К данной картинке, изображающей относительные размеры Солнечной системы и сверхмассивной чёрной дыры, имею добавить следующее.
Под радиусом чёрной дыры обычно имеется в виду радиус области, попав внутрь которой ничто и никогда не выберется назад, т.е. радиус т.н. горизонта событий.
При этом технически для падающего в чёрную дыру наблюдателя в момент пересечения горизонта событий ничего существенно важного не произойдёт. Проще говоря, он может вообще не знать, пересёк ли он уже этот горизонт или нет. Так что такие "размеры" чёрной дыры - штука достаточно условная и умозрительная.
Но других у нас нет.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Под радиусом чёрной дыры обычно имеется в виду радиус области, попав внутрь которой ничто и никогда не выберется назад, т.е. радиус т.н. горизонта событий.
При этом технически для падающего в чёрную дыру наблюдателя в момент пересечения горизонта событий ничего существенно важного не произойдёт. Проще говоря, он может вообще не знать, пересёк ли он уже этот горизонт или нет. Так что такие "размеры" чёрной дыры - штука достаточно условная и умозрительная.
Но других у нас нет.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍2
Сумеречные (первая и вторая картинки) и противосумеречные (третья картинка) лучи - забаный феномен, возникающий на закате Солнца при определённых условиях.
Сумеречные лучи образуются, когда свет заходящего Солнца огибает некий объект, имеющий сложную форму: это может быть облако, вершина горы или что-то подобное. Препятствие при определённых углах падения как бы "вырезает" из сплошного светового потока узкие сегменты, которые мы и воспринимаем как "лучи".
Те же лучи, но в противоположной части неба, воспринимаются как противосумеречные. Почему же нам кажется, что они сходятся в одной точке? А это потому, что наш глаз особым образом воспринимает преспективу: к примеру, удаляющиеся от нас рельсы тоже кажутся сближающимися, хотя на самом деле расстояние остаётся неизменным.
То, что противосумеречные лучи исходят всё от того же Солнца у нас за спиной, доказывается радугой на третьем фото справа, которая, как известно, возникает лишь в отражённом свете.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Сумеречные лучи образуются, когда свет заходящего Солнца огибает некий объект, имеющий сложную форму: это может быть облако, вершина горы или что-то подобное. Препятствие при определённых углах падения как бы "вырезает" из сплошного светового потока узкие сегменты, которые мы и воспринимаем как "лучи".
Те же лучи, но в противоположной части неба, воспринимаются как противосумеречные. Почему же нам кажется, что они сходятся в одной точке? А это потому, что наш глаз особым образом воспринимает преспективу: к примеру, удаляющиеся от нас рельсы тоже кажутся сближающимися, хотя на самом деле расстояние остаётся неизменным.
То, что противосумеречные лучи исходят всё от того же Солнца у нас за спиной, доказывается радугой на третьем фото справа, которая, как известно, возникает лишь в отражённом свете.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍4
Галактика NGC 6946, она же галактика Фейерверк расположена на расстоянии в 22 миллиона световых лет от нас.
Галактика вдвое меньше Млечного Пути, но отличается сверхвысокой концентрацией пыли и газа. Из-за этого в ней крайне активно идут процессы звездообразования, причём чаще привычного образуются крупные голубые и бело-голубые звёзды. Эти звёзды живут мало (десятки и сотни миллионов лет против миллиардов у звёзд типа нашего Солнца и десятков миллиардов у ещё более мелких звёзд), а в конце жизни показывают впечатляющее файер-шоу в виде вспышек сверхновых.
За минувшее столетие их там зафиксировали аж 10 штук: для сравнения, в Млечном Пути за тот период зафиксировали всего 4 вспышки. Собственно, галактика Фейерверк пока является обладателем рекорда по числу сверхновых за столетие среди всех галактик. Именно отсюда она и получила своё название.
А ещё в галактике Фейерверк недавно случилось кое-что очень-очень странное. Но об этом - в следующей публикации.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Галактика вдвое меньше Млечного Пути, но отличается сверхвысокой концентрацией пыли и газа. Из-за этого в ней крайне активно идут процессы звездообразования, причём чаще привычного образуются крупные голубые и бело-голубые звёзды. Эти звёзды живут мало (десятки и сотни миллионов лет против миллиардов у звёзд типа нашего Солнца и десятков миллиардов у ещё более мелких звёзд), а в конце жизни показывают впечатляющее файер-шоу в виде вспышек сверхновых.
За минувшее столетие их там зафиксировали аж 10 штук: для сравнения, в Млечном Пути за тот период зафиксировали всего 4 вспышки. Собственно, галактика Фейерверк пока является обладателем рекорда по числу сверхновых за столетие среди всех галактик. Именно отсюда она и получила своё название.
А ещё в галактике Фейерверк недавно случилось кое-что очень-очень странное. Но об этом - в следующей публикации.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍2❤1
...а вот та самая странная история, которая приключилась в галактике Фейерверк несколько лет назад.
Точнее, приключилась-то она 22 миллиона лет назад (именно 22 миллиона световых лет отделяют галактику от нас с вами), но узнали мы о ней только недавно.
В 2007 году астрономы обратили внимание на крупную яркую звезду, которая получила обозначение N6946-BH1. По оценкам, она превосходила массу Солнца в 25 раз и являлась красным гигантом, т.е. пребывала на финальной стадии своей жизни. В 2009 году звезда заставила астрономов присмотреться к себе ещё пристальнее, так как её яркость начала достаточно быстро увеличиваться и вскоре превысила яркость Солнца в миллион раз.
Учёные заподозрили, что наблюдают "возгорание" сверхновой (по расчётам завершить свою вспышку звезда должна была именно так), и решили последить за N6946-BH1 повнимательнее.
Но в 2015 году произошла очень странная вещь: звезда начала быстро уменьшать свою яркость, и в конечном итоге... попросту исчезла!
Этого не должно было произойти. Современные теории звёздной эволюции предполагают, что звёзды такой массы в конце жизни образуют чёрную дыру, а процесс превращения сопровождается вспышкой сверхновой. Но тут ничего такого мы не наблюдали. Правда, было нарастание яркости, но оно всё же было недостаточным для того, чтобы считаться вспышкой сверхновой.
В настояший момент это единственное событие такого рода, известное нам, так что учёные пока затрудняются сказать, что это было. Большинство склоняются к мысли, что звезда всё-таки сформировала чёрную дыру, но по какой-то причине сделала это без вспышки. Почему так получилось, какие причины помешали звезде N6946-BH1 взорваться и чем она отличалась от других звёзд, ведущих себя в таких случаях "как положено" - вопросы, на которые только предстоит дать ответы.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Точнее, приключилась-то она 22 миллиона лет назад (именно 22 миллиона световых лет отделяют галактику от нас с вами), но узнали мы о ней только недавно.
В 2007 году астрономы обратили внимание на крупную яркую звезду, которая получила обозначение N6946-BH1. По оценкам, она превосходила массу Солнца в 25 раз и являлась красным гигантом, т.е. пребывала на финальной стадии своей жизни. В 2009 году звезда заставила астрономов присмотреться к себе ещё пристальнее, так как её яркость начала достаточно быстро увеличиваться и вскоре превысила яркость Солнца в миллион раз.
Учёные заподозрили, что наблюдают "возгорание" сверхновой (по расчётам завершить свою вспышку звезда должна была именно так), и решили последить за N6946-BH1 повнимательнее.
Но в 2015 году произошла очень странная вещь: звезда начала быстро уменьшать свою яркость, и в конечном итоге... попросту исчезла!
Этого не должно было произойти. Современные теории звёздной эволюции предполагают, что звёзды такой массы в конце жизни образуют чёрную дыру, а процесс превращения сопровождается вспышкой сверхновой. Но тут ничего такого мы не наблюдали. Правда, было нарастание яркости, но оно всё же было недостаточным для того, чтобы считаться вспышкой сверхновой.
В настояший момент это единственное событие такого рода, известное нам, так что учёные пока затрудняются сказать, что это было. Большинство склоняются к мысли, что звезда всё-таки сформировала чёрную дыру, но по какой-то причине сделала это без вспышки. Почему так получилось, какие причины помешали звезде N6946-BH1 взорваться и чем она отличалась от других звёзд, ведущих себя в таких случаях "как положено" - вопросы, на которые только предстоит дать ответы.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍3🔥1
Сфера Дайсона - один из самых впечатляющих научно-технических проектов, когда-либо предложенных футуристами.
Идея заключается в строительстве вокруг звезды (например, Солнца) сравнительно тонкой сферической оболочки с радиусом порядка планетарной орбиты. Внутреннюю поверхность такой сферы предполагается сделать обитаемой. Таким образом построившая сферу Дайсона цивилизация сможет не только получить колоссальное жизненное пространство (порядка 10¹⁷ степени квадратных километров; это примерно миллиард Земель), но и полностью утилизировать энергию, испускаемую светилом, что должно полностью решить энергетические проблемы цивилизации.
Более того, некоторые футуристы полагают строительство сфер Дайсона обязательным этапом развития любой технологической цивилизации, а отсутствие признаков существования таких сфер в наблюдаемом космосе трактуется как свидетельство отсутствия таких цивилизаций в ближайших окрестностях.
Впрочем, по здравом размышлении вывод об "обязательности" строительства сферы Дайсона каждой развитой цивилизацией представляется несколько чрезмерным. Эта крайне сложная технологическая операция (на строительство такой сферы потребуется вещество массой порядка массы юпитера; проще говоря, в Солнечной системе достаточного количества твёрдой материи может вовсе не оказаться), а результат оказывается спорным.
Во-первых, классическая сфера Дайсона, по всей видимости, будет неустойчива. Да, в районе экватора силы гравитации Солнца будут уравновешиваться центробежными силами. Но вот на полюсах такого уравновешивания не будет, так что гравитация Солнца будет стремиться сплюснуть, а то вовсе схлопываться.
Кроме того, сфера Дайсона неизбежно станет идеальной мишенью для множества метеоритов и комет, многие из которых будут обладать достаточной энергией, чтобы проделать в сфере хорошенькую дыру.
Чтобы обойти эти и другие сложности предлагались альтернативные варианты подобных конструкций: например, так называемая раковина Покровского; другие фантасты полагают вместо цельного объекта создать связанную систему отдельных элементов в виде, например, системы гигантских зеркал, которые будут фокусировать солнечный свет на меньшем числе станций-приёмников (т.н. рой Дайсона). Наконец, некоторые полагают, что целой сферы и не нужно: достаточно построить узкое кольцо диаметром с орбиту планеты (кольцо Нивена).
