Читать онлайн Могут ли числа быть вампирами? И ещё 320 вопросов о науке и технологиях
- Автор: Матильда Мастерс, Анжелика ван Омберген
- Жанр: Детская познавательная и развивающая литература, Зарубежные детские книги
Кто любознателен, тому никогда не скучно.
Посвящаю книгу маме и папе, благодаря которым росло и цвело моё жадное любопытство.
Фемке, Роверу и нашей крошке – вы моё всё.
Анжелика
1. Планеты и бесконечная Вселенная
Спутники – это объекты, которые обращаются вокруг планеты. У Земли один естественный спутник – Луна. А ещё люди запускают в космос уйму искусственных спутников, чтобы собирать полезные данные о нашей планете. С помощью этих данных учёные могут, например, следить за изменением климата или изучать различные природные явления, такие как ураганы.
Так, британские исследователи заметили на спутниковых снимках большие куски коричневого льда в Антарктиде. Когда они увеличили изображение, то выяснили, что лёд окрасился в коричневый цвет из-за помёта пингвинов. Снимки были сделаны спутниками Sentinel-2 Европейского космического агентства (ЕКА). Эти аппараты очень точные и могут увеличивать масштаб вплоть до мельчайших деталей.
Открытие оказалось весьма ценным, ведь благодаря помёту люди обнаружили новые колонии императорских пингвинов. Эти животные крайне уязвимы – изменение климата угрожает их образу жизни и естественной среде. До сих пор мы знали всего про шестьдесят одну такую колонию!
Известные нам колонии императорских пингвинов обитают в основном на побережье Антарктиды. Новые спутниковые снимки показали, что они высиживают яйца не только вдоль побережья, но и вдали от него. Одна из колоний расположена по меньшей мере в 180 километрах от побережья! Увы, императорские пингвины всё ещё очень чувствительны к изменению климата. Учёные предполагают, что в ближайшие годы многие из этих колоний могут исчезнуть.
Кометы – маленькие небесные тела, которые обращаются вокруг Солнца и состоят изо льда, газа и пыли (можно сравнить их с грязными снежками или ледяными комками пыли). Это то, что осталось в процессе образования Солнечной системы[1]. Поэтому, изучая состав комет, исследователи могут больше узнать о том, как она формировалась.
У кометы есть твёрдое ядро. Когда она приближается к звезде и нагревается, лёд в составе кометы превращается в газ. Этот процесс называется испарением. Так появляется хвост кометы. Вообще-то хвостов даже два: плазменный (газовый) и пылевой. Плазменный хвост часто имеет голубой оттенок, а пылевой светится белым.
В 2014 году зонд Европейского космического агентства (ЕКА) «Розетта» достиг кометы 67Р. Её также называют кометой Чурюмова – Герасименко в честь двух её открывателей.
Комета Чурюмова – Герасименко формой напоминает резиновую уточку. Исследователи считают, что она появилась в результате слияния двух более мелких комет: вероятно, они столкнулись и так и остались склеенными. Комета-уточка совсем небольшая, её диаметр всего около 4 километров.
Эверест – самая высокая гора в мире, она вздымается на 8848 метров над уровнем моря. Но это ничто по сравнению с Олимпом. Ведь он почти в два с половиной раза выше – 21 000 метров! А знаешь, где находится эта огромная гора? На Марсе!
На самом деле Олимп – это вулкан. На Марсе вулканы бывают очень большими: от десяти до ста раз больше, чем на Земле. Одна из причин – на Марсе нет тектонических плит (см. факт 33). Следовательно, лава всегда извергается в одном и том же месте, а вулканы могут вырасти до огромных размеров. На Земле они никогда не бывают такими высокими, потому что плиты сдвигаются относительно друг друга и лава извергается в разных местах. Кроме того, на Марсе меньше сила тяжести.
Гору Олимп ещё в 1879 году обнаружил учёный и астроном Джованни Скиапарелли. Он назвал её Nix Olympica, что означает «Снега Олимпа». Такое имя он дал из-за её светлого оттенка. Скиапарелли уже тогда предполагал, что гора очень высокая: её вершина оставалась видна даже во время сильных пылевых бурь на Марсе. Когда учёные обнаружили, что на самом деле это потухший вулкан, то поменяли название на Олимп.
И ещё кое-чтоВероятно, Олимп даже не самый высокий в нашей Солнечной системе (см. факт 2). Ещё более высокая гора, Реясильвия, находится на гигантском астероиде Веста. Предположительно, она достигает 22 500 метров, но до конца уверенными в этом мы быть не можем. Точно измерить гору совсем не просто, и не все измерения дают одинаковые результаты.
Открой дверь и выгляни на улицу. Вполне возможно, перед тобой лежат микрометеориты – маленькие кусочки камня, отколовшиеся от метеоритов (см. факт 11) нашей Солнечной системы. Они стремительно проносятся через атмосферу Земли и могут упасть на твою улицу, или в сад, или на крышу.
Ежегодно на поверхность Земли падает около сорока тысяч тонн (!) вещества из космоса в виде микрометеоритов. Они совсем крохотные: от 10 микрометров (так называют тысячную часть миллиметра) до 1 миллиметра в диаметре или поперечном разрезе. На самом деле это скорее космическая пыль, чем камешки. Её почти невозможно отделить от обычных камней, земли или песка.
