Как недостаток гравитации влияет на жизнь в космосе кратко на английском
Обновлено: 02.07.2024
Есть, конечно. Именно она удерживает спутники на орбите планет, планеты на орбите звезд и звезды в пределах галактик и т.д.
Никуда от нее не денешься. Можно достичь невесомости, но это другая история)
Я бы только "в пределах созвездий" убрал. Созвездие это не промежуточная структура между звездой с её спутниками и. Читать дальше
Нет, это миф и обман придуманный ньютоном для подтверждения своей механической картины мира. Тела свойственно падать на землю с высоты, тк имеют вес и естественно плотность намного превышающий плотность газов в земной атмосфере. Есть много доказательств, что гравитации и притяжения нет, но ученные отказывают в этой идеи ибо придётся переписывать историю мироздания и. Читать далее
Безусловно есть, именно благодаря гравитации вселенная такая, какой мы её привыкли видеть, из-за гравитации солнце удерживает планеты своей системы, а земля луну и список заслуг Г. этим не ограничивается.
Сюда ещё можно добавить волшебную иллюминацию света, когда сверхмассивная звезда раздваивает свет от галактик. Читать дальше
В космосе есть и будет гравитация. И если вам говорят, что такого быть не может - вам врут или этот человек мало, что знает из области физики и астрономии. На какое-нибудь расстояние не отдалялись тела, их взаимное притяжение никогда не станет равным нулю. Тяготение может быть сколько угодно малым, но быть нулю - нет. Это один из свойств гравитации. Именно благодаря. Читать далее
Я имел ввиду, что зубы и хребет человека без нагрузок " сдохнут".
Достаточно часто во многих источниках утверждается, что в космосе нет гравитации, сама неоднократно с этим сталкивалась,это неправда. Возникают эти заблуждения потому что многие видят фото и видео космонавтов с МКС парящих в воздухе и делают вывод мол земная гравитация им не чужда, конечно это не так. Более того, она там почти такая же, как на Земле. В самом деле, сила г. Читать далее
Гравитация в виде гравитационных волн в настоящее время витает в умах многих людей. Мы все испытываем силу тяжести. Подпрыгните — и вы вернетесь на землю. К сожалению для всех, кто хочет стать сверхчеловеком. Но что, если отключить гравитацию? Если однажды сила тяжести исчезнет, полет в космос будет меньшим из зол. Физики уверены, что такого никогда не произойдет. Но что мешает нам проводить мысленные эксперименты? И что думают эксперты на тему внезапного исчезновения гравитации?
Джей Баки, врач и однажды астронавт NASA, рассказал, как отсутствие гравитации влияет на организм человека. Наши тела адаптированы к гравитационным условиям Земли. Если мы живем некоторое время там, где гравитация другая (например, на борту космической станции), наше тело меняется.
Уже ни для кого не секрет, что слава космонавта немного омрачена фактом потери костной массы и мышечной силы во время пребывания в космосе, меняется также чувство равновесия.
Имеются веские основания полагать, что тело человека будет развиваться по-другому.
Баки приводит в пример эксперимент, в котором кошка росла с одним глазом, постоянно закрытым повязкой. В результате выросла слепой на один глаз. Схема, которая связывает глаз с мозгом, просто не смогла развиться, поскольку глаз не обрабатывал никакую визуальную информацию. Как говорится, если украли, значит, плохо смотрел, значит, не нужно.
Вполне возможно, другие части нашего тела будут развиваться подобным образом. Если гравитация не будет влиять на наше сердце, мышцы и кости, наши органы будут развиваться иначе. Выходит, без гравитации нам нужно было бы подумать о долгосрочных планах развития человечества.
Карен Мастерс, астроном Университета Портсмута в Великобритании, изучает непосредственные физические последствия потери гравитации. Первая проблема в том, что Земля вращается с высокой скоростью, подобно грузику на леске, который вы вращаете над головой.
Тот, кому не повезет оказаться снаружи в этот момент, будет потерян навсегда. Людям внутри зданий повезет больше, поскольку здания крепко уходят корнями в землю и могут стоять даже без гравитации — по крайней мере некоторое время.
Первыми в космос отойдут атмосфера Земли и ее океаны, реки и озера. Ну и, конечно, мы все умрем. Отсутствие гравитации также приговорит нашу планету. Сама Земля развалится на части и отправится плавать в космос. Похожая судьба постигнет Солнце. Без силы тяжести, удерживающей его вместе, ядро просто взорвется под давлением.