Главным возражением против этой теории является то, что ни сфера Дайсона, ни её подвиды, похоже, попросту не нужны. Даже современная Земля, по всей видимости, может вместить куда больше людей, чем есть сегодня и может появиться в ближайшее время; а терраформирование таких планет, как Марс или Венера, будут куда менее затратными в плане ресурсов, чем строительство даже самых минималистичных вариантов сферы Дайсона.
Что же до полной "утилизации" солнечной энергии, то по расчётам оказывается куда проще спалить в реакторах термоядерного синтеза весь водород какого-нибудь газового гиганта типа Юпитера. Солнце ежесекундно высвобождает энергию порядка 4х10²⁶ джоулей; если получать ту же энергию ежесекундно, сжигая в термоядерной топке Юпитер, то этой планеты нам "хватит" примерно на 300 миллионов лет; планировать на более долгий срок, пожалуй, избыточно.
В общем, несмотря на всю внешнюю красоту идеи со сферой Дайсона, пожить на внутренней поверхности такой нам или даже нашим самым далёким потомкам, пожалуй, не светит - и не потому, что её прямо вот совсем нельзя построить. Просто овчинка не стоит выделки, а игра - свеч.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Идея заключается в строительстве вокруг звезды (например, Солнца) сравнительно тонкой сферической оболочки с радиусом порядка планетарной орбиты. Внутреннюю поверхность такой сферы предполагается сделать обитаемой. Таким образом построившая сферу Дайсона цивилизация сможет не только получить колоссальное жизненное пространство (порядка 10¹⁷ степени квадратных километров; это примерно миллиард Земель), но и полностью утилизировать энергию, испускаемую светилом, что должно полностью решить энергетические проблемы цивилизации.
Более того, некоторые футуристы полагают строительство сфер Дайсона обязательным этапом развития любой технологической цивилизации, а отсутствие признаков существования таких сфер в наблюдаемом космосе трактуется как свидетельство отсутствия таких цивилизаций в ближайших окрестностях.
Впрочем, по здравом размышлении вывод об "обязательности" строительства сферы Дайсона каждой развитой цивилизацией представляется несколько чрезмерным. Эта крайне сложная технологическая операция (на строительство такой сферы потребуется вещество массой порядка массы юпитера; проще говоря, в Солнечной системе достаточного количества твёрдой материи может вовсе не оказаться), а результат оказывается спорным.
Во-первых, классическая сфера Дайсона, по всей видимости, будет неустойчива. Да, в районе экватора силы гравитации Солнца будут уравновешиваться центробежными силами. Но вот на полюсах такого уравновешивания не будет, так что гравитация Солнца будет стремиться сплюснуть, а то вовсе схлопываться.
Кроме того, сфера Дайсона неизбежно станет идеальной мишенью для множества метеоритов и комет, многие из которых будут обладать достаточной энергией, чтобы проделать в сфере хорошенькую дыру.
Чтобы обойти эти и другие сложности предлагались альтернативные варианты подобных конструкций: например, так называемая раковина Покровского; другие фантасты полагают вместо цельного объекта создать связанную систему отдельных элементов в виде, например, системы гигантских зеркал, которые будут фокусировать солнечный свет на меньшем числе станций-приёмников (т.н. рой Дайсона). Наконец, некоторые полагают, что целой сферы и не нужно: достаточно построить узкое кольцо диаметром с орбиту планеты (кольцо Нивена).
Главным возражением против этой теории является то, что ни сфера Дайсона, ни её подвиды, похоже, попросту не нужны. Даже современная Земля, по всей видимости, может вместить куда больше людей, чем есть сегодня и может появиться в ближайшее время; а терраформирование таких планет, как Марс или Венера, будут куда менее затратными в плане ресурсов, чем строительство даже самых минималистичных вариантов сферы Дайсона.
Что же до полной "утилизации" солнечной энергии, то по расчётам оказывается куда проще спалить в реакторах термоядерного синтеза весь водород какого-нибудь газового гиганта типа Юпитера. Солнце ежесекундно высвобождает энергию порядка 4х10²⁶ джоулей; если получать ту же энергию ежесекундно, сжигая в термоядерной топке Юпитер, то этой планеты нам "хватит" примерно на 300 миллионов лет; планировать на более долгий срок, пожалуй, избыточно.
В общем, несмотря на всю внешнюю красоту идеи со сферой Дайсона, пожить на внутренней поверхности такой нам или даже нашим самым далёким потомкам, пожалуй, не светит - и не потому, что её прямо вот совсем нельзя построить. Просто овчинка не стоит выделки, а игра - свеч.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍18🔥2
Планеты у красных карликов попробуют искать по "эху" их полярных сияний.
Новый способ поиска экзопланет у далёких звёзд предложили учёные, работающие на радиотелескопе LOFAR.
Предпосылкой стало уловленное телескопом слабое, но всё же достаточно чётко определяемое радиоизлучение, которое исходило от нескольких красных карликов в пределах 160 световых лет от Солнечной системы. По расчётам звёзды этих типов не должны ощутимо излучать в радиодиапазоне, но они - излучают!
Наиболее вероятным объяснением является то, что сигнал исходит не от самих звёзд, а от их планет.
Если точнее, радиоизлучение может порождаться взаимодействием магнитных полей планет с магнитным полем самого светила. Примерами такого взаимодействия в Солнечной системе являются полярные сияния, хорошо известные на Земле, Венере, Юпитере и ряде других планет с собственным магнитным полем. Помимо излучения в видимом диапазоне, происходит излучение и на радиочастотах: те самые помехи, мешающие радиосвязи и работе электронных устройств во время мощных солнечных вспышек.
Так вот, идея состоит в том, чтобы научиться сначала улавливать, а затем и "расшифровывать" радиосигналы, идущие от планет других звёзд. Этот метод обещает быть более перспективным, чем многие другие методы определения экзопланет, так как изучает сигналы, идущие в достаточно "тихом" диапазоне электромагнитного излучения.
На картинке - полярное сияние на Юпитере.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Новый способ поиска экзопланет у далёких звёзд предложили учёные, работающие на радиотелескопе LOFAR.
Предпосылкой стало уловленное телескопом слабое, но всё же достаточно чётко определяемое радиоизлучение, которое исходило от нескольких красных карликов в пределах 160 световых лет от Солнечной системы. По расчётам звёзды этих типов не должны ощутимо излучать в радиодиапазоне, но они - излучают!
Наиболее вероятным объяснением является то, что сигнал исходит не от самих звёзд, а от их планет.
Если точнее, радиоизлучение может порождаться взаимодействием магнитных полей планет с магнитным полем самого светила. Примерами такого взаимодействия в Солнечной системе являются полярные сияния, хорошо известные на Земле, Венере, Юпитере и ряде других планет с собственным магнитным полем. Помимо излучения в видимом диапазоне, происходит излучение и на радиочастотах: те самые помехи, мешающие радиосвязи и работе электронных устройств во время мощных солнечных вспышек.
Так вот, идея состоит в том, чтобы научиться сначала улавливать, а затем и "расшифровывать" радиосигналы, идущие от планет других звёзд. Этот метод обещает быть более перспективным, чем многие другие методы определения экзопланет, так как изучает сигналы, идущие в достаточно "тихом" диапазоне электромагнитного излучения.
На картинке - полярное сияние на Юпитере.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍4
Как узнали, из чего состоят звёзды?
Химический состав Солнца, а вскоре и других звёзд, был успешно определён уже в середине XIX века – за 100 лет до того, что человек впервые вышел в космос. Давайте посмотрим, как это сделали.
Первый шаг к этому был сделан в 1814 году, и сделал его немец Йозеф Фраунгофер. Собственно, физиком он не был, а занимался производством оптических приборов, и по работе изучал оптические свойства тех или иных марок стекла.
И вот в процессе одного из таких исследований он разложил на спектральные составляющие солнечный свет, и обнаружил нечто очень странное. Хотя в целом спектр солнца был непрерывным и цвета плавно переходили один в другой, кое-где «радуга» спектра прерывалась таинственными тёмными полосами, как будто для некоторых длин волн излучение полностью отсутствовало.
Фраунгофер, повторюсь, не был физиком, и он не смог объяснить то, что видит. Однако он мог дотошно описать увиденное, и составил перечень из 570 тёмных линий и соответствующих им длин волн, ныне известных как полосы Фраунгофера.
Для того чтобы объяснить увиденное Фраунгофером, понадобилось почти полвека и гений таких звёзд немецкой науки, как Кирхгоф и Бунзен. Сжигая различные вещества в специальной горелке (получившей название бунзеновской) и разлагая полученный свет с помощью спектроскопа типа собранного Фраунгофером, они установили: при сжигании того или иного химического элемента образуются лучи строго определённой длины волны (цвета).
Особенно узнаваем был натрий, дававший пару близко расположенных линий в жёлтой области спектра (длины волн 588,9 и 589,5 нанометра).
И здесь (в 1859 году) случилось событие, которое часто сопровождает великие открытия: учёный, наблюдая некое явление, говорит себе: «Позвольте, где-то я это уже видел!». Так произошло и в этом случае: Кирхгоф вспомнил, что именно таким длинам волны соответствовала пара чётких тёмных линий Фраунгофера (D1 и D2)!
Кирхгоф делает гениальную догадку: что если свет, проходя через некое вещество, поглощается на тех же длинах волны, на которых он излучается при сжигании этого вещества?
Для того чтобы проверить гипотезу, он пропустил так называемый друммонов свет (излучаемый раскалённым бруском оксида кальция) через пары натрия. Как вы, наверное, можете догадаться, разложив друммонов свет после прохождения через натриевое пламя в спектроскопе, Кирхгоф получил сплошной спектр с чёткими фраунгоферовскими линиями D1 и D2 – по сути, искусственно изготовленную копию части солнечного спектра!
Отсюда стали очевидны две вещи: во-первых, в веществе Солнца есть натрий; во-вторых, идентифицировав другие фраунгоферовские линии и связав их с теми или иными элементами, можно определить химический состав Солнца!
