Краткая характеристика планет солнечной системы
Автор: Сергей Сараев.
Краткая характеристика планет внутренней группы включает:
• Меркурий - это наименьшая планета Солнечной системы, средний радиус которой составляет 2439 км. Обладает аномально большим по отношению к коре и мантии железным ядром. Масса Меркурия составляет около 3,3*10^23 кг.
• Венера - это планета, которая имеет много общего с Землёй. Однако, из-за еë атмосферы, наполненной серной кислотой, азотом и углекислым газом, жизнь здесь невозможна. Средний радиус Венеры составляет 6050 км., а масса — 4,9*10^24 кг.
• Земля - это самая крупная и самая плотная из планет внутренней группы. Её радиус составляет 6371 км., а масса - 5,98*10^24 кг.
• Марс - это последняя планета внутренней группы. Несмотря на то, что планеты внутренней группы расположены по возрастанию размеров и массы, Марс выбивается из этого стройного порядка своими скромными размерами. Радиус его составляет 3397 км., а масса — 6,44*10^23 кг, и относительно Земли он меньше почти в 10 раз.
Группа планет-гигантов. Планеты-гиганты Солнечной системы отличаются внушительными размерами. К ним относятся 4 планеты:
• Юпитер - это самая крупная система Солнечной системы. Её радиус - 69911 км., а масса - 1,9*10^27 кг, что составляет рекорд по массе планет Солнечной системы. Юпитер почти в 2,5 раза массивнее всех других планет в Солнечной системе вместе взятых, но, как газовый гигант, он имеет более низкую общую плотность, чем планеты земной группы.
• Сатурн - это второй по величине газовый гигант с радиусом 58000 км. и массой 5,68*10^26 кг. Он является единственной планетой в Солнечной системе, которая имеет меньшую плотность, чем вода (1 г/куб. см.).
• Уран - это седьмая от Солнца и четвертая по массе планета. Его радиус составляет 25400 км, а масса — 8,7*10^25 кг.
• Нептун - это последняя планета в группе гигантов Солнечной системы. Его радиус - 24300 км, а вес - 1,03*10^26 кг. Его плотность выше, чем у остальных планет-гигантов.
О практической осуществимости полетов к звездам
Для возможности хоть как-то долететь до ближайших звезд посмотрим сначала эту картинку:
Допустим мы хотим долететь до ближайшей планеты похожей на Землю. По предварительным оценкам астрономов, такая планета должна находиться на расстоянии около 25 световых лет. Но нам не хочется лететь так долго, попробуем побыстрее.
Посмотрим что будет на скорости 0,999999 от скорости света.
Для скорости 0,999999 от скорости света замедление времени составит:
t' = t / γ
где:
t' - время в движущейся системе отсчета
t - время в неподвижной системе отсчета
γ - фактор Лоренца
Фактор Лоренца вычисляется по формуле:
γ = 1 / sqrt(1 - v^2/c^2)
где:
v - скорость движущегося объекта
c - скорость света
Подставляя значения v = 0,999999c и c = 299 792 458 м/с, получим:
γ = 1 / sqrt(1 - 0,999999^2) ≈ 70,7
Таким образом, время для часов, движущихся со скоростью 0,999999 от скорости света, замедлится в 70,7 раз по сравнению с неподвижными часами.
Но теория говорит, что для того, чтобы разогнаться до такой скорости с ускорением 20 м/с² потребуется около 14 990 000 секунд или около 416 дней.
В итоге чтобы долететь до планеты на расстоянии в 25 световых лет надо 14 месяцев разгоняться, 14 тормозить и еще 2 месяца просто равномерно лететь. Итого 30 месяцев - в принципе, приемлемо.
Далее - чем разгонять? Возьмем, к примеру, протоны, которые производятся на БАК.
Чтобы вычислить, во сколько раз масса протона, разогнанного до скорости 0,999999991 от скорости света на БАК, больше массы покоящегося протона, нужно использовать формулу релятивистской массы из специальной теории относительности:
m = m0 / √(1 - v^2/c^2)
где:
m - релятивистская масса протона при данной скорости
m0 - масса покоя протона (1,673 x 10^-27 кг)
v - скорость протона (0,999999991c)
c - скорость света в вакууме (3 x 10^8 м/с)
Подставляя значения, получаем:
m = 1,673 x 10^-27 / √(1 - (0,999999991)^2)
m = 7038 x 10^-27 кг
Таким образом, масса протона при скорости 0,999999991с составляет 7038 x 10^-27 кг.
Разделив это значение на массу покоя протона 1,673 x 10^-27 кг, находим, что масса сверхрелятивистского протона на БАК больше массы покоящегося протона примерно в 4209 раз!