Большинство космических частиц быстро исчезает с дождём и ветром. Жаль, ведь микрометеориты – в том числе их состав – могут необычайно много рассказать нам о Солнечной системе. А если микрометеорит попадает, например, под дождь, учёным очень трудно выяснить, откуда именно этот камешек прилетел.
Но есть на Земле место, где микрометеориты сохраняются гораздо лучше, – Антарктида. В холодном и сухом климате внеземные материалы в их составе дольше остаются нетронутыми. Антарктические микрометеориты – настоящая золотая жила для учёных!
И ещё кое-что• Большинство метеоритов происходят из пояса астероидов между Марсом и Юпитером.
• Иногда микрометеориты наносят ущерб космической станции (МКС). Поскольку она обращается вокруг Земли с огромной скоростью (около 28 000 километров в час), столкновение даже с малюсеньким камешком может пробить отверстие в корпусе.
Жизнь человека в космосе очень отличается от жизни на Земле. Первое время космонавт может чувствовать сильное головокружение, а его мышцы и кости постепенно ослабевают. Кроме того, к голове приливает больше жидкости (крови и воды), из-за чего она кажется тяжёлой. Это иногда приводит к проблемам с глазами.
Есть и ещё одна проблема: космонавтам желательно не отрыгивать. Экипаж МКС почти не испытывает силы тяжести, а это влияет на пищеварение. Когда ты пьёшь напиток с пузырьками (например, газированный лимонад) на Земле, то благодаря силе тяжести жидкость оказывается на дне желудка. Пузырьки воздуха, наоборот, поднимаются в его верхнюю часть и выходят наружу при отрыжке.
А вот в космосе жидкость и пузырьки болтаются в желудке вперемешку. Если космонавтам всё-таки не удаётся сдержать отрыжку, то она получается «жидкой», то есть наружу выходит не только воздух. Это не очень приятно, особенно когда всё вокруг тебя парит в невесомости. Вот почему на борту МКС не пьют напитки с пузырьками. Никакой газировки!
Чанъэ – китайская богиня Луны. Её имя дали программе Китайского национального космического управления, запущенной в 2007 году. Миссии «Чанъэ-1» и «Чанъэ-2» летали вокруг Луны. Позже, в рамках миссий «Чанъэ-3» и «Чанъэ-4», космические модули сели на Луну на разных её полушариях. Ни в одном из этих полётов на борту не было людей.
Почти все миссии «Чанъэ» имели большое значение для развития космонавтики. Модуль «Чанъэ-3» в 2013 году совершил мягкую посадку на поверхность Луны. Это означает, что космический аппарат при прилунении не получил существенных повреждений. Среди автоматических станций такое последний раз удалось миссии Советского Союза «Луна-24» в 1976 году. «Чанъэ-4» была ещё примечательнее, потому что её модуль совершил мягкую посадку на обратной стороне Луны – той части, которую никогда не видно с Земли.
И это ещё не всё! В 2020 году «Чанъэ-5» доставила на Землю лунные камни. Такого не было с 1976 года, когда миссия «Луна-24» привезла около 170 граммов лунного грунта. А раньше всех образцы взяли американские астронавты с корабля «Аполло-11» – первые люди, ступившие на поверхность Луны.
Миссия «Чанъэ-5» привезла на Землю 1731 грамм ценных кусочков Луны. Эти камни появились в результате извержения лунных вулканов. Им примерно 1,2 миллиарда лет, и они намного моложе предыдущих образцов. Теперь исследователи могут больше узнать о возрасте, составе и происхождении спутника нашей планеты.
Кроме того, «Чанъэ-5» доставила на Луну китайский флаг. Так Китай стал третьим государством, чей флаг побывал на естественном спутнике Земли, – после СССР и США.
Каких только планет не бывает, но форма у них одна: они круглые. Всё потому, что планеты очень большие. Звёзды и крупные спутники тоже всегда похожи на шар. А вот астероиды – маленькие каменистые небесные тела – намного меньше планет и имеют самые разные формы, в том числе очень странные. По сути, астероиды – это осколки, оставшиеся после образования планет нашей Солнечной системы (см. факт 2).
Итак, планеты круглые. Небесные тела такого типа имеют собственную гравитацию, которая притягивает их атомы как можно ближе друг к другу. Поэтому массивный объект принимает форму шара. Это не означает, что на планетах нет гор или ущелий – взять хотя бы нашу Землю. Но по сравнению с её размером и высота гор, и глубина ущелий в общем-то незначительны.
По той же причине астероиды не круглые: у них слишком маленькая масса (см. факт 72) и поэтому нет достаточной силы тяжести, которая придала бы им форму шара.
Кстати, из-за малой гравитации горы на Марсе выше, чем на Земле. Сила тяжести на Марсе составляет всего треть от нашей силы тяжести. Так, марсианская гора Олимп достигает порядка 21 000 метров, тогда как наша самая высокая гора Эверест – «всего» 8848 метров (см. факт 3).
Полёт на Марс вовсе не пустяк для отважившихся на него космонавтов. Это путешествие не только опасное, но и очень долгое. Исследователи рассчитывают, что оно продлится от 6 до 8 месяцев. Космонавты пробудут на Марсе по меньшей мере год, а потом им предстоит ещё 6–8 месяцев лететь обратно. Выходит, этим смельчакам придётся провести около 3 лет без семьи и друзей.
