zelenyikot


Открытый космос Зеленого кота

Космос ближе, чем кажется


Previous Entry Share Next Entry
Факты о космосе, в которые трудно поверить
zelenyikot
1 апреля принято всех обманывать или подшучивать, но я пойду против традиции. Даже в этот день я не могу позволить себе обман читателей. Поэтому расскажу о реальных фактах, которые вызвали мое удивление. Разумеется, для кого-то эти факты не станут новостью, но, надеюсь, хоть что-то сможет заинтересовать каждого. И еще надеюсь, что многие, подобно мне, и вопреки заветам Шерлока Холмса, тащат в свой мозговой чердак не только нужное, но и просто интересное. Буду рад, если эта первоапрельская подборка заставит кого-нибудь забраться поглубже в источники и перепроверить мои заявления.

Температура в космосе, на орбите Земли равна +4°С




Если быть точным, то не на орбите Земли, а на расстоянии от Солнца равному удаленности орбиты Земли. И для абсолютно черного тела, т.е. такого, которое полностью поглотит солнечные лучи, ничего не отразив обратно.

Считается, что температура в космосе стремится к абсолютному нулю. Во-первых, это не совсем так, поскольку вся известная Вселенная нагрета до 3К, реликтовым излучением. Во-вторых, вблизи от звезд температура повышается. А мы обитаем довольно близко к Солнцу. Сильная теплозащита нужна скафандрам и космическим кораблям потому, что они входят в тень Земли, и наше светило уже не может их согревать до указанного +4°С. В тени температура может опускаться до -160° С, например ночью на Луне. Это холодно, но до абсолютного нуля еще далеко.

Вот, для примера, показания бортового термометра спутника TechEdSat, который вращался на низкой околоземной орбите.



На его показания оказывала влияние еще и земная атмосфера, но в целом график демонстрирует не те ужасные условия, которые принято представлять в космосе.

На Венере местами идет свинцовый снег




Это, наверно, самый поразительный факт о космосе, который я узнал не так давно. Условия на Венере настолько отличаются от всего, что мы могли бы вообразить, что венериане спокойно могли бы летать в земной ад, чтобы отдохнуть в мягком климате и комфортных условиях. Поэтому, как бы ни казалась фантастической фраза “свинцовый снег”, для Венеры - это реальность.

Благодаря радару американского зонда Magellan вначале 90-х, ученые обнаружили на вершинах венерианских гор некое покрытие, обладающее высокой отражающей способностью в радиодиапазоне. Поначалу предполагалось несколько версий: последствие эрозии, отложение железосодержащих материалов и т.п. Позже, после нескольких экспериментов на Земле, пришли к выводу, что это самый натуральный металлический снег, состоящий из сульфидов висмута и свинца. В газообразном состоянии они выбрасываются в атмосферу планеты во время извержений вулканов. Затем термодинамические условия на высоте 2600 м способствуют конденсации соединений и выпадению на возвышенностях.

В Солнечной системе 13 планет... или больше




Когда Плутон разжаловали из планет, правилом хорошего тона стало знание, что в Солнечной системе всего восемь планет. Правда, при этом же, ввели новую категорию небесных тел - карликовые планеты. Это “недопланеты”, которые имеют округлую (или близкую к ней) форму, не являются ничьими спутниками, но, при этом не могут очистить собственную орбиту от менее массивных конкурентов. Сегодня считается, что таких планет пять: Церера, Плутон, Ханумеа, Эрида и Макемаке. Ближайшая к нам - Церера. Через год мы узнаем о ней намного больше чем сейчас, благодаря зонду Dawn. Пока знаем только, что она покрыта льдом и с двух точек на поверхности у нее испаряется вода со скоростью 6 литров в секунду. О Плутоне тоже узнаем в следующем году, благодаря станции New Horizons. Вообще, как 2014 год в космонавтике станет годом комет, 2015 год обещает стать годом карликовых планет.

