I fenomeni più belli dello spazio. Fenomeni cosmici molto rari testimoniati dagli astronomi. L'osservatorio stratosferico ha aiutato gli scienziati a risolvere il mistero della polvere cosmica

Lo spazio è pieno di fenomeni bizzarri e persino spaventosi, dalle stelle che succhiano la vita dai loro simili ai giganteschi buchi neri che sono miliardi di volte più grandi e massicci del nostro Sole.

1. Pianeta fantasma

Molti astronomi hanno affermato che l'enorme pianeta Fomalhaut B è caduto nell'oblio, ma sembra essere di nuovo vivo. Nel 2008, gli astronomi utilizzando il telescopio spaziale Hubble della NASA hanno annunciato la scoperta di un enorme pianeta in orbita attorno alla stella molto luminosa Fomalhaut, situata a soli 25 anni luce dalla Terra. Altri ricercatori in seguito misero in dubbio questa scoperta, affermando che gli scienziati avevano effettivamente scoperto una gigantesca nuvola di polvere.

Tuttavia, secondo gli ultimi dati ottenuti da Hubble, il pianeta viene scoperto ancora e ancora. Altri esperti stanno studiando attentamente il sistema che circonda la stella, quindi il pianeta zombie potrebbe essere sepolto più di una volta prima che venga emesso un verdetto finale sulla questione.

2. Stelle zombi

Alcune star tornano letteralmente in vita in modi brutali e drammatici. Gli astronomi classificano queste stelle zombie come supernove di tipo Ia, che producono enormi e potenti esplosioni che inviano le "viscere" delle stelle nell'universo.

Le supernovae di tipo Ia esplodono da sistemi binari costituiti da almeno una nana bianca, una piccola stella superdensa che ha smesso di subire la fusione nucleare. Le nane bianche sono "morte", ma in questa forma non possono rimanere nel sistema binario.
Possono tornare in vita, anche se brevemente, in gigantesca esplosione insieme ad una supernova, succhiando la vita dalla sua stella compagna o fondendosi con essa.

3. Stelle dei vampiri

Proprio come i vampiri di finzione, alcune stelle riescono a rimanere giovani risucchiando la forza vitale dalle sfortunate vittime. Queste stelle vampiri sono conosciute come “blu ritardatari” e “sembrano” molto più giovani dei vicini con cui si sono formate.

Quando esplodono, la temperatura è molto più alta e il colore è “molto più blu”. Gli scienziati credono che sia così perché stanno succhiando enormi quantità di idrogeno dalle stelle vicine.

4. Buchi neri giganti

I buchi neri possono sembrare roba da fantascienza: sono estremamente densi e la loro gravità è così forte che nemmeno la luce può sfuggire se si avvicina abbastanza.

Ma questi sono oggetti molto reali, abbastanza comuni in tutto l'Universo. In effetti, gli astronomi ritengono che i buchi neri supermassicci siano al centro della maggior parte (se non di tutte) le galassie, inclusa la nostra Via Lattea. I buchi neri supermassicci hanno dimensioni sbalorditive.

5. Asteroidi assassini

I fenomeni elencati nel paragrafo precedente possono essere inquietanti o assumere una forma astratta, ma non rappresentano una minaccia per l'umanità. Lo stesso non si può dire dei grandi asteroidi che volano vicino alla Terra.

E anche un asteroide di soli 40 m di dimensione può causare gravi danni se colpisce località. Probabilmente l'influenza dell'asteroide è uno dei fattori che hanno cambiato la vita sulla Terra. Si presume che 65 milioni di anni fa fu un asteroide a distruggere i dinosauri. Fortunatamente, ci sono modi per reindirizzare le pericolose rocce spaziali lontano dalla Terra, se, ovviamente, il pericolo viene rilevato in tempo.

6. Sole attivo

Il sole ci dà la vita, ma la nostra stella non è sempre così bella. Di tanto in tanto si verificano gravi tempeste che possono avere un effetto potenzialmente distruttivo sulle comunicazioni radio, sulla navigazione satellitare e sul funzionamento delle reti elettriche.

Recentemente, tali brillamenti solari sono stati osservati particolarmente spesso, perché il sole è entrato nella sua fase particolarmente attiva del ciclo di 11 anni. I ricercatori se lo aspettano attività solare raggiungerà il suo apice nel maggio 2013.

L'esplorazione umana dello spazio iniziò circa 60 anni fa, quando furono lanciati i primi satelliti e apparve il primo cosmonauta. Oggi lo studio della vastità dell'Universo viene effettuato utilizzando potenti telescopi, ma lo studio diretto degli oggetti vicini è limitato ai pianeti vicini. Anche la Luna è un grande mistero per l'umanità, oggetto di studio da parte degli scienziati. Cosa possiamo dire dei fenomeni cosmici su larga scala. Parliamo di dieci tra i più insoliti...

Cannibalismo galattico

Il fenomeno del consumo della propria specie è inerente, si scopre, non solo agli esseri viventi, ma anche agli oggetti cosmici. Le galassie non fanno eccezione. Quindi, la vicina della nostra Via Lattea, Andromeda, sta ora assorbendo i vicini più piccoli. E all'interno del "predatore" ci sono più di una dozzina di vicini che sono già stati mangiati.

La stessa Via Lattea ora interagisce con la galassia sferoidale nana del Sagittario. Secondo i calcoli degli astronomi, il satellite, ora situato a una distanza di 19 kpc dal nostro centro, verrà assorbito e distrutto tra un miliardo di anni. A proposito, questa forma di interazione non è l'unica; spesso le galassie semplicemente si scontrano. Dopo aver analizzato più di 20mila galassie, gli scienziati sono giunti alla conclusione che tutte prima o poi ne hanno incontrate altre.

Quasar

Questi oggetti sono una sorta di fari luminosi che brillano per noi dai confini più estremi dell'Universo e testimoniano i tempi della nascita dell'intero cosmo, turbolento e caotico. L'energia emessa dai quasar è centinaia di volte maggiore dell'energia di centinaia di galassie. Gli scienziati ipotizzano che questi oggetti siano giganteschi buchi neri al centro di galassie distanti da noi.

Inizialmente, negli anni '60, i quasar erano oggetti che avevano una forte emissione radio, ma allo stesso tempo dimensioni angolari estremamente ridotte. Tuttavia, in seguito si è scoperto che solo il 10% di quelli considerati quasar soddisfacevano questa definizione. Il resto non emetteva affatto forti onde radio.

