Независимо от того, являетесь ли вы ветераном-астрономом или ребенком, смотрящим на звезды, космическое пространство привлекает всех, кто смотрит в небо. Этот интригующий вакуум также вдохновляет людей задаваться вопросом, что же там происходит. Например, что случилось бы, если бы ядерная бомба взорвалась в космосе? Как долго вы смогли бы выжить без скафандра? И, возможно, самое главное, что бы произошло, если бы вы взорвали воздушный шар в космосе?
Ну, может, этот последний интересует не всех, но достаточно людей наслаждаются процессом (или, по крайней мере, громким хлопаньем воздушных шаров), чтобы эта статья заинтриговала некоторых из вас ... итак, что случилось бы с воздушным шаром, оказавшимся в космическом пространстве?
Давление воздуха в вакууме
Когда вы надуваете воздушный шар на Земле, воздух, находящийся внутри воздушного шара находится под более высоким давлением, чем воздух, который его окружает. Это давление - то, что "раздувает" воздушный шар в первую очередь. По мере того, как все больше атмосферного воздуха попадает в ограниченное пространство, количество столкновений между молекулами воздуха будет увеличиваться, создавая тем самым всё большее давление и выталкивая стенки воздушного шара наружу.
На Земле, когда вы лопнете шар, он взорвется, потому что молекулы латекса имеют ограниченную упругость и в конечном итоге уступят давлению воздуха внутри.
Однако в космосе отсутствует внешнее давление воздуха, которое давит на поверхность шара снаружи, поэтому когда человек выдувает воздух в сам шар, этот воздух не удерживает ничего, кроме резиновых стенок. Молекулы воздуха в воздушном шаре в космосе будут расширяться с чрезвычайно высокой скоростью, быстро раздувая резиновые стенки за пределы их упругости, вызывая взрыв шара.
Фактически, как только вы вынесли надутый воздушный шар из кабины космического корабля, потребовалось бы менее одной секунды, чтобы сжатый воздух внутри воздушного шара расширился (не имея внешнего сопротивления) и взорвался. Молекулы воздуха внутри воздушного шара будут двигаться примерно со скоростью звука или чуть быстрее. После того, как воздушный шар взорвется, эти молекулы будут продолжать двигаться с несколько меньшей скоростью в космическом вакууме.
Резиновые обрывки воздушного шара аналогичным образом разлетятся от точки взрыва в разные стороны. Как упоминалось выше, вопрос не в том, можете ли вы лопнуть воздушный шар в космосе. Есть ли у вас шанс сделать это до того, как давление воздуха и физика сделают эту работу за вас!
А как насчет звука?
К сожалению, вы не услышите звука хлопка. В этом эксперименте с космическим шаром не будет взрыва, поскольку для прохождения звуковых волн требуется упругая среда. Такой средой обычно является воздух или вода (по крайней мере, на Земле), но ни одна из них не присутствует в космическом пространстве.
Когда вы смотрите на воздушный шар на Земле, он кажется довольно безобидным и спокойным. Тем не менее молекулы воздуха внутри отчаянно пытаются выбраться наружу. Фактически, когда вы втыкаете булавку в воздушный шар, молекулы воздуха расширяются со скоростью звука или даже быстрее! Проходя мимо наших ушей, они создают колебание воздуха, которое наши уши воспринимают как взрыв. В космосе молекулы воздуха все равно будут расширяться наружу, но без какого-либо воздуха. В вакууме, по сути, не будет никакого "звукового барьера", который можно преодолеть, так что всё это будет происходить совершенно бесшумно.