В процессе этого, кстати, совершили достаточно неожиданное открытие: оказалось (в 1868 году), что один из элементов, широко представленный на Солнце, ранее не встречался земным учёным. Его назвали гелием («солнечным») предположив, что в земных условиях он вовсе не встречается. И лишь спустя 20 лет, в 1881-м, гелий обнаружили и на Земле.
В итоге оказалось, что Солнце состоит на 70 % из водорода, на 28 % из гелия, а ещё 2 % приходятся на другие химические элементы, такие как кислород, углерод, кремний, азот, железо и другие.
Кстати, тем же методом – разложением видимого света в спектр и выделения линий поглощения - впоследствии определили химический состав звёзд, который оказался в большинстве случаев очень похож на солнечный. Но об этом – в следующий раз.
На картинке – почтовая марка с изображением видимого спектра Солнца (интенсивность от длины волны) с линиями Фраунгофера на нём.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Химический состав Солнца, а вскоре и других звёзд, был успешно определён уже в середине XIX века – за 100 лет до того, что человек впервые вышел в космос. Давайте посмотрим, как это сделали.
Первый шаг к этому был сделан в 1814 году, и сделал его немец Йозеф Фраунгофер. Собственно, физиком он не был, а занимался производством оптических приборов, и по работе изучал оптические свойства тех или иных марок стекла.
И вот в процессе одного из таких исследований он разложил на спектральные составляющие солнечный свет, и обнаружил нечто очень странное. Хотя в целом спектр солнца был непрерывным и цвета плавно переходили один в другой, кое-где «радуга» спектра прерывалась таинственными тёмными полосами, как будто для некоторых длин волн излучение полностью отсутствовало.
Фраунгофер, повторюсь, не был физиком, и он не смог объяснить то, что видит. Однако он мог дотошно описать увиденное, и составил перечень из 570 тёмных линий и соответствующих им длин волн, ныне известных как полосы Фраунгофера.
Для того чтобы объяснить увиденное Фраунгофером, понадобилось почти полвека и гений таких звёзд немецкой науки, как Кирхгоф и Бунзен. Сжигая различные вещества в специальной горелке (получившей название бунзеновской) и разлагая полученный свет с помощью спектроскопа типа собранного Фраунгофером, они установили: при сжигании того или иного химического элемента образуются лучи строго определённой длины волны (цвета).
Особенно узнаваем был натрий, дававший пару близко расположенных линий в жёлтой области спектра (длины волн 588,9 и 589,5 нанометра).
И здесь (в 1859 году) случилось событие, которое часто сопровождает великие открытия: учёный, наблюдая некое явление, говорит себе: «Позвольте, где-то я это уже видел!». Так произошло и в этом случае: Кирхгоф вспомнил, что именно таким длинам волны соответствовала пара чётких тёмных линий Фраунгофера (D1 и D2)!
Кирхгоф делает гениальную догадку: что если свет, проходя через некое вещество, поглощается на тех же длинах волны, на которых он излучается при сжигании этого вещества?
Для того чтобы проверить гипотезу, он пропустил так называемый друммонов свет (излучаемый раскалённым бруском оксида кальция) через пары натрия. Как вы, наверное, можете догадаться, разложив друммонов свет после прохождения через натриевое пламя в спектроскопе, Кирхгоф получил сплошной спектр с чёткими фраунгоферовскими линиями D1 и D2 – по сути, искусственно изготовленную копию части солнечного спектра!
Отсюда стали очевидны две вещи: во-первых, в веществе Солнца есть натрий; во-вторых, идентифицировав другие фраунгоферовские линии и связав их с теми или иными элементами, можно определить химический состав Солнца!
В процессе этого, кстати, совершили достаточно неожиданное открытие: оказалось (в 1868 году), что один из элементов, широко представленный на Солнце, ранее не встречался земным учёным. Его назвали гелием («солнечным») предположив, что в земных условиях он вовсе не встречается. И лишь спустя 20 лет, в 1881-м, гелий обнаружили и на Земле.
В итоге оказалось, что Солнце состоит на 70 % из водорода, на 28 % из гелия, а ещё 2 % приходятся на другие химические элементы, такие как кислород, углерод, кремний, азот, железо и другие.
Кстати, тем же методом – разложением видимого света в спектр и выделения линий поглощения - впоследствии определили химический состав звёзд, который оказался в большинстве случаев очень похож на солнечный. Но об этом – в следующий раз.
На картинке – почтовая марка с изображением видимого спектра Солнца (интенсивность от длины волны) с линиями Фраунгофера на нём.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍8
Многие слышали про теорию струн (о ней мы как-нибудь ещё поговорим), но куда меньшее число людей знакомы с не менее популярной среди физиков теории – т.н. теории петличной гравитации. О ней мы и поговорим сегодня.
Теория петличной гравитации, как и теория струн, была разработана в надежде решить одну их ключевых проблем современной физики: «помирить» квантовую теорию и Общую теорию относительности (ОТО), т.е. теорию гравитации Эйнштейна. Обе эти теории прекрасно проверены на практике и их формулы позволяют точно описать поведение тех или иных объектов и их систем (с некоторыми оговорками, но без них в физике никак – у любой теории есть границы применимости). Но вот беда: вместе они работать отказываются. К примеру, согласно квантовой физики, у гравитации, как и любого взаимодействия, должна быть частица-переносчик (как фотон является переносчиком электромагнитного взаимодействия). Этой частице даже придумали название – гравитон, да вот беда: получить её описание «на кончике пера» методами квантовой физики не получается.
И наоборот. С точки зрения Общей теории относительности пространство-время представляется огромной пустотой, в которую кое-где вкраплены массивные объекты, одним своим существованием искажающие кривизну пространства. То есть, собственно никакого «гравитационного взаимодействия» как бы и нет: есть просто движение тел в искажённом самими этими телами пространстве. Однако если рассматривать эту картину с точки зрения квантовой физики, то тоже получается ерунда, потому что никакого «пустого пространства» в ней не существует: даже в самом глубоком вакууме происходит постоянное хаотическое рождение и аннигиляция пар частиц и их античастиц. И более того: чем меньшую область пространства мы рассматриваем, тем (по базовому для квантовой физики соотношению неопределённостей Гейзенберга) большую энергию (массу) могут иметь такие частицы. А значит, и сами они тоже искажают пространство-время, причём чем меньше рассматриваемая область пространства, тем сильнее искажения! Получается, что никакого «гладкого и пустого» пространства ОТО не существует в принципе!
Так вот: свой способ «помирить» ОТО и квантовую физику сторонники петличной гравитации нашли в предположении, что существуют некие «элементарные ячейки» пространства-времени, определённым образом сцепленные между собой. То есть, эта теория как бы «квантует», делит на неделимые порции само пространство! Причём эти порции являются не абстракцией, а реальными физическими объектами, способными взаимодействовать между собой. Очень грубо говоря, «петличное» пространство-время можно представить себе чем-то вроде средневековой кольчуги, состоящей из сцепленных друг с другом маленьких колец.
Что это нам даёт? На самом деле, достаточно многое. С помощью квантовой петличной гравитации удаётся объяснить, почему целый ряд элементарных частиц имеют такие параметры, как мы наблюдаем. Увы, речь идёт далеко не обо всех частницах, да и вообще теорию пока сложно считать законченной, а уж о её экспериментальной проверки в обозримом будущем речь и вовсе не идёт.
А ещё у петличной гравитации есть интересное следствие: согласно ней, Большой Взрыв, породивший нашу Вселенную, мог выглядеть не так, как считалось. Действительно, понятие «сингулярности», т.е. бесконечно малой точки пространства-времени, в которой сосредоточена вся масса Вселенной в момент Большого взрыва, теряет физический смысл, ведь никаких объектов, меньших чем «квант пространства-времени», в этой теории существовать не может. Проще говоря, петличная гравитация в принципе отрицает понятие «начала Вселенной» - нулевого момента, до которого ни пространства, ни времени в современном понимании не существовало. Согласно ней, Вселенная оказывается по-настоящему вечной, а то, что мы знаем как Большой Взрыв – лишь одним из моментов в её эволюции.
Правда, что именно было до Большого Взрыва, теория ответа не даёт.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Теория петличной гравитации, как и теория струн, была разработана в надежде решить одну их ключевых проблем современной физики: «помирить» квантовую теорию и Общую теорию относительности (ОТО), т.е. теорию гравитации Эйнштейна. Обе эти теории прекрасно проверены на практике и их формулы позволяют точно описать поведение тех или иных объектов и их систем (с некоторыми оговорками, но без них в физике никак – у любой теории есть границы применимости). Но вот беда: вместе они работать отказываются. К примеру, согласно квантовой физики, у гравитации, как и любого взаимодействия, должна быть частица-переносчик (как фотон является переносчиком электромагнитного взаимодействия). Этой частице даже придумали название – гравитон, да вот беда: получить её описание «на кончике пера» методами квантовой физики не получается.
И наоборот. С точки зрения Общей теории относительности пространство-время представляется огромной пустотой, в которую кое-где вкраплены массивные объекты, одним своим существованием искажающие кривизну пространства. То есть, собственно никакого «гравитационного взаимодействия» как бы и нет: есть просто движение тел в искажённом самими этими телами пространстве. Однако если рассматривать эту картину с точки зрения квантовой физики, то тоже получается ерунда, потому что никакого «пустого пространства» в ней не существует: даже в самом глубоком вакууме происходит постоянное хаотическое рождение и аннигиляция пар частиц и их античастиц. И более того: чем меньшую область пространства мы рассматриваем, тем (по базовому для квантовой физики соотношению неопределённостей Гейзенберга) большую энергию (массу) могут иметь такие частицы. А значит, и сами они тоже искажают пространство-время, причём чем меньше рассматриваемая область пространства, тем сильнее искажения! Получается, что никакого «гладкого и пустого» пространства ОТО не существует в принципе!
Так вот: свой способ «помирить» ОТО и квантовую физику сторонники петличной гравитации нашли в предположении, что существуют некие «элементарные ячейки» пространства-времени, определённым образом сцепленные между собой. То есть, эта теория как бы «квантует», делит на неделимые порции само пространство! Причём эти порции являются не абстракцией, а реальными физическими объектами, способными взаимодействовать между собой. Очень грубо говоря, «петличное» пространство-время можно представить себе чем-то вроде средневековой кольчуги, состоящей из сцепленных друг с другом маленьких колец.
