«Почему Солнце не падает?»: астроном отвечает на вопросы детей о космосе
© Иллюстрация Лизы Стрельцовой
Про космический мусор, край Вселенной и лаву на Луне
Космос — тема, которая наряду с динозаврами и супергероями захватывает умы детей по всей планете. Этот интерес понятен, — ведь космическое пространство полно загадок и тайн, которые так хочется разгадать. Родители, увы, не всегда могут с легкостью ответить на вопросы ребенка о космосе. Не корите себя — не знать, как убирают космический мусор, почему Солнце не падает и где все-таки край у Вселенной, если вы не ученый, нормально. Мы вместе с астрономом Русланом Ильницким и брендом Kinder® Шоколад спешим на помощь — и отвечаем на самые интересные вопросы детей о космосе и его устройстве.
Правда, что почва Марса красного цвета?
В книгах и в СМИ Марс часто называют «красной планетой», а люди воспринимают это буквально. При наблюдении как невооруженным глазом, так и через телескоп Марс действительно выглядит бледно-красновато-оранжевым, но не прям насыщенно красным, как помидор. Красноватый оттенок планете придают различные оксиды железа, которые присутствуют в верхнем слое марсианской земли и в атмосфере. Но непосредственно на поверхности цвет марсианского грунта может быть весьма разнообразным — от желтовато-золотисто-коричневого до зеленого (он меняется из-за пылевых бурь в атмосфере).
Фото Руслан Ильницкий / Закат
Почему Солнце садится вниз за море, хотя оно наверху?
Восход и закат — это момент появления верхнего или нижнего края Солнца над горизонтом. Линия горизонта воображаема, и фактически при восходе или закате Земля закрывает собой солнечный диск. Разумеется, при этом не происходит непосредственного касания Солнца с земной поверхностью — это так называемая проекция.
А может в космосе летать комод или другие вещи?
Да, конечно. В космосе могут летать самые разнообразные вещи, для этого нужно кое-что сделать — доставить их туда ракетой. Один раз во время выхода в открытый космос астронавтка потеряла сумку с инструментами. А американский предприниматель Илон Маск при тестовом запуске своей ракеты запустил в качестве макета собственный автомобиль.
Какие звезды на ощупь?
Звезда — это тяжелый небесный объект, который светится сам по себе. Он состоит из газа или плазмы, а внутри у него происходит термоядерная реакция. Практически все звезды очень горячие (например, видимая оболочка Солнца — фотосфера — нагрета до 5800 градусов Цельсия). Внешняя оболочка звезд может быть «мягкой» (как газ), но существуют и «твердые звезды», состоящие из вырожденного электронного и нейтронного газа — например, пульсары.
Фото Руслан Ильницкий / Луна
Есть ли внутри Луны лава?
Лава — это разогретая вулканическая масса, которая изливается и выбрасывается на поверхность при извержениях вулканов. А магма — это раскаленный жидкий расплав в коре или мантии. Она может быть внутри Луны, но ближе к ядру (там, где может существовать расплавленный слой мантии). Но застывшая лава есть на поверхности Луны в виде больших темных пятен — лунных морей.
Можно ли на Марсе вырастить картошку?
Да, на Земле даже проводились эксперименты, моделирующие рост различных растений в марсианских условиях на схожем грунте — ученым удалось успешно вырастить картофель. Так что это возможно, если использовать правильный полив и добавление питательных элементов. На экваторе Марса температура может достигать +30 градусов Цельсия.
Как объекты засасывает в черную дыру?
Черная дыра — это массивный и в то же время компактный объект. Размер черной дыры, которая в три-четыре раза тяжелее Солнца, составляет несколько десятков километров. При попадании в небольшую черную дыру объекты растягиваются в одном направлении и сжимаются в другом, а фактически — они просто уничтожаются ею. При этом в большие черные дыры (например, как сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики) можно упасть без повреждений, вызванных приливными силами черной дыры.
Какое расстояние до звезд?
Расстояние до ближайшей звезды — Солнца — составляет 150 000 000 километров. Луч солнечного света достигает Земли примерно за восемь минут 20 секунд. А вот до Проксимы Центавра, ближайшей после Солнца звезды, расстояние составляет уже 40 170 000 000 000 километров (4,244 световых лет), что аж в 270 000 раз больше, чем расстояние от Солнца до Земли.
Одна из самых далеких звезд, видимых невооруженным глазом, — V762 Кассиопеи, расстояние до которой оценивается в 16 000 световых лет. Мы можем увидеть и ее, и другие звезды, которые находятся на еще большем расстоянии, через мощный телескоп.
В космосе можно услышать крик?
В открытом космосе царит вакуум, который выступает в роли идеального звукоизолятора, так что там нет среды для распространения звуковых волн. Однако внутри космического корабля, где есть воздух, можно разговаривать и отлично слышать друг друга.
