Дайджест №957: NASA, Спутник, Космонавты, Чёрные дыры, Звёзды, Солнце, Корабль 06.06.2022-12.06.2022

Расскажите про кольца Сатурна, откуда кольца появляются и почему их нет у других планет?

Отличный вопрос!
Начнем с теории и важного пункта — кольца могут быть (и даже есть!) не только у Сатурна! Например, в нашей Солнечной системе прямо сейчас кольца есть и у Урана.

Мы точно знаем из чего состоят кольца Сатурна и на 99% уверены, откуда они появились. Мы даже знаем их примерный возраст.

Во первых, кольца Сатурна очень молодые. Они состоят из ледяных глыб, поэтому их так хорошо видно — лед отражает свет. А если бы они существовали очень давно, то стали бы грязными и свет уже так не отражали. Мы оцениваем возраст колец в 100млн. лет.

По нашим предположениям кольца Сатурна — это один из спутников Сатурна, который разрушился слишком сильно приблизившись к планете. В итоге его обломки остались на орбите Сатурна в виде колец, а удерживают их другие спутники. Этим объясняется, почему между колец есть «зазоры» — там бороздят другие спутники.

 

Суточный авиатрафик мира

 

Вопрос: Если ближайшая к солнцу звезда взорвётся и станет чёрной дырой, почувствуем мы на земле какие либо изменения? Или нас начнёт медленно притягивать к ней?
Ответ: Многие представляют себе чёрную дыру как некий космический пылесос, который после образования резко начинает всё в себя всасывать, однако, это не так, в действительности чёрные дыры не так уж и отличаются от звёзд. Чёрная дыра притягивает к себе объекты исключительно за счёт гравитации, которая зависит от массы объекта и расстояния до него. Именно в зависимости от расстояния до дыры наблюдатель будет по разному ощущать её влияние. Если наблюдатель находится далеко от чёрной дыры, то поскольку массы зведы, из которой образовалась чёрная дыра и собственно чёрной дыры одинаковые, то и сила притяжения от них будет одинаковой. То есть на Земле мы никак не почувствуем превращение ближайшей к Солнцу звезды в чёрную дыру, более того, для нас в плане гравитации будет почти неощутимо превращение в чёрную дыру Солнца. Другое дело наблюдатель, находящийся близко к чёрной дыре, когда вещество было звездой, источник искривления пространства был размазан по большому объёму пространства и искривлял его везде понемногу, но после образования чёрной дыры источник сжался в точку и искривление в ней стало бесконечно большим, поэтому притяжение возле горизонта событий чёрной дыры будет значительно сильнее, чем возле поверхности бывшей звезды. Это можно проиллюстрировать следующим образом: натянуть большое полотно и в его середину сначала высыпать килограмм пенопласта, он немного прогнёт полотно на большой площади, это аналог звезды, а затем заменить пенопласт свинцовой гирей, она прогнёт полотно значительно сильнее, но в меньшей области, чем пенопласт, при этом на краях полотно в обоих случаях будет практически не искривлённым.

 

Вопрос: Предположим, что нейтронная звезда вращается с такой скоростью, что линейная скорость на поверхности немного меньше ее первой космической на экваторе. Возможна ли будет проживание или хотябы кратковременная высадка людей на поверхность?
Ответ: Когда планета или звезда имеют очень высокую скорость вращения вокруг своей оси, центробежная сила на их экватор может компенсировать существенную часть силы тяжести. В обычных условиях сила тяжести на поверхности нейтронной звёзды настолько велика, что человека бы мгновенно раздавило поверхность звезды, но вращайся её экватор на скорости очень близкой к своей первой космической, то человека сила тяжести раздавить не смогла бы, но это лишь на экваторе, по мере приближения к полюса скорость бы уменьшилась и вес тела бы рос. Однако, скорость вращения экватора нейтронной звёзды, как и любого другого небесного тела не может быть близкой к его первой космической, иначе объект будет деформироваться и разрушаться, так как сила тяжести не сможет компенсировать внутреннее давление. Для нейтронные звёзд первая космическая скорость варьируется в районе от до скорости света, чтобы плавно приземлиться на поверхность, вращающуюся с такой скоростью и не быть мгновенно снесённым ею, нужно предварительно разогнать корабль до такой же скорости, что в обозримом будущем технически невозможно. Окажись человек на поверхности нейтронной звёзды сила тяжести для него оказалась бы наименьшей проблемой. Температура поверхности достаточно старых нейтронных звёзд оценивается в несколько миллионов градусов, а у молодых может достигать сотен миллионов, любая техника сгорит, даже не добравшись до поверхности. Также нейтронная звезда излучает чрезвычайно сильную радиацию, которая испепелит человека и электронику ещё на подлёте к звезде. Так что пребывание человека на поверхности нейтронной звёзды абсолютно невозможно.

