одна столовая ложка вещества весит порядка 100 миллионов тонн.
Не могу на это смотреть без боли. Для такой массы радиус Шварцшильда (горизонта событий) будет составлять 1.485×10^-16 метров. Какая столовая ложка? С такой плотностью данный магнетар не мог бы существовать, а сколлапсировал бы давным-давно в черную дыру.
Это случилось 27 декабря 2004 года. В 21 час 30 минут по всемирному времени российский космический телескоп «Коронас-Ф», предназначенный для наблюдений солнечной активности, неожиданно зафиксировал сильный поток гамма-излучения в созвездии Стрельца.
Вспышка длилась приблизительно 0.2 секунды – но при этом успела довольно чувствительно потрепать земную ионосферу. Виновник случившегося был найден быстро – им оказалась звезда-магнетар SGR1806-20, расположенная на расстоянии 50 000 световых лет от Земли.
Если бы магнетар SGR1806-20находился от нас на таком же расстоянии, как ближайшие к Солнцу звёзды (около 5 световых лет), чудовищная радиация вспышки попросту уничтожила бы всю высокоорганизованную жизнь на суше и в верхних слоях мирового океана.
За одну десятую долю секунды магнетар «выстрелил» в нашу сторону энергетическим лучом мощностью 100 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 (10 в сороковой степени) ватт – это больше, чем Солнце испускает за 100 тысяч лет!
Так выглядела бы вспышка магнетара С ЗЕМЛИ, если бы мы могли видеть гамма-лучи
Что же представляют собой магнетары? Это короткоживущие (менее 1 миллиона лет – по космическим меркам «почти ноль») нейтронные звёзды, обладающие колоссальной силы магнитным полем. У магнетаров такая же огромная плотность, как у обычных нейтронных звёзд – одна столовая ложка вещества весит порядка 100 миллионов тонн.
Время от времени тонкая «кора» звезды, состоящая из деформированных магнитным полем атомов, как бы «лопается», происходит своего рода «звездотрясение». Именно во время таких вот звездотрясений и происходят чудовищные энергетические выбросы, подобные тому, что случился в 2004 году.
Гамма-вспышка магнетара (рисунок художника)
Какова сила магнитного поля у такой звезды? Магнитное поле измеряется в специальных единицах – гауссах. Обычная работающая микроволновка на кухне обладает магнитным полем в 80 миллигаусс. 500 миллигаусс – усреднённая сила магнитного поля Земли. Магнитик для холодильника – обладает силой в 50 гаусс. Аппарат МРТ(опасная штука!) – 10 – 15 тысяч гаусс.
Трагический случай в одной из индийских больниц: магнитно-резонансный томограф притянул сотрудника, который, нарушив инструкцию, вошёл в помещение с металлическим предметом
А теперь внимание. Магнитное поле магнетара в сотни миллионов раз мощнее любого созданного человеком магнита. На расстоянии порядка нескольких тысяч километров магнитное поле такой силы убьёт человека, полностью блокируя передачу нервных импульсов. А если попробовать подобраться к магнетару «ещё чуть поближе», магнитное поле звезды просто разорвёт все молекулярные связи: любое живое существо или предмет мгновенно превратятся в пыль, рассыплются на отдельные атомы!
А это наш Телеграм-канал: https://t.me/luchik_magazine Он не дублирует этот канал, там мы публикуем другие статьи.
Термин чаще всего используется для обозначения положения Солнца, Земли и Луны во время новолуний или полнолуний. Сизигией называют положение Луны, когда её долгота совпадает с долготой Солнцa (при этом наблюдают новолуние) или отличается от долготы Солнца на 180° (при этом наблюдают полнолуние). Солнечные и лунные затмения происходят во время сизигий (новолуния и полнолуния соответственно). С сизигиями связаны особенно большие приливы, поскольку при этом синфазно складываются лунные и солнечные приливы (напротив, в моменты квадратур, когда долгота Луны и Солнца отличается на 90°, амплитуда приливов минимальна, поскольку лунный прилив накладывается на солнечный отлив, и наоборот).
Хотя данное слово прочно ассоциируется с двумя фазами Луны, необходимо подчеркнуть, что выравнивание любых трёх небесных тел в пределах Солнечной системы (или в любой другой системе объектов, расположенных на орбитах вокруг центрального тела) представляет собой сизигию. Ряд не обязательно должен быть идеально ровным: из-за редкого совпадения орбитальных плоскостей для любых трёх тел в системе, объекты, находящиеся в сизигии, почти никогда не лежат на одной линии[1].
В книге и в сериале три звезды гравитационно влияют на планету. Бред же. Не существует гравитационного сложения сил. Ну точно не как в книге. 3 против планетки
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.
1) Замедление времени на корабле - не кажущееся, как думают некоторые. Если мы попросим космонавта каждую минуту стрелять в нас, сидящих на Земле, лазером, учтём расстояние до корабля и скорость света (т.е. время, пока луч лазера до нас летит), то между вспышками у нас будет проходить больше минуты. Т.е мы учли все эффекты, включая эффект Доплера и время полёта луча до нас, но всё равно между вспышками (теми моментами, в которые луч был выпущен по нашем мнению) будет больше минуты по нашим же часам. Т.е. всё выглядит так, как если бы часы на корабле тикали медленнее. Потому и говорят: часы в движущихся системах идут медленнее и "как бы" здесь скорее лишнее.
