожиданно велика, что говорит о том, что межзвездная среда в этой части галактики менее плотна, чем считалось раньше. Солнце прорезает путь через межзвездное пространство, словно корабль, движущийся по воде, создавая «носовую волну» и протягивая за ней след, возможно, с хвостом (или хвостами) в форме, подобной форме комет. Оба Вояджера прошли через «нос» гелиосферы, и поэтому не предоставили никакой информации о хвосте.
«По оценкам «Вояджеров», гелиопауза имеет толщину около одной астрономической единицы (149 668 992 километров, что составляет среднее расстояние между Землей и Солнцем). На самом деле это не поверхность. Это регион со сложными процессами. И мы не знаем, что там происходит,» – рассказал BBC.com Джейми Рэнкин, исследователь из Принстонского университета.
Солнечным ветром исследователи называют поток ионизированных частиц, исходящих из солнечной коры (со скоростью 300—1200 км/с) в окружающее космическое пространство. Солнечный ветер – один из основных компонентов межпланетной среды.
Так, в представлении художника, выглядит солнечная буря, обрушившаяся на Марс.
И хотя всплески солнечного ветра могут предоставить ученым интересные данные о том, что происходит в межзвездном пространстве, они, по-видимому, оказывают удивительно небольшое влияние на общий размер и форму гелиосферы.
Оказывается, то, что происходит вне гелиосферы, имеет гораздо большее значение, чем то, что происходит внутри нее.
Солнечный ветер может нарастать или ослабевать с течением времени, не оказывая существенного влияния на пузырь. Но если этот пузырь переместится в область галактики с более плотным или менее плотным межзвездным ветром, то он начнет сжиматься или расти. Ну что же, надеемся, что «Вояджеры» еще долго будут отправлять на Землю данные о том, что их окружает, а мы с вами наконец подробнее узнаем о том, что именно происходит в этом таинственном межзвездном пространстве.
Время в космосе и на земле: разница, теории, факты, примеры
Многие века людям казалось, что время везде движется с одинаковой скоростью. Разница времени в космосе и на Земле не воспринималась всерьез, но все изменил Альберт Эйнштейн в своей теории относительности. Все уважаемые ученые в мире физики не могли не принять к сведению такой взгляд, поэтому эта сфера полностью изменилась в своих представлениях.
Важность теории А. Эйнштейна
Первоначально теория Эйнштейна называлась «К электродинамике движущихся тел». Свое конечное наименование она получила позже, когда ученые полностью ее изучили и поняли, что в большей степени данная теория рассматривает относительность. Такая тема оставалась неизведанной тысячелетиями, поэтому важность ее неоспорима.
Например, если человек будет находиться в воде и кинет вдаль камень, то разницы особой он не почувствует. Если же он будет плыть, то изменение в движении визуально будет отмечено.
Теория помогла объяснить разницу времени в космосе и на Земле.
Основные выводы
Если не изучать напрямую всю теорию, можно вывести из нее определенные факты, которые связаны с пространством и временем в космосе и на Земле. Эти два понятия неразделимы по своей сути.
Таким образом, можно сказать, если объект движется с определенной скоростью, то физические явления будут показывать себя гораздо медленнее. Если тело находится в состоянии покоя, то эффект будет обратным.
Скажем, если человек едет в машине, а его друг находится дома, то первый будет ощущать движение времени гораздо медленнее, чем второй. Как отличие в таких ситуациях, так и разницу во времени между Землей и космосом, достаточно сложно ощутить, потому что она незначительна, составляет буквально миллиардные доли секунды.
Но если скорость изменяется как и у первого, так и у второго объекта, то разница будет иметь большие показатели. Если ракета летит в космосе где-то один год, то на Земле за этот период пройдет около нескольких сотен лет.
Пример
Пример не означает, что человек в ракете почувствует серьезную разницу времени в космосе и на Земле. Его привычные действия не станут медленными, они будут идти привычным образом.
Для человека с Земли это, конечно, будет восприниматься иначе, если он сможет увидеть другого в это время в ракете.
Несмотря на это, объект в ракете также будет думать, что исчисляется период на Земле очень медленно, если бы он мог увидеть часы там.
Как идет время в космосе относительно Земли? Ведь не все люди ощущают разницу. Дело в том, что человек в ракете ощущает время относительно самого себя, поэтому чувствует какие-то изменения. Ему кажется, что скорость течения его времени гораздо больше. Также это обусловлено серьезным ускорением у ракеты, из-за чего агрегат движется не линейно, как Земля. Соответственно, система отсчета не является равноправной в обеих точках. Именно по этой причине человек в космосе считает, что он движется быстрее, а земные жители почти не замечают разницы.
Искривление пространства и времени как причина относительности
Каждое тело, в данном случае именно ракета, имея свою конкретную скорость, так или иначе искривляет вокруг себя и время, и пространство. Это заметно, даже если рядом с небольшим предметом на столе будет передвигаться объект с большей скоростью. Правда, данный период очень сложно высчитать математически, так как он имеет мизерные показатели.
Но вот время на Земле и в космосе отличается значительно, поэтому значение найти не так тяжело. Это объясняется тем, что масса объектов велика, соответственно, пространство и время искривляют они в большей степени. Разницу в показателях несложно ощутить благодаря современному оборудованию. Гравитационное поле у габаритных объектов сильное, ввиду этого время исчисляется гораздо медленнее.
Подобный факт имеет место в ряде исследований, которые его подтверждают.
Каждый человек может поверить данные, не имея при себе специализированной техники. Достаточно взять небольшой мячик, а затем ударить по нему. Изначально его движение будет направлено по линии, а потом траектория изменится, создастся впечатление, что сам объект изменяет свое движение. Но это не так, так как гравитация самой Земли заставляет мяч поменять направление, но само качество движения при этом не меняется. Позже наступит момент, когда линия движения Земли и самого меча совпадет.
Уничтожение стереотипов
Судя по всему сказанному, никто не может точно сказать, какая разница времени в космосе и на Земле. До сих пор неизвестно наверняка, что на Земле оно быстрее, а в космосе медленнее или наоборот. Это так, потому что космос представляет собой огромное пространство, в каждых частях которого время течет по-разному. Около черной дыры оно становится долгим, а вдалеке от планет и звезд убыстряется в разы.
Интересные факты
Поэтому односторонне расценивать все данные в теории относительности нелогично. Не зря же она относительна.
Границы на пути к космосу и пределы дальнего космоса.(Осторожно многобукаф)
• Уровень моря — 101,3 кПа (1 атм.; 760 мм рт. ст;) атмосферного давления, плотность среды 2,7·1019 молекул на см³.
• 0,5 км — до этой высоты проживает 80 % населения мира.
• 2 км — до этой высоты проживает 99 % населения мира.
• 2—3 км — начало проявления недомоганий (горная болезнь) у неакклиматизированных людей.
• 4,7 км — МФА требует дополнительного снабжения кислородом для пилотов и пассажиров.
• 5,0 км — 50 % от атмосферного давления на уровне моря.
• 5,3 км — половина всей массы атмосферы лежит ниже этой высоты (немного ниже вершины горы Эльбрус).
• 6 км — граница постоянного обитания человека.
• 7 км — граница приспособляемости к длительному пребыванию.
• 8,2 км — граница смерти без кислородной маски: даже здоровый и тренированный человек может в любой момент потерять сознание и погибнуть.
• 8,848 км — высочайшая точка Земли гора Эверест — предел доступности пешком.
• 9 км — предел приспособляемости к кратковременному дыханию атмосферным воздухом.
• 12 км — дыхание воздухом эквивалентно пребыванию в космосе (одинаковое время потери сознания
10—20 с); предел кратковременного дыхания чистым кислородом без дополнительного давления; потолок дозвуковых пассажирских лайнеров.
• 15 км — дыхание чистым кислородом эквивалентно пребыванию в космосе.
• 16 км — при нахождении в высотном костюме в кабине нужно дополнительное давление. Над головой осталось 10 % атмосферы.
• 10—18 км — граница между тропосферой и стратосферой на разных широтах (тропопауза).
• 18,9–19,35 — линия Армстронга — начало космоса для организма человека — закипание воды при температуре человеческого тела. Внутренние телесные жидкости на этой высоте ещё не кипят, поскольку тело генерирует достаточно внутреннего давления, чтобы предотвратить этот эффект, но могут начать кипеть слюна и слёзы с образованием пены, набухать глаза.
• 19 км — яркость тёмно-фиолетового неба в зените 5 % от яркости чистого синего неба на уровне моря (74,3—75 свечей против 1500 свечей на м²), днём могут быть видны самые яркие звёзды и планеты.
• 20 км — верхняя граница биосферы: предел подъёма в атмосферу спор и бактерий воздушными потоками.
• 20 км — интенсивность первичной космической радиации начинает преобладать над вторичной (рождённой в атмосфере).
• 20 км — потолок тепловых аэростатов (монгольфьеров) (19 811 м).
• 25 км — днём можно ориентироваться по ярким звёздам.
• 25—26 км — максимальная высота установившегося полёта существующих реактивных самолётов (практический потолок).
• 15—30 км — озоновый слой на разных широтах.
• 34,668 км — рекорд высоты для воздушного шара (стратостата), управляемого двумя стратонавтами.
• 35 км — начало космоса для воды или тройная точка воды: на этой высоте вода кипит при 0 °C, а выше не может находиться в жидком виде.
• 37,65 км — рекорд высоты существующих турбореактивных самолётов (Миг-25, динамический потолок).
• 38,48 км (52 000 шагов) — верхняя граница атмосферы в 11 веке: первое научное определение высоты атмосферы по продолжительности сумерек (араб. учёный Альгазен, 965—1039 гг.).
• 39 км — рекорд высоты стратостата, управляемого человеком (Red Bull Stratos).
• 45 км — теоретический предел для прямоточного воздушно-реактивного самолёта.
• 48 км — атмосфера не ослабляет ультрафиолетовые лучи Солнца.
• 50 км — граница между стратосферой и мезосферой (стратопауза).
• 51,694 км — последний пилотируемый рекорд высоты в докосмическую эпоху (Джозеф Уокер на ракетоплане X-15, 30 марта 1961 г.)
• 51,82 км — рекорд высоты для газового беспилотного аэростата.
• 55 км — атмосфера не воздействует на космическую радиацию.
• 40—80 км — максимальная ионизация воздуха (превращение воздуха в плазму) от трения о корпус спускаемого аппарата при входе в атмосферу с первой космической скоростью.
• 70 км — верхняя граница атмосферы в 1714 г. по расчёту Эдмунда Холли (Галлея) на основе данных альпинистов, законе Бойля и наблюдений за метеорами.
• 80 км — граница между мезосферой и термосферой (мезопауза).
• 80,45 км (50 миль) — официальная высота границы космоса в США.
• 100 км — официальная международная граница между атмосферой и космосом — линия Кармана, определяющая границу между аэронавтикой и космонавтикой. Аэродинамические поверхности (крылья) начиная с этой высоты не имеют смысла, так как скорость полёта для создания подъёмной силы становится выше первой космической скорости и атмосферный летательный аппарат превращается в космический спутник. Плотность среды на этой высоте 12 миллиардов молекул на 1 см³
• 100 км — зарегистрированная граница атмосферы в 1902 г.: открытие отражающего радиоволны ионизированного слоя Кеннелли — Хевисайда 90—120 км.
• 118 км — переход от атмосферного ветра к потокам заряжённых частиц.
• 122 км (400 000 футов) — первые заметные проявления атмосферы во время возвращения на Землю с орбиты: набегающий воздух начинает разворачивать Спейс Шаттл носом по ходу движения, начинается ионизация воздуха от трения и нагрев корпуса.
• 120—130 км — спутник на круговой орбите с такой высотой сможет сделать не более одного оборота.
• 150—180 км — высота перигея орбиты первых пилотируемых космических полётов.
• 200 км — наиболее низкая возможная орбита с краткосрочной стабильностью (до нескольких дней).
• 302 км — максимальная высота первого космического полёта (Гагарин Ю.А., Восток-1, 12 апреля 1961 г.)
• 320 км — зарегистрированная граница атмосферы в 1927 г.: открытие отражающего радиоволны слоя Эплтона.
• 350 км — наиболее низкая возможная орбита с долгосрочной стабильностью (до нескольких лет).