Что это нам даёт? На самом деле, достаточно многое. С помощью квантовой петличной гравитации удаётся объяснить, почему целый ряд элементарных частиц имеют такие параметры, как мы наблюдаем. Увы, речь идёт далеко не обо всех частницах, да и вообще теорию пока сложно считать законченной, а уж о её экспериментальной проверки в обозримом будущем речь и вовсе не идёт.
А ещё у петличной гравитации есть интересное следствие: согласно ней, Большой Взрыв, породивший нашу Вселенную, мог выглядеть не так, как считалось. Действительно, понятие «сингулярности», т.е. бесконечно малой точки пространства-времени, в которой сосредоточена вся масса Вселенной в момент Большого взрыва, теряет физический смысл, ведь никаких объектов, меньших чем «квант пространства-времени», в этой теории существовать не может. Проще говоря, петличная гравитация в принципе отрицает понятие «начала Вселенной» - нулевого момента, до которого ни пространства, ни времени в современном понимании не существовало. Согласно ней, Вселенная оказывается по-настоящему вечной, а то, что мы знаем как Большой Взрыв – лишь одним из моментов в её эволюции.
Правда, что именно было до Большого Взрыва, теория ответа не даёт.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍7🤔1
В голливудских фильмах часто можно увидеть героев, буквально убегающих от несущегося за ними потока лавы.
На самом деле данная картина для вулканических извержений нетипична: в большинстве случаев лавовый поток движется со скоростью порядка нескольких метров в час - как на первом видео, снятом во время нынешнего извержения на острове Пальма. Так что убежать от лавовой реки в большинстве случаев может даже улитка.
Впрочем, на крутых горных склонах лавовые потоки могут развивать существенно большие скорости. Особенно "шуструю" лаву дают вулканы на Гаваях: именно здесь, а точнее, в вулкане Килауэа в 1954 году был зафиксирован поток лавы, двигавшийся со скоростью 54 километра в час - действительно, уже вполне автомобильная быстрота! Правда, такой темп движения поток сохранял лишь на наиболее крутом участке склона, а затем она снизилась до 0,3 км/ч.
Собственно, именно лавовый поток в Килауэа мы можем видеть на втором видео. Как говорится, почувствуйте разницу!
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
На самом деле данная картина для вулканических извержений нетипична: в большинстве случаев лавовый поток движется со скоростью порядка нескольких метров в час - как на первом видео, снятом во время нынешнего извержения на острове Пальма. Так что убежать от лавовой реки в большинстве случаев может даже улитка.
Впрочем, на крутых горных склонах лавовые потоки могут развивать существенно большие скорости. Особенно "шуструю" лаву дают вулканы на Гаваях: именно здесь, а точнее, в вулкане Килауэа в 1954 году был зафиксирован поток лавы, двигавшийся со скоростью 54 километра в час - действительно, уже вполне автомобильная быстрота! Правда, такой темп движения поток сохранял лишь на наиболее крутом участке склона, а затем она снизилась до 0,3 км/ч.
Собственно, именно лавовый поток в Килауэа мы можем видеть на втором видео. Как говорится, почувствуйте разницу!
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍6
Ну а раз уж мы уже заговорили про лаву и Голливуд, то нельзя не упомянуть ещё один популярнейший киноштамп: героя, перепрыгивающего лавовый поток, висящего над ним и так далее. Иногда для драматизма герой даже роняет что-то в лаву, где оно и сгорает с эффектной вспышкой.
Увы, и режиссёры, и зрители забыли, что кроме, собственно, теплопроводности, когда тепло передаётся через прямой контакт между более и менее нагретыми телами (или частями одного тела), существуют и другие виды теплопередачи - например, излучение и конвекция.
Именно благодаря излучению вы ощущаете жар, исходящий от горячего костра: для передачи тепла этим способом обменивающимся средам не нужно соприкасаться, им даже не нужен "посредник": таким образом тепло передаётся даже в вакууме, к примеру, от Солнца к Земле (точнее, в вакууме излучение работает лучше всего).
Так что даже стоять рядом с лавовым озером будет не слишком комфортно. А уж оказываться над лавовым потоком и вовсе не рекомендуется, ведь здесь вступает в дело ещё один механизм теплопередачи - конвекция.
Воздух, непосредственно соприкасающийся с лавой, нагревается, расширяется, становится легче более холодного воздуха над ним и начинает "всплывать" в этом воздухе, причём достаточно интенсивно. Именно на потоках горячего воздуха жарится мясо в гриле или на мангале. А ведь температура углей редко превышает 150 градусов Цельсия, тогда как температура лавы может достигать 1200 градусов.
Так что драматически зависший в паре метров над лавовым потоком герой, вероятно, изжарился бы до хрустящей корочки за считанные секунды.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Увы, и режиссёры, и зрители забыли, что кроме, собственно, теплопроводности, когда тепло передаётся через прямой контакт между более и менее нагретыми телами (или частями одного тела), существуют и другие виды теплопередачи - например, излучение и конвекция.
Именно благодаря излучению вы ощущаете жар, исходящий от горячего костра: для передачи тепла этим способом обменивающимся средам не нужно соприкасаться, им даже не нужен "посредник": таким образом тепло передаётся даже в вакууме, к примеру, от Солнца к Земле (точнее, в вакууме излучение работает лучше всего).
Так что даже стоять рядом с лавовым озером будет не слишком комфортно. А уж оказываться над лавовым потоком и вовсе не рекомендуется, ведь здесь вступает в дело ещё один механизм теплопередачи - конвекция.
Воздух, непосредственно соприкасающийся с лавой, нагревается, расширяется, становится легче более холодного воздуха над ним и начинает "всплывать" в этом воздухе, причём достаточно интенсивно. Именно на потоках горячего воздуха жарится мясо в гриле или на мангале. А ведь температура углей редко превышает 150 градусов Цельсия, тогда как температура лавы может достигать 1200 градусов.
Так что драматически зависший в паре метров над лавовым потоком герой, вероятно, изжарился бы до хрустящей корочки за считанные секунды.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍6
Это видео часто приводят как пример имплозии - "взрыва, направленного внутрь".
Чаще всего имплозия происходит, когда некий объект помещают в среду, давление в которой куда выше, чем давление внутри самого объекта. В данном случае из цистерны откачивают воздух, в результате чего давление внутри неё понижается. Когда разница между внутренним и внешним давлением превосходит некое пороговое значение, атмосферное давление разрушает цистерну.
При нарушении правил эксплуатации тех же цистерн такое может происходить и само по себе: например, если после пропарки цистерны (для удаления из неё паров перевозимых веществ) крышку плотно закрыть, давление внутри неё будет падать по мере остывания смеси воздуха и водяных паров, что также может привести к имплозии.
Риск имплозии существует при работе с вакуумными лампами и другими подобными устройствами.
В других случаях имплозию вызывают специально: например, в термоядерной бомбе условия для возникновения термоядерной реакции (огромные давления и температуры) создают путём "обжима" топлива взрывом "первичных" ядерных боеприпасов.
В некоторых случаях системы могут подвергаться имплозии и без внешнего воздействия - сами по себе. Например, именно гравитационная имплозия является механизмом, запускающим взрывы сверхновых звёзд.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Чаще всего имплозия происходит, когда некий объект помещают в среду, давление в которой куда выше, чем давление внутри самого объекта. В данном случае из цистерны откачивают воздух, в результате чего давление внутри неё понижается. Когда разница между внутренним и внешним давлением превосходит некое пороговое значение, атмосферное давление разрушает цистерну.
При нарушении правил эксплуатации тех же цистерн такое может происходить и само по себе: например, если после пропарки цистерны (для удаления из неё паров перевозимых веществ) крышку плотно закрыть, давление внутри неё будет падать по мере остывания смеси воздуха и водяных паров, что также может привести к имплозии.
Риск имплозии существует при работе с вакуумными лампами и другими подобными устройствами.
В других случаях имплозию вызывают специально: например, в термоядерной бомбе условия для возникновения термоядерной реакции (огромные давления и температуры) создают путём "обжима" топлива взрывом "первичных" ядерных боеприпасов.
В некоторых случаях системы могут подвергаться имплозии и без внешнего воздействия - сами по себе. Например, именно гравитационная имплозия является механизмом, запускающим взрывы сверхновых звёзд.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍5
Где находится центр Вселенной?
Любой, кто интересовался космологией, слышал о господствующей в настоящее время теории возникновения Вселенной в результате т.н. Большого Взрыва. В связи с чем логичен вопрос: если этот взрыв произошёл, то где располагался его эпицентр?
Проще говоря, где в космическом пространстве располагалась та точка, из которой началось расширение Вселенной? И что там происходит сейчас?
С точки зрения современных физических представлений этот вопрос лишён смысла. Впрочем, ответить на него очень упрощённо можно: эпицентр Большого Взрыва расположен везде и нигде конкретно. И читатель, если захочет, может невозбранно считать центром Вселенной кончик своего носа.
Дело в том, что термин Большой Взрыв с физической точки зрения является крайне неудачным. И это не удивительно: дело в том, что придумавший термин астроном Фред Хойл ни в какой Большой Взрыв не верил. Он считал, что Вселенная существует вечно и бесконечно, а саму идею о том, что наблюдаемый мир возник в результате одного-единственного драматического события он считал глупостью. Весьма парадоксально, но термин, придуманный противником теории, стал основой основ понятийного аппарата данной теории.
Между тем, термин «Большой Взрыв» и правда является крайне неудачным: он создаёт в воображении картину, в которой «части» родившейся Вселенной разлетались в разные стороны, заполняя собой прежде пустое пространство, подобно тому, как разлетаются осколки взорвавшейся бомбы.
На самом деле ничего такого происходило. Процесс рождения Вселенной был больше похож на надувание воздушного шарика: не вещество разлеталось по пустому пространству; возникало, разворачивалось само это пространство.
Представим себе, что на поверхности шарика, который мы надуваем, в разных точках сидят два муравья. Представим также, что эти муравьи каким-то образом измерили расстояние друг до друга. А теперь надуем в шарик немного воздуха. Очевидно, что расстояние между муравьями изменилось (увеличилось). Но при этом сами муравьи не двигались с места: просто изменились характеристики пространства, в котором они себя наблюдают, то есть упругой поверхности шарика, которая стала больше, чем была в момент первого наблюдения.