Остальные карликовые планеты находятся за Плутоном, и какие-либо подробности о них мы узнаем не скоро. Буквально на днях нашли еще одного кандидата, правда официально его в список карликовых планет не включили, так же как и его соседку Седну. Но не исключено, что найдут еще, несколько более крупных карликов, поэтому число планет в Солнечной системе еще вырастет.

Телескоп Hubble - не самый мощный




Благодаря колоссальному объему снимков и впечатляющим открытиям, совершенным телескопом Hubble, у многих существует представление, что этот телескоп обладает самым высоким разрешением и способен увидеть такие детали, которые не увидеть с Земли. Какое-то время так и было: несмотря на то, что на Земле можно собрать большие зеркала на телескопах, существенное искажение в изображения вносит атмосфера. Поэтому даже “скромное” по земным меркам зеркало диаметром 2,4 метра в космосе, позволяет добиться впечатляющих результатов.

Однако, за годы, прошедшие с момента запуска Hubble и земная астрономия не стояла на месте, было отработано несколько технологий, позволяющих, если не полностью избавиться от искажающего действия воздуха, то существенно снизить его воздействие. Сегодня самое впечатляющее разрешение способен дать Very Large Telescope Европейской Южной обсерватории в Чили. В режиме оптического интерферометра, когда вместе работают четыре основных и четыре вспомогательных телескопа, возможно достичь разрешающей способности превышающей возможности Hubble примерно в пятьдесят раз.



К примеру, если Hubble дает разрешение на Луне около 100 метров на пиксель (привет всем, кто думает, что так можно рассмотреть посадочные аппараты Apollo), то VLT может различить детали до 2 метров. Т.е. в его разрешении американские спускаемые аппараты или наши луноходы выглядели бы как 1-2 пикселя (но смотреть не будут из-за чрезвычайно высокой стоимости рабочего времени).

Пара телескопов обсерватории Keck, в режиме интерферометра, способны превысить разрешение Hubble в десять раз. Даже по отдельности, каждый из десятиметровых телескопов Keck, используя технологию адаптивной оптики, способны превзойти Hubble примерно в два раза. Для примера фото Урана:



Впрочем Hubble без работы не остается, небо большое, а широта охвата камеры космического телескопа превышает наземные возможности. А для наглядности можно посмотреть сложноватый, но информативный график.

Медведи в России встречаются в 19 раз чаще чем астероиды в Главном астероидном поясе




Американский научно популярный сайт приводит, а Компьютерра переводит любопытные расчеты, которые показывают, что путешествие в поясе астероидов не так опасно как представлялось Джорджу Лукасу. Если все астероиды крупнее 1 метра расположить на плоскости, равной площади Главного астероидного пояса то получится, что одна каменюка приходится примерно на 3200 квадратных километров. 100 тыс. медведей России должны распределяться по штуке на каждые 170 квадратных километров территории. Разумеется и астероиды и медведи стараются держаться ближе к себеподобным и оскверняют чистую математику своим неравномерным распределением, но ради праздника такими мелочами можно пренебречь.


Подпишитесь на блог zelenyikot, если вам интересно исследование космоса, как и мне.


promo zelenyikot december 8, 07:51 25
Buy for 800 tokens
Я не только пишу о космосе, но могу и рассказать о любимых темах для широкой или узкой аудитории. За последние два года я уже провел несколько десятков лекций во многих городах России. Часто приглашают на фестивали науки, профориентационные мероприятия для студентов, на конференции и выставки.…

  • 1
//то сомнение вырастает до отрицания, во всяком случае у меня.

-моё сомнение так далеко не простирается, ограничиваясь честным агностицизмом. Богу - Богово, а слесарю - слесарево. Убеждение некоторых людей в безграничных возможностях научного познания напоминают, со стороны, веру во всемогущество Бога. :)

Ну, это уже богословское - убеждения, вера...
В науке есть факт, логика, анализ, синтез, и доказательство.

//и доказательство.

