Загадки гравитации
Гравитация. Казалось бы, о гравитации человечество знало и узнало все еще во времена Ньютона. Что здесь может быть неизвестным и тайным?!
Но есть кое-что, что ученые пока не в силах объяснить.
В середине 17 века, еще до электричества и атомов, Ньютон открыл и опубликовал закон Всемирного тяготения, который описывает как тела с разной массой должны взаимодействовать друг с другом. И это закон справедлив и до сих пор. Гравитация описывается одним законом, и под его описание подходят все тела в макромире.
После этого было совершенно много открытий и написано много законов. И когда весь наш мир описали с помощью большого количества уравнений, ученые решили, что надо бы все эти уравнения и зависимости подвести «под одну черту»: записать все науку одними общими теориями и сократить количество этих теорий до минимума, а лучше до одной. Теории всего.
Но это пока недостижимо.
Но результат был, и весь наш мир вместился в четыре взаимодействия : сильное, слабое, электромагнитное и гравитационное.
Сильное взаимодействие отвечает за связь между кварками и глюонами внутри ядер атомов. Частицами, что переносят данное взаимодействия являются глюоны — своеобразные «клей», что держит кварки вместе.
Слабое взаимодействие отвечает за бета-распад ядер (ядерный распад, когда выделяется электрон или позитрон). Частицей, что переноси данное взаимодействие являются W- и Z- бозоны.
Электромагнитное взаимодействие отвечает за взаимодействие заражённых частиц между собой. Частицей, что его переносит является фотон, хоть он и не имеет своего собственного заряда.
И гравитационное взаимодействие отвечает за взаимодействие тел.ю обладающих массой. Это все понятно и очевидно, НО: частица, которая отвечает за перенос данного взаимодействия, отсутствует.
У предыдущих трех взаимодействий есть частицы, которые за них отвечают. А у гравитации такой частицы нет. Хотя она является одним из четырех фундаментальных взаимодействий.
И здесь кроется самая большая тайна.
Предположительно, ученые назвали эту частицу гравитон . Но ее существование не доказано.
Однако, теоретически эта частица не должна иметь собственной массы и заряда, но при этом должна обладать энергией, чтобы участвовать во взаимодействии. Движется со скоростью света, что делает ее похожей на фотон.
А ведь на гравитационных силах «существуют» галактики, черные дыры и весь космос.
В этом состоит основная загадка: самое известное взаимодействие, но при этом в корне отличается от других и не имеет своей частицы для переноса
Источник
Почему небо голубое?
Такой вопрос приходилось слышать каждому взрослому от своего ребенка. Но дать на него действительно правильный ответ могут не многие.
Давайте разберемся, почему небо именно голубого цвета и что на это влияет. Чтобы наши дети могли получить достойный ответ на подобный вопрос.
Спектр Солнца
Как мы знаем, в солнечном свете содержаться все цвета радуги, то есть весь спектр видимого диапазона: от фиолетового до красного. Но не все цвета в солнечном свете имею одинаковый «вес». Так, например, фиолетового цвета значительно меньше чем синего.
Чувствительность глаза
Глаз человека имеет колбочки, которые отвечают за цветовосприятие. Всего у человека три вида колбочек, которые отвечают за свои участки спектра: фиолетово-синие, зелено-желтые и желто-красные. К фиолетовому цвету глаз менее чувствителен, так как он раздражает только один тип колбочек, тогда как синий и голубой раздражают еще и зелено-желтые и желто-красные колбочки. Выходит, что фиолетовый цвет хуже воспринимается глазом человека, чем синий ли голубой.
Теперь давайте непосредственно разберемся со цветом неба.
Рассеяние света
Атмосфера состоят из молекул воздуха. Свет от Солнца, попадая в атмосферу, начинает взаимодействовать с ней и рассеиваться на этих молекулах. Но рассеяние происходит не равномерно по видимому спектру. Так как размер молекул значительно меньше чем длина волны, пусть даже фиолетового цвета, то происходит рассеяние Рэлея : интенсивность рассеяния обратно пропорциональная длине волны в четвертой степени. То есть чем больше длина волны, тем меньше интенсивность и наоборот, чем меньше длина волны, тем больше интенсивность.
Таким образом свет с меньшей длиной волны интенсивнее рассеивается в нашей атмосфере. Фиолетовый цвет имеет самую большую интенсивность рассеивания, но, как я писала выше, его «вес» в солнечном спектре невелик, и глазные колбочки реагируют на него не так сильно, как на голубой.
Поэтому мы видим небо именно синим и голубым, а не фиолетовым.
Подписывайтесь на канал, чтобы ничего не пропустить!
Источник
Обитаемая зона в космосе
Не везде в космическом пространстве может возникнуть жизнь (органическая, похожая на жизнь на Земле). Даже в Солнечной системе не все планеты подходят для этого.
На Венере облака из серной кислоты, а средняя температура поверхности 735 Кельвинов (или 462 Цельсия). На Меркурии нет атмосферы, температура меняется от -173 С до +427 С днем и ночью.
Поэтому в астрономии появился такой термин как «обитаемая зона» — область в космосе, где условия подходят для того, чтобы могла возникнуть и развиваться органическая жизнь. Основным условием является наличие воды в жидкой фазе.