С нашей Вселенной происходило то же самое, только вместо плоской (тонкой) плёнки шарика было трёхмерное пространство привычного нам мира. Ангстремы постепенно превращались в микроны, микроны в сантиметры, сантиметры – в километры, а те – в астрономические единицы, световые годы и парсеки.
И вот что важно: пространство новорожденной Вселенной разбухало одинаково в каждой своей точке и в каждую сторону. А каждый новый элементарный объём пространства, появлявшийся в процессе такого разбухания, тоже начинал разбухать, причём точно по тем же законам.
Здесь снова уместна аналогия с круглым воздушным шариком, ни одна точка на поверхности которого не может считаться тем центром, из которого началось расширение.
Но в то же время с точки зрения муравья, наблюдающего за надуванием, неподвижно сидя в одной и той же точке поверхности шарика, Вселенная (поверхность шарика) растягивается во все стороны именно вокруг него, наблюдателя, и он, как ему кажется, имеет полное право считать себя центром этой Вселенной. Впрочем, для другого муравья Вселенная разворачивается вокруг него, и его сосед-муравей является лишь жалкой песчинкой, уносимой прочь потоком рождающегося пространства.
Именно поэтому, когда астрофизики изображают карты крупномасштабной структуры Вселенной, указывая на ней скопления и сверхскопления галактик, в центр этой карты обычно помещают Землю, Солнечную систему, Млечный Путь или Местную группу галактик в зависимости от масштаба. И это не потому, что мы, подобно астрономам древности, на самом деле считаем Землю центром мироздания. Просто в качестве выбора «точки отчёта» она подходит ничуть не хуже (хотя и не лучше!), чем любая другая точка во Вселенной.
На картинке – одна из таких «карт» Вселенной.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Любой, кто интересовался космологией, слышал о господствующей в настоящее время теории возникновения Вселенной в результате т.н. Большого Взрыва. В связи с чем логичен вопрос: если этот взрыв произошёл, то где располагался его эпицентр?
Проще говоря, где в космическом пространстве располагалась та точка, из которой началось расширение Вселенной? И что там происходит сейчас?
С точки зрения современных физических представлений этот вопрос лишён смысла. Впрочем, ответить на него очень упрощённо можно: эпицентр Большого Взрыва расположен везде и нигде конкретно. И читатель, если захочет, может невозбранно считать центром Вселенной кончик своего носа.
Дело в том, что термин Большой Взрыв с физической точки зрения является крайне неудачным. И это не удивительно: дело в том, что придумавший термин астроном Фред Хойл ни в какой Большой Взрыв не верил. Он считал, что Вселенная существует вечно и бесконечно, а саму идею о том, что наблюдаемый мир возник в результате одного-единственного драматического события он считал глупостью. Весьма парадоксально, но термин, придуманный противником теории, стал основой основ понятийного аппарата данной теории.
Между тем, термин «Большой Взрыв» и правда является крайне неудачным: он создаёт в воображении картину, в которой «части» родившейся Вселенной разлетались в разные стороны, заполняя собой прежде пустое пространство, подобно тому, как разлетаются осколки взорвавшейся бомбы.
На самом деле ничего такого происходило. Процесс рождения Вселенной был больше похож на надувание воздушного шарика: не вещество разлеталось по пустому пространству; возникало, разворачивалось само это пространство.
Представим себе, что на поверхности шарика, который мы надуваем, в разных точках сидят два муравья. Представим также, что эти муравьи каким-то образом измерили расстояние друг до друга. А теперь надуем в шарик немного воздуха. Очевидно, что расстояние между муравьями изменилось (увеличилось). Но при этом сами муравьи не двигались с места: просто изменились характеристики пространства, в котором они себя наблюдают, то есть упругой поверхности шарика, которая стала больше, чем была в момент первого наблюдения.
С нашей Вселенной происходило то же самое, только вместо плоской (тонкой) плёнки шарика было трёхмерное пространство привычного нам мира. Ангстремы постепенно превращались в микроны, микроны в сантиметры, сантиметры – в километры, а те – в астрономические единицы, световые годы и парсеки.
И вот что важно: пространство новорожденной Вселенной разбухало одинаково в каждой своей точке и в каждую сторону. А каждый новый элементарный объём пространства, появлявшийся в процессе такого разбухания, тоже начинал разбухать, причём точно по тем же законам.
Здесь снова уместна аналогия с круглым воздушным шариком, ни одна точка на поверхности которого не может считаться тем центром, из которого началось расширение.
Но в то же время с точки зрения муравья, наблюдающего за надуванием, неподвижно сидя в одной и той же точке поверхности шарика, Вселенная (поверхность шарика) растягивается во все стороны именно вокруг него, наблюдателя, и он, как ему кажется, имеет полное право считать себя центром этой Вселенной. Впрочем, для другого муравья Вселенная разворачивается вокруг него, и его сосед-муравей является лишь жалкой песчинкой, уносимой прочь потоком рождающегося пространства.
Именно поэтому, когда астрофизики изображают карты крупномасштабной структуры Вселенной, указывая на ней скопления и сверхскопления галактик, в центр этой карты обычно помещают Землю, Солнечную систему, Млечный Путь или Местную группу галактик в зависимости от масштаба. И это не потому, что мы, подобно астрономам древности, на самом деле считаем Землю центром мироздания. Просто в качестве выбора «точки отчёта» она подходит ничуть не хуже (хотя и не лучше!), чем любая другая точка во Вселенной.
На картинке – одна из таких «карт» Вселенной.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍2
Moxie, или Мокси - прибор, предназначенный для выработки кислорода на Марсе. Принцип его работы - высокотемпературный электролиз углекислого газа, из которого атмосфера Красной планеты состоит на 95 %.
Собственно, это по сути тот же процесс, в ходе которого разлагают воду на кислород и водород на школьных уроках физики: только здесь "дробится" не молекула водорода, а молекула углекислого газа (1 атом углерода, 2 атома кислорода), от которой "отрывают" один атом кислорода. Для этого сжатый марсианский воздух нагревают примерно до 800 градусов Цельсия, после чего приводят в соприкосновение с катализатором (оксид циркония). Получившийся в результате кислород отфильтровывают, угарный газ (CO) выбрасывают обратно в атмосферу.
Процесс уже успешно испытан в условиях Марса в апреле 2021 года в ходе экспедиции марсохода Perseverance. Теоретически, в будущем именно таким образом могут снабжать кислородом марсианские экспедиции.
Однако у технологии есть ряд существенных недостатков. Во-первых, она требует значительных затрат энергии. Так, мокси, установленный на Perseverance, характеризуется потребляемой мощностью в 300 ватт, вырабатывая всего шесть грамм кислорода в час. Для сравнения, человек расходует около 30 грамм кислорода. Т.е. для снабжения кислородом для дыхания экспедиции из четырёх человек понадобится примерно в 20 раз более мощное устройство. Иными словами, только для получения кислорода будущей марсианской экспедиции придётся иметь при себе источник энергии мощностью порядка 6 киловатт, что достаточно много по меркам космической экспедиции. Для сравнения, радиоизотопные термоэлектрические генераторы американских лунных миссий имели мощность лишь около 1,5 киловатта.
Можно подойти к проблеме и с другой стороны: мокси, способный 1 тонну кислорода в год, сам будет весить около 1 тонны (не считая веса источника питания к нему). Так что при продолжительности экспедиции менее года выгоднее с точки зрения перевозимого веса будет доставить на Марс не генератор кислорода, а.... сам кислород, к примеру, в сжиженном виде.
Тем более что работа мокси сильно зависит от внешних факторов, например, температуры и загрязнённости марсианского воздуха пылью.
Более интересным вариантом производства кислорода в условиях Марса станет электролиз воды, которая на Марсе имеется в достаточных количествах - в виде водяного льда, а возможно и в виде очень насыщенного солевого раствора под поверхностью планеты или под толстым слоем льда. Электролиз солёной воды уже сегодня применяется для снабжения кислородом атомных подлодок и, возможно, может найти своё применение и в марсианских экспедициях.
На картинке - мокси марсохода Perseverance.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Собственно, это по сути тот же процесс, в ходе которого разлагают воду на кислород и водород на школьных уроках физики: только здесь "дробится" не молекула водорода, а молекула углекислого газа (1 атом углерода, 2 атома кислорода), от которой "отрывают" один атом кислорода. Для этого сжатый марсианский воздух нагревают примерно до 800 градусов Цельсия, после чего приводят в соприкосновение с катализатором (оксид циркония). Получившийся в результате кислород отфильтровывают, угарный газ (CO) выбрасывают обратно в атмосферу.
Процесс уже успешно испытан в условиях Марса в апреле 2021 года в ходе экспедиции марсохода Perseverance. Теоретически, в будущем именно таким образом могут снабжать кислородом марсианские экспедиции.
Однако у технологии есть ряд существенных недостатков. Во-первых, она требует значительных затрат энергии. Так, мокси, установленный на Perseverance, характеризуется потребляемой мощностью в 300 ватт, вырабатывая всего шесть грамм кислорода в час. Для сравнения, человек расходует около 30 грамм кислорода. Т.е. для снабжения кислородом для дыхания экспедиции из четырёх человек понадобится примерно в 20 раз более мощное устройство. Иными словами, только для получения кислорода будущей марсианской экспедиции придётся иметь при себе источник энергии мощностью порядка 6 киловатт, что достаточно много по меркам космической экспедиции. Для сравнения, радиоизотопные термоэлектрические генераторы американских лунных миссий имели мощность лишь около 1,5 киловатта.
Можно подойти к проблеме и с другой стороны: мокси, способный 1 тонну кислорода в год, сам будет весить около 1 тонны (не считая веса источника питания к нему). Так что при продолжительности экспедиции менее года выгоднее с точки зрения перевозимого веса будет доставить на Марс не генератор кислорода, а.... сам кислород, к примеру, в сжиженном виде.
Тем более что работа мокси сильно зависит от внешних факторов, например, температуры и загрязнённости марсианского воздуха пылью.
Более интересным вариантом производства кислорода в условиях Марса станет электролиз воды, которая на Марсе имеется в достаточных количествах - в виде водяного льда, а возможно и в виде очень насыщенного солевого раствора под поверхностью планеты или под толстым слоем льда. Электролиз солёной воды уже сегодня применяется для снабжения кислородом атомных подлодок и, возможно, может найти своё применение и в марсианских экспедициях.
