Космос: что такое, границы, где начинается, описание, строение, фото и видео
Космос привлекал людей еще с древних времен. Глядя на звезды и безграничное пространство, человек мечтал изучить его. Однако оно настолько велико, что сделать это не так-то просто. Несмотря на то, что люди уже обладают технологиями, позволяющими отправиться в открытый космос, его освоение идет очень медленно.
Что такое космос
Под космосом подразумевается пустое пространство во Вселенной, находящееся за пределами планетарных атмосфер. В нем присутствуют частицы водорода, кислорода и пыли, правда их концентрация очень мала и составляет лишь несколько молекул на кубический метр.
Также в некоторых участках межзвездной среды могут встречаться электромагнитное излучение и космические лучи. Последние представляют собой движущиеся на большой скорости атомы ядер и элементарные частицы.
Границы
Космос обладает множеством границ, пролегающих на разных расстояниях относительно Земли:
- 35 км – на этой высоте вода уже не может существовать в жидком виде, поскольку из-за атмосферного давления в 611 Па она закипает даже при нулевой температуре;
- 100 км – здесь проходит официально признанная граница между атмосферой Земли и ближним космосом, за ее пределами, для перемещения, люди вынуждены прибегать не к аэронавтике, а космонавтике;
- 100 тыс. км – наружная граница экзосферы – самого верхнего атмосферного слоя;
- 260 тыс. км – расстояние от Земли, где притяжение планеты сильнее солнечного;
- 13 млрд км – начало межзвездного пространства и дальнего космоса;
- 20 трлн км – граница Облака Оорта, за пределами которой не действует притяжение Солнечной системы;
- 300 квдрлн км – расстояние до границы Млечного Пути;
- 30 квнтлн км – граница Местной группы галактик, куда входят Млечный Путь, Андромеда и Треугольник;
- 250 скстлн км – предел видимости вещества в космическом пространстве;
- 870 скстлн км – граница видимости излучения.
Чем космос отличается от Вселенной
Довольно трудно установить четкую разницу между этими понятиями, поскольку в определенном контексте под ними могут подразумеваться разные вещи.
В современном мире за космос принимают бескрайнее пространство, начинающееся сразу после атмосферы Земли. В нем находятся планеты, звезды, галактики и другие небесные объекты. Для большего удобства космос разделяют на ближний, который можно исследовать с помощью современных спутников и аппаратов, и дальний, добраться до которого пока невозможно.
Под Вселенной подразумевается не только пространство между объектами, но и сами небесные тела. В философии даже человек является ее частью. Также существует мнение, что космос существовал всегда, а Вселенная возникла в момент Большого Взрыва.
Межпланетное пространство
Под межпланетным подразумевается пространство, ограниченное орбитой наиболее отдаленной планеты от звезды. В нем могут присутствовать различные вещества: газ, частички пыли, водород и т.д. Также пространство пронизано электромагнитным излучением.
Температура в конкретной точке межпланетного пространства определяется путем помещения в нее абсолютно черного тела. Последнее впитывает в себя электромагнитное излучение и тепло, постепенно нагреваясь. Его температура и будет считаться за истинное значение.
Межпланетная среда
Данная среда представляет собой совокупность веществ и полей, находящихся в межпланетном пространстве. В Солнечной системе она состоит из:
- магнитного поля;
- космических лучей;
- нейтрального газа;
- пыли;
- электромагнитного излучения;
- солнечного ветра.
Последний компонент преобладает в межпланетной среде, поскольку звезда испускает в пространство большое количество ионизированных частиц.
Межгалактическое пространство
Под данным пространством подразумевается область космоса, находящаяся между галактиками. В ней практически отсутствуют какие-либо вещества, и по своему составу она схожа с вакуумом.
Между галактиками температура способна доходить до 10 млн градусов Цельсия. Такое высокое значение обусловлено большим количеством звездного ветра и излучения, исходящего от черных дыр.
Войдом называется космическое пространство, в котором отсутствуют галактики. Плотность объектов в таких областях на 90% меньше, чем в звездных системах. Размеры войда могут варьироваться от 10 000 до 100 000 парсек. Если габариты превышают этот диапазон, то его называют “супервойдом”. Границы таких областей определяются с помощью галактических нитей. Последние представляют собой прямые, состоящие из скопления звездных систем.