2) Пока на корабле выключен двигатель, мы видим, что время на корабле замедлилось, а космонавт "тормозит". Космонавт же видит обратное: с его точки зрения, не он тормозит, а тормозят земляне. Это хоть и выглядит парадоксом, но противоречием не является, т.к. системы отсчёта в данном случае равноправны, каждый видит, что тормозит кто-то другой [Всё как в жизни :)]
3) Жёсткий рассинхрон часов (благодаря которому и возможен парадокс близнецов) происходит тогда, когда корабль ускоряется или замедляется (системы перестают быть равноправными). Для правильных расчётов здесь уже нельзя использовать простые формулы из специальной теории относительности, а нужно применять общую теорию относительности. Если грубо, то часы, которые ускорялись/замедлялись начнут уже очень явно отставать от наших. Поэтому космонавт, полетавший при перегрузках (далеко от нас, расстояние важно), прилетит более молодым, чем его брат-близнец на Земле.
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.
«Тёмная материя» – это гипотеза. Давайте разберёмся, почему она возникла, зачем понадобилась и в чём её суть.
Все без исключения небесные тела, входящие в Солнечную систему, вращаются вокруг Солнца. При этом выполняются три закона орбитального движения, открытые ещё в 17-м веке немецким астрономом Иоганном Кеплером.
Иоганн Кепплер (1571–1630)
Согласно третьему закону Кеплера скорость движения планеты по орбите зависит от расстояния. Чем дальше от Солнца расположена планета, тем медленнее её скорость, тем длиннее период её обращения вокруг Солнца.
Например, Меркурий совершает полный оборот всего за два с половиной земных месяца. А вот Юпитер – за 12 земных лет. На последней из крупных планет нашей системы, Нептуне, один планетарный год длится 164 земных года!
Долгое время астрономы считали само собой разумеющимся тот факт, что все небесные тела должны подчиняться законам Кеплера точно так же, как планеты нашей Солнечной системы. Однако в 20-м веке было сделано удивительное открытие!
Не может быть...
Наша галактика – Млечный Путь – содержит больше 200 миллиардов звёзд. Все они (включая наше Солнце) вращаются вокруг так называемого галактического центра, который расположен в созвездии Стрельца. Один галактический «год», то есть полный оборот вокруг центра галактики, для Солнца составляет около 250 миллионов лет.
Согласно законам Кеплера следовало бы предположить, что звёзды, которые расположены ближе к центру галактики, должны вращаться вокруг него быстрее, а звёзды, расположенные дальше, чем Солнце, – медленнее, правильно? Однако обнаружилось, что это совсем не так! Скорость вращения звёзд в зависимости от близости к центру галактики не изменяется!
Со стороны это выглядело так, как будто звёзды вращаются не в пустом космическом пространстве, а как бы «склеены» между собой эластичными нитями из невидимого вещества!
Спасите Кеплера!
Физики и астрономы оказались в крайне сложной ситуации – с одной стороны, усомниться в справедливости законов Кеплера нельзя, поскольку тогда нам придётся отказаться и от закона всемирного тяготения Ньютона. С другой стороны, наблюдаемые факты упрямо говорят о том, что движение звёзд вокруг центра галактики законам Кеплера не подчиняется.
Законы Кеплера – и, главное, закон всемирного тяготения! – надо было срочно спасать. Тогда-то и было принято решение – ввести некую гипотетическую, то есть воображаемую, форму материи, которая и служит тем самым «клеем», соединяющим звёзды галактики в единую массу. Эту материю назвали «тёмной».
Почему тёмная?
Можно подумать, что тёмная материя имеет чёрный цвет. Это не так. Самое главное свойство тёмной материи – она обладает массой, но при этом совершенно никак не реагирует на электромагнитное излучение (например, на свет, радиоволны или рентгеновские лучи). Это означает, что тёмная материя прозрачна, то есть невидима абсолютно!
Например, мы не видим радиоволн глазами, но мы можем сконструировать радиопередатчик и радиоприёмник, с помощью которых можно убедиться в существовании радиоволн. Для тёмной материи такое невозможно – она невидима в любых лучах электромагнитного спектра.
Удивительные свойства тёмной материи
Кроме того, она не может взаимодействовать с молекулами нашего мира посредством электрических связей, поэтому тёмная материя ещё и «неосязаема». Но, что самое удивительное, математические расчёты показали, что в нашей Вселенной тёмной материи должно быть существенно – в пять раз! – больше, чем обычного вещества!
Поскольку тёмная материя обладает массой, то, как и обычная материя, должна концентрироваться ближе к центру галактики, образовать там «сгусток». Но расчёты показали совершенно иное: тёмная материя, в отличие от обычной, концентрируется не в центре галактики, а напротив, «по краям».
Если так, то какое-то её количество должно быть в пределах нашей Солнечной системы. Однако наблюдения и расчёты показали, что в нашей системе и её ближайших окрестностях тёмной материи почему-то или нет совсем, или ничтожно мало...
А может, её и нет?
Свойства тёмной материи настолько необычны, что многие исследователи до сих пор сомневаются, существует ли она на самом деле. Многочисленные косвенные признаки говорят в пользу её существования, однако прямых доказательств учёные до сих пор так и не получили.
В физике подобное уже было, и не раз. Когда-то учёные считали, что тепло – это невидимая и неосязаемая (ничего не напоминает?) жидкость, которая называется «теплород». А ещё 99% учёных были убеждены в существовании «мирового эфира» – гипотетической субстанции, необходимой для передачи света и других электромагнитных волн, но в начале 20-го века были созданы новые физические теории, которые позволили отказаться от идеи «мирового эфира» и отбросить её как устаревшие.
Произойдёт ли подобное с тёмной материей? Вероятно, в один прекрасный день мы получим ответ на этот важный вопрос.