На картинке - мокси марсохода Perseverance.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍3
В одной из наших прошлых публикаций мы говорили про центр Вселенной – а точнее, про то, что этого центра не существует, а точнее, любая точка пространства нашей Вселенной может считаться её центром. А как насчёт краёв?
По логике вещей, их тоже не должно быть, ведь если Вселенная ограничена и имеет края, то не все её точки равноправны, что противоречит тому, о чём мы говорили выше. И более того, можно попытаться найти точку, равноудалённую от этих краёв, которая будет играть роль того самого центра, которой у Вселенной нет.
Иными словами, все наши представления о Вселенной наводят нас на вывод о том, что никакого края в классическом понимании у неё нет. Но это не значит, что она бесконечна: это тоже противоречит нашим представлениям. Действительно, невозможно представить себе, как объект, существующий конечное время (13,8 миллиарда лет) и начавший своё формирование из некоего единого центра (сингулярности Большого Взрыва) может занять бесконечное пространство.
Но как же что-то, что имеет конечный размер, при этом может не иметь границ? Такие объекты нам известны: в математике их называют замкнутыми поверхностями.
Примером таких поверхностей в двумерном пространстве является, например, сфера. Представим себе муравья, сидящего на поверхности воздушного шарика. Пусть этот муравей решил дойти до «края Вселенной» и оправился бы в путешествие, двигаясь точно по прямой. Очевидно, что, как долго бы он ни шёл, он не смог бы дойти до места, где поверхность шарика «заканчивается»: рано или поздно он просто вернулся бы в ту же точку, из которой начал путешествие!
Вероятно, то же самое происходит и в нашей Вселенной: разница лишь в том, что в случае с шариком и муравьём мы говорим о двухмерной замкнутой поверхности, а в случае Вселенной эта поверхность трёхмерная, а искривляется она в некоем дополнительном, невидимом нами четвёртом измерении. Представить себе трёхмерные поверхности, да ещё и имеющие какую-то форму, нам затруднительно: наше воображение для таких операций не предназначено. К счастью, этого от нас и не требуется.
Не факт, что четырёхмерная фигура, на которую «натянуто» трёхмерное пространство нашей Вселенной, имеет форму сферы. В конечном итоге, вариантов таких фигур может быть множество, включая, например, всерьёз отстаиваемый рядом учёных вариант четырёхмерного тора («бублика») или популярная сегодня гипотеза о том, на самом деле Вселенная имеет форму додэкаэдра (что-то вроде футбольного мяча, состоящего из правильных криволинейных пятиугольников). Есть и более экзотические гипотезы о предполагаемой форме четырёхмерной Вселенной.
Итак, согласно современным представлениям мы не способны достичь края Вселенной или тем более пересечь его, так как является пленниками нашего трёхмерного пространства. Как бы далеко мы не улетели от Земли, пусть даже на десятки миллиардов световых лет, нас повсюду будут окружать всё те же звёзды, галактики и скопления галактик.
Вселенная представляется нам безграничной, хотя в своей истинной четырёхмерной форме она вполне ограничена – также, как ограничен для нас кажущийся бесконечным муравью воздушный шарик. И вот в этом-то пространстве за пределами нашей Вселенной могут существовать и другие миры – другие варианты Вселенных, рождённые в результате своих собственных Больших взрывов и обладающих даже иными физическими законами!
Есть всего лишь одна проблема: изучая видимую часть нашей Вселенной, мы пока не обнаружили признаков того, что та искривлена. В принципе это нестрашно, ведь, согласно современным представлениям, нашим наблюдениям пока доступна лишь сравнительно небольшая часть нашей Вселенной, которая вполне может казаться нам плоской также, как Земля казалась плоской многим поколениям наших предков.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
По логике вещей, их тоже не должно быть, ведь если Вселенная ограничена и имеет края, то не все её точки равноправны, что противоречит тому, о чём мы говорили выше. И более того, можно попытаться найти точку, равноудалённую от этих краёв, которая будет играть роль того самого центра, которой у Вселенной нет.
Иными словами, все наши представления о Вселенной наводят нас на вывод о том, что никакого края в классическом понимании у неё нет. Но это не значит, что она бесконечна: это тоже противоречит нашим представлениям. Действительно, невозможно представить себе, как объект, существующий конечное время (13,8 миллиарда лет) и начавший своё формирование из некоего единого центра (сингулярности Большого Взрыва) может занять бесконечное пространство.
Но как же что-то, что имеет конечный размер, при этом может не иметь границ? Такие объекты нам известны: в математике их называют замкнутыми поверхностями.
Примером таких поверхностей в двумерном пространстве является, например, сфера. Представим себе муравья, сидящего на поверхности воздушного шарика. Пусть этот муравей решил дойти до «края Вселенной» и оправился бы в путешествие, двигаясь точно по прямой. Очевидно, что, как долго бы он ни шёл, он не смог бы дойти до места, где поверхность шарика «заканчивается»: рано или поздно он просто вернулся бы в ту же точку, из которой начал путешествие!
Вероятно, то же самое происходит и в нашей Вселенной: разница лишь в том, что в случае с шариком и муравьём мы говорим о двухмерной замкнутой поверхности, а в случае Вселенной эта поверхность трёхмерная, а искривляется она в некоем дополнительном, невидимом нами четвёртом измерении. Представить себе трёхмерные поверхности, да ещё и имеющие какую-то форму, нам затруднительно: наше воображение для таких операций не предназначено. К счастью, этого от нас и не требуется.
Не факт, что четырёхмерная фигура, на которую «натянуто» трёхмерное пространство нашей Вселенной, имеет форму сферы. В конечном итоге, вариантов таких фигур может быть множество, включая, например, всерьёз отстаиваемый рядом учёных вариант четырёхмерного тора («бублика») или популярная сегодня гипотеза о том, на самом деле Вселенная имеет форму додэкаэдра (что-то вроде футбольного мяча, состоящего из правильных криволинейных пятиугольников). Есть и более экзотические гипотезы о предполагаемой форме четырёхмерной Вселенной.
Итак, согласно современным представлениям мы не способны достичь края Вселенной или тем более пересечь его, так как является пленниками нашего трёхмерного пространства. Как бы далеко мы не улетели от Земли, пусть даже на десятки миллиардов световых лет, нас повсюду будут окружать всё те же звёзды, галактики и скопления галактик.
Вселенная представляется нам безграничной, хотя в своей истинной четырёхмерной форме она вполне ограничена – также, как ограничен для нас кажущийся бесконечным муравью воздушный шарик. И вот в этом-то пространстве за пределами нашей Вселенной могут существовать и другие миры – другие варианты Вселенных, рождённые в результате своих собственных Больших взрывов и обладающих даже иными физическими законами!
Есть всего лишь одна проблема: изучая видимую часть нашей Вселенной, мы пока не обнаружили признаков того, что та искривлена. В принципе это нестрашно, ведь, согласно современным представлениям, нашим наблюдениям пока доступна лишь сравнительно небольшая часть нашей Вселенной, которая вполне может казаться нам плоской также, как Земля казалась плоской многим поколениям наших предков.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍3
Почему всех интересует звезда Бетельгейзе?
Звезда Бетельгейзе, расположенная на расстоянии примерно 500-600 световых от от Земли, является весьма популярным среди астрономов объектом для изучения.
Во-первых, Бетельгейзе – одна из самых крупных звёзд в нашей части Галактики: её радиус примерно в 700 раз больше Солнца, а по объёму она превосходит наше светило примерно в 600 миллионов (!) раз. Есть в галактике звёзды и покрупнее (например, Stephenson 2-18, радиус которой превосходит Солнце в 2000 раз), но расположены они достаточно далеко от нас. А вот Бетельгейзе рядом: до неё 600 световых лет, что по космическим меркам – сущие копейки. Так что наблюдения за Бетельгейзе дают нам уникальную возможность на её примере подробно изучить жизнь звёзд такого типа.
При своих значительных размерах, Бетельгейзе всего в 17 раз тяжелее Солнца. Это означает, что звезда относится к поздним (красным) сверхгигантам, которые к концу жизни сильно увеличиваются в размерах: термоядерные реакции в недрах таких звёзд идут существенно активнее, чем «в молодости», из-за чего внутренняя энергия, а значит, и давление таких звёзд сильно возрастают, раздувая их. Так как при расширении газы (а вещество звёзд с известной точностью можно считать газом) охлаждаются, поверхность Бетельгейзе сегодня существенно холоднее и краснее, чем «в молодости» или даже в недавнем прошлом.
Сейчас Бетельгейзе – отчётливо красного цвета (показатель цвета B-V 1,86), хотя в юности, вероятно, была бело-голубой звездой спектрального класса B. Интересно, что ещё 2100 лет назад китайские астрономы описывали звезду Бетельгейзе как имеющую жёлтый цвет. Если в перевод не закралась ошибка, то Бетельгейзе изменила цвет буквально на наших глазах!
Из-за того, что звезда Бетельгейзе такая большая, собственная гравитация звезды относительно слабо влияет на её внешние области. Из-за этого форма звезды Бетельгейзе, видимо, далека от сферической: звезда скорее напоминает по форме картофелину. Поэтому в ходе своего вращения вокруг своей оси (период обращения – около 18 лет) звезда обращена к нам поверхностью разной площади, что приводит к достаточно сильным колебаниям видимой с Земли яркости Бетельгейзе.
Поверхность Бетельгейзе покрыта огромными солнечными пятнами и здесь часто бушуют мощные магнитные бури, в ходе которых в окружающее пространство выбрасываются колоссальные количества звёздного вещества. Это, по всей видимости, также является характерной особенностью красных сверхгигантов.
Эти и другие признаки указывают на то, что Бетельгейзе доживает буквально свои последние мгновения – по звёздным меркам, конечно. В самом ближайшем будущем звезда окончательно исчерпает запасы своего ядерного топлива, после чего, вероятно, взорвётся как сверхновая. Взрыв будет настолько мощным, что на несколько дней звезда Бетельгейзе на ночном небе Земли будет давать столько же света, сколько даёт полная Луна (выглядеть это будет примерно так, как на картинке к посту)!
Бетельгейзе может взорваться как через год, так и через 100 тысяч лет, и предсказать это событие точнее мы пока не можем. Впрочем, существуют некие косвенные признаки приближающейся вспышки. Одним из них должно быть уменьшение яркости светила за несколько месяцев перед взрывом из-за его сжатия под действием гравитационных сил после утихания ядерных реакций.
