Раскройте секреты фундаментальной силы, которая объединяет целые галактики
1. Ваш вес меняется по мере ускорения
Гравитационное притяжение Земли заставляет вас двигаться к центру планеты, но земля на пути; это толкает против вас, соответствуя силе
точно. Именно этот толчок заставляет вас чувствовать себя тяжелым. Когда вы ускоряетесь до вершины американских горок, кресло сильнее прижимается к вашему телу, противодействуя силе гравитации и заставляя вас чувствовать себя тяжелее. Как только вы достигнете вершины, и каботажное судно начнет ускоряться вниз, ваше тело естественно хочет продолжать движение вверх. Стул отрывается от вашего тела, и вы чувствуете себя легче. По мере того как вагончик продолжает падать, опора стула полностью убирается, и вы на мгновение чувствуете себя невесомым перед тем, как спуститься. Эти косвенные изменения веса известны как «g-force».
2. Без гравитации ваше тело начинает работать неправильно
Наши тела эволюционировали на поверхности Земли и оптимизированы для работы в условиях гравитации Земли, но в условиях микрогравитации наши системы не могут нормально функционировать. Если на наших несущих костях нет веса, организм начинает выводить кальций, и если мы прекращаем использовать мышцы, которые поддерживают наши спину и ноги, они становятся слабее.
3. Вы бы чувствовали себя невесомыми в центре Земли
Гипотетически, если вы вырыли туннель с одной стороны Земли на другую и запрыгнули внутрь, вы бы ускорились к центру, достигая скорости около 7 900 метров (25 919 футов) в секунду. В центре вы мгновенно потеряете вес, но инерция продолжит вас переносить через туннель. Затем вы замедлялись, выходя из другого конца, через 42 минуты.
4. У рыб есть камни в головах, которые говорят им, какой путь
Растения и животные развили удивительные способы ощутить гравитационное притяжение Земли. В море у костистых рыб есть плавающие отложения карбоната кальция в их головах, называемые «ушами», которые стягиваются под действием силы тяжести. На суше растения имеют крахмальные зерна на кончиках корней, которые опускаются к земле, помогая направлять свои корни вниз.
5. Вы все еще можете чувствовать 90 процентов гравитации Земли на Международной космической станции
Международная космическая станция вращается вокруг Земли на высоте от 320 до 400 километров (200-250 миль), но, хотя живущие внутри космонавты и космонавты чувствуют себя невесомыми, они все еще находятся под влиянием микрогравитации. Гравитационное притяжение Земли удерживает космическую станцию на орбите, но она движется так быстро, что никогда не падает обратно на землю; астронавты чувствуют себя невесомыми, потому что они постоянно падают вокруг Земли.
6. Гравитация может согнуть свет
Если между Землей и источником света лежит большая коллекция материи, путь света искривляется по мере того, как он движется к нам, создавая пятна, множественные изображения или даже полное Кольцо Эйнштейна. Это называется гравитационным линзированием и объясняется тем, как масса влияет на ткань вселенной.
Эйнштейн объяснил, что гравитация является результатом массивных объектов, искажающих ткань пространства-времени, немного напоминающих шары для боулинга, сидящие на листе резины. Когда свет проходит мимо массивного объекта, он вынужден двигаться вокруг кривой, и его путь становится изогнутым.
7. Квантовая механика и гравитация не смешиваются
Теория общей теории относительности Эйнштейна говорит нам, как вселенная работает в больших масштабах, а квантовая механика объясняет, как взаимодействуют атомы, молекулы и фундаментальные частицы. Беда в том, что две идеи не подходят друг другу. Согласование двух теорий является одной из самых больших проблем, стоящих перед современной физикой.
Квантовая механика и гравитация не смешиваются
8. Некоторые бактерии лучше растут в условиях микрогравитации.
Колонии бактерий, выращенных на борту космического челнока НАСА, вели себя совершенно иначе, чем идентичные бактерии, выращенные на Земле. Они слипались в формах, которые никогда не видели на земле, и им удавалось выживать в гораздо более высоких плотностях. Понимание этих изменений может помочь защитить космонавтов от опасных бактериальных биопленок во время длительного космического полета.
9. «Гравитация Луны делает выпуклые океаны Земли
GravГравитационное притяжение Луны оказывает заметное влияние, так как оно дергает Землю; это тянет на воде, заставляя океаны выпячиваться. Когда Земля и Луна вращаются вместе, вода на противоположной стороне планеты также выпирает наружу благодаря центробежной силе. Когда Земля вращается вокруг своей оси, эти выпуклости движутся, вызывая приливы.
10. Темная энергия работает против силы тяжести
Гравитационное притяжение недостаточно мощно, чтобы удерживать вселенную на неопределенное время. Со времени Большого взрыва Вселенная расширяется, и притяжению гравитации противостоит так называемая темная энергия. Гравитация сильна только на коротких расстояниях, но считается, что темная энергия распространяется равномерно, вызывая ускорение расширения вселенной и не давая гравитации свести все воедино.