Это поистине колоссальное увеличение инертной массы, являющееся одним из наглядных проявлений релятивистских эффектов специальной теории относительности при околосветовых скоростях.
А зачем мы считали массу такого протона? А чтобы оценить расход рабочего тела на разгон и торможение.
Согласно закону сохранения импульса, при выбросе массы (топлива) из ракеты с относительной скоростью u, импульс ракеты изменяется на величину массы выброса, умноженной на скорость выброса u, но с противоположным знаком.
Откуда мы видим, что расход водорода может составить 3% от массы ракеты при истечении протонов на скорости 0,999999991с. Исходя из того, что скорости полета и истечения выхлопа примерно световые, а разница в изменении 4200/70=60 раз.
Итог таков - для практического полета на расстояние в 25 световых лет за 2.5 года по корабельным часам нужен, к примеру, корабль с массой 1000 тонн и 33 тонны водорода в качестве рабочего тела. Ну и какой-нибудь линейный ускоритель протонов с реактором для питания всего этого корабля.
UPD:
А здесь дополнение, почему пока это все неосуществимо: Про энергию для межзвездных перелетов
Галактика Сигара: курительная пауза для космоса
Друзья, сегодня мы отправимся в невероятное путешествие по космосу и познакомимся с одной из самых необычных галактик — Галактикой Сигара!
Загадочная галактика: Галактика Сигара (или Мессье 82) находится в созвездии Персея на расстоянии около 12 миллионов световых лет от Земли. Её название она получила из-за своего необычного вида, напоминающего дымящуюся сигару. Галактика известна своими яркими источниками рентгеновского излучения, что связано с интенсивной звездообразовательной активностью в её центре.
Сигара в центре внимания: В центре Галактики Сигара находится яркое скопление молодых звезд, сгруппированных в несколько ярких источников света. Именно эти звезды и становятся причиной сильного рентгеновского излучения, делая галактику одной из самых ярких на небесном своде.
Сигарный юмор: Но не только своей яркостью Галактика Сигара выделяется среди других космических объектов. Её необычная форма вдохновила множество астрономических шуток. Например, учёные шутят, что Галактика Сигара — это место, где космические путешественники делают курительные паузы, или что это самая "курящая" галактика во Вселенной.
Заключение: Галактика Сигара — это прекрасный пример того, как природа может порой удивлять нас своими формами и яркостью. Даже в космосе есть место для юмора и неожиданных ассоциаций.
Удивительная галактика Центавра A: Слияние, Черные дыры и Радиоизлучение
Галактика Центавра A, также известная как NGC 5128, представляет собой уникальный объект во многих аспектах. Она расположена в созвездии Центавр на южном небе и является одним из самых близких активных галактических ядер к Земле. Вот некоторые интересные факты о ней:
Структура: Галактика Центавра A обладает необычной структурой из-за слияния двух галактик. Она состоит из яркого радиояркого ядра, окруженного пыльным диском, и двух гигантских потоков газа, вытекающих из ядра. Эти потоки, или "потоки джетов", образуются при аккреции материи на сверхмассивный черный дыре в центре галактики.
Радиоисточник: Галактика Центавра A является одним из самых ярких радиоисточников на небе. Ее радиоизлучение обусловлено наличием мощного радиовыхода, который связан с активностью черного дыры в центре галактики.
Массивный черный дыра: В центре галактики Центавра A находится сверхмассивный черный дыра массой около 55 миллионов солнечных масс. Этот черный дыра активно поглощает окружающий материал, излучая при этом значительное количество энергии.
Изучение: Галактика Центавра A является объектом интенсивного изучения астрономами во многих диапазонах электромагнитного излучения. Она наблюдается не только в радиодиапазоне, но и в рентгеновском, оптическом, инфракрасном и гамма-диапазонах, что позволяет получить полное представление об ее структуре и физических процессах.
Взаимодействие с окружающей средой: Галактика Центавра A оказывает значительное воздействие на окружающую среду. Ее потоки газа и радиоизлучение влияют на формирование новых звезд в соседних галактиках и на общую динамику группы галактик, в которой она находится.
Галактика Центавра A продолжает оставаться объектом глубокого интереса для астрономов, помогая расширить наше понимание активных галактических ядер и их роли в эволюции галактик и вселенной в целом.
Что надо успеть за выходные
Выспаться, провести генеральную уборку, посмотреть все новые сериалы и позаниматься спортом. Потом расстроиться, что время прошло зря. Есть альтернатива: сесть за руль и махнуть в путешествие. Как минимум, его вы всегда будете вспоминать с улыбкой. Собрали несколько нестандартных маршрутов.