Oggi è consuetudine considerare quasar gli oggetti che hanno una radiazione variabile. Cosa sono i quasar: uno dei più grandi segreti spazio. Una teoria dice che si tratta di una galassia nascente, in cui c'è un enorme buco nero che assorbe la materia circostante.

Materia oscura

Gli esperti non sono stati in grado di rilevare questa sostanza o addirittura di vederla. Si presume solo che ci siano enormi accumuli di materia oscura nell'Universo. Per analizzarlo, le capacità dei moderni mezzi tecnici astronomici non sono sufficienti. Esistono diverse ipotesi su in cosa possano consistere queste formazioni, dai neutrini leggeri ai buchi neri invisibili.

Secondo alcuni scienziati, la materia oscura non esiste affatto; col tempo, le persone saranno in grado di comprendere meglio tutti gli aspetti della gravità, e quindi arriverà una spiegazione per queste anomalie. Un altro nome per questi oggetti è massa nascosta o materia oscura.

Ci sono due problemi che hanno dato origine alla teoria dell'esistenza della materia sconosciuta: la discrepanza tra la massa osservata degli oggetti (galassie e ammassi) e i loro effetti gravitazionali, nonché la contraddizione nei parametri cosmologici della densità media di spazio.

Onde gravitazionali

Questo concetto si riferisce alle distorsioni del continuum spazio-temporale. Questo fenomeno fu previsto da Einstein nel suo teoria generale relatività, così come altre teorie della gravità. Le onde gravitazionali viaggiano alla velocità della luce e sono estremamente difficili da rilevare. Possiamo notare solo quelli che si formano a seguito di cambiamenti cosmici globali come la fusione dei buchi neri.

Ciò può essere fatto solo utilizzando enormi osservatori specializzati di onde gravitazionali e interferometri laser come LISA e LIGO. Un'onda gravitazionale viene emessa da qualsiasi materia in movimento accelerato; affinché l'ampiezza dell'onda sia significativa, è necessaria una grande massa dell'emettitore; Ma ciò significa che su di esso agisce poi un altro oggetto.

Si scopre che le onde gravitazionali sono emesse da una coppia di oggetti. Ad esempio, una delle fonti di onde più potenti sono le galassie in collisione.

Energia del vuoto

Gli scienziati hanno scoperto che il vuoto dello spazio non è affatto così vuoto come si crede comunemente. E la fisica quantistica afferma direttamente che lo spazio tra le stelle è pieno di particelle subatomiche virtuali che vengono costantemente distrutte e formate di nuovo. Sono loro che riempiono tutto lo spazio di energia antigravitazionale, facendo muovere lo spazio e i suoi oggetti.

Dove e perché è un altro grande mistero. Premio Nobel R. Feynman ritiene che il vuoto abbia un potenziale energetico così enorme che nel vuoto il volume di una lampadina contiene così tanta energia che è sufficiente per far bollire tutti gli oceani del mondo. Tuttavia, fino ad ora, l'umanità considera l'unico modo per ottenere energia dalla materia, ignorando il vuoto.

Microbuchi neri

Alcuni scienziati hanno messo in dubbio l'intera teoria del Big Bang; secondo le loro ipotesi, il nostro intero Universo è pieno di microscopici buchi neri, ognuno dei quali non è più grande della dimensione di un atomo. Questa teoria del fisico Hawking è nata nel 1971. Tuttavia, i bambini si comportano in modo diverso rispetto alle loro sorelle maggiori.

Tali buchi neri hanno alcune connessioni poco chiare con la quinta dimensione, influenzando lo spazio-tempo in modo misterioso. Si prevede di studiare ulteriormente questo fenomeno utilizzando il Large Hadron Collider.

Per ora sarà estremamente difficile anche testarne sperimentalmente l’esistenza, e studiarne le proprietà è fuori discussione; questi oggetti esistono in formule complesse e nella mente degli scienziati;

Neutrino

Questo è il nome dato alle particelle elementari neutre che praticamente non hanno un peso specifico proprio. Tuttavia, la loro neutralità aiuta, ad esempio, a superare uno spesso strato di piombo, poiché queste particelle interagiscono debolmente con la sostanza. Perforano tutto intorno, anche il nostro cibo e noi stessi.

Senza conseguenze visibili per l'uomo, ogni secondo attraversano il corpo 10^14 neutrini rilasciati dal sole. Tali particelle nascono nelle stelle ordinarie, all'interno delle quali c'è una sorta di fornace termonucleare, e durante le esplosioni di stelle morenti. I neutrini possono essere osservati utilizzando enormi rilevatori di neutrini situati nelle profondità del ghiaccio o sul fondo del mare.

L'esistenza di questa particella fu scoperta dai fisici teorici; all'inizio fu addirittura messa in discussione la stessa legge di conservazione dell'energia, finché nel 1930 Pauli suggerì che l'energia mancante apparteneva ad una nuova particella, che nel 1933 ricevette il nome attuale.

pianeta extrasolare

Si scopre che i pianeti non esistono necessariamente vicino alla nostra stella. Tali oggetti sono chiamati esopianeti. È interessante notare che fino all'inizio degli anni '90 l'umanità generalmente credeva che i pianeti al di fuori del nostro Sole non potessero esistere. Nel 2010 erano conosciuti più di 452 esopianeti in 385 sistemi planetari.

Le dimensioni degli oggetti variano dai giganti gassosi, paragonabili per dimensioni alle stelle, ai piccoli oggetti rocciosi che orbitano attorno a piccole nane rosse. La ricerca di un pianeta simile alla Terra non ha ancora avuto successo. Si prevede che l'introduzione di nuovi mezzi per l'esplorazione spaziale aumenterà le possibilità dell'uomo di trovare fratelli in mente. I metodi di osservazione esistenti mirano proprio a rilevare pianeti massicci come Giove.

Il primo pianeta, più o meno simile alla Terra, fu scoperto solo nel 2004 nel sistema stellare Altar. Fa una rivoluzione completa attorno alla stella in 9,55 giorni e la sua massa è 14 volte maggiore della massa del nostro pianeta. La più vicina a noi in termini di caratteristiche è Gliese 581c, scoperta nel 2007, con una massa di 5 terrestri.