-и эмпирическая проверка доказательства. С этим, у астрофизиков, совсем плохо. Ни эксперимента поставить нельзя, ни наблюдение, толком, не проведёшь, поскольку наблюдать приходится процессы, идущие миллиарды лет.

Да это я знаю, а если, опять же, обратиться к логике, то зная законы развития, или, зная логику действительности, наблюдаемые процессы во вселенной легко понять и объяснить. Ну, в общем, легко :) Вот только формальная логика не поможет.

Осторожнее с логикой. Изучая микромир, физики экспериментально (!) нашли, что он противоречит логике.
Не забывайте, что логика - это, всего лишь, инструмент, который человеческий разум, эволюционируя, создал для решения довольно скромных задач выживания. За пределами этих задач её применимость не гарантируется. :)

Осторожнее? А где же научная смелость и выход за стереотипы мышления? Я противоположного мнения, и знаю, что микромир противоречит существующей, подчеркиваю - формальной логике. Но вместо того, чтобы сменить инструмент, подвергнуть сомнению формальную логику, физики бьются головой об стенку, не понимая, что если инструмент не работает, то надо сменить инструмент. Но коли кроме формальной логики диалектической для них не существует, ну что ж тут только и остается придерживаться всяких убеждений и верований.

//А где же научная смелость и выход за стереотипы мышления

-известно, где. Обрезана Бритвой Оккама.

//то надо сменить инструмент.

-чтобы менять инструмент, нужно убедиться, что новый лучше старого применим для решения задачи. А это можно сделать только с помощью экспериментов. Другого пути нет.

// кроме формальной логики диалектической для них не существует

-логик-то масса... А откуда такая уверенность, что диалектическая логика будет в микромире работать лучше, чем вероятностная, к примеру? Опять эксперименты нужны.
В масштабах Вселенной, у нас нет возможностей проверить экспериментально применимость наших инструментов. Поэтому - осторожнее с логикой. Диалектической, в том числе. :)

Бритва Оккама уже стала образом, а образами оперируют литераторы и артисты :) поэтому не катит.
Вы уперлись не в эксперимент, не в проверку логики, а в саму логику. Физика открыла все частицы материи, осталось только связать эти открытия и частицы в логическую цепь, в построить "таблицу Менделева", а тут старый метод, который привел в тупик, уже не поможет, но вместо того, чтобы наконец взяться, похоже все думают, что прежде чем взяться, надо убедиться. А как убедиться, если не браться? А никак.
Логик масса, да, но ни одна из них не применима в объяснении действительности, вот по этому признаку просто никак не определить требуемую логику, так получается?

//Бритва Оккама уже стала образом

-вы ошибаетесь.

//Физика открыла все частицы материи

-правда? Я не заметил.

//просто никак не определить требуемую логику, так получается?

-без эксперимента - никак не определить. Так получается.

Ну кто ж тогда вам помешает, ищите :)

блин . раз разговоры про логику , то примените логику к квантовой механике. хочу посмотреть насколько хватит вашей логики.

а что не так с логикой в квантовой механике?

то что - логики в ней нет. а так всё в порядке.

ну в чем это проявляется-то, что "логики нет"?

//а что не так с логикой в квантовой механике?

-закон противоречия в ней часто не выполняется.

Эксперименты ставят. Измерения во время затмений или построение частотных зависимостей, которые сопоставляют с гипотезой.

Эдак у вас выйдет, что все, что экспериментатор не может положить на стол и увидеть своими глазами - не эксперимент.

//Эксперименты ставят. Измерения во время затмений или построение частотных зависимостей, которые сопоставляют с гипотезой.

-да, наблюдение - это тоже эксперимент, хотя и не самый эффективный. Но я о другом - никакое наблюдение не поможет ни узнать, ни понять, как и почему возникла Вселенная. Слишком она велика и стара, по нашим меркам.

Научный опыт отсеивает ложные гипотезы. Уже с лихвой для понимания и узнавания. Самые ранние наблюдения вселенной доступны не намного хуже многих поздних. В сингулярность познание проникает не глубоко. Но есть ведь и макро-эксперимент, коллайдеры пресловутые.