Космос – не самое приятное место для человека. Совсем наоборот! Кости и мышцы ослабевают от пребывания в невесомости. У некоторых людей возникают проблемы с глазами и даже может повредиться ДНК, что увеличивает риск заболеть раком. А ещё космонавты должны быть очень сильны духом. Так долго находиться вдали от семьи и друзей невероятно трудно, особенно если представить, что все эти месяцы с ними не так уж и часто получится общаться. Во время длительного путешествия космонавты могут заскучать, почувствовать себя одинокими и впасть в уныние.
Но что, если отправить их на Марс «во сне», погрузив в своего рода спячку – почти как медведей? Так они тратили бы намного меньше энергии, а следовательно, и ели бы меньше. Очень кстати для длительного космического путешествия, когда любой груз на счету! Кроме того, в спячке полёт казался бы немного короче – не успеешь затосковать.
Исследование пока находится на начальной стадии, но учёные НАСА и ЕКА (американского и европейского космических агентств), а также космических программ Китая и России (Роскосмос) над ним работают. Если у них всё получится, это станет большим преимуществом для космонавтов будущих космических миссий.
А тебе хотелось бы отправиться на Марс «во сне»?
В космосе летает множество небесных тел. Среди них есть планеты, как наша Земля, а ещё астероиды (их по-другому называют планетоидами), которые тоже двигаются по орбите вокруг Солнца. 1 января 1801 года итальянский астроном Джузеппе Пьяцци открыл новое небесное тело. Он назвал его Церера в честь римской богини земледелия и урожая.
Диаметр Цереры – 950 километров. Это самый большой объект в поясе астероидов между Марсом и Юпитером («пончикообразном» скоплении астероидов, обращающихся вокруг Солнца). Сначала Цереру называли планетой, но астрономы открывали всё больше похожих тел в этом поясе. Тогда её переименовали в астероид 1 Церера, а с 2006 года стали относить к карликовым планетам.
В поясе есть ещё три других крупных астероида: Веста, Паллада и Гигея. Эти небесные тела не круглые и потому относиться к карликовым планетам не могут. В отличие от Цереры – она единственная карликовая планета в поясе астероидов.
Церера не видна невооружённым глазом. Зато есть её снимки, которые с 6 марта 2015 года по 1 ноября 2018 года сделал космический аппарат НАСА «Рассвет» (Dawn). Благодаря им мы знаем, что поверхность Цереры покрыта множеством кратеров. Кроме того, там есть высокая гора, Ахуна Монс. Это ледяной вулкан, а точнее вулкан, который образовался из ледяной магмы. Ахуна Монс в высоту достигает почти 5 километров.
Планета Марс получила своё название в честь римского бога войны Марса, потому что цветом она напоминает кровь. Её иногда так и называют: Красная планета. Марс четвёртый по удалённости от Солнца, то есть находится дальше Земли. Он совершает оборот вокруг Солнца примерно за 687 дней. Это почти вдвое дольше, чем оборот нашей планеты.
Красный цвет Марсу обеспечивает оксид железа в верхних слоях почвы. То же вещество придаёт красно-коричневый оттенок, например, ржавчине. Верхний сыпучий слой грунта также называют реголитом. Это очень мелкая пыль красного, коричневого и оранжевого оттенков, и её легко подхватывают песчаные бури, которые иногда месяцами свирепствуют на планете. Реголит исследуют в том числе марсоходы НАСА и орбитальные космические аппараты разных стран.
И ещё кое-что• Средняя температура на Марсе – 63 ℃, но там может быть как намного холоднее, так и существенно теплее.
• У Марса два маленьких спутника: Фобос и Деймос.
Начнём с сюрприза: падающая звезда вовсе не звезда. На самом деле ты наблюдаешь метеороид – небольшое небесное тело, несущееся из космоса на Землю с огромной скоростью. Иногда его размер – всего несколько микрометров, а иногда – целый метр. Большинство метеороидов – осколки комет.
Итак, метеороиды падают на Землю. Вокруг неё находится тонкий слой воздуха – атмосфера. Пролетая сквозь него, метеороид начинает светиться от трения с воздухом. Тогда метеороид становится метеором. Он загорается, из-за чего появляется красивый белый хвост (иногда он бывает и других цветов). Кажется, будто с неба падает звезда, но теперь ты знаешь, что это не так.
Поскольку метеороиды загораются, то крупные осколки до Земли чаще всего не долетают. Изредка случается, что метеороид настолько велик, что не сгорает полностью. Когда оставшаяся часть достигает Земли, то это тело называют метеоритом.
Если в атмосферу входит множество метеороидов друг за другом, это называется метеорный поток. В первой половине августа ты можешь наблюдать много «падающих звёзд». Так выглядит метеорный поток Персеиды – облако мельчайших частиц, которые оставляет после себя комета Свифта – Таттла, каждый год пролетая мимо. Иногда в разгар метеорного потока на ночном небе можно увидеть больше десятка падающих звёзд в час. Запомни, когда это происходит, и приготовь список желаний!
Тебе о чём-нибудь говорит имя Илон Маск? Это крупный бизнесмен, владелец компании, выпускающей электроавтомобили «Тесла», и компании «Спейс-Икс» (Space-X). Она производит многоразовые ракеты и доставляет астронавтов на Международную космическую станцию. Илон Маск без ума от всего, что связано с космосом, и мечтает в ближайшем будущем отправить людей на Марс.