 

Вопрос: Любопытно узнать: как часто могут совершать полеты на орбиту космонавты/астронавты? Какой максимальный срок пребывания на орбите? Ну и сколько длиться карьера космонавта?
Ответ: Обычный полёт на орбиту длится от 4 месяцев до полугода, но в отдельных случаях астронавт может подняться на орбиту с одним экипажем, а вернутся на Землю с другим, проведя на станции год и более. Рекордсменом по длительности пребывания в космосе за один полёт является Валерий Поляков, который провёл на станции Мир 437 суток и 18 часов. После полёта астронавты проходят длительное восстановление, так как в условиях невесомости слабеют мышцы и уменьшается костная масса, даже несмотря на специальные тренировки и препараты. Время восстановления зависит от срока пребывания на орбите и индивидуальных особенностей организма, но астронавт не летит в космос сразу же после восстановления. Точных данных о минимальном времени между возвращением на Землю и новым полётом мне найти не удалось, но в карьерах многих космонавтов это время составляет порядка 2,5-3 лет. Карьера космонавта не имеет конкретной длительности, она завершается, когда состояние здоровья космонавта уже не соответствует требованиям для полётов, а это сильно зависит от особенностей организма и везения, так как космонавты получают дозу радиации очень неоднородно иногда 100 мЗв в год, а иногда более 500 и дорога в космос для них закрывается, если есть высокая вероятность, что за время полёта суммарная доза, набранная в жизни, превысит 1000 мЗв. Также некоторые астронавты уходят сами по тем или иным причинам, многие когда уже не могут летать работают на земле, готовят новое поколение. Рекорд по суммарному пребыванию в космосе сейчас принадлежит Геннадию Падалке, который с 1998 по 2015 год (на орбите ему исполнилось 57 лет) совершил пять полётов общей длительностью 878 дней. На фото Геннадий Падалка.

 

Вопрос: Скажите, если при кипении вакуума постоянно рождаются пары частица/античастица и они аннигилируют, то есть, превращаются в фотоны, почему мы не видим этот свет в пространстве? Наоборот, мы видим самые далёкие объекты, хотя «сияние пространства» на таких расстояниях должно их «затмевать». Может, что-то не так с теорией?
Ответ: При кипении вакуума в пустоте из ниоткуда рождаются пары виртуальных частиц, виртуальными их называют потому, что они не влияют на вселенную до тех пор, пока что-то не сможет выполнить работу и их разделить. Лишь после того, как они получат энергию от уже существующих объектов они становятся реальными. Из-за этого аннигиляция виртуальных частиц происходит без вылета фотонов, поэтому свечение от аннигиляции в пустом пространстве и не затмевает нам отдалённые объекты. Может сложиться впечатление, что предположение о виртуальных частицах является всего лишь вымыслом и плодом больной фантазии, но их образование и взаимодействие с веществом подтверждено во множестве экспериментов. Образование виртуальных частиц приходится учитывать в работе с электроникой на наноуровне и разработке квантовых компьютеров, так как здесь присутствуют условия для их разделения и перехода в реальные частицы.