tksag.ru
С детства мы заучиваем азбучные истины об устройстве Вселенной: все планеты круглые, в космосе ничего нет, солнце горит. А между тем, это всё неправда. Не зря новый министр образования и науки Ольга Васильева на днях заявила, что необходимо вернуть в школу уроки астрономии. Редакция TKSAG полностью поддерживает эту инициативу и предлагает читателям обновить свои представления о планетах и звёздах.
1. Земля — это ровный шар
Настоящая форма Земли несколько отличается от глобуса из магазина. То, что наша планета немного сплюснута с полюсов, знают многие. Но кроме этого, разные точки земной поверхности удалены от центра ядра на разное расстояние. Дело не только в рельефе, просто Земля вся неровная. Для наглядности используют такую, немного утрированную иллюстрацию.
Ближе к экватору планета вообще имеет своего рода выступ. Поэтому, например, самая удалённая от центра планеты точка земной поверхности — это не Эверест (8848 м), а вулкан Чимборасо (6268 м) — его вершина находится на 2,5 км дальше. На снимках из космоса этого не видно, поскольку отклонение от идеального шара составляет не более 0,5% от радиуса, кроме того, недостатки внешности нашей любимой планеты сглаживает атмосфера. Правильное название для формы Земли — геоид.
2. Солнце горит
Мы привыкли думать, что Солнце — это огромный огненный шар, поэтому нам кажется, что оно горит, на его поверхности есть пламя. На самом деле горение — химическая реакция, для которой нужен окислитель и горючее, нужна атмосфера. (Кстати, именно поэтому взрывы в открытом космосе практически невозможны).
Солнце — это огромный кусок плазмы в состоянии термоядерной реакции, оно не горит, а светится, излучая поток фотонов и заряженных частиц. То есть Солнце — это не огонь, это большой и очень-очень тёплый свет.
3. Земля делает оборот вокруг своей оси ровно за 24 часа
Часто кажется, что одни сутки проходят быстрее, другие медленнее. Как ни странно, это действительно так. Солнечный день, то есть время, за которое Солнце возвращается в одну и ту же позицию на небе, варьируется в пределах плюс-минус примерно 8 минут в различное время года в разных точках планеты. Это связано с тем, что линейная скорость движения и угловая скорость вращения Земли вокруг Солнца по мере движения по эллиптической орбите постоянно изменяются. Сутки то слегка увеличиваются, то немного уменьшаются.
Кроме солнечных, есть ещё и звёздные сутки — то время, за которое Земля совершает один оборот вокруг своей оси по отношению к далёким звёздам. Они более постоянны, их продолжительность равна 23 часа 56 минут 04 секунды.
4. Полная невесомость на орбите
Принято думать, что космонавт на космической станции находится в состоянии полной невесомости и его вес равен нулю. Да, влияние притяжения Земли на высоте 100—200 км от её поверхности менее заметно, но остаётся столь же мощным: именно поэтому МКС и люди в ней остаются на орбите, а не улетают по прямой в открытый космос.
Если говорить простым языком, и станция, и космонавты в ней находятся в бесконечном свободном падении (только падают они не вниз, а вперёд), а поддерживает парение само вращение станции вокруг планеты. Правильнее называть это микрогравитацией. Состояние, близкое к полной невесомости, можно испытать только за пределами гравитационного поля Земли.
5. Мгновенная смерть в космосе без скафандра
Как ни странно, для человека, выпавшего без скафандра из люка космического корабля, смерть не так уж неизбежна. Он не превратится в сосульку: да, температура в открытом космосе -270 °C, но теплообмен в вакууме невозможен, поэтому тело наоборот начнёт нагреваться. Внутреннего давления также недостаточно для того, чтобы взорвать человека изнутри.
Главная опасность — это взрывная декомпрессия: пузырьки газа в крови начнут расширяться, но теоретически это можно пережить. Кроме того, в космических условиях недостаточно давления для поддержания жидкого состояния вещества, поэтому со слизистых оболочек организма (язык, глаза, лёгкие) начнёт очень быстро испаряться вода. На земной орбите под прямыми солнечными лучами неизбежны мгновенные ожоги незащищённых участков кожи (кстати, тут температура будет, как в сауне — около 100 °C). Всё это очень неприятно, но не смертельно. Очень важно оказаться в космосе на выдохе (задержка воздуха приведёт к баротравме).
В итоге, как считают учёные НАСА, при определённых условиях есть шанс, что 30—60 секунд пребывания в открытом космосе не вызовут повреждений человеческого организма, несовместимых с жизнью. Смерть же в конце концов наступит именно от удушья.