Как делают уборку космического мусора на орбите?
Космический мусор — это не просто фантики от конфет, как на Земле, а все искусственные объекты, которые уже не функционируют и не могут быть полезны. При этом они потенциально опасны для спутников и космических аппаратов. Чтобы предотвращать столкновения и корректировать путь этого мусора, есть специальные системы слежения, которые помогают вычислять орбиту движения этих объектов.
Сейчас на орбите проходят испытания различные «уборщики» космического мусора — небольшие спутники-роботы. Они ловят мусор магнитами и сжигают его при помощи своего двигателя или хватают своими манипуляторами и отправляют в сторону Земли сгорать в атмосфере. Такая уборка на постоянной основе ждет нас в будущем, а пока спутник, который отработал свой ресурс, выводят на так называемую орбиту захоронения (та, куда попадают все искусственные объекты). Сейчас на ней около 400 рабочих спутников. Другая их часть сгорает в земной атмосфере. А на Земле есть «кладбище космических кораблей» — область в южной части Тихого океана глубиной четыре километра, куда сбрасывают останки орбитальных станций и грузовых космических кораблей. Этот район полностью закрыт для судоходства.
Существуют ли планеты кроме тех, которые мы знаем?
Конечно. Существуют так называемые экзопланеты — планеты, находящиеся возле других звезд. На данный момент подтверждено существование 4723 экзопланет. В нашей галактике может быть не менее ста миллиардов планет. Ближайшая к Земле экзопланета называется Проксима Центавра b и находится на расстоянии 4.22 световых года (40 триллионов километров) от нас. Она находится в зоне обитания, но многочисленные вспышки родительской звезды (Проксимы Центавра) делают поверхность планеты абсолютно безжизненной. Сейчас жизнь обнаружена только на нашей планете, но вполне возможно, что в дальнейшем ученые смогут найти живые организмы и на других планетах или на их спутниках.
Фото Руслан Ильницкий / Фотосфера солнца
Почему Солнце не падает?
Солнце вращается с огромной скоростью вокруг центра нашей галактики с периодом около 250 миллионов лет (за время своего существования оно уже успело сделать около 18 оборотов вокруг галактического ядра). Сила гравитации притягивает Солнце к центру галактики, однако за счет своей большой скорости Солнце не падает.
Фото Руслан Ильницкий / Комета
Есть ли край у Вселенной или она бесконечна?
Согласно современным научным исследованиям, Вселенная бесконечна. Однако у наблюдаемой Вселенной существует граница — предел того, что мы можем увидеть. Чем дальше мы смотрим в космос, тем дальше видим историю. Именно для этого человечество создает крупные телескопы — чтобы увидеть то, что было в самом начале образования Вселенной.
Как летают ракеты?
Ракета — это летательный аппарат, который перемещается благодаря реактивной тяге от части собственной массы (рабочего тела) и без вещества из внешней среды. Она не отталкивается от воздуха, поэтому может летать не только в атмосфере, но и в космическом пространстве. Раскаленный газ на выходе из двигателя создает реактивную тягу и обеспечивает перемещение ракеты в сторону, противоположную направлению реактивной струи. Примеры такого механизма есть и в природе: реактивной тягой пользуются кальмары, осьминоги и медузы, выбрасывая накопленную воду и перемещаясь за счет этого.
Фото Руслан Ильницкий / Луна
Есть ли на Луне рассветы, закаты и звездное небо?
Восход и закат — это момент появления верхнего или нижнего края Солнца над горизонтом. Луна вращается вокруг своей оси с периодом 27 дней 7 часов и 43,2 минуты. За счет этого восход и закат длятся гораздо дольше, чем на Земле. Кроме того, в некоторые области Луны никогда не попадает солнечный свет. Разумеется, на Луне нет красивых цветных восходов и закатов из-за отсутствия атмосферы. Но зато по этой же причине там всегда видно звездное небо. Правда, солнечный свет и его отражение от лунного грунта нарушают темновую адаптацию глаз («ночное зрение»), а вот лунным днем звезды могут быть прекрасно видны и даже ярче, чем с Земли.
Этот материал мы подготовили вместе с брендом Kinder® Шоколад. Недавно завершилась акция «Маленькие идеи для моментов радости», в рамках которой каждый ребенок мог поделиться своим моментом радости, нарисовав его. Одной из победительниц стала семилетняя Александра, которая хотела отправиться в космос. На первый взгляд кажется, что такое желание невозможно реализовать, но Kinder® Шоколад нашел решение — мечта Александры исполнилась: она посетила планетарий в Санкт-Петербурге и «слетала» в космическое путешествие в VR-центре.
