В космосе много поистине загадочного и удивительного. Не секрет, что многое из этого нами еще не исследовано и исследовано, возможно, будет нескоро. Но есть те явления, сути которых мы пока не понимаем, но которые можем наблюдать.
Например, знаете ли вы, что северное сияния – это пример того, как на нашу планету влияют космические частицы? Безусловно, влияние оказывают электромагнитное излучение и гравитационные волны, но вот эти самые частицы, прилетевшие от Солнца – это космические лучи. И все в этой Вселенной пропитано ими.
Ученых же, в первую очередь, интересуют именно те лучи, которые добрались до Земли не от Солнца, а от далеких галактик и систем.
Но для начала необходимо понимать, что именно изучают эти ученые. Так, например, любому человеку, прошедшему хотя бы среднюю школу, известно, что абсолютно каждое вещество в нашем мире состоит из протонов, электронов и нейтронов. Вот только последний из них – частица очень нестабильная, которая распадается по пути к нашей планете. Поэтому в потоках лучей, пришедших к нам из глубин космоса, нет этих частиц.
Зато есть протоны, электроны и кое-что еще. Это, например, позитроны и антипротоны – античастицы. В итоге на Землю постоянно прилетают ядра элементов, антипротоны, позитроны, электроны и протоны.
Первым ученым, проведшим эксперимент с космическими лучами, был австрийский и американский физик Виктор Гесс. Он даже получил Нобелевку за открытие космических лучей в 1936 году. До него никто толком не понимал, откуда берется это самое излучение: из земной коры или из космоса.
Суть эксперимента Гесса была в том, что нужно было на воздушном шаре подниматься к небу и замерять количество странных частиц. И если их становится больше, значит, они все-таки из космоса.
Другой эксперимент был менее романтичным, но тоже действенным. Его провели в Италии.
Для проведения нужно было сесть в лодку и плыть от берега как можно дальше, при этом также замеряя количество частиц. Если их не становится меньше – значит, они действительно из космоса. Почему? А потому, что если бы источником была земная кора, то толща воды мешала бы им распространяться.
Интересно и то, что у космических частиц огромное количество энергии. В конце концов, они распространяются в пространстве и времени, а это с учетом гравитации очень тяжело для частиц с малой энергией.
Объясняем на пальцах. Любая галактика обладает магнитным полем, и частицы, таким образом, тоже должны следовать по траекториям поля. Если же магнитное поле сильнее, или энергия у частицы маленькая, то они накапливаются у той или иной галактики, очень долго не покидая ее. А вот частицы самой высокой энергии пролетают мимо и даже не замечают магнитного поля.
Здесь можно вспомнить, как в детстве вы играли в пятнашки или салки. Если водящему нужно было поймать и обнять убегающего, то ему, конечно, нужно обладать недюжинной силой. Допустим, водящему нужно поймать двоих убегающих в разное время, при этом оба убегающих обладают одинаковой массой тела. Но один бежит куда быстрее второго. Кого зафиксировать будет тяжелее? Так и с космическими частицами.
До сих пор точно неизвестно, откуда к нам прилетают частицы. Дело в том, что магнитное поле галактик, хоть и незначительно, но все же меняют траекторию частиц. А в космическом пространстве любое «незначительно» может превращаться в сотни и десятки световых лет. Поэтому из-за измененной траектории невозможно точно установить, откуда они к нам прилетают.
Однако уже сейчас ведется работа по изучению космических частиц посредством наблюдения за другими частицами, нейтрино, которые безразличны к любому магнитному полю. Вероятно, они появляются там же, где ускоряются космические лучше сверхвысокой энергии.
Нейтрино полезны тем, что благодаря наблюдениям за ними астрономы смогли установить связь между вспышкой в гамма-диапазоне и избыток нейтрино высокой энергии на антарктической станции IceCube. Это означает, что с очень высокой долей вероятности источник гамма-излучения является также и источником этих нейтрино. Вероятно, что такие объекты могут и ускорять космические лучи высоких энергий. А еще есть гипотеза, что эти самые ускорители могут быть активными ядрами галактик.
Известно, что каждая галактика в центре имеет черную дыру, которая притягивает вещество. Лишнее же вещество из внутренней части диска, который образуется в чёрной дыре от попадания вещества в черной дыре, образует две релятивистские струи (джеты). Джеты как раз и могут быть хорошим источником частиц высокой энергии и космических лучей.
Хотя эти лучи и могут навредить оборудованию, которое работает на орбите, для человека они в целом безопасны благодаря атмосферам Земли и Солнца. То есть чем выше активность нашей звезды, тем меньше космических лучей к нам попадает. Но они все равно создают небольшой радиоактивный фон. Даже если вы собираетесь в космос как турист, на вас радиация никак не скажется.
Но если бы их и не было, было бы еще хуже. Полностью исчез бы естественный радиоактивный фон, а это уменьшило бы количество мутаций в ДНК всего живого. Это, в свою очередь, плохо тем, что мутации бывают и вредными, и полезными. А без мутаций не было бы эволюции, и, возможно, мы так и остались бы на уровне рыб.
Подписывайтесь на наш канал и ставьте 👍, чтобы не пропустить другие интересные посты.