Похожая вещь произошла бы со всеми звездами во Вселенной. Но поскольку они далеко, пройдут годы, прежде чем свет оповестит об их скоропостижной кончине. В конечном счете не останется никаких клочков материи, ни звезд, ни планет — ничего. Будет просто диффузный суп из атомов и молекул, дрейфующих вокруг.
Этот сценарий — который, кстати, чтобы вы помнили, никогда не произойдет, — иллюстрирует, насколько тесно гравитация определяет работу Вселенной. Это одна из четырех фундаментальных сил, управляющих Вселенной. Три другие тоже важны. Без электромагнетизма, сильного и слабого взаимодействий, атомы разлетелись бы на части. Но гравитация все-таки самая интересная из них — иначе нас не так вдохновляли бы мысли об антигравитации.
Проблемы с вестибулярным аппаратом — не единственное последствие длительного пребывания в условиях микрогравитации. Астронавты, которые проводят на МКС больше месяца, часто страдают от нарушения сна, замедления работы сердечно-сосудистой системы и метеоризма.
Недавно НАСА завершило эксперимент, в ходе которого ученые сравнили геном братьев-близнецов: один из них провел на МКС почти год, другой совершал лишь кратковременные полеты и большую часть времени находился на Земле. Долговременное пребывание в космосе привело к тому, что 7% ДНК первого астронавта изменились навсегда — речь идет о генах, связанных с иммунной системой, формированием костной ткани, кислородным голоданием и избыточным количеством углекислого газа в организме.
В условиях микрогравитации человек будет вынужден бездействовать: речь идет не о пребывании астронавтов на МКС, а о полетах в глубокий космос. Чтобы выяснить, как такой режим повлияет на здоровье астронавтов, Европейское космическое агентство (ESA) на 21 день положило 14 добровольцев в наклоненную в сторону головы кровать. Эксперимент, который позволит на практике проверить новейшие методы борьбы с невесомостью — такие как улучшенные режимы физических упражнений и питания — намерены совместно провести НАСА и Роскосмос.
Как гравитация может существовать в космосе
Прежде всего стоит понять, что гравитация существует везде — в некоторых местах она слабее, в других сильнее. И космическое пространство не является исключением.
МКС и спутники находятся под постоянным влиянием гравитации: если объект находится на орбите, он, говоря упрощенно, падает вокруг Земли. Подобный эффект возникает, если бросить мяч вперед — прежде чем упасть на землю, он немного пролетит в направлении броска. Если бросить мяч сильнее, он пролетит дальше. Если вы супермен, а мяч — ракетный двигатель, он не упадет на землю, а облетит вокруг нее и продолжит вращаться, постепенно выходя на орбиту.
Микрогравитация предполагает, что люди внутри корабля не находятся в воздухе — они падают с корабля, а тот, в свою очередь, падает вокруг Земли.
Благодаря тому, что гравитация является силой притяжения между двумя массами, мы остаемся на поверхности Земли, когда идем по ней, а не уплываем в небо. В этом случае вся масса Земли притягивает массу наших тел к своему центру.
Как создать искусственную гравитацию
Искусственной гравитации как таковой не существует, чтобы ее создать, человеку необходимо узнать всё об естественной гравитации. В научной фантастике существует концепция имитации гравитации: она позволяет экипажу космических кораблей ходить по палубе, а предметам стоять на ней.
В теории существует два способа создать имитацию гравитации, и ни один из них пока не был использован в реальной жизни. Первый — это использование центростремительной силы для моделирования силы тяжести. Корабль или станция при этом должны представлять собой колесоподобную конструкцию, состоящую из нескольких постоянно вращающихся сегментов.
Будучи директором Центра космических полетов имени Маршалла НАСА, фон Браун популяризировал идею российского ученого Константина Циолковского о создании тороидальной космической станции на основе конструкции со ступицами, напоминающей велосипедное колесо. Если колесо вращается в пространстве, то инерция и центробежная сила могут создать своего рода искусственную гравитацию, которая тянет предметы к внешней окружности колеса. Это позволит людям и роботам ходить по полу, как на Земле, а не плавать в воздухе, как на МКС.
Однако у этого метода есть существенные недостатки: чем меньше космический корабль, тем быстрее он должен вращаться — это приведет к возникновению так называемой силы Корнолиса, при которой на точки, расположенные дальше от центра, сила тяжести будет влиять сильнее, чем на более близкие к нему. Другими словами, сила тяжести будет действовать на голову астронавтов сильнее, чем на ноги, что вряд ли им понравится.