Александра вместе со своим рисунком уже появилась на упаковке Kinder® Шоколад, и, может быть, ее пример вдохновит детей рассказать о своих мечтах, ведь у каждого ребенка должна быть такая возможность.
Источник
Почему планеты не падают и вращаются вокруг Солнца?
Потому что планеты движутся вокруг Солнца с достаточной горизонтальной скоростью, чтобы как бы падать на неё, но при этом промахиваться и улетать в сторону. Причем промахиваться настолько, что планета пролетает мимо звезды почти на том же расстоянии, на каком она находилась изначально. А Солнце в свою очередь не отпускает планету и держит её в своих цепких гравитационных «лапах». Этот «танец» приводит к тому, что планеты движутся вокруг Солнца по эллиптическим орбитам. Если бы планеты двигались достаточно медленно, то их траектория стала бы баллистической и планеты бы упали на Солнце.
Так, конечно, объяснять не совсем принято, но я считаю, что всё познаётся в упрощении. Одно из таких знаменитых упрощений — «пушечное ядро Ньютона» — мысленный эксперимент, описанный Сэром Исааком Ньютоном в «Трактате о системе мироздания». В нём великий учёный просит представить пушку, стоящую на высокой горе. Для простоты скажем, что на планете отсутствует атмосфера, ведь она будет только мешать. Также представим, что эта пушка может регулировать силу выстрела. И вот мы выстреливаем первый раз — пушечное ядро пролетает некоторое расстояние и падает на землю. Выстреливаем второй раз, уже с большой силой, — ядро так же падает на землю, но уже на большем расстоянии, чем первое. Логика, я думаю, понятна. Мы можем выстрелить с такой силой, что ядро упадёт на обратной стороне планеты. А можем выстрелить так, что снаряд вылетит с такой скоростью (первой космической¹), что он просто не сможет упасть на поверхность Земли и пролетит мимо неё, вернувшись обратно к пушке. Всё, что нам нужно — вовремя убрать артиллерийское орудие. И ядро так и будет бесконечно вращаться вокруг Земли, то есть двигаться по орбите. Выстрелим ещё сильнее — ядро так же будет вращаться по орбите, но эта орбита уже будет вытянутой (с большим эксцентриситетом²). А если выстрелить слишком сильно, то ядро вылетит уже со второй космической скоростью³, преодолеет гравитационное притяжение Земли и улетит в далёкий космос (будет, как планеты, вращаться вокруг Солнца).
В этом мысленном эксперименте пушка лишь придаёт импульс, выстреливая снаряд с необходимой скоростью. В реальности эту скорость нужному грузу сообщает ракета-носитель, которая по-началу летит вверх, преодолевая плотные слои атмосферы, а потом начинает наклоняться, увеличивая горизонтальную составляющую своей скорости, чтобы выйти на необходимую орбиту.
Кто «выстреливал» планеты? Никто. Планеты образованы из протопланетного диска — остаточного материала формирования нашего Солнца. Этот остаточный материал был частью облака молекулярного газа и в силу определённых причин начал распределяться в экваториальной плоскости молодой звезды, образовав диск. И из этого диска вещества, который изначально вращался вокруг звезды, начали появляться планеты.
Первая космическая скорость¹ — минимальная горизонтальная скорость, которую необходимо придать объекту, чтобы он совершал движение по круговой орбите вокруг планеты.
Эксцентриситет² — числовая характеристика конического сечения, показывающая степень его отклонения от окружности.
Вторая космическая скорость³ — наименьшая скорость, которую необходимо придать объекту, масса которого пренебрежимо мала по сравнению с массой небесного тела (например, планеты), для преодоления гравитационного притяжения этого небесного тела и покидания замкнутой орбиты вокруг него.
Источник
Почему Земля не падает или куда мы летим.
Никогда не задавались вопросом: статична ли земля в своем положении, а если нет, то куда она летит, да и вообще почему она не падает, ведь она весит в «воздухе» (в вакууме).
Вопрос конечно резонный, но для того чтобы куда-то упасть, вас должно что-то притянуть.
Нас притягивает Земля, именно поэтому все предметы и стремятся к ее центру. А что притягивает Землю?
Я уже писал статью про гравитацию так что здесь пробежимся лишь поверхностно.
Все объекты притягиваются друг другу и чем больше масса и меньше расстояние, тем сильнее притяжение.
Земля.
И так, наш голубой шарик вращается вокруг Солнца, за счет искривления массой Звезды пространства-времени. Но мы не просто вращаемся по орбите, завершая свой оборот вокруг солнца за 365 дней (а точнее 365,2425 дней — это кстати и есть год) и оборот вокруг своей оси за 24 часа (сутки), наша ось вращения не перпендикулярна линии эклиптики (плоскость орбиты планеты вокруг солнца), она наклонена на 23.44 градуса. Т.е. если провести вертикальную линию через северный и южный полюс нашей планеты нужно будет наклонить Землю от вертикальной оси на 23.44 градуса. Никогда не обращали внимание на глобусы на подставке, они имеют такой же наклон в 23,44 градуса.