Так что когда в 2019 году звезда Бетельгейзе стала быстро тускнеть, за несколько месяцев вдвое уменьшив свою яркость, многие в мире затаили дыхание в преддверие величественного зрелища. Увы, тревога оказалась ложной: в феврале 2020 года звезда снова начала наращивать яркость.
Сегодня считается, что падение яркости Бетельгейзе в 2019-м было обусловлено особо мощным выбросом вещества с поверхности звезды: облако выброшенной материи на какое-то время заслонило звезду от земных наблюдателей, рассеивая часть её излучения.
Впрочем, надежда на то, что звезда Бетельгейзе покажет Вселенной впечатляющий фейерверк уже при нашей жизни, остаётся!
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Звезда Бетельгейзе, расположенная на расстоянии примерно 500-600 световых от от Земли, является весьма популярным среди астрономов объектом для изучения.
Во-первых, Бетельгейзе – одна из самых крупных звёзд в нашей части Галактики: её радиус примерно в 700 раз больше Солнца, а по объёму она превосходит наше светило примерно в 600 миллионов (!) раз. Есть в галактике звёзды и покрупнее (например, Stephenson 2-18, радиус которой превосходит Солнце в 2000 раз), но расположены они достаточно далеко от нас. А вот Бетельгейзе рядом: до неё 600 световых лет, что по космическим меркам – сущие копейки. Так что наблюдения за Бетельгейзе дают нам уникальную возможность на её примере подробно изучить жизнь звёзд такого типа.
При своих значительных размерах, Бетельгейзе всего в 17 раз тяжелее Солнца. Это означает, что звезда относится к поздним (красным) сверхгигантам, которые к концу жизни сильно увеличиваются в размерах: термоядерные реакции в недрах таких звёзд идут существенно активнее, чем «в молодости», из-за чего внутренняя энергия, а значит, и давление таких звёзд сильно возрастают, раздувая их. Так как при расширении газы (а вещество звёзд с известной точностью можно считать газом) охлаждаются, поверхность Бетельгейзе сегодня существенно холоднее и краснее, чем «в молодости» или даже в недавнем прошлом.
Сейчас Бетельгейзе – отчётливо красного цвета (показатель цвета B-V 1,86), хотя в юности, вероятно, была бело-голубой звездой спектрального класса B. Интересно, что ещё 2100 лет назад китайские астрономы описывали звезду Бетельгейзе как имеющую жёлтый цвет. Если в перевод не закралась ошибка, то Бетельгейзе изменила цвет буквально на наших глазах!
Из-за того, что звезда Бетельгейзе такая большая, собственная гравитация звезды относительно слабо влияет на её внешние области. Из-за этого форма звезды Бетельгейзе, видимо, далека от сферической: звезда скорее напоминает по форме картофелину. Поэтому в ходе своего вращения вокруг своей оси (период обращения – около 18 лет) звезда обращена к нам поверхностью разной площади, что приводит к достаточно сильным колебаниям видимой с Земли яркости Бетельгейзе.
Поверхность Бетельгейзе покрыта огромными солнечными пятнами и здесь часто бушуют мощные магнитные бури, в ходе которых в окружающее пространство выбрасываются колоссальные количества звёздного вещества. Это, по всей видимости, также является характерной особенностью красных сверхгигантов.
Эти и другие признаки указывают на то, что Бетельгейзе доживает буквально свои последние мгновения – по звёздным меркам, конечно. В самом ближайшем будущем звезда окончательно исчерпает запасы своего ядерного топлива, после чего, вероятно, взорвётся как сверхновая. Взрыв будет настолько мощным, что на несколько дней звезда Бетельгейзе на ночном небе Земли будет давать столько же света, сколько даёт полная Луна (выглядеть это будет примерно так, как на картинке к посту)!
Бетельгейзе может взорваться как через год, так и через 100 тысяч лет, и предсказать это событие точнее мы пока не можем. Впрочем, существуют некие косвенные признаки приближающейся вспышки. Одним из них должно быть уменьшение яркости светила за несколько месяцев перед взрывом из-за его сжатия под действием гравитационных сил после утихания ядерных реакций.
Так что когда в 2019 году звезда Бетельгейзе стала быстро тускнеть, за несколько месяцев вдвое уменьшив свою яркость, многие в мире затаили дыхание в преддверие величественного зрелища. Увы, тревога оказалась ложной: в феврале 2020 года звезда снова начала наращивать яркость.
Сегодня считается, что падение яркости Бетельгейзе в 2019-м было обусловлено особо мощным выбросом вещества с поверхности звезды: облако выброшенной материи на какое-то время заслонило звезду от земных наблюдателей, рассеивая часть её излучения.
Впрочем, надежда на то, что звезда Бетельгейзе покажет Вселенной впечатляющий фейерверк уже при нашей жизни, остаётся!
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍6
Зачем в мыльном пузыре мыло?
Наверное, все мы хоть раз в жизни развлекались выдуванием мыльных пузырей. Однако мало кто задумывается над физикой этого процесса. Например, задумывались ли вы, к примеру, о том, почему нельзя надуть пузырь из чистой воды?
Дело в том, что для этой операции чистая вода, во-первых, слишком тяжёлая, а во-вторых, обладает слишком большим поверхностным натяжением.
Вспомним, как выдувается пузырь. Для этого нам нужна рамка, которую мы опускаем в жидкость, и та образует на её поверхности плёнку. Плёнка эта возникает из-за того, что жидкость как бы «приклеивается» к рамке за счёт сил межмолекулярного взаимодействия (смачивания) между молекулами жидкости и рамки.
Но этому процессу противостоит сила межмолекулярного взаимодействия между молекулами самой жидкости, она же сила поверхностного натяжения: она стремится разрушить плёнку, оторвав её от рамки и сжав в каплю. Чем больше площадь контакта между жидкостью и рамкой, тем устойчивее будет плёнка. С другой стороны, чем больше будет площадь плёнки, тем сильнее будет сила поверхностного натяжения – и тем скорее она порвётся.
На самом деле создать на рамке плёнку из чистой воды можно. Но эта плёнка должна быть достаточно толстой (чем толще плёнка – тем больше площадь контакта с рамкой) – а значит, достаточно тяжёлой. И здесь уже вступает в игру сила тяжести, которая отрывает жидкость от рамки.
Если её «выключить», то создать устойчивую плёнку можно и из чистой воды: в 2003 году соответствующие опыты были поставлены на Международной космической станции, и в ходе них космонавтам удалось получить чисто водяную плёнку толщиной треть миллиметра на круглой рамке диаметром в 50 миллиметров.
Для устойчивого существования на Земле такая плёнка будет слишком тяжёлой. Чтобы уменьшить её вес, нужно уменьшить толщину, а для этого надо уменьшить поверхностное натяжение, пытающееся разрушить плёнку. Именно эту функцию и выполняет мыльный раствор или некоторые другие вещества с подобными физико-химическими свойствами.
Добавление примесей в раствор позволяет уменьшить «равновесную» толщину плёнки примерно до одного микрометра. Влияние силы тяжести на такую плёнку примерно в 300 раз слабее, и она может сохранять устойчивость долгое время.
Правда, в конечном итоге сила тяжести всё-таки возьмёт своё, и плёнка порвётся. Собственно, именно по этой причине лопаются и мыльные пузыри: жидкость в их верхней части попросту стекает в нижнюю, пока верхняя не становится слишком тонкой и пузырь не разрушается. Именно поэтому на Земле почти невозможно получить мыльные пузыри, живущие дольше десятка секунд. В условиях же отсутствия силы тяжести долговечность пузырей существенно выше: в тех же опытах 2003 года на МКС некоторые пузыри жили до 12 часов. Правда, в конечном итоге они тоже лопались, так как их оболочка истончалась за счёт испарения влаги с их поверхности.
Что же до завораживающих радужных переливов на поверхности, то он обусловлен интерференцией (волновым взаимодействием) между светом, отражённым от внешней поверхности пузыря и тем же светом, отражённым от его внутренней поверхности. Происходит это потому, что поверхность пузыря достаточно тонкая по сравнению с длиной волны света: по той же причине даёт похожие радужные переливы тонкая плёнка бензина на поверхности воды.
Наверное, все мы хоть раз в жизни развлекались выдуванием мыльных пузырей. Однако мало кто задумывается над физикой этого процесса. Например, задумывались ли вы, к примеру, о том, почему нельзя надуть пузырь из чистой воды?
Дело в том, что для этой операции чистая вода, во-первых, слишком тяжёлая, а во-вторых, обладает слишком большим поверхностным натяжением.
Вспомним, как выдувается пузырь. Для этого нам нужна рамка, которую мы опускаем в жидкость, и та образует на её поверхности плёнку. Плёнка эта возникает из-за того, что жидкость как бы «приклеивается» к рамке за счёт сил межмолекулярного взаимодействия (смачивания) между молекулами жидкости и рамки.
Но этому процессу противостоит сила межмолекулярного взаимодействия между молекулами самой жидкости, она же сила поверхностного натяжения: она стремится разрушить плёнку, оторвав её от рамки и сжав в каплю. Чем больше площадь контакта между жидкостью и рамкой, тем устойчивее будет плёнка. С другой стороны, чем больше будет площадь плёнки, тем сильнее будет сила поверхностного натяжения – и тем скорее она порвётся.
На самом деле создать на рамке плёнку из чистой воды можно. Но эта плёнка должна быть достаточно толстой (чем толще плёнка – тем больше площадь контакта с рамкой) – а значит, достаточно тяжёлой. И здесь уже вступает в игру сила тяжести, которая отрывает жидкость от рамки.
Если её «выключить», то создать устойчивую плёнку можно и из чистой воды: в 2003 году соответствующие опыты были поставлены на Международной космической станции, и в ходе них космонавтам удалось получить чисто водяную плёнку толщиной треть миллиметра на круглой рамке диаметром в 50 миллиметров.
Для устойчивого существования на Земле такая плёнка будет слишком тяжёлой. Чтобы уменьшить её вес, нужно уменьшить толщину, а для этого надо уменьшить поверхностное натяжение, пытающееся разрушить плёнку. Именно эту функцию и выполняет мыльный раствор или некоторые другие вещества с подобными физико-химическими свойствами.