Межгалактическая звезда
Межгалактическими звездами называются светила, которые не входят в состав галактик. Первые объекты такого типа были открыты во второй половине 90-х. Считается, что они образуются за счет столкновения галактик или при сближении двойной звезды с черной дырой. В последнем случае одно из светил “выстреливается” в сторону и перемещается на большое расстояние.
Большое число звезд такого типа обнаружено в Скоплении Девы. Их количество находится в районе триллиона. Также найдено 675 светил в окрестностях Млечного Пути. Большинство из них являются красными гигантами, а состав указывает на то, что звезды образовались в центре галактики, после чего переместились на ее границу.
Процесс изучения
Изучать космос человечество начинало постепенно, и в будущем ему предстоит совершить еще массу увлекательных открытий. Процесс освоения внеземного пространства начался 4 октября 1957 года, когда состоялся запуск аппарата “Спутник-1” – первого устройства, отправленного за пределы атмосферы.
А 12 апреля 1961 года Юрий Гагарин полетел в космос. Спустя пять лет люди успешно состыковали пилотируемые корабли, а через год повторили это с беспилотными. В 1969 году, 21 июля, Нил Армстронг первым высадился на Луну. Через два года в эксплуатацию была введена станция “Салют-1”, движущаяся по орбите Земли. В ноябре 1998 года был запущен первый модуль МКС.
С тех пор люди всячески стараются улучшать технологии, позволяющие осваивать космическое пространство.
Скорости, необходимые для выхода в ближний и дальний космос
Для того, чтобы объект мог выйти на орбиту планеты, он должен двигаться с определенными скоростями, которые называются космическими. Для Земли они равны следующим значениям:
- 7,9 км/с – 1-я космическая скорость, позволяет выйти на орбиту Земли;
- 11,1 км/с – 2-я космическая скорость, на которой объект попадает в межпланетное пространство;
- 16,67 км/с – 3-я космическая скорость, позволяет выйти в межзвездное пространство;
- 550 км/с – 4-я космическая скорость, необходимая для полета за пределы галактики Млечный путь.
Если объект движется с меньшей скоростью, то сила притяжения планеты, звезды или галактики не позволит ему достигнуть нужной границы.
Воздействие пребывания в открытом космосе на организм человека
Если человек окажется в открытом космосе без средств защиты, у него начнется декомпрессия – процесс расширения пузырьков газа в организме. Параллельно с этим он будет испытывать нехватку кислорода и получать солнечные ожоги. Также если в легких находится воздух, они могут деформироваться из-за разницы давления.
Поскольку вещества не могут находиться в космосе в жидком состоянии, влага на глазах и в ротовой полости сразу начинает испаряться. Также с большой долей вероятности человек потеряет сознание уже через 15-20 секунд.
Почему в космосе холодно
Температура в космоса равна -273 градусам Цельсия. Такое значение называют “абсолютным нулем”, поскольку при нем атомы веществ перестают двигаться. Но почему же в космосе так холодно, даже несмотря на то, что сквозь него проходят солнечные лучи?
Низкая температура связана с тем, что в межпланетном пространстве практически отсутствуют какие-либо вещества. Соответственно, солнечным лучам нечего нагревать.
Почему в космосе холодно, если там вакуум
Теплопроводность вакуума равна нулю, и он полностью пропускает излучение. Поскольку в нем отсутствуют какие-либо вещества и объекты, проходящие сквозь него солнечные лучи ничего не нагревают. Соответственно, температура не меняется и остается равной абсолютному нулю.
Почему космос черный?
Несмотря на то, что в космосе находится множество звезд, испускающих свет, он остается черным. В 1823 году астроном Вильгельм Ольберс предположил, что если пространство вокруг безгранично, а объекты в нем статичны, человек должен видеть свет звезд в любой точке пространства. Однако его глаза распознают лишь мелкие точки на черном фоне. Получается, космос имеет границы. А в 1920-х годах Эдвин Хаббл доказал, что галактики движутся и постепенно отдаляются друг от друга. На основе его выводов появилась теория Большого Взрыва.
