Астрофизика

Сколько тысяч лет нужно, чтобы по-настоящему уйти от Солнца? После новостей о «Вояджере-1» многие уверены, что аппарат уже давно покинул Солнечную систему. На самом деле всё не так просто: у неё нет одной чёткой границы, а Солнце отпускает свои аппараты очень медленно. Разбираемся, где на самом деле кончается его власть. Оказывается, у Солнечной системы есть три разные границы. Одна — по солнечному ветру. Другая — по гравитации. Третья — по облаку ледяных обломков, которое тянется невероятно далеко...

Есть очень интересный и одновременно сложный вопрос, на который нет прямого ответа. Связан он с поведением гравитации. Если вы хоть немного интересуетесь наукой или получали пятёрки по физике, то знаете, что гравитация - это не сила. Сила есть то, что напрямую толкает объект. Дать пинка мячику - это сила. Гравитация же есть проявление искривления пространства времени. И тут начинается самое интересное. Если вас спросить - окай, а почему тогда предмет всё-таки падает, когда оно не сила, то большинство ответят очень логично, но неправильно...

Земля вращается вокруг своей оси с огромной скоростью. Скорость вращения на экваторе составляет 1674,4 км/ч (465,1 м/с). Для сравнения, крейсерская скорость пассажирского самолета в полете – 800-900 км/ч. Так же Земля вращается вокруг Солнца со средней скоростью 29,76 км/с. Скорость не постоянная и колеблется от 30,27 км/с (в перигелии) до 29,27 км/с (в афелии). Это далеко не все движения, которые совершает Земля в пространстве. Солнечная система со всеми планетами движется вокруг центра галактики со средней скоростью 230 км/с (828 000 км/ч)...

Если не учить физику и химию, то вся жизнь будет наполнена чудесами. Эта фраза хорошо характеризует состояние людей, которые впервые сталкиваются с якобы гравитационными аномалиями. Ведь как мы привыкли? Если, например, положить круглый предмет на склон горы, то он должен покатиться вниз. Но... Только представьте ваши мысли и ощущения, когда увидите, что он катится вверх. Не верите? Армянская гора Арацаг не даст соврать, что такое может быть! Или речь идёт об оптических иллюзиях или чём-то другом? Давайте разберёмся обо всём по порядку...

Начнём с того, что вспомним основы механики Ньютона и разберёмся в чём вообще проблема. Что вообще значит выражение «гравитация стремится к нулю и взаимно компенсируется»? Речь идёт о знаменитом доказательстве Ньютона. Гравитационное поле сферической оболочки внутри этой оболочки равно нулю, а снаружи оно действует так, как если бы вся масса оболочки была сосредоточена в её центре. Твёрдое тело с почти сферической симметрией можно мысленно представить как матрёшку или набор вложенных друг в друга сферических оболочек...

Ряд ученых и просто изобретателей за последнее столетие пытались найти новый способ перемещения, основанный не на принципе реактивной тяги или отталкивания винтами от воздуха, а на новых физических принципах. Их интуиция подсказывала, что в природе должны быть и иные процессы воздействия на гравитацию. Но проблема в том, что в физике вообще не знают что это. Переносчик гравитационного взаимодействия не найден. Т.е. утверждать, что это поток материи или поле – не получается. Есть объяснение в теории относительности Эйнштейна, что гравитация – это всего лишь искривление пространства вокруг тел...

Во времена холодной войны американское правительство через ООН пролоббировало создание необходимой инфраструктуры, покрывающей всю нашу планету, для круглосуточного мониторинга возможных запусков ядерного оружия и его использования в ближайшем космосе. Идею поддержало абсолютное большинство участников, и тогда американские представители запросили разрешение на допуск к обсерваториям других стран – в частности Австралии, Канады, Испании, Великобритании, Чили, Аргентины, Японии и других. Они аргументировали это тем, что если не сдержать СССР, то человечество может пасть жертвой ядерной войны...

Вопрос, существуют ли какие-то научные предпосылки для создания искусственной гравитации на борту космического корабля (без вращения корпуса или движения с постоянным ускорением) был задан в комментариях. И это очень важный вопрос. Ответить на него можно коротко: искусственная гравитация, как её представляют фантасты, заведомо невозможна, – и даже с высоты знаний среднего школьника сей факт должен быть очевиден. Но каждый фокус становится прост, если его объяснить. И, кстати, о фокусах. Доступными физике средствами уже сейчас можно заставить левитировать лягушку...

Это один из самых частых и, вместе тем, самых правильных, вопросов. Для начала нужно вспомнить об эффекте Доплера. Представьте, что вы стоите на тротуаре, а навстречу вам с включенной сиреной мчится машина скорой помощи. По мере приближения машины скорой помощи сирена звучит выше. По мере удаления сирена становится тише и меняется её тональность звучания. Когда машина скорой помощи движется к вам, звуковые волны сжимаются (длина волны короче, частота выше), что делает звук выше. Когда она удаляется, волны как будто растягиваются (длина волны больше, частота ниже), что делает звук ниже...

Физика — это та область знания, где чем красивее уравнение, тем сильнее хочется верить, что оно описывает реальность, а не просто удачно подгоняет числа под наблюдения. Вот вам сценарий, достойный детективного романа: учёные наблюдают во Вселенной гравитационные эффекты, которые нельзя объяснить видимым веществом. Вместо того чтобы усомниться в самой теории гравитации, физика на протяжении полувека с завидным упорством постулирует существование тёмной материи — субстанции, которую никто никогда не видел, не поймал и даже толком не пощупал детектором...

Публикация на тему причин по которым гравитация, – в отличие от излучений электромагнитных, – не поглощается средами, не признаёт каких-либо препятствий вообще, породила массу вопросов. В числе которых был даже вполне разумный: не странно ли удивляться прозрачности материи для гравитации, если гравитация это искривление пространства массой? Само собой, кривизна пространства заведомо ни чем не может «экранироваться». Это очень хороший вопрос. Потому что в нём содержится ответ вызывающий сильнейшую ненависть...