Многие факты о первых столетиях после сингулярности установлены лучше, чем дописьменная история человечества. Что не приводит антропологов, археологов, палеонтологов, археолингвистов в отчаяние. Изучение простых явлений, вроде простой земной гидродинамики или теории эволюции, имеет множество темных сторон, проблем. Но теории строят, они работают, позволяют делать важные предсказания с удовлетворительной точностью.

При этом, в политической оценке события в Крыму не договоримся. И тоже ничего.

//Самые ранние наблюдения вселенной доступны не намного хуже многих поздних.

-проблема не столько в наблюдениях, сколько в интерпретации их результатов.

//В сингулярность познание проникает не глубоко.

-ещё бы. Учитывая, что нет никаких доказательств того, что она была. :)

Обратите внимание, вся модель построена на предположении, что все известные взаимодействия уже открыты, что никаких других взаимодействий и быть не могло. Но так поступали и многие физики прошлого, до открытия новых сил. Я уверен, что, в будущем, нас ждёт масса открытий - либо новых взаимодействий, либо уточнений динамики старых.

//Но теории строят, они работают, позволяют делать важные предсказания с удовлетворительной точностью.

-пока речь идёт о теориях проверяемых, всё хорошо. Но мы говорим о непроверяемой, в силу ничтожности наших возможностей, теории.

-проблема не столько в наблюдениях, сколько в интерпретации их результатов.

Проблема всегда в мыслях. На то и слово. Надо понять этот образ. Разумеется, есть проблемы, когда их обнаруживают. Есть проблемы наблюдателей, это сложный научно-технологический и исторический процесс.

-ещё бы. Учитывая, что нет никаких доказательств того, что она была. :)
-Обратите внимание, вся модель построена на предположении, что все известные взаимодействия уже открыты, что никаких других взаимодействий и быть не могло. Но так поступали и многие физики прошлого, до открытия новых сил. Я уверен, что, в будущем, нас ждёт масса открытий - либо новых взаимодействий, либо уточнений динамики старых.

Большой взрыв наблюдается. Расширение вселенной, реликтовое излучение, квазары. Модель учитывает мощные взаимодействия, способные оказать воздействие на видимую вселенную в целом. Вы точно подметили: взаимодействия не придумывали. Но и не предполагали, что других нет.

Наука развивается и способы взаимодействия уточняются. За счет тонких эффектов, в основном, вроде взаимодействия излучения и вещества, излучения и тяготения. Да, космогония поражает тем, что число законов, которые значимо влияют на происходящее с увеличением размера явления уменьшается.

Есть и проблемы на уровне критерия для теории. Антропный принцип, принципы симметрий или простоты. Но это лишь способ выбрать подмножество теорий для проверки наблюдений в будущем.

-пока речь идёт о теориях проверяемых, всё хорошо. Но мы говорим о непроверяемой, в силу ничтожности наших возможностей, теории.

ОТО делает проверяемые, опровержимые предсказания. Следствия хорошо наблюдаемы. Есть наблюдения, которые не сразу объяснены, но удовлетворительно описаны после учета тонких, но понятных взаимодействий, которые до этого не учитывали. Опровергающих наблюдений я не знаю.

А конечное состояние - сингулярность, названо так, потому что внутрь не заглянуть. Слишком велика плотность. Это задача будущих теорий и способов наблюдения. Где-то там гравитация и физика элементарных частиц встречаются. Пока непонятно как.

Мне менее понятны квантовые эффекты, способные влиять на наблюдения космоса. А они есть. Некоторые из них напоминают чудеса из сказок. Но вы не на них ополчились.

//Большой взрыв наблюдается.

-нет. Он придуман.

//Расширение вселенной, реликтовое излучение, квазары.

-да. Это наблюдается. Из наблюдаемого сделано предположение, что причиной явился Взрыв.