Si ritiene che la temperatura sia compresa tra 0 e 40 gradi, teoricamente potrebbero esserci riserve d'acqua, il che implica la vita. Lì l'anno dura solo 19 giorni e la stella, molto più fredda del Sole, appare nel cielo 20 volte più grande.

La scoperta degli esopianeti ha permesso agli astronomi di giungere a una conclusione inequivocabile che la presenza di sistemi planetari nello spazio è un fenomeno abbastanza comune. Finora, la maggior parte dei sistemi rilevati sono diversi da quelli solari, ciò è spiegato dalla selettività dei metodi di rilevamento.

Sfondo dello spazio microonde

Questo fenomeno, chiamato CMB (Cosmic Microwave Background), fu scoperto negli anni '60 del secolo scorso e si scoprì che una debole radiazione viene emessa da ogni parte dello spazio interstellare. Viene anche chiamata radiazione cosmica di fondo a microonde. Si ritiene che questo possa essere un fenomeno residuo del Big Bang, che ha dato inizio a tutto.

È proprio il CMB uno degli argomenti più convincenti a favore di questa teoria. Strumenti di precisione sono stati persino in grado di misurare la temperatura della CMB, che è di -270 gradi cosmici. Gli americani Penzias e Wilson hanno ricevuto il Premio Nobel per la loro misurazione accurata della temperatura delle radiazioni.

Antimateria

In natura, molto si basa sull'opposizione, proprio come il bene si oppone al male e le particelle di antimateria sono in opposizione al mondo ordinario. Il noto elettrone con carica negativa ha il suo fratello gemello negativo nell'antimateria: il positrone con carica positiva.

Quando due antipodi si scontrano si annichilano e rilasciano energia pura, che è pari alla loro massa totale ed è descritta dalla famosa formula di Einstein E=mc^2. Futuristi, scrittori di fantascienza e semplicemente sognatori suggeriscono che in un lontano futuro le astronavi saranno alimentate da motori che utilizzeranno proprio l'energia delle collisioni di antiparticelle con quelle ordinarie.

Si stima che l'annientamento di 1 kg di antimateria da 1 kg di materia ordinaria rilascerà una quantità di energia solo il 25% inferiore a quella dell'esplosione della più grande bomba atomica oggi esistente sul pianeta. Oggi si ritiene che le forze che determinano la struttura sia della materia che dell'antimateria siano le stesse. Di conseguenza, la struttura dell'antimateria dovrebbe essere la stessa della materia ordinaria.

Uno dei più grandi misteri dell'Universo è la domanda: perché la sua parte osservabile è costituita praticamente da materia? Forse ci sono luoghi che sono completamente composti dalla materia opposta? Si ritiene che un'asimmetria così significativa sia sorta nei primi secondi dopo il Big Bang.

Nel 1965 fu sintetizzato un anti-deutone e successivamente fu ottenuto anche un atomo di antiidrogeno, costituito da un positrone e un antiprotone. Oggi è stata ottenuta una quantità sufficiente di questa sostanza per studiarne le proprietà. Questa sostanza, tra l'altro, è la più costosa al mondo; 1 grammo di antiidrogeno costa 62,5 trilioni di dollari.

Sin dagli albori dell'esplorazione spaziale, astronauti e scienziati hanno scoperto strani fenomeni, dagli UFO alle luci misteriose. Ci sono molte storie su cose strane che accadono nel freddo vuoto dello spazio. Di cosa si tratta, perché accade e come può essere spiegato?

Gli scienziati stanno cercando di trovare risposte esaurienti a molte di queste domande. Curioso? Vi racconteremo di cose strane che accadono nello spazio.

Suono inspiegabile di colpi su un'astronave

Yang Liwei è diventato il primo astronauta cinese e ha trascorso 21 ore sulla navicella spaziale Shenzhou 5. Liwei afferma di aver sentito un rumore incomprensibile, come se qualcuno stesse bussando allo scafo della nave. Ha cercato di scoprire cosa potesse aver causato questo suono, ma non ha trovato nulla. Non c'era una spiegazione convincente per questo, ma alcuni credono che potrebbe essere stato lo scafo della nave a rompersi.

Murene spaziali

L'astronauta della NASA Story Musgrave afferma che quando era nello spazio, vide oggetti simili a murene muoversi da soli. Dicono che li abbia visti due volte. La maggior parte delle persone lo considera spazzatura spaziale, ma Musgrave rimane della sua opinione.

La NASA ha appiccato un incendio sulla ISS

Nessuno vuole sperimentare un incendio su un'astronave. Tuttavia, la NASA ha deciso di appiccare deliberatamente un incendio. È stato un esperimento elaborato per capire come si comporta il fuoco nello spazio. Di conseguenza, si è scoperto che, in primo luogo, il fuoco assume la forma di una palla e, in secondo luogo, la fiamma raggiunge il sistema di ventilazione e non si limita a salire verso l'alto, come accade sulla Terra. Gli scienziati intendono continuare gli esperimenti per scoprire come si diffonde il fuoco, a quale velocità e quali materiali rappresentano la minaccia maggiore per gli astronauti.

I batteri volarono nello spazio

Gli organismi viventi cambiano dopo essere stati nello spazio e i batteri non fanno eccezione. La ricercatrice Cheryl Nickerson ha inviato i batteri della salmonella nello spazio per 11 giorni. Dopo che i batteri sono tornati sulla Terra, gli scienziati hanno infettato un topo con loro per studiare la reazione. In genere, un topo infetto da salmonella muore dopo 7 giorni, ma l'individuo infetto da salmonella spaziale muore due giorni prima e con una dose inferiore. Esperimenti simili furono condotti con altri batteri, ma il risultato era sempre imprevedibile e non permetteva di trarre una conclusione definitiva. Non è ancora possibile dire esattamente come potrebbero cambiare i microrganismi dopo un volo nello spazio e quale impatto potrebbero avere questi cambiamenti al ritorno sulla Terra.

Strana musica lunare

Mentre sorvolavano il lato oscuro della Luna, gli astronauti dell’Apollo 10 ascoltarono quella che chiamavano “musica spaziale”. In quel momento erano semplicemente tagliati fuori dalla comunicazione con il centro spaziale di Houston. Gli astronauti non ne avevano parlato prima, ma qualche anno dopo nelle loro registrazioni audio fu scoperto un sibilo a bassa frequenza.

