Физика без преград. Увлекательные научные факты, истории, эксперименты
Не только физика
№ 76
Земля – не шар
Еще Пифагор и Аристотель, за много лет до нашей эры, говорили о том, что Земля имеет форму шара, и даже приводили доказательства. Тогда им почти никто не верил, но через много веков сей факт был доказан на практике: известный путешественник Магеллан обогнул нашу планету, совершив первое кругосветное путешествие в истории.
Только все свыклись с мыслью, что живут не на плоскости, стоящей на спине трех китов, а на шаре, как Ньютон снова внес путаницу: он заявил, что Земля – это эллипсоид, приплюснутый со стороны полюсов. Как и во многих других случаях, ученый оказался прав. В районе экватора на вращающуюся Землю действует центробежная сила, поэтому там планета немного шире.
Сегодня ученые называют землю геоидом – эта геометрическая фигура придумана специально для отражения формы нашей планеты. Геоид – это что-то вроде помятой груши (с впадинами и выпуклостями), слегка вытянутой со стороны Северного полюса и приплюснутой со стороны Южного.
Что же придает планете столь неправильную форму? Ученые доказали, что дело в неоднородности земных недр. В некоторых местах образовались выпуклости в виде горных массивов, перетянувшие на себя массу; там, где массы не хватает, имеются впадины, заполненные водой, – моря и океаны. Южный полюс покрыт льдом, он плоский и приплюснутый. На Северном находится океан, на который влияет притяжение других небесных тел, заставляя его немного выпячиваться. По сути, отклонения от шарообразной формы невелики, но они имеют большое значение для геодезии, астрономических исследований и спутниковой навигации.
Трудно идти совершенно прямо по земле, которая шарообразна. – Янина Ипохорская
№ 77
А кстати, что такое Космос? Вселенная глазами ученых
Где начинается космос? Не так далеко, как можно было бы подумать. Граница между земной атмосферой и началом космического пространства находится на высоте 100 км над уровнем моря. На самом деле никакой границы там, конечно, нет, атмосфера, по мере удалении от земли, разряжается постепенно. Эта условная линия разделяет сферы влияния авиации и космонавтики. Ниже этой отметки возможны полеты на самолетах, выше – только на космических аппаратах, развивающих высокие скорости.
Космосом называют все пространство Вселенной, расположенное за границей атмосферы Земли и других небесных тел. Плотность расположения объектов в космосе довольно низкая, между планетами, звездами и галактиками пролегают невообразимо огромные пустые пространства. Самая пустая часть космоса – межгалактическое пространство. В промежутках между галактиками нет практически ничего, кроме космической пыли и очень разряженного газа.
Греческий термин «космос» (порядок, миропорядок) определялся гипотетически замкнутым вакуумом вокруг Земли – центра Вселенной
Межзвездное пространство находится внутри галактики, в нем тоже есть немного газа и пыли, магнитные поля, космическое излучение и загадочная темная материя, которую еще называют галактическим клеем – за то, что она удерживает объекты галактики вместе.
Самая близкая к нам часть космоса – межпланетное пространство, то, что находится внутри Солнечной и других звездных систем. Здесь, кроме всего, что есть в любой части Вселенной, имеется электромагнитное излучение, исходящее от центральной звезды и окружающих ее планет. К сожалению, кроме пыли, в Солнечной системе можно встретить и космический мусор – следы деятельности человека на орбите.
Космос вовсе не далек. До него всего час езды – при условии, что твоя машина может ехать вертикально вверх. – Фред Хойл
На каждого живущего на Земле приходится 24 Галактики в наблюдаемой Вселенной – всего 170 миллиардов Галактик!
№ 78
Сложная система. Галактика и ее элементы
Пролетая ночью над землей на самолете, мы видим города, напоминающие россыпи огней, а между ними – промежутки темного пространства. Примерно так же, как эти огоньки в ночи, расположены звезды во Вселенной: они собираются в группы. Галактика – это самое крупное объединение звезд, состоящее из отдельных светил и звездных скоплений. Связаны эти объекты между собой силой гравитации.
Самая распространенная форма галактики – спираль, так выглядят более половины галактик во Вселенной, в том числе и та, в которой находится наша Солнечная система. Кроме того, существуют галактики в форме эллипса, линзы и так называемые неправильные галактики – неопределенной клочковатой формы.
Во Вселенной ничто не стоит на месте, все движется по кругу: планеты вокруг звезд, звезды вокруг ядра галактики, которое находится в ее центре. Основная масса звезд размещается в диске галактики, кроме того, у галактики (если она спиральная) могут быть рукава. Окружает галактику звездное гало – невидимое образование, имеющее сферическую форму и состоящее в основном из темной материи и газа.
В нашу галактику Млечный Путь входит около 200 миллиардов звезд. Это ее мы наблюдаем на ночном небе в виде ярко светящейся полосы. Она имеет форму диска с рукавами, закрученными в спирали, но так как Солнечная система находится на краю галактического диска, мы видим Млечный Путь в форме полосы. Кроме нашей, во Вселенной есть миллиарды других галактик, ближайшая из них – Туманность Андромеды, ее можно увидеть даже без помощи телескопа.
Представьте шесть пылинок на вокзале Ватерлоо – вот такая, и даже меньше, плотность звезд в космосе. – Джеймс Джинс
№ 79
Не слетать ли в созвездие Кентавра? О расстояниях во Вселенной
Стали бы мы измерять расстояние до соседнего города в миллиметрах? Конечно, нет, это же неудобно. Вот и астрономам неудобно иметь дело с привычными для нас километрами. Самая распространенная единица измерения в космосе – световой год, или расстояние, которое свет проходит за год. Он равен 9400 миллиардов километров.
Галактика Млечный Путь далеко не самая большая во Вселенной, ее диаметр всего 100 000 световых лет. Для сравнения, от Солнца до Земли свет доходит за 8 минут. От нашего светила до центра галактики можно добраться за 33 000 световых лет, до звезд созвездия Кентавра – за 17 000 световых лет. Ближайшая к нам галактика Туманность Андромеды находится на расстоянии 2 000 000 световых лет. А если говорить об удаленных галактиках, то придется перейти к более масштабным единицам измерения – парсекам и мегапарсекам.
№ 80
Планету растрясло! Причины землетрясений
Под землей всегда неспокойно: литосферные плиты, составляющие поверхность планеты, плавают в полурасплавленной мантии, перемещаются, сталкиваются и т. п. Землетрясения происходят каждый день десятками и даже сотнями, но большую часть из них мы даже не замечаем, настолько они незначительны. Опасны сильные толчки, идущие из недр земли: они вызывают разломы и перемещения горных пород, что становится причиной серьезных разрушений на поверхности.
Такие толчки могут быть вызваны столкновением соседних плит, их трением или проникновением краев друг под друга. Иногда землетрясение происходит в центре тектонической плиты, из-за того, что она деформировалась от перепада температуры или давления. Бывает, что причиной землетрясения становится извержение вулкана: большое количество магмы выходит на поверхность, внутри образуется пустота и начинаются перемещения пород.
Некоторые землетрясения вызваны деятельностью человека. Откачивая нефть и газ, создавая искусственные водохранилища, проводя подземные ядерные испытания, люди нарушают внутренний баланс в недрах земли. Результатом часто становится повышенная сейсмическая активность.