6. Пояс астероидов — опасное место для звездолётов
Фантастические фильмы приучили нас к тому, что астероидные скопления — это груда космических обломков, которые летают в непосредственной близости друг от друга. На картах Солнечной системы Пояс астероидов тоже обычно выглядит как серьёзная преграда. Да, в это месте очень большая плотность небесных тел, но только по космическим меркам: полукилометровые глыбы летают на расстоянии сотен тысяч километров друг от друга.
Человечество запустило около десятка зондов, которые вышли за орбиту Марса и долетели до орбиты Юпитера без малейших проблем. Непроходимые скопления космических скал и камней вроде тех, что показывают в «Звёздных войнах», могут возникать в результате столкновения двух массивных небесных тел. И то — ненадолго.
7. Мы видим миллионы звёзд
Выражение «мириады звёзд» до недавнего времени было не более, чем риторическим преувеличением. Невооружённым взглядом с Земли в самую ясную погоду можно видеть одновременно не более 2—3 тысяч небесных тел. Всего в обоих полушариях — около 6 тысяч. А вот на фотоснимках современных телескопов действительно можно найти сотни миллионов, если не миллиардов звёзд (никто пока не считал).
Недавно полученное изображение Hubble Ultra Deep Field запечатлело около 10 тысяч галактик, самая далёкие из которых находятся на расстоянии примерно 13,5 миллиардов световых лет. По расчётам учёных, эти сверхдалёкие звёздные скопления появились «всего» через 400—800 миллионов лет после Большого взрыва.
8. Звёзды неподвижны
Не звёзды двигаются по небосклону, а Земля вертится — до 18 века учёные были уверены, что за исключением планет и комет большая часть небесных тел остаётся неподвижной. Однако со временем было доказано, что в движении находятся все без исключения звёзды и галактики. Если бы мы вернулись на несколько десятков тысячелетий назад, то не узнали бы звёздного неба над головой (как и нравственный закон, кстати).
Конечно, это происходит медленно, однако отдельные звёзды меняют своё положение в космическом пространстве так, что это становится заметно уже через несколько лет наблюдений. Быстрее всего «летит» звезда Бернарда — её скорость составляет 110 км/с. Галактики тоже смещаются.
Например, видимая невооружённым глазом с Земли Туманность Андромеды приближается к Млечному Пути со скоростью около 140 км/с. Примерно через 5 миллиардов лет мы столкнёмся.
9. У Луны есть тёмная сторона
Луна всегда обращена к Земле одной стороной, потому что её вращение вокруг собственной оси и вокруг нашей планеты синхронизировано. Однако это не значит, что на невидимую нам половину никогда не попадают лучи Солнца.
В новолуние, когда обращённая к Земле сторона полностью в тени, обратная — целиком освещена. Однако на естественном спутнике Земли день сменяется ночью несколько медленнее. Полный лунный день длится примерно две недели.
10. Меркурий — самая жаркая планета в Солнечной системе
Вполне логично предположить, что ближайшая к Солнцу планета — ещё и самая горячая в нашей системе. Тоже неправда. Максимальная температура на поверхности Меркурия составляет 427 °C. Это меньше, чем на Венере, где зарегистрирован показатель в 477 °C. Вторая планета почти на 50 миллионов км дальше от Солнца, чем первая, но у Венеры есть плотная атмосфера из углекислого газа, которая за счёт парникового эффекта сохраняет и накапливает температуру, а у Меркурия атмосферы практически нет.
Есть и ещё один момент. Полный оборот вокруг своей оси Меркурий совершает за 58 земных дней. Двухмесячная ночь остужает поверхность до -173 °C, то есть средняя температура на экваторе Меркурия составляет около 300 °C. А на полюсах планеты, которые всегда остаются в тени, даже есть лед.
11. Солнечная система состоит из девяти планет
С детства мы привыкли думать, что Солнечная система насчитывает девять планет. Плутон открыли в 1930 году, и более 70 лет он оставался полноправным членом планетарного пантеона. Однако после долгих дискуссий в 2006 году Плутон понизили до звания крупнейшей карликовой планеты в нашей системе. Дело в том, что это небесное тело не соответствует одному из трёх определений планеты, по которому такой объект должен своей массой расчистить окрестности своей орбиты. Масса Плутона составляет всего 7 % от совокупного веса всех объектов пояса Койпера. К примеру, ещё один планетоид из этой области, Эрида, меньше, чем Плутон в диаметре всего на 40 км, однако заметно тяжелее. Для сравнения, масса Земли в 1,7 миллиона раз больше, чем у всех остальных тел в окрестностях её орбиты. То есть полноценных планет в Солнечной системе всё-таки восемь.