Alieni sulla Luna

Potresti prendere queste informazioni con le pinze, ma si dice che Neil Armstrong abbia inviato alla NASA un messaggio segreto affermando di aver visto gli alieni. Questo messaggio conteneva il testo: “Ci stanno guardando lato oscuro Luna." Tuttavia, va detto che l'astronauta stesso non ne ha mai parlato personalmente da nessuna parte.

Misteriosi lampi di luce inspiegabili

Nel 2007, gli scienziati hanno scoperto misteriosi lampi di luce nello spazio che duravano solo pochi millisecondi, che hanno chiamato “lampi radio veloci”. Stranamente, la scienza non sa veramente cosa siano questi focolai o cosa li causi. Sono state avanzate diverse teorie, tra cui stelle di neutroni, buchi neri e persino alieni.

Gli astronauti stanno diventando più alti

Uno degli strani effetti dell'essere nello spazio per molto tempo è che gli astronauti diventano decisamente più alti. A causa della gravità zero, non esiste tale pressione sulla colonna vertebrale, gli astronauti si raddrizzano e diventano più alti in media del 3%.

La Via Lattea: la divoratrice di galassie

Utilizzando il telescopio spaziale Hubble, la NASA ha scoperto fatto strano cannibalismo galattico nella nostra galassia nativa. I ricercatori hanno studiato 13 stelle situate nell'alone esterno della Via Lattea per capire come si è formato. Credono che nel corso della sua esistenza, la Via Lattea sia diventata più grande, assorbendo galassie più piccole.

Serbatoio d'acqua gigante nello spazio

A una distanza di 12 miliardi di anni luce da noi, si trova un quasar contenente un'enorme riserva d'acqua, che supera di 140 trilioni di volte la massa d'acqua negli oceani del pianeta Terra. Il fatto di scoprire l'acqua nello spazio non è di per sé unico; ciò che sorprende e strano è la quantità di acqua prodotta dal quasar.

Deformazione dei bulbi oculari

Gli astronauti che sono nello spazio da più di un mese spesso chiedono ai medici di controllare la loro vista. Un nuovo studio ha scoperto che queste persone presentano deformità nei bulbi oculari, nervi ottici e ghiandole lacrimali. I problemi sorgono a causa dell'ipertensione intracranica o, per dirla in parole povere in un linguaggio semplice, a causa dell'aumento della pressione intracranica.

Nono pianeta del sistema solare

Gli astronomi hanno scoperto nuove prove che il Pianeta Nove, delle dimensioni di Nettuno, un tempo si trovava nella nostra regione di formazione planetaria. sistema solare, ma fu poi lanciato in un'orbita ellittica distante. Ora è così lontano che ci vorranno 15mila anni per completare una rivoluzione attorno al sole.

UFO ripreso in video

Nel marzo 1991, il cosmonauta russo Musa Manarov, mentre si trovava sulla stazione spaziale Mir, filmò uno strano oggetto volante. La capsula era molto vicina e uno strano oggetto bianco in lontananza era chiaramente visibile nell'inquadratura. Lo stesso astronauta non crede che si tratti di detriti spaziali, come dicono altri.

UFO in diretta

Durante una trasmissione in diretta dalla Stazione Spaziale Internazionale il 15 gennaio 2015, nell'inquadratura è apparso uno strano oggetto volante. Proprio nel momento della sua apparizione, la NASA interruppe inaspettatamente la trasmissione. Cos'era questo oggetto e perché la NASA sta cercando di nasconderlo?

Gli astronauti perdono massa ossea

Quando si parla delle conseguenze di una lunga permanenza nello spazio, non si pensa subito alle ossa. Tuttavia, in realtà, gli astronauti che trascorrono lunghi periodi di tempo nello spazio perdono massa ossea. Le ossa sono tessuti viventi attivi e si rigenerano con l'attività fisica come camminare o correre. In condizioni di assenza di gravità, tale attività è impossibile e le ossa iniziano a indebolirsi.

Batteri vivi trovati fuori dalla ISS

Si credeva comunemente che gli organismi viventi non fossero in grado di sopravvivere nel freddo vuoto dello spazio. Tuttavia, gli astronauti hanno recentemente scoperto batteri viventi al di fuori della Stazione Spaziale Internazionale. Sulla superficie della ISS non c'erano batteri al momento del lancio. Alcuni sostengono che questa sia la prima prova dell'esistenza di vita extraterrestre, ma gli astronauti ritengono che esista una spiegazione più plausibile. L'aumento delle correnti d'aria potrebbe trasportare i batteri nello strato superiore dell'atmosfera terrestre, dove “si attaccano” alla superficie della nave.

Attenzione! L'amministrazione del sito non è responsabile del contenuto sviluppi metodologici, nonché per il rispetto dello sviluppo dello standard educativo dello Stato federale.

• Partecipante: Terekhova Ekaterina Aleksandrovna
• Responsabile: Andreeva Yulia Vyacheslavovna

Scopo del lavoro: confrontare il verificarsi di fenomeni fisici sulla Terra e nello spazio.

Introduzione

Molti paesi hanno programmi di esplorazione spaziale a lungo termine. La creazione di stazioni orbitali occupa un posto centrale in esse, poiché è da esse che inizia la catena delle fasi più grandi nella padronanza dello spazio da parte dell'umanità. È già stato effettuato un volo sulla Luna, molti mesi di voli a bordo di stazioni interplanetarie sono stati completati con successo, veicoli automatici hanno visitato Marte e Venere e Mercurio, Giove, Saturno, Urano e Nettuno sono stati esplorati da traiettorie ravvicinate. Nei prossimi 20-30 anni, le capacità dell'astronautica aumenteranno ancora di più.

Molti di noi da bambini sognavano di diventare astronauti, ma poi hanno pensato a professioni più terrene. Andare nello spazio è davvero un sogno impossibile? Dopotutto, i turisti spaziali sono già apparsi, forse un giorno qualcuno potrà volare nello spazio e il sogno d'infanzia diventerà realtà?

Ma se andiamo su un volo spaziale, ci troveremo di fronte al fatto che dovremo rimanere a lungo in uno stato di assenza di gravità. È noto che per una persona abituata alla gravità terrena, rimanere in questo stato diventa calvario, e non solo fisico, perché a gravità zero molte cose accadono in modo completamente diverso rispetto alla Terra. Nello spazio vengono effettuate osservazioni astronomiche e astrofisiche uniche. I satelliti, le stazioni spaziali automatiche e i dispositivi in ​​orbita richiedono una manutenzione o una riparazione speciale e alcuni satelliti che hanno raggiunto la fine della loro vita devono essere distrutti o riportati dall'orbita alla Terra per essere rimessi a nuovo.