Чтобы избежать этого эффекта, размер корабля должен в несколько раз превышать размер футбольного поля — вывод такого аппарата на орбиту будет стоить крайне дорого, учитывая, что стоимость одного килограмма груза при коммерческих запусках варьируется от $1,5 тыс. до $3 тыс.
Другой метод создания имитации гравитации более практичен, но также крайне дорог — речь идет о методе ускорения. Если корабль на определенном отрезке пути сначала будет разгоняться, а затем развернется и начнет тормозить, то возникнет эффект искусственной гравитации.
Для реализации этого метода потребуются колоссальные запасы топлива — дело в том, что двигатели должны работать почти непрерывно за исключением короткого перерыва в середине пути — во время разворота корабля.
Реальные примеры
Несмотря на высокую стоимость запуска аппаратов с имитацией гравитации, компании по всему миру пытаются построить такие корабли и станции.
Реализовать концепцию Фон Брауна пытается компания Gateway foundation — исследовательский фонд, который планирует построить вращающуюся станцию на орбите Земли. Предполагается, что по окружности колеса будут располагаться капсулы, которые смогут покупать государственные и частные аэрокосмические компании для проведения исследований. Некоторые капсулы будут проданы в качестве вилл самым богатым жителям Земли, а другие будут использоваться как отели для космических туристов.
Стыковочный отсек будет находится в центре станции — оттуда людей и грузы будут доставлять на лифтах в капсулы.
Способ привлечения денег компания выбрала неоднозначный: она намерена организовать лотерею, победители которой помимо денежного вознаграждения получат возможность бесплатно полететь на станцию и провести ночь в ее капсуле. Когда аппарат будет выведен на орбиту, в компании не раскрывают.
Над созданием аппарата с искусственной гравитацией для проведения долговременных космических исследований работала и НАСА. В 2011 году космическое агентство представило концепцию вращающегося космического корабля с надувными модулями Nautilus-X, который должен был снизить влияние микрогравитации на ученых, находящихся на его борту.
Предполагалось, что проект будет стоить всего $3,7 млрд — очень мало для подобных аппаратов, — а на его строительство потребуется 64 месяца. Однако Nautilus-X так и не вышел за рамки первоначальных чертежей и предложений.
Вывод
Пока самый вероятный способ получить имитацию гравитации, которая защитит корабль от последствий ускорения и даст постоянное притяжение без необходимости постоянно использовать двигатели — это обнаружить частицу с отрицательной массой. Все частицы и античастицы, которые ученые когда-либо обнаружили, имеют положительную массу. Известно, что отричательная масса и гравитационная масса равны друг другу, однако пока исследователям не удавалось продемонстрировать это знание на практике.
Исследователи из эксперимента ALPHA в ЦЕРНе уже создали антиводород — стабильную форму нейтрального антивещества — и работает над его изоляцией от всех других частиц на очень низких скоростях. Если ученым удастся это сделать, вероятно, в ближайшее время искусственная гравитация станет реальнее, чем сейчас.
Латинское слово gravitas означает вес и дает нам слово "гравитация", которое является силой, которая дает объектам их вес. Это также корень слова "гравитировать", которое описывает то, что делает гравитация: заставляет объекты притягиваться друг к другу. Это то, что удерживает людей на Земле и держит Землю на своем месте в Солнечной системе. Хотя древние философы задавались вопросом, почему объекты падали столетия назад, у ученых до сих пор остаются вопросы о том, как действует гравитация и сегодня.
Что такое гравитация?
Проще говоря, гравитация - это сила, которая притягивает два тела друг к другу. Все, что имеет материю, то есть все, к чему можно прикоснуться, имеет гравитационное притяжение. Это включает в себя яблоки, людей и Землю. Несмотря на термин невесомость, невозможно избежать гравитационных сил. Космонавты все еще подвержены воздействию гравитации, но они движутся так быстро, что не приближаются к центру планеты и находятся в постоянном состоянии свободного падения.
Гравитация, масса и расстояние
Степень гравитации любого объекта пропорциональна массе объекта. Объекты с большей массой имеют большую гравитацию. Поскольку Земля является самым крупным и ближайшим объектом вокруг, все притягивается к ее гравитационному притяжению, а это означает, что яблоки падают на землю, а не притягиваются к голове человека.