• ок. 400 км — высота орбиты Международной космической станции
• 500 км — начало внутреннего протонного радиационного пояса и окончание безопасных орбит для длительных полётов человека.
• 690 км — граница между термосферой и экзосферой.
• 1000—1100 км — максимальная высота полярных сияний, последнее видимое с поверхности Земли проявление атмосферы (но обычно хорошо заметные сияния происходят на высотах 90—400 км).
• 1372 км — максимальная высота, достигнутая человеком в долунную эпоху (12 сентября 1966 г., Джемини-11).
• 2000 км — атмосфера не оказывает воздействия на спутники и они могут существовать на орбите многие тысячелетия.
• 3000 км — максимальная интенсивность потока протонов внутреннего радиационного пояса (до 0,5—1 Гр/час).
• 12 756 км — мы отдалились на расстояние, равное диаметру планеты Земля.
• 17 000 км — внешний электронный радиационный пояс.
• 27 000 км — наименьшее расстояние от Земли, на котором пролетел заранее (свыше 1 дня) обнаруженный астероид 2012 DA14 диаметром 44 м и массой около 130 тыс. тонн.
• 35 786 км — высота геостационарной орбиты, спутник на такой высоте будет всегда висеть над одной точкой экватора. В первой половине 20-го эта высота считалась теоретическим пределом существования атмосферы. Если бы вся атмосфера равномерно вращалась вместе с Землёй, то с этой высоты на экваторе центробежная сила вращения будет превосходить над притяжением и частички воздуха, вышедшие за эту границу, будут разлетаться в разные стороны.
• ок. 90 000 км — расстояние до головной ударной волны, образованной столкновением магнитосферы Земли с солнечным ветром.
• ок. 100 000 км — верхняя замеченная спутниками граница экзосферы (геокорона) Земли. Атмосфера закончилась, началось межпланетное пространство
• 363 104 — 405 696 км — высота орбиты Луны над Землёй.
• 401 056 км — абсолютный рекорд высоты, на которой был человек (Аполлон-13, 14 апреля 1970 г.).
• 930 000 км — радиус гравитационной сферы Земли и максимальная высота существования её спутников. Выше 930 000 км притяжение Солнца начинает преобладать и оно будет перетягивать поднявшиеся выше тела.
• 1 500 000 км — расстояние до одной из точек либрации L2, в которых попавшие туда тела находятся в гравитационном равновесии. Космическая станция, выведенная в эту точку, не будучи орбитальным спутником, с минимальными затратами топлива на коррекции траектории всегда бы следовала за Землёй и находилась бы в её тени.
• 21 000 000 км — на таком расстоянии практически исчезает гравитационное воздействиеЗемли на пролетающие объекты.
• 40 000 000 км — минимальное расстояние от Земли до ближайшей большой планеты Венеры (до Марса 56—58 млн. км).
• 149 597 870,7 км — среднее расстояние от Земли до Солнца. Это расстояние служит мерилом расстояний в Солнечной системе и называется астрономическая единица (а. е.).
• 4 500 000 000 км — радиус границы околосолнечного межпланетного пространства — радиус орбиты самой дальней большой планеты Нептун.
• 8 230 000 000 км — граница пояса Койпера — пояса малых ледяных планет.
• 18 435 000 000 км — расстояние до самого дальнего на сегодня космического аппарата Вояджер-1.
• Несколько десятков миллиардов км — пределы дальнобойности солнечного ветра, граница гелиосферы, начало межзвёздного пространства.
• 9 460 730 472 580, 8 км — световой год — расстояние, которое свет проходит за 1 год. Служит для измерения межзвёздных и межгалактических расстояний.
• до 20 000 000 000 000 км (20 трлн. км, 2 св. года) — гравитационные границы Солнечной системы (Сфера Хилла) — граница Облака Оорта, максимальная дальность существования планет.
• 30 856 776 000 000 км — парсек — более узкопрофессиональная астрономическая единица измерения расстояний, равен 3,2616 светового года.
• ок. 40 000 000 000 000 км (40 трлн. км, 4,243 св. года) — расстояние до ближайшей к нам звезды Проксима Центавра
• ок. 300 000 000 000 000 км (300 трлн км, 30 св. лет) — размер Местного межзвёздного облака, через которое сейчас движется Солнечная система (плотность 300 атомов на 1 дм³).
• ок. 3 000 000 000 000 000 км (3 квадриллиона км, 300 св. лет) — размер Местного газового пузыря, в состав которого входит Местное межзвёздное облако с Солнечной системой (50 атомов на 1 дм³).
• ок. 33 000 000 000 000 000 км (33 квдрлн км, 3500 св. лет) — толщина галактического Рукава Ориона, в котором находится Местный пузырь.
• ок. 300 000 000 000 000 000 км (300 квдрлн км) — расстояние от Солнца до ближайшего внешнего края гало нашей галактики Млечный Путь. За его пределами простирается чёрное, почти пустое и беззвёздное межгалактическое пространство с едва различимыми без телескопа маленькими пятнами нескольких ближайших галактик.
• ок. 2 000 000 000 000 000 000 000 000 000 км — граница подгруппы Млечного Пути (15 галактик).
• ок. 15 000 000 000 000 000 000 км (15 квинтиллионов км) — граница Местной группы галактик (более 50 галактик).
• ок. 1 000 000 000 000 000 000 000 км (1 секстиллион км, 100 млн. св. лет)— граница Местного сверхскопления галактик (Сверхскопления Девы) (около 30 тысяч галактик).
• Группа сверхскоплений Кита-Рыб
• ок. 435 000 000 000 000 000 000 000 км (435 секстиллионов км, 46 млрд. св. лет) — граница наблюдаемой Вселенной (порядка 500 миллиардов галактик).
Только вчера в топе было, поднятое из бездны забытья. Плюс там еще и картинка была.
было около дня назад.
Что современная наука может рассказать нам о таких загадочных объектах, как черные дыры
История Земли за 24 часа
Мы часто рассуждаем про далекий космос, неведомые миры и непостижимые законы, забывая обращать внимание на то, что рядом – наш дом. Давайте исправим эту оплошность и поговорим про старушку Землю. Именно старушку – вы сейчас поймете, насколько она не молода. Наша планета существует треть времени жизни Вселенной и за это время повидала немало. Чтобы не путаться в огромных цифрах, давайте сравним историю Земли с сутками.