Una penna stilografica può scrivere a gravità zero? E' possibile in cabina? astronave misurare il peso utilizzando una bilancia a molla o a leva? L'acqua fuoriesce dal bollitore se lo inclini? Una candela brucia a gravità zero?

Le risposte a tali domande sono contenute in molte sezioni studiate nel corso di fisica scolastica. Quando ho scelto l'argomento del progetto, ho deciso di riunire il materiale su questo argomento, contenuto in diversi libri di testo, e dare caratteristiche comparative il verificarsi di fenomeni fisici sulla Terra e nello spazio.

Scopo del lavoro: confrontare il verificarsi di fenomeni fisici sulla Terra e nello spazio.

Compiti:

• Fai un elenco di fenomeni fisici il cui corso può differire.
• Fonti di studio (libri, internet)
• Crea una tabella dei fenomeni

Rilevanza dell'opera: alcuni fenomeni fisici si verificano in modo diverso sulla Terra e nello spazio, e alcuni fenomeni fisici si manifestano meglio nello spazio, dove non c'è gravità. La conoscenza delle caratteristiche dei processi può essere utile per le lezioni di fisica.

Novità: studi simili non sono stati effettuati, ma negli anni '90 presso la stazione Mir è stato girato un film didattico sui fenomeni meccanici

Oggetto: fenomeni fisici.

Articolo: confronto dei fenomeni fisici sulla Terra e nello spazio.

1. Termini di base

I fenomeni meccanici sono fenomeni che si verificano con i corpi fisici quando si muovono l'uno rispetto all'altro (la rivoluzione della Terra attorno al Sole, il movimento delle automobili, l'oscillazione di un pendolo).

I fenomeni termici sono fenomeni legati al riscaldamento e al raffreddamento dei corpi fisici (ebollizione di un bollitore, formazione di nebbia, trasformazione dell'acqua in ghiaccio).

I fenomeni elettrici sono fenomeni che derivano dall'apparizione, dall'esistenza, dal movimento e dall'interazione di cariche elettriche (corrente elettrica, fulmine).

È facile mostrare come si verificano i fenomeni sulla Terra, ma come si possono dimostrare gli stessi fenomeni in assenza di gravità? Per questo ho deciso di utilizzare frammenti della serie di film “Lessons from Space”. Sono film molto interessanti, girati all'epoca. stazione orbitale"Mondo". Le vere lezioni dallo spazio vengono insegnate dal pilota-cosmonauta, eroe della Russia Alexander Serebrov.

Ma, sfortunatamente, poche persone conoscono questi film, quindi un altro obiettivo della creazione del progetto era quello di rendere popolare "Lezioni dallo spazio", creato con la partecipazione di VAKO Soyuz, RSC Energia e RNPO Rosuchpribor.

A gravità zero, molti fenomeni si verificano in modo diverso rispetto alla Terra. Ci sono tre ragioni per questo. Primo: l'effetto della gravità non si manifesta. Possiamo dire che è compensato dalla forza d'inerzia. Secondo: in assenza di gravità la forza di Archimede non opera, sebbene anche lì la legge di Archimede sia soddisfatta. E terzo: le forze di tensione superficiale iniziano a svolgere un ruolo molto importante nell'assenza di gravità.

Ma anche in assenza di gravità funzionano le stesse leggi fisiche della natura, che valgono sia per la Terra che per l'intero Universo.

Lo stato di completa assenza di peso è chiamato assenza di gravità. L'assenza di peso, o l'assenza di peso in un oggetto, si osserva quando, per qualche motivo, la forza di attrazione tra questo oggetto e il supporto scompare, o quando scompare il supporto stesso. L'esempio più semplice del verificarsi dell'assenza di gravità è una caduta libera all'interno di uno spazio chiuso, cioè in assenza dell'influenza della resistenza dell'aria. Diciamo che un aereo in caduta è esso stesso attratto dalla terra, ma nella sua cabina si verifica uno stato di assenza di gravità, anche tutti i corpi cadono con un'accelerazione di un g, ma questo non si avverte - dopo tutto, non c'è resistenza dell'aria. L'assenza di gravità si osserva nello spazio quando un corpo si muove in orbita attorno a un corpo massiccio, un pianeta. Questo rotatoria può essere considerata come una caduta costante sul pianeta, che non avviene a causa della rotazione circolare in orbita, e non esiste nemmeno resistenza atmosferica. Inoltre, la Terra stessa, ruotando costantemente in orbita, cade e non può cadere nel sole, e se non sentissimo l'attrazione del pianeta stesso, ci troveremmo in assenza di gravità rispetto all'attrazione del sole.

Alcuni fenomeni nello spazio si verificano esattamente allo stesso modo che sulla Terra. Per le tecnologie moderne, l'assenza di gravità e il vuoto non sono un ostacolo... anzi, sono preferibili. Sulla Terra è impossibile raggiungere livelli di vuoto così elevati come nello spazio interstellare. Il vuoto è necessario per proteggere i metalli in lavorazione dall'ossidazione e i metalli non si sciolgono; il vuoto non interferisce con il movimento dei corpi.

2. Confronto di fenomeni e processi

Terra	Spazio
1.Misurazione delle masse
	Non può essere utilizzato
	Non può essere utilizzato
	Non può essere utilizzato
2.È possibile allungare la corda orizzontalmente?
La corda si piega sempre a causa della gravità.	La corda è sempre libera
3. Legge di Pascal. La pressione esercitata su un liquido o gas si trasmette in qualsiasi punto senza variazioni in tutte le direzioni.
Sulla Terra tutte le gocce sono leggermente appiattite a causa della forza gravitazionale.	Funziona bene per brevi periodi di tempo o in stato mobile.
4.Palloncino
vola in alto	Non volerà
5. Fenomeni sonori
	IN spazio esterno i suoni della musica non si sentiranno perché Perché il suono si propaghi è necessario un mezzo (solido, liquido, gassoso).
	La fiamma della candela sarà rotonda perché... assenza di correnti convettive
7. Utilizzo dell'orologio
	Sì, funzionano se si conoscono la velocità e la direzione della stazione spaziale. Funzionano anche su altri pianeti
	Non può essere utilizzato
B. Orologi a pendolo meccanici	Non può essere utilizzato. È possibile utilizzare l'orologio con un avvolgitore e una batteria.
G. Orologio elettronico	Può essere utilizzato
8. È possibile avere una protuberanza?
	Potere
9. Il termometro funziona	funziona
Un corpo scivola giù da una collina a causa della gravità	L'oggetto rimarrà al suo posto. Se spingi, puoi pedalare per sempre, anche se la scivolata è finita
10. È possibile far bollire un bollitore?
	Perché Se non ci sono correnti di convezione, si riscalderanno solo il fondo del bollitore e l'acqua attorno ad esso. Conclusione: è necessario utilizzare un forno a microonde
12. Diffusione del fumo
	Il fumo non può diffondersi perché... assenza di correnti convettive, la distribuzione non avverrà per diffusione
Il manometro funziona	Funziona
Allungamento primaverile. Sì, si allunga	No, non si allunga
La penna a sfera scrive	La penna non scrive. Scrive con una matita