6 февраля 2018 года была запущена ракета «Спейс-Икс». Её назвали «Фалкон Хэви» (Falcon Heavy), а стартовала она с мыса Канаверал во Флориде.
У ракеты более двадцати семи двигателей, её мощность можно сравнить с мощностью восемнадцати самолётов «Боинг-747». Благодаря этому она способна перевозить тяжёлые грузы. А это, конечно же, очень полезно – например, для полётов на Марс.
Груз на борту «Фалкон Хэви» был особенный – красный спортивный автомобиль родстер «Тесла». За рулём сидит Стармэн (Starman – «звёздный человек»), манекен в фирменном костюме астронавта «Спейс-Икс». Конечный пункт назначения ракеты – Марс… Вернее, почти. «Тесла» выведена на орбиту, по которой Стармэн пролетит недалеко от Красной планеты. И всё это под песни Дэвида Боуи, посвящённые космосу. На приборной панели автомобиля надпись «Без паники»[2]. Надеемся, что Стармэн следует этому совету!
Ближе всего к Марсу Стармэн пролетал в октябре 2020 года и пока что продолжает своё долгое путешествие.
Венера – вторая по удалённости от Солнца планета, а своё имя она получила в честь римской богини любви.
Давай остановимся и проясним несколько научных понятий. Годом называют время, за которое планета делает полный оборот вокруг Солнца. Сутки – это время, необходимое для её полного оборота вокруг своей оси.
Венере требуется 225 земных суток, чтобы сделать оборот вокруг Солнца, но вокруг своей оси она оборачивается примерно за 243 земных дня. Да-да, здесь нет никакой ошибки… На Венере сутки длятся дольше года!
У Венеры очень плотная атмосфера, которая состоит в основном из углекислого газа. Кроме того, планета покрыта толстым слоем облаков из серной кислоты. Поэтому поверхность Венеры не удаётся рассмотреть из космоса в видимом диапазоне волн. К тому же из-за облаков и атмосферы температура на поверхности планеты очень высокая, её среднее значение – 460 ℃. Достаточно, чтобы расплавить олово или свинец!
Венера вращается вокруг своей оси в западном направлении, хотя большинство планет вращаются в восточном. Как и у Меркурия, у Венеры нет спутников.
И ещё кое-чтоВенера была первой планетой Солнечной системы, куда отправились автоматические космические зонды.
Космонавты, находящиеся на Международной космической станции (МКС), сталкиваются с множеством странных, а иногда и вовсе невообразимых вещей. К примеру, восход и заход солнца они видят не один и не два раза в день, а целых шестнадцать. Вот это романтика!
МКС обращается вокруг Земли с огромной скоростью – около 28 000 километров в час. Таким образом, она совершает оборот вокруг Земли примерно за 90 минут. То есть за 24 часа станция делает шестнадцать оборотов. При каждом обороте космонавты видят, как Солнце заходит и вновь восходит. Вот почему на МКС люди не ощущают смены дня и ночи, как на Земле.
Конечно, это может изрядно запутать организм космонавтов. На протяжении всего космического полёта они испытывают гигантский стресс, наподобие того, какой возникает от смены часовых поясов. Некоторые жалуются на нарушение сна и переутомление.
Учёные, разумеется, пытаются придумать решения для этих проблем. Например, у космонавтов на МКС строгий режим сна. Никаких «лягу через полчасика»! Готовясь ко сну, они выполняют одну и ту же последовательность действий – так организм понимает, что пора спать. А ещё на МКС есть специальные лампы, от которых космонавты чувствуют сонливость или, наоборот, становятся бодрее.
Спорим, иногда им даже нравится наблюдать, как Солнце быстро встаёт и садится?
Юпитер – самая большая и массивная планета Солнечной системы (см. факт 2). А ещё у него очень много спутников. На сегодняшний день мы знаем о девяноста пяти, но учёные всё ещё открывают новые. Больше только у Сатурна – у него их сто сорок шесть.
Четыре самых крупных спутника Юпитера – Каллисто, Европа, Ганимед и Ио. Иногда их называют Галилеевыми спутниками, потому что их ещё в 1610 году заметил известный учёный Галилео Галилей (он был одновременно физиком, астрономом, математиком и философом!). О том, что есть и другие, люди узнали только в 1892 году. Всё благодаря телескопам, которые позволяли увидеть более мелкие объекты в космосе. Большинство спутников Юпитера меньше 10 километров в поперечнике.
Спутники Юпитера по сути представляют собой маленькую Солнечную систему. Каждый отличается от другого. Ио усеян вулканами, на Европе есть подлёдный океан, а Ганимед вдвое массивнее нашей Луны. Кстати, Ганимед – самый крупный спутник в Солнечной системе. Его диаметр больше 5200 километров – размером он примерно в полтора раза превосходит Луну.
Чаще всего новым открытым спутникам Юпитера давали имена возлюбленных римского верховного бога Юпитера. Поскольку открытий всё больше, возлюбленных учёным уже не хватает. Поэтому последние несколько лет спутники называют в честь сыновей и дочерей бога или вообще в честь других греческих богов. Надеемся, что хоть их-то будет достаточно!
Помимо спутников, у Юпитера есть ещё несколько колец изо льда и пыли. Они похожи на кольца Сатурна, но намного легче и темнее и потому менее заметны.