Она и объясняет, почему космос черного цвета. Галактики и звезды отдаляются друг от друга с такой скоростью, что свет от них не успевает доходить до точки, с которой ведется наблюдение. И когда человек смотрит на черную область в пространстве, то в ней также находятся звезды, просто он не может их разглядеть. Ведь свет от них не успевает дойти до него.
На какой высоте официально начинается космос?
Космос начинается в 100 км над поверхностью Земли, где пролегает линия Кармана. Ее назвали в честь американского инженера Теодора фон Кармана. В XX веке он первым установил, что на этой высоте атмосфера становится настолько разреженной, что для продолжения движения вверх аппарат должен двигаться с первой космической скоростью.
Позже астрономы провели более точные расчеты и вычислили, что атмосферные ветра полностью отсутствуют на высоте в 118 км, и там же появляются космические частицы.
Важнейшие этапы освоения космоса 
Человечество со временем изобретает новые технологии, позволяющие дальше продвинуться в освоении космоса. В истории можно выделить важнейшие этапы данного процесса:
- 4 октября 1957 года состоялся пуск аппарата “Спутник-1”;
- 4 января 1959 года спутник “Луна-1” начала вращение вокруг Солнца, став его первым искусственным спутником;
- 12 апреля 1961 года Юрий Гагарин первым отправился в космос;
- 15 сентября 1968 года аппарат Зонд-5 сумел вернуться на Землю после того, как совершил полет вокруг Луны;
- 15 декабря 1970 года аппарат “Венера-7” сел на Венеру;
- 2 декабря 1971 года “Марс-3” сел на Марс;
- с 1975 по 2011 года состоялись запуски первых искусственных спутников разных планет Солнечной системы;
- 20 ноября 1998 года состоялся запуск модуля “Заря”, ставшего первым блоком МКС.
Также разные страны планируют свои космические программы на годы вперед и продумывают дальнейшее освоение космоса.
Что означает слово “космос”?
Под космосом в современном мире понимают пространство между небесными телами, лежащее за пределами их атмосфер. В философии это слово означает “порядок” и “мироздание”. Также в этой области космос ставится в противоположность хаосу.
Интересное видео о космосе
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник
Можно ли пешком подняться в космос?
Вопрос, конечно, чисто гипотетический. Многие слышали про космические скорости и знают, что для того, чтобы выйти на орбиту вокруг Земли, необходимо развить скорость 7,9 км/с. Но возможно ли подняться на такую высоту пешком, просто перемещаясь по воображаемой лестнице? Ведь некоторые военные самолеты без всяких космических скоростей поднимаются на высоту до 30 километров.
Как показывают комментарии в подобных статьях, даже те, кто знает о космических скоростях (первая, вторая и т.д.) мало понимают их физический смысл. Большинству кажется, что такие высокие скорости – необходимое условие выхода в космос с земной поверхности. Но это вовсе не так.
Представим себе воображаемую ракету, которая поднимается со скоростью 60 км/ч вертикально вверх. Если двигатели перестанут работать, то ракета, разумеется, начнет падать вниз, поэтому двигатели должны работать все время. Ракета даже сможет выйти на орбиту и вращаться вокруг Земли. Но необходимое для этого условие – огромный запас топлива и постоянная работа двигателя. Понятно, что это нереализуемый вариант. Ведь в этом случае нам придется разгонять не только саму ракету, но и запас топлива, причем этот запас должен быть неисчерпаемым.
Первая космическая скорость позволяет объекту свободно (без работы двигателей) вращаться по орбите вокруг Земли, как бы всё время находясь в состоянии свободного падения. Поэтому разгон ракеты сразу после старта до первой космической скорости – это наиболее оптимальный в плане эффективности метод выхода на орбиту.
А теперь вернемся к заголовку статьи. Поднимаясь по воображаемой стремянке длиной в сотни километров даже со скоростью 1 метр в секунду, мы рано или поздно окажемся в космосе. Двигателя у нас нет, но сила тяжести будет компенсироваться силой реакции опоры, то есть ступеньками лестницы. И чем выше мы будем подниматься, тем легче нам будет идти, так как сила тяжести будет ослабевать. И никакая космическая скорость для этого не нужна.