Conclusione

Ho confrontato il corso del fisico fenomeni meccanici sulla Terra e nello spazio. Questo lavoro può essere utilizzato per compilare quiz e concorsi, per lezioni di fisica quando si studiano determinati fenomeni.

Mentre lavoravo al progetto, mi sono convinto che a gravità zero molti fenomeni si verificano in modo diverso rispetto alla Terra. Ci sono tre ragioni per questo. Primo: l'effetto della gravità non si manifesta. Possiamo dire che è compensato dalla forza d'inerzia. Secondo: in assenza di gravità la forza di Archimede non opera, sebbene anche lì la legge di Archimede sia soddisfatta. E terzo: le forze di tensione superficiale iniziano a svolgere un ruolo molto importante nell'assenza di gravità.

Ma anche in assenza di gravità funzionano le stesse leggi fisiche della natura, che valgono sia per la Terra che per l'intero Universo. Questa è diventata la conclusione principale del nostro lavoro e del tavolo con cui ho finito.

Ogni giorno negli osservatori di tutto il mondo vengono elaborate enormi quantità di dati. Vengono fatte regolarmente nuove scoperte, che possono essere molto utili per la scienza, ma sembrano insignificanti per la gente comune. Tuttavia, alcuni dei fenomeni cosmici che gli astronomi hanno potuto osservare negli ultimi anni sono così rari e inaspettati che sorprenderanno anche i più ardenti oppositori dell'astronomia.

Galassie ultradiffuse

Ecco come appare un raro oggetto spaziale: una galassia ultradiffusa

Non è un segreto che la forma delle galassie possa variare notevolmente. Ma solo pochi anni fa, gli scienziati non sospettavano nemmeno l’esistenza delle cosiddette galassie “soffici”. Sono molto sottili e contengono pochissime stelle. Il diametro di alcuni di essi raggiunge i 60mila anni luce, paragonabile alla dimensione della Via Lattea, ma contengono circa 100 volte meno stelle.

Questo è interessante: con il gigantesco telescopio Mauna Kea situato alle Hawaii, gli astronomi hanno scoperto 47 galassie ultradiffuse precedentemente sconosciute. Ci sono così poche stelle in loro che qualsiasi osservatore esterno, guardando la parte desiderata del cielo, vedrebbe lì solo il vuoto.

Le galassie ultradiffuse sono così insolite che gli astronomi non riescono ancora a confermare una sola ipotesi sulla loro formazione. Forse queste sono semplicemente ex galassie che hanno esaurito il gas. Si presume anche che gli UDG siano semplicemente pezzi “staccati” da galassie più grandi. Non meno domande causa la loro “sopravvivenza”. Le galassie ultradiffuse sono state scoperte nell'ammasso della Chioma, una regione dello spazio in cui la materia oscura bolle e tutte le galassie normali vengono compresse a velocità enormi. Questo fatto suggerisce che le galassie ultradiffuse abbiano acquisito il loro aspetto a causa della folle gravità nello spazio.

La cometa che si è suicidata

Di norma, le comete sono di dimensioni minuscole e, se sono molto distanti dalla Terra, sono difficili da osservare anche con la tecnologia moderna. Per fortuna c’è anche il telescopio spaziale Hubble. Grazie a lui, gli scienziati hanno recentemente assistito a un fenomeno raro: la disintegrazione spontanea del nucleo di una cometa.

Vale la pena notare che in realtà le comete sono oggetti molto più fragili di quanto potrebbero sembrare. Vengono facilmente distrutti durante eventuali collisioni cosmiche o quando attraversano il campo gravitazionale di pianeti massicci. Tuttavia, la cometa P/2013 R3 si è disintegrata migliaia di volte più velocemente di altri oggetti spaziali simili. È successo in modo molto inaspettato. Gli scienziati hanno scoperto che questa cometa si sta lentamente disintegrando da molto tempo a causa degli effetti cumulativi della luce solare. Il sole illuminava la cometa in modo non uniforme, facendola ruotare. L'intensità della rotazione è aumentata nel tempo e ad un certo punto il corpo celeste non ha potuto sopportare il carico ed è crollato in 10 grandi frammenti del peso di 100-400 mila tonnellate. Questi pezzi si allontanano lentamente l'uno dall'altro e lasciano dietro di sé un flusso di minuscole particelle. A proposito, i nostri discendenti, se lo desiderano, potranno testimoniare le conseguenze di questo decadimento, perché parti di R3 che non sono cadute sul Sole si incontreranno comunque sotto forma di meteore.

È nata una stella

Taglia oltre 19 anni e aspetto le giovani stelle sono cambiate in modo significativo

Per 19 ultimi anni Gli astronomi possono osservare come una piccola stella giovane, chiamata W75N(B)-VLA2, matura in un corpo celeste abbastanza massiccio e maturo. La stella, distante solo 4.200 anni luce dalla Terra, è stata notata per la prima volta nel 1996 dagli astronomi del Radio Observatory di San Augustine, nel New Mexico. Osservandolo per la prima volta, gli scienziati hanno notato una densa nube di gas emanata da una stella instabile, appena nata.

Nel 2014 il telescopio radioelettrico è stato nuovamente puntato verso W75N(B)-VLA2. Gli scienziati hanno deciso di studiare ancora una volta la stella emergente, che è già nella sua “adolescenza”.