Пока это научно не доказано, но, возможно, в космосе есть одна весьма драгоценная планета. Точнее, экзопланета – так называют планеты, которые обращаются вокруг других звёзд, а не Солнца. Речь о 55 Рака е – одной из тысяч уже открытых экзопланет.
Исследование 2012 года показало, что у 55 Рака е особый химический состав: внутри неё в основном углерод. Поверхность планеты раскалена свыше 2000 ℃, а сочетание углерода и высокой температуры идеально для появления алмазов. Поэтому есть вероятность, что в космосе летает гигантский алмаз…
Ещё одна необычная экзопланета Проксима Кентавра b обращается вокруг карликовой звезды Проксима Кентавра. Эта карликовая звезда ближайшая к нашей Солнечной системе (см. факт 2). Проксима Кентавра b предположительно находится в зоне возможной жизни. Другими словами, на её поверхности может существовать вода в жидком состоянии – планета расположена на таком расстоянии от своей звезды, где не слишком холодно и не слишком жарко. Среди планет Солнечной системы в зоне жизни находятся Земля и Марс. Другие расположены либо слишком близко, либо слишком далеко от Солнца.
В 1969 году Нил Армстронг и Базз Олдрин стали первыми людьми, ступившими на Луну. Спустя более 50 лет их следы всё ещё видны. И так будет долгое время, потому что на Луне нет ветра или дождя, которые бы их сдули или смыли.
Безусловно, нельзя с уверенностью сказать, что отпечатки ног сохранятся навсегда. На поверхность Луны регулярно падают микрометеориты, и они могут повредить следы астронавтов.
И ещё кое-что о Луне• Первым человеком, ступившим на Луну, был Нил Армстронг. Это произошло 21 июля 1969 года во время экспедиции «Аполлон-11». Именно ему принадлежат известные слова: «Это один маленький шаг для человека, но гигантский скачок для всего человечества».
• Всего на Луне побывали двенадцать человек. Это происходило в ходе экспедиций «Аполлон» между 1969 и 1972 годами. Прошло уже пятьдесят лет, с тех пор как последний раз астронавт ходил по её поверхности. Пока на Луне ещё не было ни одной женщины.
• Во время полёта «Аполлон-15» в 1971 году на Луну доставили небольшую скульптуру астронавта. Создал её бельгийский художник Пол ван Хойдонк.
Солнце необходимо для жизни на Земле. Однако мы всё ещё не очень много знаем о нашем огромном огненном шаре. Европейское космическое агентство ЕКА и его американский партнёр НАСА хотят это изменить. Оба агентства разработали свои научные зонды для наблюдения за Солнцем.
Американцы построили солнечный зонд «Паркер» (Parker Solar Probe), который был запущен в 2018 году. Если всё пойдёт хорошо, аппарат приблизится к Солнцу «аж» на расстояние 6,2 миллиона километров… и поставит рекорд, ведь ещё никогда космический аппарат не подлетал к нашей звезде так близко.
ЕКА же сконструировало «Солнечный Орбитер» (Solar Orbiter). Этот космический аппарат стартовал в феврале 2020 года с мыса Канаверал во Флориде, и на его борту проводится целых десять различных экспериментов. Всего он совершит двадцать два оборота по орбите вокруг Солнца.
Его задача – сделать фотографии Солнца с близкой дистанции. Ну или относительно близкой. От звезды «Орбитер» будет отделять по меньшей мере 42 миллиона километров, но даже там температура может достигать 500 ℃. К счастью, он оснащён специальным тепловым экраном, который защитит аппаратуру.
Когда «Орбитер» отправляет на Землю фотографию, проходит примерно 17 минут, прежде чем мы можем её увидеть. Ведь ей нужно преодолеть огромное расстояние – иногда до 300 миллионов километров! И если мы хотим отправить сигнал обратно на «Орбитер», снова пройдёт около четверти часа, пока он его примет.
ЕКА и НАСА работают вместе. Они делятся друг с другом всеми снимками и данными, полученными обоими зондами, чтобы мы больше узнали о тайнах Солнца.
Учёных уже давно волнует существование чёрных дыр. Так называют места во Вселенной, где гравитация настолько велика, что оттуда не может вырваться даже свет. Это «точка» с бесконечно высокой плотностью массы (см. факт 72) и огромной силой притяжения. Правда, такие «точки» на самом деле бывают гигантских размеров. Если рядом окажется звезда, её засосёт в дыру, и звезда исчезнет. Только в нашем Млечном Пути могут быть сотни тысяч чёрных дыр.
Хотя свет и не способен вырваться из чёрных дыр, из-за сильной гравитации он может преломляться, идя от окружающих газовых облаков. Иногда свет почти полностью огибает чёрную дыру. В такой момент вокруг тёмного пятна появляется световой обруч. Его можно увидеть даже на первом снимке чёрной дыры, сделанном учёными.
Этот кадр запечатлел «Телескоп горизонта событий» (Event Horizon Telescope – EHT). Проект ЕНТ – крупное исследование, в котором принимают участие более двухсот учёных со всего мира. Представьте себе множество соединённых вместе радиотелескопов по всему миру, включая Гавайи и Антарктиду. Сведя их вместе виртуально, учёные получили телескоп с антенной размером с нашу планету!
Чёрная дыра на фото расположена в сердце галактики М87. Она находится примерно в 55 миллионах световых лет от нас. Масса этой чёрной дыры больше, чем у нашего Солнца, в 6,5 миллиарда раз.
Знаешь ли ты, что люди загрязняют не только собственную планету, но и космос? Хочешь – верь, хочешь – нет, но вокруг Земли вертится очень много мусора. Вот только космический мусор – это не пустые консервные банки или пластиковые бутылки, а спутники, которые перестали использовать, и их фрагменты. То, что в таком красивом космосе так много хлама, грустно само по себе. Но вдобавок фрагменты мусора сталкиваются и взрываются, а из-за этого могут пострадать те спутники, которые всё ещё работают.
Сейчас вокруг нашей планеты обращаются три тысячи работающих спутников и более трёх тысяч сломанных. Это проблема! Когда вышедшие из строя спутники сталкиваются, в космосе образуются новые обломки. Так происходит снова и снова. Больше обломков – больше столкновений – ещё больше обломков – и ещё больше столкновений… В результате космическое пространство вблизи Земли становится очень опасным. Этот порочный круг называют синдромом Кесслера.
Хороший вариант решения проблемы – большая космическая чистка. Уже разработаны требования для спутников перед запуском. Например, они должны быть сконструированы таким образом, чтобы от них в случае чего отваливалось бы как можно меньше частей. Кроме того, конструкторы должны сделать всё, чтобы предотвратить взрывы. Неиспользуемые спутники нужно вывести на орбиту захоронения, где они не создадут риска для работающих аппаратов.
Мусор, который уже болтается в космосе, тоже нужно убрать. Европейское космическое агентство ЕКА работает над большим проектом по очистке в рамках миссии «Клиаспейс-1» (ClearSpace-1). Некоторые исследователи считают, что для уменьшения космического мусора следует также ввести специальный налог.
Одно можно точно сказать: порядок в комнате космосе – порядок в голове!
Наверняка тебе не раз доводилось смотреть на Луну. А знаешь ли ты, что мы всегда видим её с одной стороны? Так происходит потому, что, проходя вокруг Земли, наш спутник оборачивается вокруг своей оси в точности один раз. Иногда обратную сторону Луны называют тёмной стороной, но это не так.
Обратная сторона Луны неровная, с множеством углублений: кратеров вулканов или следов от столкновений с космическими телами. Также там намного меньше тёмных лунных морей, чем на видимой стороне. Конечно, это ненастоящие моря. Речь о вулканических низменностях из базальта – породы, которая получается в результате застывания лавы. Как кратеры, так и моря видно с Земли невооружённым глазом. На обратной стороне Луны находится бассейн Южный полюс – Эйткен – один из самых больших кратеров в Солнечной системе, около 2500 километров шириной и до 8 километров глубиной. Даже представить трудно!
В 1959 году мы получили первый снимок обратной стороны Луны. Эту важную фотографию сделал зонд «Луна-3», запущенный Советским Союзом.
В 2019 году в рамках китайской миссии «Чанъэ-4» (см. факт 6) на обратной стороне Луны совершил посадку космический аппарат. Это было первое успешное прилунение на той части спутника.
Космонавт – профессия не для каждого. Она требует не только большого ума и обширных научных знаний, но и хорошей физической подготовки. А одна из самых серьёзных опасностей, которой подвергаются космонавты, – это космические лучи.
В космическом пространстве есть множество маленьких высокоэнергичных частиц, перемещающихся почти со скоростью света. Некоторые из них появились в результате вспышек на Солнце и обладают большой энергией. Другие приходят от умирающих звёзд из далёких галактик. Это явление называют космическими лучами.
Такие частицы не увидеть невооружённым глазом, но они могут навредить клеткам организма и повысить риск заболеть раком. Пока космонавты остаются в магнитном поле Земли, всё не так плохо. Например, Международная космическая станция (МКС) находится внутри него, поэтому энергия космических лучей не слишком велика. Но когда люди отправятся дальше, например на Луну или Марс, она станет больше, а вместе с ней вырастет опасность. Так что учёные постоянно ищут способы лучше защитить космонавтов.
Юпитер – пятая планета от Солнца и самая массивная во всей Солнечной системе (см. факт 2). Настоящий газовый гигант! Его легко можно увидеть в звёздном небе, потому что Юпитер – планета очень яркая.
Атмосфера Юпитера состоит из различных слоёв, расположенных на разной высоте. Там, где они касаются друг друга, образуются сильные вихри и бури.
Уже много лет на планете бушует мощнейшая буря – Большое Красное пятно. Это зона высокого давления со скоростью ветра почти 450 километров в час. Буря неистовствует в южном полушарии Юпитера и вращается против часовой стрелки. По площади она больше, чем наша Земля.
Учёные давно заметили, что буря постепенно сокращается. С течением времени область, в которой она бушует, становится менее протяжённой, но мы пока не знаем, почему это происходит.
Хочешь построить спутник? Начни с уборки в своей комнате! Потому что тебе потребуется «чистая комната» – её ещё называют белой или стерильной. В спутнике не должно быть ни пылинки, ни какого-либо мусора, который может помешать его работе.
Существуют разные типы чистых комнат – в зависимости от цели. И степень стерильности в них также различается. Чтобы её рассчитать, делят количество частиц определённой величины на кубический метр. Требования к условиям для строительства спутников очень строгие, так как пыль и загрязнения могут повлиять на точность снимков, повредить электропроводку и помешать нормальной работе спутника.