Итак, 4 миллиарда 567 миллионов лет назад запустились наши образные 24 часа – молодая звезда по имени Солнце оставила после своего рождения тот еще беспорядок. Пространство было заполнено плотным газом и пылью, образующими вращающийся вокруг нового светила протопланетный диск. Области диска с бОльшим количеством вещества притягивали к себе газ и пыль, наращивая массу и становясь все плотнее. С ростом массы зарождающаяся планета, как снежный ком, притягивала больше вещества.
Прошло всего 6 минут (20 миллионов лет), а наша Земля превратилась из протопланеты в самостоятельный объект молодой Солнечной системы. Да уж, она точно не была похожа на тихую голубую планету, какой мы видим ее сейчас. Это был настоящий ад: вся поверхность Земли была раскалена и расплавлена. Один сплошной океан лавы, в который непрерывно что-то сыпалось из космоса. Планета то и дело сталкивалась с маленькими и большими космическими телами. Есть мнение, что одно из таких столкновений привело к появлению Луны в 00:12 часов по нашему образному времени.
К 3 часам утра планета остыла достаточно, чтобы на ней начал конденсироваться пар, образуя гидросферу. Тут и там начали появляться моря, температура которых доходила до +90°С. Тяжелая бомбардировка метеоритами уже почти завершилась и примерно в это же время на Земле начала появляться примитивная жизнь. Планета все еще не выглядела дружелюбной: кипящие моря и лавовые реки не кончались. Непрерывный вулканизм выбрасывал тонны вещества из недр, наполняя атмосферу углекислым газом, азотом и водяным паром.
В промежутке между 03:00 и 05:30 появляются первые доядерные организмы – прокариоты. У этих примитивных одноклеточных нет даже ядра, но они успешно населяют остывающую планету, которая все больше становится пригодной к жизни. К 09:20 появляется полноценная земная кора, способная формировать континенты. В это же время бактерии познали, что такое фотосинтез. Благодаря этому атмосфера медленно начала наполняться кислородом. Но таким новшеством бактерии сами себя загнали в ловушку, изменив облик Земли до неузнаваемости.
Уже в 11 часов утра случилась так называемая Кислородная катастрофа. Бактерии увеличили концентрацию кислорода и уменьшили количество метана и углекислого газа, которые создавали парниковый эффект. Температура опустилась настолько, что буквально вся Земля превратилась в один большой снежный шар. Лед был даже на экваторе. Гуронское оледенение – так назвали этот период, закончилось лишь в час дня, продлившись 300 миллионов лет. С началом потепления произошел скачок в эволюции, и у простейших появилось ядро в клетке. Наступила эпоха эукариотов.
Долгое время на Земле царило великое затишье. С 14:30 до 20:15 не происходило абсолютно ничего. Ученые назвали этот период «скучный миллиард». Он начался 1,8 миллиарда лет назад и закончился 720 миллионов лет назад. В эволюции жизни не происходили очевидные скачки, да и климат оставался одинаковым на протяжении всего этого времени. Идиллию нарушил очередной ледниковый период, который опять произошел из-за повышения уровня кислорода. Продлился он недолго: начавшаяся в 20:40 вулканическая деятельность вновь запустила парниковый эффект, что спровоцировало дальнейшую эволюцию жизни.
Дальше счет идет «на минуты»:
21:48 – образуются Уральские горы, появляются первые земноводные.
22:07 – первые деревья и семена. Это дало возможность растениям быстро распространиться по всей суше. Появились первые пресмыкающиеся.
22:25 – произошло самое массовое вымирание за всю историю жизни на Земле. За 20 тысяч лет исчезло 95% всех видов растений и животных на суше и в океане. Ученые до сих пор не могут установить причину этой катастрофы. На восстановление разнообразия жизни ушло более 30 миллионов лет. Но исчезновение одних видов, дало возможность развития других.
22:40 – появляются первые динозавры.
22:56 – первые сумчатые млекопитающие. Расцвет эпохи динозавров.
23:03 – суперконтинент Пангея разделился на два континента – Лавразию и Гондвану. Начался дрейф материков.
23:12 – первые птицы.
23:18 – первые цветковые растения.
23:39 – произошла еще одна катастрофа – вымирание динозавров.
23:42 – первые парнокопытные и древние киты.
23:52 – появление первых человекообразных обезьян.
…За 80 секунд до полуночи появляются австралопитеки, за 15 секунд – предки добывают огонь, а за 4 секунды – появляется человек разумный, который всего за 0,3 секунды до конца суток успевает населить Северную и Южную Америку.
Начался новый день. Сегодняшний день. Что он нам принесет? Поживем – увидим.
Пошла первая секунда.
Поставьте лайк, если задумались, что динозавры вымерли всего 20 минут назад и подписывайтесь, если еще не с нами.
Космос – это интересно!
Рассеянное скопление M 37
Рассеянное скопление M 37 (Объект Мессье 37 или NGC 2099) — рассеянное звёздное скопление в созвездии Возничего.
В скоплении наблюдаются 19 белых карликов, из них 11 находятся в диапазоне масс от 0,75 до 0,95 масс Солнца[2]. Один из белых карликов этого скопления имеет очень большую массу для данного типа объектов: 1,28 масс Солнца.
Оценка количества звёзд Главной последовательности NGC 2099 даёт количество 1599 звёзд. Доля красных звёзд в NGC 2099 больше, чем в NGC 6866.
В скоплении обнаружено 24 переменные звезды. Из них 9 являются переменными звёздами типа Дельты Щита (но, скорее всего, только 2 из них принадлежат М 37), 7 — затменными двойными, 1 — пекулярной переменной.
M 37 — самое яркое из трёх знаменитых рассеянных скоплений Возничего. Как и все созвездие, оно может наблюдаться с осени по весну. В искатель телескопа или полевой бинокль скопление нетрудно найти примерно в 5 градусах южнее θ Возничего (точнее, υ Aur). В телескоп средней апертуры (150—200 мм) скопление разрешается примерно на сотню бело-желтых неярких звезд, которые как рассыпанная манная крупа заполняют поле зрения окуляра. В центре скопления выделяется яркостью и цветом оранжевая двойная звезда.