Sono rimasti molto sorpresi quando hanno visto che in un periodo di tempo così breve, per gli standard astronomici, l’aspetto di W75N(B)-VLA2 era cambiato notevolmente. È vero, si è evoluto come avevano previsto gli esperti. Per 19 anni, la parte gassosa della stella si è notevolmente allungata durante la sua interazione con il colossale accumulo di polvere cosmica che circondava il corpo cosmico al momento della sua origine.

Un insolito pianeta roccioso con grandi fluttuazioni di temperatura 55 Cancri E è uno dei più pianeti insoliti

noto agli astronomi Gli scienziati hanno soprannominato un piccolo corpo cosmico chiamato 55 Cancri E un “pianeta diamante” a causa dell’alto contenuto di carbonio nelle sue profondità. Ma recentemente gli astronomi hanno identificato un altro dettaglio distintivo di questo. La temperatura sulla sua superficie può variare fino al 300%. Ciò rende questo pianeta unico rispetto a migliaia di altri esopianeti rocciosi.

A causa della sua posizione insolita, 55 Cancri E completa un giro completo attorno alla sua stella in sole 18 ore. Un lato di questo pianeta è sempre rivolto verso di lei, come la Luna verso la Terra. Considerando che le temperature possono variare da 1100 a 2700 gradi Celsius, gli esperti suggeriscono che la superficie di 55 Cancri E sia ricoperta da vulcani in costante eruzione. Questo è l'unico modo per spiegare l'insolito comportamento termico di questo pianeta. Sfortunatamente, se questa ipotesi è corretta, 55 Cancri E non può rappresentare un diamante gigante. In questo caso dovremo ammettere che il contenuto di carbonio nelle sue profondità è stato sovrastimato.

La conferma dell'ipotesi vulcanica può essere trovata anche nel nostro sistema solare. Ad esempio, la luna di Giove, Io, si trova molto vicina al gigante gassoso. Le forze gravitazionali che agiscono su di esso trasformarono Io in un enorme vulcano rovente.

Il pianeta più sorprendente: Kepler 7B

Kepler 7B è un pianeta la cui densità è approssimativamente uguale a quella del polistirene espanso

Il gigante gassoso chiamato Kepler 7B è un fenomeno cosmico che sorprende tutti gli astronomi. In primo luogo, gli esperti sono rimasti stupiti quando hanno calcolato le dimensioni di questo pianeta. Ha un diametro 1,5 volte più grande di Giove, ma pesa molte volte meno. Sulla base di ciò possiamo concludere che densità media Kepler 7B è più o meno uguale al polistirolo espanso.

Questo è interessante: se da qualche parte nell'Universo ci fosse un oceano in cui si potesse collocare un pianeta così gigante, non vi affogherebbe.

E nel 2013, gli astronomi sono riusciti per la prima volta a mappare la copertura nuvolosa di Kepler 7B. È stato il primo pianeta al di fuori del sistema solare ad essere studiato in modo così dettagliato. Utilizzando immagini a infrarossi, gli scienziati sono stati anche in grado di misurare la temperatura sulla superficie di questo corpo celeste. Si è scoperto che varia da 800 a 1000 gradi Celsius. Fa abbastanza caldo per i nostri standard, ma molto più freddo del previsto. Il fatto è che Kepler 7B si trova ancora più vicino alla sua stella di quanto Mercurio lo sia al Sole. Dopo tre anni di osservazioni, gli astronomi sono riusciti a capire il motivo del paradosso della temperatura: si è scoperto che la copertura nuvolosa era piuttosto densa, quindi rifletteva la maggior parte dell'energia termica.

Questo è interessante: un lato di Kepler 7B è sempre avvolto da dense nuvole, mentre l'altro lato è costantemente sgombro. Gli astronomi non conoscono nessun altro pianeta simile.

La prossima tripla eclissi di Giove avverrà nel 2032

Possiamo osservare le eclissi abbastanza spesso, ma non capiamo quanto siano rari tali fenomeni nell'Universo.

Un’eclissi solare è una sorprendente coincidenza cosmica. Il diametro della nostra stella è 400 volte più grande di quello della Luna, ed è circa 400 volte più lontana dal nostro pianeta. Si dà il caso che la Terra si trovi in ​​un luogo ideale in cui le persone possono osservare la Luna oscurare il Sole e i loro contorni coincidono.

Un'eclissi lunare ha una natura leggermente diversa. Smettiamo di vedere il nostro satellite quando la Terra si posiziona tra il Sole e la Luna, bloccando quest'ultima dai suoi raggi. Questo fenomeno è osservato molto più spesso.

Questo è interessante: sia l'eclissi solare che quella lunare sono magnifiche, ma la tripla eclissi di Giove è molto più impressionante. All'inizio di gennaio 2015, il telescopio spaziale Hubble è riuscito a registrare il momento in cui tre satelliti "galileiani" gigante gassoso– Io, Europa e Callisto, come a comando, si schierarono in fila davanti al loro “papà”. Se potessimo essere sulla superficie di Giove in questo momento, assisteremmo ad una tripla eclissi psichedelica.

Fortunatamente, la perfetta armonia dei movimenti dei satelliti fa sì che questo fenomeno si ripeta e gli scienziati sono in grado di prevederne la data e l'ora esatte. La prossima tripla eclissi di Giove avverrà nel 2032.

Un colossale “vivaio” di future star

Gli astronomi hanno scoperto un ammasso globulare di stelle in formazione, nel quale finora è presente solo gas

Le stelle spesso formano gruppi o cosiddetti ammassi globulari. Alcuni di essi includono fino a un milione di stelle. Ammassi simili si trovano in tutto l'Universo, solo nella nostra galassia ce ne sono circa 150, inoltre sono tutti piuttosto vecchi, quindi gli astronomi non possono comprendere i meccanismi di formazione degli ammassi stellari.

Ma 3 anni fa, gli astronomi hanno scoperto un oggetto raro: un ammasso globulare in formazione, che finora è costituito solo da gas. Questo ammasso si trova nelle cosiddette "Antenne" - due galassie interagenti NGC-4038 e NGC-4039, appartenenti alla costellazione del Corvo.

L’ammasso emergente si trova a 50 milioni di anni luce dalla Terra. È una nuvola gigante con una massa 52 milioni di volte maggiore di quella del sole. Forse vi nasceranno centinaia di migliaia di nuove stelle.