//Да, космогония поражает тем, что число законов, которые значимо влияют на происходящее с увеличением размера явления уменьшается.

-и настораживает.

// Опровергающих наблюдений я не знаю.

-речь не об ОТО, а модели БВ, постороенной на ОТО. Тёмные Сущности изобретены для того, чтобы объяснить наблюдения, опровергающие ТБВ.

//Мне менее понятны квантовые эффекты, способные влиять на наблюдения космоса. А они есть. Некоторые из них напоминают чудеса из сказок. Но вы не на них ополчились.

-понятно, почему. Квантовые эффекты доступны для исследований с помощью эксперимента. В этом их принципиальное отличие от, например, сингулярности.

Нет, наблюдается расширение видимой вселенной. Доплеровские сдвиги, для дальних объектов очень большие. Взрыв не причина, а образ. Расширение и есть взрыв. Есть некое состояние, названное сингулярность (особенность), потому что его трудно изучать. Ясно, что это плотное состояние, раз после началось расширение. А вот причина начала расширения пока не ясна, вроде, вам не навязывают теорию именно взрыва, а только последствий. Важно, что расширение наблюдается многие миллиарды лет.

Настораживать может что-угодно. Галилеевское познание предполагает поиск простых причин видимой сложности. Этот подход хорошо работает, не является застывшим.

Темная материя и энергия это простое обозначение неизвестного, но отчасти наблюдаемого. Что тревожного в том, что не все вещество наблюдаемо?

Еще раз. Сингулярность наблюдается, но с определенного порога. Не все теоретические квантовые эффекты хорошо проверены в опыте. Например, квантовая спутанность. Хотя, когда непонятно, лучше читать, а не писать.

//Ясно, что это плотное состояние, раз после началось расширение.

-ясно только, что оно было более плотно, нежели сейчас; например, оно могло быть, всего лишь, в миллион раз плотнее, либо, наоборот, на два процента. :)

//Важно, что расширение наблюдается многие миллиарды лет

-постоянство скорости расширения экспериментально не доказано.

//Этот подход хорошо работает, не является застывшим.

-в большинстве случаев. В истории физики были моменты, когда Бритва была вредна.

//Что тревожного в том, что не все вещество наблюдаемо?

-тревожно то, что не наблюдаемо БОЛЬШИНСТВО вещества.

//Не все теоретические квантовые эффекты хорошо проверены в опыте.

-однако, опыты нам доступны. Я уверен, последующие эксперименты с запутанными частицами существенно прояснят их свойства. И знание этих свойств (даже, если не удастся достичь понимания этих свойств! Примем , как постулаты...) пригодится, рано или поздно, на практике. А ТБВ - не пригодится. :)

Не могло быть иначе, наблюдается иное. Расстояние между галактиками и их размеры миллиарды лет назад не подтверждают ваши оценки. Скорость почти постоянна. Теперь обнаружено, якобы, небольшое ускорение. Доплеровское измерение скорости убегания точное, погрешности в определении дальности.

История показывает, что принцип Оккама преодолевался, когда было надо. Не скрижаль. Преодолевался с помощью идей Оккама, по необходимости.

Большая удача, что мы наблюдаем то, что наблюдаем. Оказались бы ближе к центру Галактики или внутри туманности или в мире с непрозрачной атмосферой - не наблюдали бы и этого.

Теория большого взрыва названа неудачно. Как, видимо, большинство исторических названий (см. сила тока). Это теория расширения вселенной. Теперь мне не больше известны ваши затруднения с этой теорией, чем в начале обсуждения.

Edited at 2014-04-02 08:26 am (UTC)

поскольку наблюдать приходится процессы, идущие миллиарды лет.

Вот ещё аргумент: современные теории основываются на наблюдениях явлений, произошедших миллиарды лет назад. И мы понятия не имеем, чем закончился наблюдаемый сейчас процесс, который на сей момент точно соответствует какой-нибудь предложенной модели.

  • 1
?

Log in