Расстояние также влияет на гравитацию. Если объект находится далеко, то гравитационное притяжение слабее. Например, в космосе есть точка, где притяжение Марса становится сильнее притяжения Земли.
Фундаментальные силы во Вселенной
По мнению физиков, четыре фундаментальные силы Вселенной - это гравитация, электромагнитные, слабые и сильные взаимодействия. Силы изменяют движение объекта, и эти четыре фундаментальные силы определяют, как все во Вселенной взаимодействует. Гравитация - самая слабая сила, но она наиболее легко видима и оказывает наибольшее влияние на крупномасштабном уровне. Это не только причина, по которой люди могут ходить по Земле, но и удерживает планеты, вращающиеся по орбите вокруг Солнца, и Солнце на своем месте в галактике.
Древняя история гравитационной теории
Древние греки верили, что сила, притягивающая предметы к Земле, была внутренней тяжестью, а не внешней силой. Тяжелые люди естественным образом притягиваются к Земле, в то время как легкие языки пламени прыгают к небу. Напротив, индийские ученые, в частности Арьябхата, говорили, что некая сила удерживает объекты на Земле, хотя его теория помещает Землю в центр вселенной. В 600-х годах н. э. математик Брахмагупта был первым, кто описал гравитацию как силу притяжения.
Гравитационная теория эпохи Возрождения
Говорят, что Галилей бросал предметы со стороны падающей Пизанской башни, чтобы наблюдать, что происходит, когда они падают. Независимо от того, была ли задействована башня или нет, Галилей обнаружил, что все объекты имеют тенденцию ускоряться с одинаковой скоростью при падении. Другие ученые основывались на своей работе, а Гримальди и Риччоли вычислили гравитационную постоянную. Другие работы по гравитации сосредоточены вокруг астрономии и Иоганна Кеплера, построенного на этих теориях для расчета орбит известных планет.
Закон всемирного тяготения
Другая легенда о гравитации гласит, что Исаак Ньютон был поражен падающим яблоком и понял, что должна быть сила, заставляющая вещи падать на землю. Он написал уравнение, в котором описывается сила гравитации, показывающее, что чем массивнее объекты, тем больше сила притяжения между ними. Оно также показало, что чем дальше они находятся, тем слабее тяга. Некоторые планеты двигались так, что не могли объяснить это уравнение, но по большей части оно существовало веками.
Эйнштейн и общая теория относительности
Теория общей относительности Эйнштейна изменила взгляд физиков на гравитацию. Считается, что воздействие гравитации вызвано не силой, а кривой в пространстве-времени, которая возникает вокруг крупных объектов, а скорее похожа на шар для боулинга, сидящий на батуте. Эта теория объяснила странную орбиту Меркурия и установила ньютоновскую гравитацию на его голову, поскольку гравитация больше не была силой, а следствием геометрии.
Что делает гравитация?
Гравитация оказывает несколько воздействий на реальный мир. Помимо того, что гравитация не только удерживает предметы на земле, но и придает им вес. Объекты меньше весят на планетах с меньшей гравитационной тягой. Гравитация Луны - это сила, которая создает океанские приливы. Гравитация также удерживает Землю на комфортном расстоянии от Солнца и удерживает атмосферу на месте, давая всем живым существам воздух, пригодный для дыхания, и защищая их от солнечного излучения.
Гравитация и сотворение Вселенной.
Гравитация также является существенным элементом в создании Вселенной. Газы, существующие во Вселенной, притягиваются друг к другу под действием гравитации и объединяются в крупные объекты, в том числе звезды и планеты. Некоторые исследователи считают, что именно гравитация стабилизировала частицы после Большого взрыва, остановив коллапс Вселенной. Гравитация притягивает солнечные системы друг к другу, образуя галактики, и как таковая является основополагающим элементом в создании Вселенной.
Гравитация и научные исследования
Научные исследования в области гравитации будут продолжаться и в будущем. Теория относительности объясняет некоторые аномалии в ньютоновской гравитации; во Вселенной все еще есть тайны, которые ученые не могут объяснить. Гравитация не вписывается в теорию квантовых полей, и ученые до сих пор исследуют, как она соединяется с другими фундаментальными силами. Исследования гравитации также имеют более практическое применение. Космические аппараты НАСА отслеживают изменения гравитации Земли, что помогает ученым отслеживать изменения уровня моря и земной коры.
Читайте также: