Что будет с человеком в открытом космосе без скафандра и другие научные факты о космическом пространстве

Несмотря на то, что люди исследуют Космос уже продолжительное время, он до сих пор полон загадок и тайн. И, увы, пожалуй, ответы на все существующие вопросы мы сможем получить лишь очень нескоро, если вообще сможем. Однако некоторые вопросы уже давно получили свои ответы, подкрепленные существенными доказательствами. И сегодня мы хотим разобраться в том, почему в Космосе темно и холодно.

Почему в Космосе темно

Как известно, и видно невооруженным глазом, в Космосе присутствует неисчислимое множество звезд. Все они светятся. Кроме того, есть и наше главное светило – Солнце. Оно освещает нашу планету днем. Впрочем, не секрет также и то, что большинство звезд имеет более внушительные размеры, чем Солнце, и они также излучают сильный свет.

Несмотря на все это, факт остается фактом, Солнце освещает Землю, но, при этом, в Космосе темно. Почему же Солнечный свет не освещает и Космическое пространство? Этот вопрос интересует очень многих людей. Однако ответ на него достаточно прост.

Все дело в том, что свет, идущий от какого-либо источника, будет освещать пространство лишь в том условии, если лучам света будет обо что преломляться. Кроме того, для этого необходима также и атмосфера. Вспомните простой эксперимент с лазерной указкой: когда вы её включаете, вы видите красную или зеленую точку на объекте, на который направлен «пойнтер», но следа от света, идущего непосредственно от указки до конечной точки, невидно.

Аналогично происходит и с лучами Солнца, которые идут к Земле: на Земле присутствует атмосфера, а также масса всевозможных объектов. Поэтому они освещаются лучами Солнца. А пустое пространство, находящееся между планетами и другими небесными телами, называемое Космосом, освещено быть не может.

Почему космос такой темный, если во Вселенной миллиарды звезд?

Если Вселенная безгранична и полна звезд и галактик, почему мы не видим их повсюду, куда бы ни посмотрели? Иногда самые простые вопросы имеют под собой глубокое основание. Что, если когда мы смотрим в ночное небо и видим там лишь черноту и звезды, которых намного меньше, чем звезд во Вселенной, то это потому, что мы люди и не можем увидеть больше? Почему ночное небо черное и лишено света?

Во всяком случае мы видим явно не бесконечность. Еще в 1800 году Генрих Ольберс понял, что если бы Вселенная была действительно бесконечна — с бесконечным числом сияющих звездочек — то в конечном итоге, куда бы вы ни посмотрели, ваши глаза попали бы на поверхность звезды. Вы увидели бы не те галактики, что видим мы, которые по большей части пустое место; вы увидели бы все их звезды, а также звезды в галактиках за ними, и еще дальше и дальше. Путешествуя через миллиарды, триллионы, квадриллионы световых лет, вы попадали бы к звезде.

Та же математическая теорема говорит вам, что в конечном итоге звездный свет со всех сторон прибудет к вашему месту, а также ко всем местам в пространстве. Если бы наша Вселенная была таковой — статичной, бесконечной, с вечно сияющими звездами — ночное небо всегда было бы ярким.

Что же спасло нас от всего этого? Верьте или нет, но это Большой Взрыв. Тот факт, что Вселенная не существовала всегда и что мы можем наблюдать звезды и галактики лишь на определенном расстоянии — а значит, получаем ограниченное количество света, тепла и энергии от них — объясняет, почему в нашем ночном небе так мало света. Конечно, по всей Вселенной разбросано колоссальное количество точек света. Но их количество, которое мы видим, оно ограничено скоростью света и физикой расширяющейся Вселенной. Где-то там есть огромная Вселенная, куча звезд и галактик, которых мы не видим, но освещать наше небо они не могут, поскольку с момента Большого Взрыва прошло не так много времени, чтобы их свет нас достиг.

Именно комбинация двух фактов:

• что Вселенная существовала конечное время;
• и что мы видим только свет видимой части спектра

отвечает за темноту ночного неба. На самом деле, единственная причина того, что мы хорошо приспособились видеть свет, заключается в том, что свет нашего солнца лежит в диапазоне тысяч градусов Кельвина, поэтому мы видим все, от чего он отражается. В каком-то смысле наши ограниченные органы чувств заставили нас исследовать Вселенную.

Почему в Космосе холодно

Достаточно похожий вопрос о том, почему в Космосе холодно, также нередко возникает у людей. И здесь они аргументируют свой интерес примерно аналогичными фактами, ведь Солнце нагревает поверхность Земли, в некоторых участках нашей планеты температуры доходят до рекордных показателей, почему же в Космосе температуры отрицательные.

Здесь ответ также является предельно очевидным. Однако он заключается не в том, что в пустом пространстве отсутствуют объекты, которые могли бы нагреться. Здесь дело в наличии атмосферы, а также в её химическом составе. Именно атмосфера планеты прогревается солнечными лучами. В самом же Космическом пространстве, как известно, атмосферы нет, поэтому и нагреваться нечему.