Поэтому воздух тщательно фильтруется: ничто не должно попасть внутрь. Кроме того, строго контролируются давление, температура и влажность в помещении, чтобы факторы окружающей среды были постоянными.
Те, кто строит спутники, надевают специальные костюмы, чтобы не принести на себе загрязняющие частицы. Костюмы также защищают чистую комнату от чешуек кожи и волосков. И конечно, строгие требования предъявляют к самим материалам, из которых строят спутник.
• У Марса очень тонкая атмосфера, состоящая по большей части из углекислого газа. Другие её компоненты – азот и инертный газ аргон, так что кислородом на Марсе особо не подышишь. На Земле один твой вдох – это на 4/5 азот и примерно на 1/5 кислород. Чтобы получить столько же кислорода на Марсе, придётся сделать 14 500 вдохов!
• Температура на Марсе колеблется от 20 ℃ до – 153 ℃. Намного холоднее, чем на Земле! Всё потому, что он находится дальше от Солнца.
• Сила тяжести на Марсе почти в три раза меньше силы тяжести на Земле.
• Марс примерно вдвое меньше в диаметре, чем Земля.
• Сутки на Марсе длятся 24 часа 40 минут, то есть немного дольше, чем наши сутки.
• Марс – четвёртая планета от Солнца, их разделяют 229 миллионов километров. Минимальное расстояние от Марса до Земли составляет 55 миллионов километров, но оно не всегда одинаковое.
• Марс делает оборот вокруг Солнца почти вдвое дольше, чем Земля.
• На Марсе есть времена года. Поскольку сам год там длится дольше, чем на Земле, то и времена года тоже продолжительнее.
Посмотри наверх. На высоте 100 километров проходит линия Кармана. Видишь её? Нет? Ничего удивительного, ведь, как и линия экватора, она воображаемая. Когда ты поднимаешься над ней, считается, что ты в космосе. В этот момент ты официально становишься космонавтом!
100 километров – не такое большое расстояние, всего лишь час езды по автостраде. К сожалению (или к счастью), мы пока не можем поехать в космос прямо на машине.
Эту линию назвали в честь венгерского инженера и физика Теодора фон Кармана, который рассчитал, на какой высоте атмосфера становится слишком разреженной для воздушного полёта. Ответ не равнялся точно 100 километрам, но границей стали считать именно такую высоту, потому что её легче запомнить.
Всё, что летает выше линии Кармана, – космические суда. Всё, что ниже, – суда воздушные.
Не везде признают линию Кармана. Например, НАСА считает, что граница с космосом проходит на высоте 80 километров. А значит, космонавтом можно стать даже быстрее!
В 1947 году в космос впервые отправились живые существа. Нет, не собаки и не обезьяны, а плодовые мушки! Оказывается, с генетической и биологической точки зрения они очень похожи на людей (хотя так и не скажешь). Наблюдая поведение плодовых мушек в космосе, исследователи пытались хотя бы предположить, каково придётся людям. К тому же эти насекомые маленькие и лёгкие, поэтому с их запуском не возникло никаких проблем.
Итак, плодовые мушки стали первыми живыми существами, которые пересекли линию Кармана (см. факт 26). Они отправились в космос в капсуле ракеты «Фау-2», запущенной с американской базы, пробыли там меньше трёх минут и благополучно пережили полёт.
Прежде чем в космос решились послать человека, там побывали ещё многие другие животные. К примеру, Соединённые Штаты Америки использовали в научной космической программе обезьян, а Советский Союз первым отправил собак. Знаешь историю о Лайке? К сожалению, космические полёты для этих астрообезьян и космособак далеко не всегда заканчивались хорошо.
В космосе уже побывали мыши, черепахи, рыбы, пауки, кошка, кролики – в общем, целый зоопарк!
Сама по себе Луна не светится, а только отражает свет Солнца. Благодаря этому полная Луна или лунный серп так красиво смотрятся в ночном небе. А вот новолунием – оно бывает раз в месяц – у тебя полюбоваться не получится. В этот период Луна не отражает свет на Землю и нам не видна. Лунный цикл длится около месяца (см. факт 21), и в ходе него Луна принимает различные формы. Конечно, свою форму она на самом деле не меняет. Просто ты видишь только ту часть её поверхности, которая освещена Солнцем.
Расстояние от Луны до Земли в среднем составляет 385 000 километров. «В среднем» – потому что оно не всегда одинаковое. Всё дело в том, что Луна обращается вокруг Земли не по круглой, а по эллиптической, или овальной, орбите. Поэтому в какие-то моменты Луна находится ближе к нам, а в какие-то – от нас дальше.
Самое близкое расстояние, на котором Луна бывает от Земли, называется перигей. Оно составляет 363 000 километров. Когда Луна находится в самой далёкой точке от Земли, на расстоянии 405 000 километров, мы говорим об апогее. Иногда полнолуние совпадает с моментом, когда Луна ближе всего (то есть в перигее). Это называют суперлунием.
Суперлуние на самом деле не такое уж суперъявление. Да, Луна ярче и больше, чем обычная полная Луна, но тебе бы пришлось сильно постараться, чтобы заметить это невооружённым глазом. Случается суперлуние несколько раз в год.