Сложение 500 кадров
ПОЧЕМУ ИНОПЛАНЕТЯНЕ — ЭТО БОЛЬШЕГОЛОВЫЕ ГУМАНОИДЫ С БОЛЬШИМИ ГЛАЗАМИ?
Автор: создатель сообщества Фанерозой, научный популяризатор, Александр Яскин.
При упоминании слова «инопланетянин» многие из нас вспомнят образ серого высокого гуманоида с огромными чёрными глазами. Даже если сделать поисковой запрос в Яндексе или в Google, то там тоже в первую очередь вы увидите изображение таких инопланетян. Почему именно этот образ так нравится нашему мозгу?
Уфологи сразу ответят, что это самый популярный образ, потому что именно такие инопланетяне посещали нашу планету. Я надеюсь, что для вас разоблачать этот миф не надо. Да и пусть лучше его разоблачают мои коллеги, популяризирующие астрономию, космонавтику и иные смежные специальности.
Тем более, что ответ, гораздо менее будоражащий фантазию, на этот вопрос есть в журнале Skeptic [1]. И сейчас я расскажу вам об этом ответе.
Начать стоит с того, что многие животные имеют т.н. врождённый шаблон распознавания образов. Так, птенцы с самого рождения опасаются тени, которую оставляют хищные птицы. А вот тень птиц, не представляющих опасность, чувства тревоги не вызывает.
Новорождённый человеческий детёныш в возрасте до двух месяцев не умеет различать лица. Единственное, что распознаёт младенец, так это глаза. После рождения зрительные возможности новорождённого достаточно ограничены. Он видит объекты в пределах одного метра, не различает цвета и видит вокруг лишь оттенки серого. Также самой важной в этой истории особенностью зрения младенца является младенческий астигматизм. В следствие этих характеристик младенец воспринимает лицо матери, которое является первым визуальным впечатлением у ребёнка, в сильно искажённом виде.
А теперь давайте посмотрим на самих инопланетян. На картинке ниже мы видим компьютерную модель чубика.
А вот посмотрите на рисунки, сделанные людьми, утверждающими, что их похищали инопланетяне.
Далее учёные взяли фотографию женщины и попробовали исказить её до такой степени, в которой её могут увидеть младенцы. Они учли и астигматизм и иные параметры зрения новорождённых.
После обработки получилось изображение, которое вы можете увидеть на пятой картинке. На этом изображении мы можем различить только глаза. Специалисты предполагают, что именно этот образ сохраняется в нашем мозгу, и в некоторых случаях может всплывать во снах или в галлюцинациях с большими глазами и трактоваться, как лицо инопланетянина.
Вероятнее всего, образ инопланетянина тесно связан с нашими младенческими впечатлениями. А если наложить сверху образ и то, что многие вещи нам навязала культура, то природа таких видений становится простой и понятной.
P.S. Прежде чем писать нецензурные комментарии, ознакомьтесь с правилами нашего сообщества.
Путешествие в космос #1 (О-о-очень длинная картинка)
Привет, друзья! Сегодня я подготовил новую партию интересностей. В этот раз мы поговорим о высоте. В трех частях этой темы, мы преодолеем все слои атмосферы, окажемся в космосе, выйдем на орбиту, а потом и вовсе улетим подальше от Солнца.
Иллюстрация от Where.is.Pluto (да, я сам рисовал😏), но сначала немного текста для любителей текста.
0 км – высота уровня моря.
2 км – до этой отметки проживает 99% всего населения Земли.
3 км – первые проявления «горной болезни» у неподготовленных людей.
5 км – всего лишь 50% от привычного атмосферного давления.
5,1 км – самый высокогорный населенный пункт Ла-Ринконада (Анды, Перу).
5,65 км – гора Эльбрус. На это высоте яркость неба в зените вполовину меньше, чем на высоте уровня моря.
6 км – граница обитания человека. Временные поселения шерпов (Гималаи).
8,2 км – граница смерти без кислородной маски. Любой, даже самый тренированный альпинист, не сможет находиться длительное время на этой высоте без специального оборудования.
8,85 км – гора Эверест. Самая высокая точка Земли. Предел «пешего путешествия в космос». На этой высоте яркость неба в зените составляет лишь четверть от привычной нам.
10-12 км – конец тропосферы.
12 км – верхняя граница полета пассажирских авиалайнеров. 15-20 секунд без кислородной маски и человек теряет сознание.
15 км – лишь 10% от атмосферного давления. Небо над головой темно-фиолетовое.
19 км – линия Армстронга. Начиная с этой высоты, нахождение без герметичного костюма или скафандра невозможно. Из-за низкого давления, вода закипает при температуре тела человека. Яркость неба в зените лишь 5% от той, что мы видим на уровне моря. Самые яркие звезды видны даже днем.
22 км – граница биосферы. Предел подъема ветром спор и бактерий.
26 км – максимальная высота полета реактивных самолетов.
34,4 км – давление у поверхности Марса соответствует этой земной высоте.
35 км – вода закипает при 0°С и дальше не существует в жидком виде. Только в виде газа или льда.
41,4 км – рекорд высоты прыжка с парашютом.
48 км – атмосфера больше не защищает от УФ-излучения Солнца.
Мезосфера и термосфера
55 км – начало мезосферы. Атмосфера больше не защищает от космической радиации.
70 км – верхняя граница появления метеоров.
75 км – высота появления серебристых облаков.
80 км – начало перегрузок при спуске космонавтов.
85 км – конец мезосферы, начало термосферы.
90 км – граница взаимодействия атмосферы с заряженной магнитосферой Земли.
100 км – Линия Кармана – официальная международная граница между атмосферой и космосом. Здесь заканчивается воздушная территория всех государств. Рубеж между аэронавтикой и космонавтикой. Выше этой отметки, летающий корпус и крылья не имеют смысла.
Космос за 5 минут
Как-то раз под конец лета мы сидели на каменистом берегу Ладожского озера в темной ночи и я рассказывал жене про космос и звезды, созвездия и их истории. Это был один из самых романтичных вечеров в том году. И знаете, каждый из вас сможет повторить его.