Класс! 2

Количество звезд

Однако каждый раз ночью небо упрямо темнеет. Значит, теория плоха. Но чем? Диггс, Ольберс и другие допускали, что в бесконечно большой Вселенной находится бесчисленное множество звезд. К сожалению, они ошибались. Астроном Эдвард Гаррисон из Массачусетского университета в Амхерсте написал книгу: «Ночная тьма: загадка Вселенной». Он утверждает, что количество звезд явно недостаточно для того, чтобы небо ночью было светлым. Ночное небо не освещено, потому что звезды так же, как и Вселенная, не продолжаются до бесконечности.

Интересный факт: небосвод Луны черен даже днем, потому что на Луне нет атмосферы, которая отражает и рассеивает солнечный свет.

С помощью самых мощных телескопов мы уже в состоянии разглядеть то место, где «кончаются» звезды. Свету необходимо миллионы лет, чтобы добраться до нас от дальних звезд. Отсюда ясно, что когда мы смотрим в небо, мы заглядываем в далекое прошлое. Мощнейшие телескопы позволяют увидеть свет, который начал свой путь к нам около 10 миллиардов лет назад.

Интересно: Названия галактик — описание, фото и видео

Возраст нашей Вселенной около 15 миллиардов лет. Чем мощнее становятся телескопы, тем в более далекое прошлое можем мы заглянуть. Знаменитый американский автор фантастических стихов и рассказов Эдгар Аллан По заинтересовался чернотой ночного неба. В 1848 году он опубликовал философскую поэму в прозе «Эврика». Он писал, что в черноте космоса мы видим ничто, которое существует, прежде чем стать звездой. Гаррисон считает, что в основе рассуждения По, лежит верная идея. Сквозь черные провалы между звездами мы всматриваемся в начало Вселенной.

В космосе себя невозможно услышать

Звук — это колебания воздуха. А в космосе его нет, значит, нет и никаких звуков. А вот световые волны и радиоволны спокойно «путешествуют» по космосу, ведь для них воздух не важен.

Женщина родила дочь от анонимного донора, а спустя три года вышла за него замуж

Интересные научные факты о космосе

В космосе нет света

Вернее, немного есть, но человеческий глаз неспособен уловить этот свет. Поэтому мы его видим исключительно темным.

Популярные статьи сейчас

Спасла Хюррем и ее детей от смерти: как в реальности выглядела служанка матери Сулеймана Дайе Хатун

Дан Балан сделал предложение: беременная Тина Кароль вышла замуж

У ведущей ТСН выпал передний зуб в прямом эфире: видео с Маричкой Падалко

Потап не верит своему счастью: беременная Настя Каменских в купальнике показала все прелести фигуры

Показать еще

Отклонение лучей света в космосе

Анатолий Рыков

Любая теория справедлива в том случае, если ее следствия подтверждаются на опыте. Так было со многими известными теориями, в том числе с теорией ОТО Эйнштейна. Она была своевременным и необходимым этапом в физике и подтверждена многочисленными экспериментами. Существенным ее элементом было представление гравитации как искривление пространства, которое может быть описано различными метриками (геометрией пространства). Согласно искривлению пространства звездами, галактиками лучи света отклоняются гравитацией. Астрономические наблюдения блестяще подтвердили эту геометрическую концепцию. Искусственность ОТО до сих пор вызывает сомнение, неудовлетворенность у части физиков. Необходимо найти физическое обоснование наблюдаемым явлениям и вообще природе гравитации. Автором была высказана гипотеза о природе гравитации [1]. Она основана на исследовании электрической компоненты структуры вакуума и в дальнейшем дополнена компонентой магнитного континуума. В таком виде физический вакуум представляет собой среду распространения электромагнитных волн (ЭМВ); рождения вещества при внесении в нее необходимой энергии; среду образования «разрешенных орбит» электронов в атомах, волновых свойств частиц и т.п.

Скорость света не является постоянной в космическом пространстве. Это составляет основное отличие теории вакуума теорий А. Эйнштейна. На основе астрономических наблюдений и теории структуры вакуума [1] предлагается следующая формула для зависимости скорости света от ускорения силы тяжести:

α–1 = 137,0359895 – обратная величина постоянной тонкой структуры излучения;

r

= 1,39876·10–15 м – дипольное расстояние электрической компоненты структуры вакуума;

g

[м/с2] – локальное ускорение силы тяжести;

Eσ = 0,77440463 [a

–1
m
3
c
–3] – удельная электрическая поляризация вакуума;

S

= 6,25450914·1043 [
a
·
s
·
m
–4] – деформационная поляризация вакуума.

Зная скорость света, измеренную в условиях Земли как 2,99792458(000000)·108 м/с, определим скорость по формуле (1) в открытом космосе с

0 = 2,997924580114694·108 м/с. Она мало отличается от земной скорости света и определяется с точностью до 9 знака после запятой. При дальнейшем уточнении земной скорости света произойдет изменение указанной величины для открытого космоса. Из волновой теории света Френеля и Гюйгенса известно, что коэффициент преломления при переходе из среды со скоростью
с
0 в среду со скоростью
се
равен

В нашем случае угол падения луча к нормали поверхности Солнца равен i

0 =90°. Для оценки величины отклонения света Солнцем можно привести две модели распространения света.