Тоже самое и с компасом, он указывает не на северный полюс — т.е. истинный полюс, который отклонен, стрелка компаса показывает нам магнитный полюс. Магнитный полюс не так то прост как кажется, он не только не совпадает с истинным, но еще и постоянно находится в движении — он смещается в северном — северо-западном направлении, кроме того, в течение суток он описывает на поверхности Земли овал с размером большой оси до 85 км. Таким образом любые его координаты являются временными и неточными. А со второй половины 20 века полюс начал довольно быстрое движение в сторону Таймыра. В 2009 году была зафиксирована скорость движения в 64 км в год. Противоположностью Северного магнитного полюса является Южный магнитный полюс. Так вот если Северный и Южный истинный полюс являются антиподальными точками (точка на земной поверхности диаметрально противоположная данной) т.е. если воткнуть иглу в центре северного истинного полюса, она выйдет в центре истинного южного, то с магнитными полюсами так не выйдет — игла промахнется на выходе.
Что-то я опять ушел от темы. Вернемся к наклону оси. Что же он нам дает? А дает нам он смену времен года. Именно наклону мы обязаны четырем сезонам: Зиме, Весне, Лету и Осени. Не будь этого наклона, в каждой части земли был бы только один сезон. Вечное лето вблизи экватора и вечная зима ближе к окраинам. Но в текущем положении все иначе. Мы имеем стабильную смену времен года. При чем если в северном полушарии солнечное Лето, то в южном буйствует Зима.
Почему? Все из-за количество солнечного света попадающего на поверхность, в летнее время «пучок света» более сконцентрирован (полушарие повернуто к солнцу), что дает больше тепла, а в зимнее время он, более размазан по поверхности, так как зимнее полушарие отклонено от солнца, что меньше согревает поверхность земли. Замечали солнце зимой, оно не поднимается высоко, чуть выглянет из-за горизонта, пробежится, и обратно. Летом же наоборот вылезает на самых верх.
Так куда же мы летим, и почему не падаем (про Землю).
А летим мы вокруг солнца, против часовой стрелки (если смотреть на северный полюс сверху) со орбитальной скоростью 29,783 км/c или 108 000км/ч, Солнце в свою очередь и естественно вместе с нами дрейфует вокруг соседних звезд на скорости 70000 км/ч, примерно в направлении звезды Вега в созвездии Лиры, а так как мы (солнечная система) это часть огромной галактики Млечный путь, то мы вращаемся вокруг ее центра на скорости 792000 км/ч уже по часовой стрелке. Вся галактика так же двигается в направлении созвездия Льва и Девы со скоростью 2,1 млн км/ч к вещи под названием Великий Аттрактор — гравитационная аномалия, расположенная в межгалактическом пространстве на расстоянии примерно 75 Мпк, или около 250 млн световых лет от Земли в созвездии Наугольник. Этот объект скорее всего является огромным сверхскоплением галактик. Средняя плотность вещества в районе Великого Аттрактора ненамного больше средней плотности Вселенной, но за счет гигантских размеров его масса оказывается настолько велика, что не только наша звездная система, но и другие галактики и их скопления поблизости (в том числе скопление Девы, ряд близких сверхскоплений) двигаются в направление Великого Аттракта, формируя огромный поток галактик.
По итогу мы падаем, просто падаем, только вот упасть нам по сути некуда, так как пола у вселенной нет. Да и само движение относительно. Представьте себя космонавтом в открытом космосе, где не видно ни звезд ни объектов по которым можно определить двигаетесь вы или нет. И тут в дали вы замечаете другого космонавта, двигающегося на встречу к вам. Он приближается, приближается и пролетает мимо вас в двух метрах улетая прочь. Кто же из вас двигался? А кто оставался на месте? С вашей точки зрения двигался несомненно он. Но с точки зрения второго космонавта, двигались- вы, а он находился на месте. Кто прав? Все зависит от точки наблюдения. Если для вас двигался он, то для него вы. А если добавим третьего наблюдателя со стороны, он может сказать, что вы со вторым космонавтом двигались друг на встречу другу, в то время как он сам бы неподвижен. Вот такая относительность.
Хорошего всем настроения.
Понравился материал? поставьте лайк- вам нетрудно, а мне приятно, так я буду понимать, что материал интересен и делать больше подобных выпусков.
Слева кнопки- можно поделится в соцсетях.
Больше интересного в других статьях.
Подписка — плюсик в вашу карму.
Источник