Questo è interessante: quando gli astronomi videro per la prima volta questo ammasso, lo paragonarono a un uovo da cui presto si sarebbe schiuso un pollo. In realtà, probabilmente il pollo è “nato” molto tempo fa, perché in teoria le stelle iniziano a formarsi in tali aree dopo circa 1 milione di anni. Ma la velocità della luce è limitata, per cui possiamo osservarne la nascita solo quando la loro età reale ha già raggiunto i 50 milioni di anni.

L’importanza di questa scoperta è difficile da sopravvalutare. È grazie a lui che iniziamo a conoscere i segreti di uno dei processi più misteriosi nello spazio. Molto probabilmente, è da regioni gassose così massicce che nascono tutti gli ammassi globulari straordinariamente belli.

L'osservatorio stratosferico ha aiutato gli scienziati a risolvere il mistero della polvere cosmica

Tutte le stelle una volta erano formate dalla polvere cosmica.

Il sofisticato osservatorio stratosferico della NASA, utilizzato per l'imaging a infrarossi, si trova a bordo di un aereo Boeing 747SP all'avanguardia. Con il suo aiuto, gli scienziati conducono centinaia di studi ad altitudini comprese tra 12 e 15 chilometri. Questo strato dell'atmosfera contiene pochissimo vapore acqueo, quindi i dati di misurazione non sono praticamente distorti. Ciò consente agli scienziati della NASA di ottenere visioni più accurate dello spazio.

Nel 2014, SOFIA ha immediatamente giustificato tutti i soldi spesi per la sua creazione aiutando gli astronomi a risolvere un mistero che tormentava le loro menti da decenni. Come forse avrai sentito in uno dei loro programmi educativi, tutti gli oggetti nell'Universo sono costituiti dalle più piccole particelle di polvere interstellare: pianeti, stelle e persino io e te. Ma non era chiaro come minuscoli granelli di materia stellare potessero sopravvivere, ad esempio, alle esplosioni di supernova.

Osservando attraverso le lenti a infrarossi dell'osservatorio SOFIA l'ex supernova Sagittarius A, esplosa 100mila anni fa, gli scienziati hanno scoperto che le regioni di gas denso attorno alle stelle fungono da ammortizzatori per le particelle di polvere cosmica. È così che vengono salvati dalla distruzione e dalla dispersione nelle profondità dell'Universo sotto l'influenza dei più potenti onda d'urto. Anche se attorno al Sagittario A rimanesse il 7-10% di polvere, ciò sarebbe sufficiente per formare 7mila corpi paragonabili per dimensioni alla Terra.

Bombardamento della Luna da parte delle meteore delle Perseidi

Le meteore bombardano costantemente la superficie della Luna

Le Perseidi sono uno sciame meteorico che ogni anno illumina il nostro cielo dal 17 luglio al 24 agosto. La massima intensità della “pioggia stellare” si osserva solitamente dall’11 al 13 agosto. Le Perseidi sono osservate da migliaia di astrofili. Ma potrebbero vedere cose molto più interessanti se puntassero la lente del loro telescopio verso la Luna.

Nel 2008, uno dei dilettanti americani ha fatto proprio questo. Ha assistito a uno spettacolo insolito: impatti costanti di rocce cosmiche sulla Luna.

Va notato che grandi blocchi e piccoli granelli di sabbia bombardano costantemente il nostro satellite, perché su di esso non c'è atmosfera in cui si riscalderebbero e brucerebbero per l'attrito. La portata dei bombardamenti aumenta molte volte entro la metà di agosto.

Questo è interessante: dal 2005 gli astronomi della NASA hanno osservato più di 100 “massicci attacchi spaziali”. Hanno raccolto un'enorme quantità di dati e ora sperano di riuscire a proteggere i futuri astronauti o, che diavolo, i coloni della Luna dai corpi meteoritici a forma di proiettile, il cui aspetto non può essere previsto. Sono in grado di sfondare una barriera molto più spessa di una tuta spaziale: l'energia d'impatto di un piccolo ciottolo è paragonabile alla potenza di un'esplosione di 100 chilogrammi di TNT. La NASA ha persino compilato diagrammi dettagliati

bombardamenti. Quindi, se mai desideri fare una vacanza sulla luna, ti consigliamo di controllare la mappa dei pericoli meteorici, che si aggiorna ogni pochi minuti.

Le galassie enormi producono molte meno stelle delle galassie nane

Il processo di formazione stellare avviene più rapidamente nelle galassie nane

Come suggerisce il nome, la dimensione delle galassie nane sulla scala dell'Universo è molto modesta. Tuttavia, sono molto potenti. Le galassie nane sono la prova cosmica che ciò che conta di più non sono le loro dimensioni, ma la capacità di gestirle.

Gli astronomi hanno ripetutamente condotto studi volti a determinare il tasso di formazione stellare nelle galassie medie e grandi, ma solo di recente sono arrivati ​​a quelle più piccole. Dopo aver analizzato i dati ottenuti dal telescopio spaziale Hubble, che ha osservato le galassie nane nell'infrarosso, gli esperti sono rimasti molto sorpresi. Hanno scoperto che le stelle si formano in esse molto più velocemente che nelle galassie più massicce.

Questo è interessante: le minuscole galassie sono le più produttive tra tutte quelle conosciute dagli astronomi. Il numero di stelle in essi contenute può raddoppiare in soli 150 milioni di anni: un istante per l'Universo. Nelle galassie dimensione normale un tale aumento numerico può verificarsi in non meno di 2-3 miliardi di anni.

Sfortunatamente, in questa fase, gli astronomi non conoscono le ragioni di tale fertilità dei nani. Si noti che per determinare in modo affidabile la relazione tra la massa e i modelli di formazione stellare, sarebbe necessario guardare indietro di circa 8 miliardi di anni. Forse gli scienziati saranno in grado di svelare i segreti delle galassie nane quando scopriranno molti oggetti simili in diversi stadi di sviluppo.

400 anni fa, il grande scienziato Galileo Galilei creò il primo telescopio della storia. Da allora, lo studio delle profondità dell'Universo è diventato parte integrante della scienza. Viviamo in un'epoca di progresso scientifico e tecnologico incredibilmente rapido, in cui importanti scoperte astronomiche vengono fatte una dopo l'altra. Tuttavia, più studiamo lo spazio, più sorgono domande a cui gli scienziati non possono rispondere. Chissà se un giorno le persone potranno dire di sapere tutto sull'Universo?