1.

Модель преломления света при переходе из «пустого» полупространства в полупространство с солнечным ускорением силы тяжести 273,4 м/с2. Естественно, эта простейшая модель даст заведомо неверный результат, а именно: согласно приведенному коэффициенту преломления угол определяется как

= 13,53″ (угловых секунд).

2.

Более точную модель необходимо рассчитывать дифференциально-интегральным способом, исходя из функции распространения луча, в поле нарастающего и спадающего по закону 1/
R
2 гравитационного потенциала Солнца. Помощь пришла совершенно с неожиданной стороны – из сейсмологии. В сейсмологии решена задача определения хода луча упругих волн в Земле из источника (землетрясение, подземный атомный взрыв) на поверхности и его угла выхода вплоть до противоположной стороны Земли. Угол выхода и будет той искомой аналогией отклонения Солнцем луча от источника либо на сфере, включающей орбиту Земли, либо на большом удалении от Солнца. В сейсмологии есть простая формула для определения угла выхода сейсмической волны [2] через постоянный параметр луча

p

= [
R
0 /
V
(
R
)] · cos(
i
) =
const
, где:

R

0 – радиус Земли;
V
(
R
) – функция скорости упругих волн в зависимости от расстояния (радиуса от центра Земли);
i
– угол выхода.

Преобразуем сейсмологическую формулу для космических расстояний и скорости света:

Ms

– масса Солнца.
R
– переменный радиус сферы, в центре которой находится Солнце, определяемый
вдоль
луча до источника света, проходящего в непосредственной близости от Солнца; 2,062648·105 – перевод радиан угла в секунды.

Возникает вопрос о константе в этой формуле. Он может быть разрешен на основании мировых фундаментальных констант, хорошо известных науке. Опытная величина угла отклонения [3] составляет 1,75″.

На основании этой величины определяем, что

const

= Δ
tconst
(
MxR
2
sun
/
MsunRx
2) / (π · 137,0359)2.

Число π и обратная величина постоянной тонкой структуры являются фундаментальным константами нашего современного мира. Число Δtconst

= 1[
s
] необходимо для внесения размерности. Отношение (
MxR
2
sun
/
MsunRx
2) – введено для всех возможных масс во Вселенной и их размеров так, как это принято в астрономии: приводить все массы и размеры к солнечным параметрам.

На рис. 1 приведена зависимость угла отклонения луча света Солнцем в зависимости от расстояния до его источника.

Рис. 1.

Зависимость угла отклонения луча света Солнцем от расстояния до источника вдоль трассы, проходящей рядом с Солнцем

Получили полное соответствие с точными опытными данными. Любопытно, что при перемещении источника внутрь сферы, отвечающей траектории Земли, угол отклонения луча Солнцем уменьшается по графику рисунка. К предсказанию данной теории можно отнести то, что луч света от источника на поверхности Солнца или вблизи отклонится только на 1,25″.

Решение Шварцшильда:

Здесь Rg

= 2
MG
/
c
2 – радиус Шварцшильда или гравитационный радиус.

Отклонение луча света i

= 4
MG
/
c
2
R
= 1,746085″, где
R
– прицельное расстояние, равное в нашем случае радиусу Солнца.

Формула (1) дает: i

= 1,746054″. Разница только в 5-м знаке.

Выводы:

1. Полученные результаты свидетельствуют, по меньшей мере, о непротиворечивости предлагаемой концепции. Образование в космосе так называемых «гравитационных линз» также объясняются зависимостью скорости света от гравитации.
2. В ОТО и в теории вакуума имеются одинаковые экспериментальные подтверждения.
3. ОТО является скорее геометрической теорией, дополненной законом тяготения Ньютона.
4. Теория вакуума имеет в своей основе только физические соотношения, которые позволили открыть гравитацию в виде поляризации вакуума в присутствии масс, которые испытывают притяжение структурой вакуума по законам индукции Фарадея.
5. ОТО исчерпала себя в возможностях развития физики, теория вакуума открыла возможность исследования вакуума в качестве природной среды и открывает пути для прогресса физики и технологий, связанных со свойствами вакуума.

В заключение приношу глубокую признательность астрофизику П.А. Тараканову за очень полезное замечание относительно переменной массы в формуле для луча отклонения, где можно заменять массу Солнца любой другой известной науке массой.

Литература

1. Рыков А.В. Начала натурной физики // ОИФЗ РАН, 2001 г., с. 54.
2. Саваренский Е.Ф., Кирнос Д.П. Элементы сейсмологии и сейсмометрии // Гос. тех.-теор. Издат, М.: 1955, с. 543.
3. Clifford M.Will. The Confrontation between General Relativity and Experiment // Preprint of Physical Reviewer (arXiv: gr- qc/ 0103036 v1 12 Mar 2001).

См. также:

1. Рыков А.В. Начала натурной физики, НиТ, 2001.
2. Рыков А.В. Природа магнетизма, НиТ, 2002.

Дата публикации:

13 ноября 2002 года

Электронная версия:

© НиТ. Cтатьи, 1997