Но не только обитаемая зона какой-либо звезды подходит для появления жизни. Сама звезда должна находится в обитаемой зоне своей галактики.
Но даже если планета находится во всех благоприятных зонах, еще не значит что она похожа на Землю и пригодна для жизни. Основной фактор играет условия на самое планете.
Обитаемая зона для звезд
Как я уже писала выше — основным условием является наличие воды в жидкой фазе. Если планета находится далеко от звезды, то она не получает необходимое тепло, чтобы поддерживать температуру на поверхности планеты. Ведь планета также излучает свое собственное тепло, таким образом теряя его. Температура на поверхности может опустится ниже точки замерзая воды.
Если планета находится ближе к Звезде, будет иметь высокую температуру поверхности и вода на ней просто испарится.
Для того, чтобы определить границы зоны обитаемости, необходимо учесть размер, массу и светимость звезды (см. статью Какие бывают звезды ).
По разным данным и исследованиям в Солнечной система границы обитаемой зоны варьируются. Внутренняя граница находится примерно в 0,725-0,95 раз ближе, чем среднее расстояния от Земли до Солнца. Внешняя граница находится в 1,01-1,37 дальше чем среднее расстояние от Земли до Солнца.
Но когда звезда (наше Солнце) начнет расширятся и поглотит Венеру и Меркурий, обитаемая зона сдвинется в район Юпитера и Сатурна.
Источник
Солнечная система в нашей Галактике — с какой скоростью мы летим сквозь пространство
Всем известно, что так как Земля совершает вращение вокруг собственной оси, то даже если мы просто лежим на диване, то все равно движемся со скоростью 1674 км в час . А еще планета вращается вокруг Солнца тоже с не маленькой скоростью — примерно 30 километров в секунду. Эта скорость изменяется от 29,29 до 30,29 км в секунду , в зависимости от того, в какой точки эллиптической орбиты находится Земля.
Но как движется Солнечная система относительно нашей Галактики? И как движется наша Галактика относительно всего межзвездного пространства?
Вот тут-то скорости уже совсем другие.
Наша Солнечная система имеет наклон, относительно плоскости Млечного пути. Этот наклон составляет примерно 60 градусов.
И под таким наклоном она описывает оборот вокруг центра Галактики. На полный оборот требуется 220-250 миллионов лет. Этот период называется Галактический год.
При этом скорость обращения Солнца вокруг центра Млечного пути составляет примерно 220-250 километров секунду . Помимо простого движения, наше Солнце как бы «скачет» как дельфин, то поднимаясь над плоскостью Галактики, то ныряя обратно. Тем самым каждые 33 миллиона лет Солнце пересекает галактический экватор.
Но на этом не все.
Но сам Млечный путь также движется, причем он сближается с галактикой Андромеды с пугающей скоростью 100-150 километров в секунду .
Но также группа Галактик, в которой находится Млечный путь, движется к скоплению Девы со скоростью 400 километров в секунду .
Относительно «неподвижного» космоса все Галактики движутся со скоростью примерно 600 километров в секунду к так называемому Великому Аттрактору — сверхмассивному скоплению темной материи и вещества, которая своей гравитацией притягивает не только близлежащие галактики, но и сверхскопления галактик.
Однако, возможно, что не Великий Аттрактор притягивает все, а что-то находящиеся за ним, находящего за границами наблюдаемой Вселенной.
Но это пока только лишь гипотезы.
Отсюда можно сделать вывод: даже если вы просто лежите на диване — вы несетесь с невообразимой скоростью средь звезд и космического пространства к далекой, неизведанной цели.
Подписывайтесь на канал, чтобы не пропустить новых выходов!
Источник
Почему зима сменяет лето
С одной стороны вопрос достаточно очевидный, но не все могут дать на него правильный ответ.
Варианты разные: овальность орбиты и наклон Земной оси. Но только все в совокупности дает нам отсутствие экстремальных температур зимой и летом.
Когда наша Планета проходит Перигелий (147,1 млн км от Солнца) в Северном полушарии наступает зима. Когда Афелий (152,1 млн км от Солнца), в северном полушарии лето. Выходит, что все наоборот: ближе к Солнцу — зима, дальше — лето.
Смена времен года связана с наклоном Земной оси: зимой Земля наклонена от Солнца, летом — к Солнцу.
Если бы ось Земли была бы наклонена в другую сторону или Солнце находилось в другом фокусе эллипса (летом Земля бы находилась ближе к Солнцу), то лето было бы экстремально жарким (до +60-70 С), а зима экстремально холодной (до -80-90).
В таких условиях вряд ли бы смогла существовать жизнь.
Но Южное полушарие Земли в Перигелии наклонено к Солнцу, а зимой от Солнца, но там ведь нет экстремальных температур.
Все дело в том, что в Южном полушарии больше воды: 80% воды и 20% суши. Тогда как в Северном — 60% воды и 40% суши.
А у воды большая теплоемкость — она очень не охотно нагревается и охлаждается. И хорошо держит температуру. Обилие воды поддерживает равномерную температуру в Южном полушарии, чтобы средняя температура на Планете оставалась в пределах нормы.
Так идеально?
Создается впечатление, что Планету специально подготовили для жизни, потому что слишком идеально выглядит картина. Но даже если это так, на этой Планете человечество может жить.
Понравилась статья — подписывайтесь на канал!
Источник