12. Экзопланеты похожи на Землю
Практически каждый месяц астрономы радуют нас сообщениями о том, что обнаружили очередную экзопланету, на которой теоретически может существовать жизнь. Воображение сразу рисует зелёно-голубой шарик где-нибудь у Проксимы Центавры, куда можно будет свалить, когда наша Земля окончательно сломается. На самом деле учёные понятия не имеют, как выглядят экзопланеты и какие на них условия. Дело в том, что они находятся настолько далеко, что современными методами мы пока не можем вычислить их действительные размеры, состав атмосферы и температуру на поверхности.
Как правило, известно лишь предположительное расстояние между такой планетой и её звездой. Из сотен найденных экзопланет, которые находятся внутри обитаемой зоны, потенциально пригодной для поддержания землеподобной жизни, только единицы потенциально могут оказаться похожими на нашу родную планету.
13. Юпитер и Сатурн — шары газа
Все мы знаем, что крупнейшие планеты Солнечной системы — это газовые гиганты, но это вовсе не значит, что попав в зону гравитации этих планет, тело будет падать сквозь них, пока не достигнет твёрдого ядра.
Юпитер и Сатурн состоят в основном из водорода и гелия. Под облаками на глубине нескольких тысяч км начинается слой, в котором водород под воздействием чудовищного давления постепенно переходит из газообразного в состояние жидкого кипящего металла. Температура этой субстанции достигает 6 тысяч °C. Интересно, что Сатурн излучает в космос в 2,5 раза больше энергии, которую планета получает от Солнца, пока не совсем понятно, за счёт чего.
14. В Солнечной системе жизнь может существовать только на Земле
Если бы что-то похожее на земную жизнь существовало где-нибудь ещё в Солнечной системе, мы бы это заметили… Точно? К примеру, на Земле первая органика появилась больше 4 миллиардов лет назад, но в течение ещё сотен миллионов лет ни один внешний наблюдатель не увидел бы никаких явных признаков жизни, а первые многоклеточные организмы появились только через 3 миллиарда лет. На самом деле помимо Марса, в нашей системе ещё как минимум два места, где жизнь вполне может существовать: это спутники Сатурна — Титан и Энцелад.
На Титане имеется плотная атмосфера, а также моря, озёра и реки — правда, не из воды, а из жидкого метана. Но в 2010 году учёные из НАСА заявили, что обнаружили на этом спутнике Сатурна признаки возможного существования простейших форм жизни, вместо воды и кислорода использующих метан и водород.
Энцелад покрыт толстым слоем льда, казалось бы, какая тут жизнь? Однако под поверхностью на глубине 30—40 км, как уверены планетологи, существует океан жидкой воды толщиной примерно в 10 км. Ядро Энцелада горячее и в этом океане могут быть гидротермальные источники наподобие земных «чёрных курильщиков». По одной из гипотез, жизнь на Земле появилась именно благодаря этому явлению, так почему бы тому же самому не произойти и на Энцеладе. Кстати, вода в некоторых местах пробивает лёд и извергается наружу фонтанами высотой до 250 км. Последние данные подтверждают, что в этой воде содержатся органические соединения.
15. Космос — пустой
В межпланетном и межзвёздном пространстве нет ничего, уверены многие с детства. На самом деле вакуум космоса не является абсолютным: в микроскопических количествах здесь есть атомы и молекулы, реликтовое излучение, которое осталось от Большого Взрыва, и космические лучи, в которых содержатся ионизированные атомные ядра и разные субатомные частицы.
Более того, недавно учёные предположили, что космическая пустота состоит в действительности из вещества, которое мы пока не можем зафиксировать. Физики назвали это гипотетическое явление тёмной энергией и тёмной материей. Предположительно, наша Вселенная на 76% состоит из тёмной энергии, на 22% — из тёмной материи, на 3,6% — из межзвёздного газа. Наша обычная барионная материя: звёзды, планеты и прочее — это всего лишь 0,4% от общей массы универсума.
Есть предположение, что именно увеличение количества тёмной энергии заставляет Вселенную расширяться. Рано или поздно эта альтернативная сущность, по идее, разорвёт атомы нашей реальности в клочья отдельных бозонов и кварков. Впрочем, к тому моменту ни Ольги Васильевой, ни уроков астрономии, ни человечества, ни Земли, ни Солнца не будет существовать уже несколько миллиардов лет.