Раз в два или три года можно увидеть полную Луну дважды за один и тот же месяц. Вторую полную Луну называют голубой.
И наконец, есть ещё кровавая Луна! Её можно увидеть, когда Солнце, Земля и Луна выстраиваются в ряд. В этом случае, прежде чем отразиться от Луны, солнечный свет сначала проходит через Землю. Земля его перекрывает, но часть света рассеивается в её атмосфере и достигает Луны. Так появляется красный оттенок, из-за которого её и называют кровавой.
Из-за гроз и дождей стебли зерновых культур могут заламываться или даже падать. Такие стебли очень сложно собирать, и часто они по качеству хуже. Представь, как было бы удобно, если бы земледельцы наблюдали за своими полями в прямом эфире! Тогда они могли бы вмешаться, пойди что-то не так, и успели бы собрать урожай раньше, сократив ущерб.
Нидерландские учёные нашли решение этой проблемы. С помощью спутниковых снимков они следят за тем, как перегибаются стебли пшеницы в разных районах. Использование спутниковых данных называется дистанционным зондированием. В итоге исследователи научились довольно точно определять, когда стебли начнут заламываться. С помощью канадских и европейских спутников учёные осмотрели область зерновых посадок площадью шестьсот гектаров в Италии.
Эта техника может помочь земледельцам наблюдать за своими посадками. Выращивать зерно таким способом станет выгоднее, потому что прибыль увеличится. Кроме того, и качество у зерна будет выше.
На Северном и Южном полюсах иногда можно наблюдать нечто особенное. В темноте на небе появляется полярное сияние – Aurora polaris. На Северном полюсе оно называется северным сиянием (Aurora borealis); на Южном полюсе – южным (Aurora australis). Световое шоу происходит в верхних слоях атмосферы.
Благодарить за него следует солнечный ветер – потоки заряженных частиц, которые отделяются от Солнца и движутся в направлении Земли. У нашей планеты есть магнитное поле, и по сути она вообще представляет собой огромный магнит. Это поле как раз и направляет заряженные частицы, достигшие Земли, к двум полюсам.
Там частицы сталкиваются с атмосферой Земли, а их энергия передаётся в молекулы азота и кислорода. Наконец она высвобождается, и тогда мы видим чудесное полярное сияние. Цвет его зависит от того, с какими молекулами сталкиваются солнечные частицы.
Иногда на Солнце бывают сильные вспышки, и солнечный ветер усиливается. Тогда необычное световое явление видно не только на полюсах, но и в странах, которые находятся далеко от них, например в Бельгии и Нидерландах. К сожалению, это случается не так часто, и обычно, чтобы увидеть полярное сияние, приходится ехать севернее или южнее. В России тоже наблюдают полярное сияние: чаще всего в районах, расположенных выше полярного круга, но из-за сильных магнитных бурь его иногда можно увидеть даже на юге, например в Ростове, Волгограде или Краснодаре. А ты бы хотел увидеть полярное сияние?
Сказать, что внутри солнечного ядра жара, – не сказать ничего. 15 миллионов градусов по Цельсию! Поверхность Солнца раскаляется ни много ни мало на 6000 ℃. А внутри короны (так называют светящийся верхний слой атмосферы Солнца, который простирается на миллионы километров) температура поднимается до 2 000 000 ℃. Жарко, ещё жарче, чудовищно жарко!
Солнце находится в центре нашей системы планет, которую мы так и называем – Солнечная система. Гигантский огненный шар делает возможной саму жизнь на Земле.
Внутри солнечного ядра происходит ядерный синтез. Из-за огромной температуры и высокого давления четыре атома водорода сливаются в один атом гелия. Во время этого процесса выделяется много тепла и света.
И ещё кое-что о Солнце• Солнце весит примерно 1 991 000 000 000 000 000 000 000 000 000 килограммов. Так что оно совсем не легковесное и составляет 99 % общей массы нашей Солнечной системы. Для сравнения: Земля весит «всего» 6 000 000 000 000 000 000 000 000 килограммов (то есть 1/331 массы Солнца).
• Диаметр Солнца чуть меньше 1,4 миллиона километров. Это в сто с лишним раз больше диаметра Земли.
• Землю отделяют от Солнца почти 150 миллионов километров. Это расстояние было принято учёными в качестве астрономической единицы.
Когда-то в нашей Солнечной системе было девять планет, но с 2006 года их всего восемь. Вот они, по порядку от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Запомнить их поможет фраза-подсказка, где первые буквы слов соответствуют первым буквам названий планет: «Можешь Вышить Звёзды на Мантии Юноши Серебряными Удивительными Нитками».
Видишь, кого не хватает в этом списке? Правильно – Плутона! Он расположен дальше всех от Солнца и соответствует не всем характеристикам планеты. Вот почему его перевели в разряд карликовых планет.
Плутон находится в поясе Койпера. Это большое скопление кометообразных объектов. Некоторые из них примерно такие же по величине, как Плутон, например карликовая планета Эрида, открытая в 2005 году.
Кроме того, у Плутона очень необычная орбита. Если у других планет, обращающихся вокруг Солнца, они скорее круглые, то у орбиты Плутона форма скорее эллиптическая, то есть овальная.
В 2006 году учёные решили, что Плутон не может считаться планетой, потому что он не сумел очистить свою орбиту от других небесных тел. Его стали относить к карликовым планетам, таким как Церера и Эрида.