Другое дело, что, спрыгнув со ступеньки, мы тут же полетим вниз. А вот если бы мы вращались вокруг планеты с первой космической скоростью, то наше падение было бы при идеальных условиях бесконечным.
На подобном принципе работают все проекты (пока нереализованные) космических лифтов . Грузы в таких системах поднимаются вовсе не с первой космической скоростью, им такая скорость ни к чему.
Так что подняться пешком в космос можно без проблем, и никакая скорость для этого не нужна.
Источник
Наш адрес во Вселенной
Мы с вами живем на прекрасной планете Земля. Отсюда мы и начнется наше путешествие в глубины космоса для того, чтобы определить, какой же адрес у нас во Вселенной.
Для такого путешествия полезно будет понимать, как оценивать расстояние, ведь в простых километрах это будет достаточно сложно представить.
Итак, расстояние от Земли до Солнца — около 150 млн км или общепринятая 1 астрономическая единица (а.е.) .
1 световой год — расстояние, которое пройдет свет за 1 год со скоростью чуть меньше 300 000 км/сек.
1 световой год равен примерно — 9 460 000 000 000 км.
А ближайшая к нам звезда на расстоянии в 4,2 световых года. То есть, чтобы добраться до нее – свету со скоростью 300 000 км/сек потребуется 4 года! Невероятные расстояния в космосе.
Первая остановка — Солнечная система
Мы, как вы все прекрасно знаете, находимся в Солнечной системе. Солнце здесь занимает центральную позицию —
Как и наша планета вращается вокруг звезды, так и Солнце вращается вокруг центра Галактики со скоростью 220 км/с на расстоянии примерно 27 000 св. лет от него.
Вторая остановка — рукав Ориона
Наша звездная система находится в одном из четырех, так называемых, рукавов галактики – рукав Ориона. Его толщина примерно 3,5 тыс. св. лет, а длина — примерно 10 тыс. св. лет.
Рукав Ориона, в свою очередь, находится в галактике Млечный путь.
Третья остановка — Млечный Путь
Млечный Путь имеет около 100-120 тыс. св. лет в диаметре.
В центре Млечного Пути находится сверхмассивная черная дыра массой около 4,2 млн масс Солнца. Вокруг нее, в свою очередь, вращаются черная дыра поменьше (массой 5-10 тыс масс Солнца) и несколько тысяч сравнительно небольших.
Для центральных участков нашей Галактики характерна сильная концентрация звезд. Расстояния между звездами в десятки и сотни раз меньше, чем в Местной группе галактик.
Четвертая остановка — Местная группа галактик
Млечный Путь, как и Галактика Андромеды, Галактика Треугольника, вместе с другими 54 галактиками образуют Местную группу галактик.
Местная группа имеет диаметр 10 млн. св. лет.
Пятая остановка — скопление Девы
Местная группа галактик является частью скопления Девы.
Его диаметр 15 млн св. лет.
Скопление Девы содержит около 2 тыс. галактик.
Шестая остановка — сверхскопление Девы
Скопление Девы является достаточно мощным скоплением галактик в центре сверхскопления Девы.
В его состав входят примерно 100 скоплений галактик.
Диаметр сверхскопления Девы составляет более 200 млн св. лет.
Это одно из миллионов сверхскоплений в наблюдаемой Вселенной.
Седьмая остановка — сверхскопление Ланиакея.
Сверхскопление Девы входит в сверхскопление Ланиакея.
Диаметр Ланиакеи примерно равен 520 млн cв. лет.
Он состоит примерно из 100 тыс. галактик.
Сверхскопление Ланиакея состоит из четырех частей:
— сверхскопление Девы (частью которого является Млечный Путь);
Восьмая остановка — комплекс сверхскоплений Рыб-Кита
И, наконец, Сверхскопление Ланиакея входит в комплекс сверхскоплений (галактическую нить) Рыб-Кита, который имеет 1 млрд cв. лет в длину.
Это одна из крупнейших структур, выявленных во Вселенной.
Она в 10 раз меньше Великой стены Геркулеса-Северной Короны (самой большой структуры Вселенной, которая наблюдается). Наше сверхскопление Девы составляет лишь 0,1% от общей массы комплекса.
Источник