У меня есть идея написать легкие посты с простым визуалом, чтобы вы тоже смогли задумчиво поднять голову вверх и выдать несколько интересных фактов. Берите своих вторых половинок, родственников, друзей, детей или родителей и рассказывайте им как интересно ночное небо. Гуляете с собакой – расскажите ей. Думаю, она тоже заинтересуется. А самое главное – позвольте самим себе открывать космос.
1. Смотрите на звезды вдали от фонарей, которые светят в глаза: чем дальше от городской засветки, тем лучше.
2. Сделайте яркость телефона/планшета/монитора на минимум. Так вы увидите больше звезд, ведь ваши глаза адаптируются к темноте.
Произнёс ли Нил Армстронг на Луне: «Удачи, мистер Горски»?
Считается, что первый человек на Луне произнёс загадочную фразу, разгадку которой дал позднее в интервью на Земле. Мы проверили, говорил ли Армстронг подобное.
Вот что сообщается об этом на ряде информационных сайтов:
«Именно Нил Армстронг был командиром корабля «Аполлон-11», впервые в истории прилунившегося 20 июля 1969 года. Это он сделал первый шаг на Луне, а после трёхчасовой прогулки радировал на Землю знаменитые слова о «маленьком шаге для человека, но огромном скачке для всего человечества».
Однако, перед тем как вернуться на борт лунного модуля, космонавт произнёс ещё одну фразу: «Удачи, мистер Горски». Смысл этой ремарки пожилой Армстронг поведал журналистам лишь в 1995 году.
В НАСА предположили, что это, быть может, вызов, брошенный кому-то из советских космонавтов. Однако проверка подтвердила, что космонавта с такой фамилией в Союзе нет. Потом в течение десятилетий при любом удобном случае на всех встречах и конференциях Армстронга спрашивали, что означает его странное заявление. Нил в ответ только загадочно улыбался, отшучивался и отвечал, что сказать ничего не может.
Но много лет спустя Армстронг наконец-то ответил. Мистер Горски умер, и Нил чувствовал, что, отвечая на вопрос, не повредит никому. Однажды, будучи ещё подростком, Нил с друзьями играл в бейсбол на заднем дворе. Приятель Армстронга бросил мяч так, что тот оказался под окном спальни их соседей — мистера и миссис Горски. Стоит заметить, что пара постоянно ругалась и была близка к разводу. Когда парень перелез через забор и нагнулся, чтобы подобрать мяч, он услышал, как миссис Горски кричит мистеру Горски:
— Ты получишь это только после того, как соседский пацан высадится на Луну!
Было нетрудно догадаться, чего просил у жены мистер Горски, а мальчишка запомнил этот разговор на долгие годы».
Некоторые источники, в том числе пользователи «Пикабу» (Удачи, мистер Горски) и Виктор Шендерович, уточняют, что речь в просьбе мистера Горски шла об оральном сексе. История эта весьма популярна в СМИ и художественной литературе. На Западе случаю в семье Горски посвящён короткометражный фильм.
Если верить популярным сайтам, фраза про мистера Горски интересовала репортёров десятилетиями. Однако поиск в источниках до 1995 года оказывается безрезультатным — ничего подобного ни в газетах, ни в книгах ранее не упоминалось. На многих сайтах приводятся дата и место той самой пресс-конференции, на которой Нил Армстронг открыл миру правду о мистере Горски: 5 июля 1995 года, Тампа-Бэй, штат Флорида. Но упоминания фразы нет в прессе ни за указанный день, ни за соседние с ним даты.
В ноябре того же года к теме обратился популярный американский онлайн-сервис вопросов и ответов Straight Dope, ранее завоевавший авторитет в формате аналогичной газетной колонки. Один из читателей поинтересовался, насколько правдива вышеописанная история, которую он получил в виде рассылки по имейлу. Сесил Адамс (псевдоним автора колонки) ответила, что в НАСА ей категорически всё опровергли, и предположила, что история берёт начало из юмористической конференции rec.humor в легендарной компьютерной сети Usenet. Действительно, примерно в те же годы байка попала в печатный сборник шуток, ранее рассылавшихся по электронной почте. Прошло всего несколько лет, и она разошлась уже по вполне серьёзным периодическим изданиям. Хотя ещё 28 ноября 1995 года Нил Армстронг заявил, что ничего такого не говорил, а подобную шутку впервые услышал в исполнении комика Бадди Хэккетта, знакомого многим по озвучиванию чайки в диснеевском мультфильме «Русалочка».
Другие проверки
Ещё нас можно читать в Телеграме, в Фейсбуке и в Вконтакте. Традиционно уточняю, что в сообществах отсутствуют спам, реклама и пропаганда чего-либо (за исключением здравого смысла), а в день обычно публикуем не больше двух постов.
Размер черных дыр
Каждую секунду во Вселенной умирает звезда. Однако эти небесные тела не просто полностью исчезают, а всегда что-то оставляют после себя. Некоторые из них вспыхивают сверхновыми, превращаясь в черную дыру или нейтронную звезду, однако большинство звезд становятся белыми карликами – ядрами звезд, которыми они когда-то были. Эти объекты могут сиять до последних дней Вселенной. А их способность выжить при встрече с черной дырой и вовсе поражает. Но как это возможно? Почему черная дыра ему не страшна? Как рождаются белые карлики? И что случится, когда и они в конце концов умрут? Давайте попробуем разобраться в этих вопросах.
В декабре 2018 года космический телескоп XMM-Newton зафиксировал вспышку рентгеновского излучения, испущенную из центра галактики GSN 069.
Она расположена на расстоянии 250 миллионов световых лет от Млечного пути. GSN 069 увеличила свою светимость в рентгеновском диапазоне в два раза: в течение последующего часа её активность вернулась к привычным показателям, а через 9 часов процесс повторился вновь.
В последующие годы ученые провели новые наблюдения GSN 069 и вновь зафиксировали аналогичные рентгеновские вспышки, происходящие с интервалом в 9 часов. Что же это значит?
Нам известно, что в центре GSN 069 находится сверхмассивная черная дыра, масса которой примерно в полмиллиона раз превышает массу Солнца. И именно она испускает рентгеновские лучи в очень устойчивом темпе каждые девять часов. Вспышки настолько энергичны и регулярны, что сверхмассивная черная дыра, должно быть, съедает массу планеты Меркурий три раза в день. Так что же кормит эту черную дыру таким огромным обедом?