Добавление примесей в раствор позволяет уменьшить «равновесную» толщину плёнки примерно до одного микрометра. Влияние силы тяжести на такую плёнку примерно в 300 раз слабее, и она может сохранять устойчивость долгое время.
Правда, в конечном итоге сила тяжести всё-таки возьмёт своё, и плёнка порвётся. Собственно, именно по этой причине лопаются и мыльные пузыри: жидкость в их верхней части попросту стекает в нижнюю, пока верхняя не становится слишком тонкой и пузырь не разрушается. Именно поэтому на Земле почти невозможно получить мыльные пузыри, живущие дольше десятка секунд. В условиях же отсутствия силы тяжести долговечность пузырей существенно выше: в тех же опытах 2003 года на МКС некоторые пузыри жили до 12 часов. Правда, в конечном итоге они тоже лопались, так как их оболочка истончалась за счёт испарения влаги с их поверхности.
Что же до завораживающих радужных переливов на поверхности, то он обусловлен интерференцией (волновым взаимодействием) между светом, отражённым от внешней поверхности пузыря и тем же светом, отражённым от его внутренней поверхности. Происходит это потому, что поверхность пузыря достаточно тонкая по сравнению с длиной волны света: по той же причине даёт похожие радужные переливы тонкая плёнка бензина на поверхности воды.
👍3
5 причин, почему Земля точно не плоская
Меня уже давно просили собрать основные доказательства ошибочности заблуждений плоскоземельщиков, но я, признаться, долго игнорировал такие просьбы. Доказывать, что Земля не плоская, в XXI веке как-то даже унизительно, вы не находите? Тем не менее, просьбы продолжают поступать, и поэтому – вот, держите!
Вкратце напомню, что плоскоземельщики полагают, что плоский земной диск имеет своим центром Северный полюс, тогда как Южного полюса на самом деле не существует, а Антарктида представляет собой ледяную стену, окаймляющую мир. Солнце и Луна, по мнению плоскоземельщиков, являются небольшими телами, вращающимися над земным диском на высотке примерно 5000 километров. Причём Солнце излучает свет не во всех направлениях, а в пределах узкого конуса (вроде прожектора), чем и объясняется смена дня и ночи. Краткую иллюстрацию этого безумия прикрепляю.
Такая картина не может существовать в природе, и вот краткий список основных фактов, доказывающих это.
1. Закаты и восходы на плоской Земле не наблюдались бы.
Если бы Земля действительно была устроена так, как говорят плоскоземельщики, Солнце гасло бы, не доходя до горизонта – по той простой причине, что никакого «горизонта» у плоской Земли нет. Отсылки отдельных плоскоземельщиков к рефракции атмосферы, из-за которой Солнце якобы и перестаёт быть видимым, несостоятельны: рефракция атмосферы, наоборот, «приподнимает» Солнце над горизонтом, и оно остаётся видимым даже тогда, когда уже должно было бы зайти по чисто геометрическим соображениям.
2. Видимые размеры Солнца сильно менялись бы в течение дня.
Если бы Солнце действительно перемещалось над поверхностью Земли, то в течение дня его видимые угловые размеры сильно менялись бы по законам перспективы: оно было бы меньше утром, затем росло бы по мере подъёма по небу, достигало максимума в полдень и снова начинало уменьшаться к вечеру. В реальности Солнце имеет постоянный угловой размер около 1/108 радиана, в чём нетрудно убедиться с помощью закопченного стекла и простейших измерительных инструментов.
3. В любой точке плоской Земли мы видели бы на небе один и тот же набор звёзд
Из-за того, что Земля не плоская, вид звёздного неба в Южном и Северном полушарии различаются, так как часть звёздного неба оказывается заслонённой земным шаром. В мире плоскоземельщиков никакого «земного шара» нет, и все звёзды должны быть видимы одновременно. Предложите плоскоземельщику найти Канопус в Северном полушарии или Полярную звезду в Южном – ну или объяснить, почему он не может этого сделать.
4. Кориолисова сила не работала бы, ну или работала бы не так
Сила Кориолиса, отклоняющая предметы при их движении и, среди прочего, закручивающая циклоны и антициклоны, обусловлена именно вращением Земли. Именно благодаря ней в Северном полушарии циклоны закручиваются против часовой стрелки, а в Южном – по часовой. По модели плоской земли они закручивались бы в одном направлении во всех частях Земли, ведь никаких «полушарий» для плоскоземельщиков не существует.
Не попадите впросак, приводя в качестве примера закручивание в воронку воды в раковине или ванной: сила Кориолиса тут, вообще говоря, не причём.
5. Компасы на плоской Земле были бы бесполезны
Магнитное поле Земли возникает из-за её вращения вокруг своей оси. И если бы Северный магнитный полюс в модели плоской Земли ещё мог бы существовать, то вот существование Южного магнитного поля с её точки зрения невозможно, ведь и самого Южного полюса, по мнению плоскоземельщиков, не существует.
Точнее, в такой модели Южный магнитный полюс мог бы существовать, но должен был бы располагаться с другой стороны «земного диска», и навигация с помощью компаса была бы бесполезна по крайней мере в большей части Северного полушария.
Ну и раз уж мы заговорили об этом, в следующем материале я приведу разбор основных «аргументов» плоскоземельщиков, с помощью которых они пытаются оспорить сферичность Земли.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Меня уже давно просили собрать основные доказательства ошибочности заблуждений плоскоземельщиков, но я, признаться, долго игнорировал такие просьбы. Доказывать, что Земля не плоская, в XXI веке как-то даже унизительно, вы не находите? Тем не менее, просьбы продолжают поступать, и поэтому – вот, держите!
Вкратце напомню, что плоскоземельщики полагают, что плоский земной диск имеет своим центром Северный полюс, тогда как Южного полюса на самом деле не существует, а Антарктида представляет собой ледяную стену, окаймляющую мир. Солнце и Луна, по мнению плоскоземельщиков, являются небольшими телами, вращающимися над земным диском на высотке примерно 5000 километров. Причём Солнце излучает свет не во всех направлениях, а в пределах узкого конуса (вроде прожектора), чем и объясняется смена дня и ночи. Краткую иллюстрацию этого безумия прикрепляю.
Такая картина не может существовать в природе, и вот краткий список основных фактов, доказывающих это.
1. Закаты и восходы на плоской Земле не наблюдались бы.
Если бы Земля действительно была устроена так, как говорят плоскоземельщики, Солнце гасло бы, не доходя до горизонта – по той простой причине, что никакого «горизонта» у плоской Земли нет. Отсылки отдельных плоскоземельщиков к рефракции атмосферы, из-за которой Солнце якобы и перестаёт быть видимым, несостоятельны: рефракция атмосферы, наоборот, «приподнимает» Солнце над горизонтом, и оно остаётся видимым даже тогда, когда уже должно было бы зайти по чисто геометрическим соображениям.
2. Видимые размеры Солнца сильно менялись бы в течение дня.
Если бы Солнце действительно перемещалось над поверхностью Земли, то в течение дня его видимые угловые размеры сильно менялись бы по законам перспективы: оно было бы меньше утром, затем росло бы по мере подъёма по небу, достигало максимума в полдень и снова начинало уменьшаться к вечеру. В реальности Солнце имеет постоянный угловой размер около 1/108 радиана, в чём нетрудно убедиться с помощью закопченного стекла и простейших измерительных инструментов.
3. В любой точке плоской Земли мы видели бы на небе один и тот же набор звёзд
Из-за того, что Земля не плоская, вид звёздного неба в Южном и Северном полушарии различаются, так как часть звёздного неба оказывается заслонённой земным шаром. В мире плоскоземельщиков никакого «земного шара» нет, и все звёзды должны быть видимы одновременно. Предложите плоскоземельщику найти Канопус в Северном полушарии или Полярную звезду в Южном – ну или объяснить, почему он не может этого сделать.
4. Кориолисова сила не работала бы, ну или работала бы не так
Сила Кориолиса, отклоняющая предметы при их движении и, среди прочего, закручивающая циклоны и антициклоны, обусловлена именно вращением Земли. Именно благодаря ней в Северном полушарии циклоны закручиваются против часовой стрелки, а в Южном – по часовой. По модели плоской земли они закручивались бы в одном направлении во всех частях Земли, ведь никаких «полушарий» для плоскоземельщиков не существует.
Не попадите впросак, приводя в качестве примера закручивание в воронку воды в раковине или ванной: сила Кориолиса тут, вообще говоря, не причём.
5. Компасы на плоской Земле были бы бесполезны
Магнитное поле Земли возникает из-за её вращения вокруг своей оси. И если бы Северный магнитный полюс в модели плоской Земли ещё мог бы существовать, то вот существование Южного магнитного поля с её точки зрения невозможно, ведь и самого Южного полюса, по мнению плоскоземельщиков, не существует.
Точнее, в такой модели Южный магнитный полюс мог бы существовать, но должен был бы располагаться с другой стороны «земного диска», и навигация с помощью компаса была бы бесполезна по крайней мере в большей части Северного полушария.
Ну и раз уж мы заговорили об этом, в следующем материале я приведу разбор основных «аргументов» плоскоземельщиков, с помощью которых они пытаются оспорить сферичность Земли.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍7
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Эффектная иллюзия капель воды, движущихся как бы вопреки силе тяжести, достигается благодаря стробоскопическому эффекту, возникающему при освещении потока капель светодиодами, мигающими с частотой, близкой к частоте падения самих капель.
Эта частота достаточно велика, чтобы мозг не воспринимал отдельные вспышки и свет казался постоянным. Однако на самом это не так, и мы видим поток лишь в отдельные моменты времени, за промежуток между которыми капли, похожие одна на другую, смещаются на определённое расстояние. Если частота вспышек будет равна частоте падения капель, нам будет казаться, что капли замерли на месте, а если она будет чуть выше неё, то будет казаться, что капли летят вверх.
Видео взято с отличного канала Ruslan Geek.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
Эта частота достаточно велика, чтобы мозг не воспринимал отдельные вспышки и свет казался постоянным. Однако на самом это не так, и мы видим поток лишь в отдельные моменты времени, за промежуток между которыми капли, похожие одна на другую, смещаются на определённое расстояние. Если частота вспышек будет равна частоте падения капель, нам будет казаться, что капли замерли на месте, а если она будет чуть выше неё, то будет казаться, что капли летят вверх.
Видео взято с отличного канала Ruslan Geek.
Помочь проекту "Физика в картинках" можно тут.
👍4