97% всех звезд заканчивают свое существование белыми карликами. Есть два способа как это может произойти:
Маленькие звезды, еще называемые «красными карликами», о которых мы расскажем в одном из следующих наших видео, выгорают на протяжении триллионов лет, пока постепенно не превратятся в белых карликов.
Когда звезда стареет, водород в ядре заканчивается и она начинает сжигать гелий, создавая более тяжелые элементы в ее центре. Делая это, звезда теряет свой внешний слой. Она расширяется примерно в 100 раз по сравнению с её первоначальным размером. Спустя время желтая звезда становится красным гигантом. И в конце концов красный гигант сбрасывает свои внешние слои. И более чем половина массы звезды будет выброшена в пространство, в виде захватывающей планетарной туманности, диаметром в миллионы километров.
Звезда, которая заканчивает свою жизнь в одной из этих планетарных туманностей, оставляет после себя ядро, известное как белый карлик. Бывший ранее в 100 раз больше в диаметре, сейчас он примерно такой же по размерам как и Земля, и имеет половину от изначальной массы. Это означает, что он чрезвычайно плотный.
Если бы это была обычная звезда, она бы давно была уничтожена. Но представьте, что вы берете солнце и сжимаете его до размера Земли, масса остается та же, но упакована она гораздо плотнее. Таким образом, баскетбольный мяч из вещества этой звезды весил бы столько же, сколько 35 голубых китов. Экстремальная плотность белого карлика защищает его от гравитационного натиска сверхмассивной черной дыры.
Орбита белого карлика проходит рядом с черной дырой каждые девять часов. И каждый раз, когда он приближается к черной дыре, часть его материи вытягивается. Они играют друг с другом в межзвездное перетягивание каната. Чёрная дыра больше, так что она победит. Однако белый карлик очень плотный, поэтому он будет оставаться на её орбите в течение миллиардов лет.
Когда астрономы впервые обнаружили белых карликов, они подумали, что подобные объекты не должны существовать. Как могло что-то иметь такую экстремальную плотность и не рухнуть под собственным весом? Квантовая механика, наука об атомных и субатомных частицах, помогла найти ответ.
Мы привыкли к правилам физики здесь, в макроскопическом мире. Но когда вы приближаетесь к субатомному миру, все становится очень странным. Здесь у нас есть электрон, одна из легчайших элементарных частиц во Вселенной, и именно эти маленькие электроны выполняют работу по поддержке целой звезды. Атомы начинают сжиматься, теряя внутренние энергетические связи. Увеличившаяся плотность объединяет электроны в новую субстанцию — вырожденный электронный газ. В таком состоянии электроны плотно взаимодействуют друг с другом, противодействуя силам гравитационного сжатия. Образуется так называемое голое ядро, которое не имеет внешней оболочки.
Они могут быть последними источниками света и энергии в умирающей вселенной. По некоторым оценкам, белые карлики могут сиять около 100 миллиардов лет. Это в десять раз дольше чем Вселенная существует сейчас, так долго, что никакая обычная звезда уже сиять не будет. Галактики испарятся и только тогда первый белый карлик превратится в первого черного карлика
Если протоны не распадаются, Черные карлики, вероятно, превратятся в сферы чистого железа путем квантового туннелирования через какой-то промежуток времени, столь большой, что его нормально назвать вечностью. Эти железные сферы будут путешествовать абсолютно одни сквозь чёрную Вселенную. И ничего нового, никогда, больше не произойдет.
Но не имеет значения что произойдет через миллиарды лет. Прямо сейчас Мы живем в прекрасное время, которое позволяет узнавать всё больше и больше о Вселенной наполненной бесконечным количеством звезд, света и планет.
Мы не умеем ориентироваться в космосе
Космические приключения напоминают нам, насколько неточно мы способны измерять реальность
В начале 1960-х, во время космической гонки, ни американские, ни советские учёные, не знали точно, где находятся Марс или Венера – особенно с точностью и определённостью, жизненно необходимыми для ориентирования космических аппаратов. Это прозвучит смешно. Они знали, конечно, где примерно окажется такая цель, как Венера, когда к ней подлетит космический корабль. Однако «примерно» в данном контексте могло означать погрешность в 10 000 или 100 000 км. Местоположения планет, их эфемериды, зависят от чрезвычайно точной калибровки их орбит. Однако лучше всего делать это непосредственными измерениями – так, как делали бы моряки прошлого, приставая непосредственно к острову или побережью, чтобы точно определить его широту и долготу.
Печально известное событие, иллюстрирующее эту проблему, произошло в начале 1961 года. Планировалось отправить на Венеру зонд. Советские и американские учёные соревновались в попытках точно определить местоположение Венеры, а через это ещё и уточнить астрономическую единицу. Тогда она определялась, как среднее расстояние между центром Земли и центром Солнца. С Земли это можно было сделать, измеряя отражённые от Венеры сигналы радара. Первым удалось запустить зонд СССР – » Венера-1″. Через несколько месяцев СССР также объявил об уточнении значения а.е. с использованием Венеры. Но американцы обнаружили, что это значение на 100 000 км отличалось от их измерений, сделанных при помощи радара, и язвительно заметили, что в СССР, видимо, обнаружили какую-то новую планету.
Потом оказалось, что у советского зонда, который в момент анонса проведённых измерений должен был пройти где-то поблизости от Венеры, уже случилось несколько неприятных поломок, в числе которых был отказ температурного контроля и контроля местоположения. Возможно, зонд и пролетел где-то недалеко от Венеры, однако мы уже никогда не узнаем, насколько он промахнулся – к тому моменту связь с ним уже пропала.
Сегодня одним из хранителей эфемерид служит Лаборатория реактивного движения, расположенная в Калифорнии. Она тщательно следит и постоянно обновляет данные о том, где, по нашему мнению, находятся планеты, их спутники, кометы, метеорные потоки и астероиды. Что-то вроде альманаха для исследователей планет. Но чем дальше мы заходим, чем экзотичнее становятся наши цели, тем сложнее эта задача.
Составляются амбициозные планы по отправке в звёздную систему Альфы Центавра крохотных «наноспутников» с солнечными парусами, движущиеся благодаря чрезвычайно мощным лазерам. Она расположена в четырёх световых годах от нас, и лететь к ней придётся не менее 20 лет со скоростью 20% от световой, или 216 млн км/ч. Проблема прибытия в нужный момент в нужное место другой звёздной системы гораздо больше, чем проблема расчёта полёта до какого-нибудь из наших внешних миров, например, Плутона. А до Плутона и так было сложно добраться.
Межпланетная станция НАСА «Новые горизонты», запущенная в 2006 с рекордной скоростью, при помощи гравитационного поля Юпитера стремилась к Плутону в течение девяти лет, пройдя почти 5 млрд км. Используя наземные телескопы и сложные компьютерные модели орбитального движения Плутона, мы можем указать на его положение в небе с погрешностью до 0,00014 градусов. Однако Плутон находится так далеко от нас, что эта неточность выливается в разброс порядка 13 000 км – достаточно для того, чтобы значительно затруднить попытку пролететь вблизи планетоида. Усложняли ситуацию и непредсказуемые отклонения аппарата от расчётной траектории, вызванные едва уловимым и неравномерным воздействием теплового излучения, идущего от его плутониевого реактора.
«Новые горизонты» всё-таки сумел провести встречу в июле 2015 к огромному облегчению учёных, которым пришлось ждать этого значительную часть своей жизни, от момента запуска до момента прибытия. Он пролетел мимо Плутона на расстоянии в 12 500 км, сохраняя тщательно выверенный интервал. В итоге для того, чтобы станция смогла пролететь мимо Плутона и сопровождающих его лун, не слишком отклоняясь от правильного пути, потребовалось тщательно измерять местоположение небесных тел и проводить коррекцию курса при помощи собственных видеокамер зонда и огромного количества терпения.
Сравним Плутон с ближайшей из звёзд тройной системы Центавра, крохотным красным карликом Проксима. Мы знаем, что он движется относительно нашего Солнца со скоростью примерно 32,19 км/с. Однако эта погрешность в 0,01 км/с при длительности миссии в 20 лет выливается в разброс местоположения порядка 6 млн км. И это звезда – яркий объект, который относительно легко изучать. Планеты в этой системе будут в миллиард раз менее яркими, и их будет гораздо труднее отследить. Как и в случае со станцией «Новые горизонты», межзвёздным зондам, вероятно, придётся отслеживать свои цели самостоятельно. Им придётся делать это автономно, потому что на отправку и получение сообщений с Земли будут уходить годы.
Пока ещё непонятно, сможет ли крохотный космический аппарат нести на себе необходимые вычислительные инструменты, датчики и системы для изменения траектории. Сами яркие звёзды могут служить лучшими метками пути, а наше Солнце может стать навигационным маяком. Короткие импульсы миниатюрных лазерных диодов могут обеспечить маневровую тягу, и, вероятно, ключом к успеху будет отправка сотен и даже тысяч наноспутников. Каждый из них будет обладать скромным ИИ и возможностью обучаться у других своих спутников. Достигать своих целей они будут при помощи огромной избыточности и благодаря многочисленным жертвам. Однако если вы пытаетесь поймать летящую пулю – будь то звезда или планета – другой летящей пулей, кое-что может пойти не так.
Несложно понять, что погрешности местоположения, простирающиеся на тысячи и миллионы километров, могут стать проблемой для исследователей. Попытки выйти за пределы известного, очевидно, выдвигают определённые неумолимые требования к нашей способности размечать физическую реальность. Но эти примеры также вскрывают более глубокие слои правды о том, как мы представляем себе мир, схематично изображаем его и взаимодействуем с ним.
Интересно, что фундаментальные свойства физики планет, вращающихся вокруг звёзд, держатся на неопределённостях местоположения гораздо меньшего размера, и буквально могут влиять на выживание всей системы. Это всё происходит от такого явления, как динамический хаос гравитационно связанных объектов – удивительной нестабильности и непредсказуемости движения небесных тел, которую всё же можно описать математически. И хотя наличие хаоса признавалось с 1880-х, только в 1980-х годах исследователи разработали специальные компьютеры, способные точно симулировать гравитационные движения планет нашей Солнечной системы. Эти симуляции позволили нам понять, насколько хаотично пространство, в котором мы живём.
Оказывается, что если отслеживать движение всего, что находится внутри Солнечной системы, на промежутках длительностью в десятки миллионов или миллиарды лет, могут иметь значение даже отклонения на несколько миллиметров в движении таких планет, как Меркурий. В одном случае может получиться относительно банальное будущее, а в другом – дестабилизация всей внутренней Солнечной системы, кидающая планеты на Солнце или выводящее их на траектории, убегающие в межзвёздное пространство, или сталкивающие их друг с другом.
То, что такие крохотные отклонения могут дать настолько разные результаты, не укладывается в голове у людей, надеющихся на предсказуемость окружающей действительности. Нашему виду сложно справиться с этим. Нам приятно считать реальность чем-то неизменным, или хотя бы предсказуемым. Но она редко бывает такой.
Отправляя свои машины к другим мирам, а тем более к звёздам, мы можем лишь полностью признать свои неточности и погрешности, смириться с жестокой правдой об ограниченности нашего понимания. Даже законы природы – это выводы, основанные на совершенно неточных измерениях, будь то орбиты планет и гравитация, или свойства логики и символьные операции в алгебре. Последние «измеряют» человеческий разум и машины, которые этот разум создаёт. Удивительно, насколько хорошо эти законы позволяют нам моделировать и предсказывать аспекты нашего физического мира. Эта возможность убеждает нас в наших способностях и помогает уже тысячи лет. Мы перевернули эту задачу с ног на голову, и уже можем предсказывать хаос, происходящий в природе – от меняющихся погодных условий и нестабильных рынков акций до, естественно, планет.
Именно поэтому честное признание наших ограничений – вещь чудесная. Она позволяет нам находить способы выхода за границы пространства, времени и понимания. Инженеры-ракетчики 1960-х, с трудом определявшие местоположение Венеры и других миров, были пионерами в таких вещах, которые они, возможно, даже не осознавали. Они не просто пытались пересечь пустоту, пытаясь нащупать невероятно увёртливые предметы. Они открывали нам фундаментальную природу того, что мы называем реальностью.