11. Чрезвычайная сила тяжести может разорвать целые звездные системы на части
Когда массивная звезда умирает, она оставляет позади остаточное ядро с такой большой массой, что она разрушается под действием собственной гравитации, создавая черную дыру. Черные дыры имеют такое сильное гравитационное притяжение, что даже свет не может вырваться. Они могут разорвать соседние звезды на части и полностью измельчить составляющие их атомы.
12. Ньютон не был поражен яблоком
Большая идея сэра Исаака Ньютона о гравитации не была вызвана стуком в голову. Достаточно просто увидеть, как яблоко упало на землю, чтобы заставить его задуматься.
13. Гравитация не сила
Согласно Эйнштейну, гравитация на самом деле не является силой вообще. Ткань пространства-времени изогнута массивными объектами, искажающими пути других объектов - явление, которое мы видим и чувствуем как гравитацию.
14. Гравитация однонаправленная
Магниты могут притягивать и отталкивать, но гравитация работает только в одном направлении. Он заставляет массивные объекты объединяться, но его нельзя повернуть вспять, чтобы разделить их.
15. Диапазон гравитации бесконечен
Гравитация может быть самой слабой из четырех фундаментальных сил, но имеет неограниченный радиус действия. Его сила быстро уменьшается при удалении объектов друг от друга, но теоретически его охват бесконечен.
16. Гравитация Земли комковатая
Из гор и долин становится ясно, что Земля не является идеальной сферой, а под поверхностью распределение камней и минералов неравномерно, что создает карманы различной плотности и, следовательно, разной гравитации.
НАСА проверяет гравитацию Земли с помощью двух спутников GRACE. Когда первый спутник приближается к плотной области, он тянется вперед, немного мчится вперед, а когда он проходит мимо, он тянется назад. Измеряя расстояние между ними, создаются подробные гравитационные карты.
17. Ньютон и Эйнштейн не единственные, кто задумался о гравитации
Гравитация была задумана некоторыми из величайших умов мира. В древнегреческой философии Аристотель учил, что все объекты движутся к своему «естественному месту»; некоторые, как камни, будут притягиваться к центру Земли, другие, как пар, будут притягиваться к небесам.
18. Гравитация движется со скоростью света
В соответствии с теорией тяготения Ньютона, сила притяжения является «постоянной», но, согласно Эйнштейну, эффекты гравитации распространяются со скоростью света, что означает, что если Солнце внезапно исчезло, мы будет продолжать вращаться вокруг пустого пространства в течение более восьми минут. Эта идея была подтверждена в 2002 году, когда скорость гравитации была измерена впервые.
19. Вы весите на Земле почти в три раза больше, чем на Марсе
Масса - это фиксированное свойство, основанное на всех атомах, составляющих ваше тело; это всегда одно и то же, находитесь ли вы на Земле, внутри Международной космической станции или стоите на поверхности Луны. Ваш вес - сила гравитации, действующая на вашу массу, и определяется как масса, умноженная на ускорение силы тяжести. На других планетах гравитационное притяжение отличается, поэтому, хотя ваша масса точно такая же, ваш вес изменится.
20. Гравитация может быть использована для создания космической рогатки
Чтобы отправить космический корабль в дальние уголки Солнечной системы, требуется огромное количество энергии, поэтому космические агентства используют для этого технику, называемую «гравитационная помощь». Вместо того, чтобы направиться прямо к цели, космический корабль совершает кругосветное путешествие и пролетает мимо планеты, такой как Земля, Марс или Юпитер, используя свой орбитальный импульс в качестве повышения.
21. Гравитационное притяжение Земли на самом деле слабее, чем притяжение магнита на холодильник.
Гравитация является самой слабой из четырех основных сил. Все гравитационное притяжение Земли не может конкурировать с сильной ядерной силой, которая удерживает ядра атомов вместе. Он не может противостоять электромагнитной силе, удерживающей магнит на вашем холодильнике, и не может остановить слабую ядерную силу, которая ответственна за радиоактивный распад.
22. Космонавты практикуют невесомость в самолетах
Самолеты могут выполнять быстрое движение вверх-вниз, называемое параболической дугой, чтобы вызвать короткий период невесомости, позволяя людям тренироваться для космических путешествий.
23. Ученые изучают гравитацию в космических лабораториях
Одно из лучших мест для изучения гравитации - в готовой лаборатории космического пространства. Наблюдение за близко вращающимися парами или трио нейтронных звезд и белых карликов позволяет ученым измерить эффекты гравитации.
24. Спиннинг создает искусственную гравитацию
На вращающейся ярмарочной площадке внешние стены создают внутреннюю движущую силу, которая удерживает людей, путешествующих по кругу. Это называется центростремительной силой, и эффект ощущается как гравитация.
25. Массивные объекты создают гравитационные волны при движении
Согласно теории относительности Эйнштейна, массивные объекты деформируют ткань пространства-времени. Когда эти объекты движутся, они создают рябь, очень похожую на водного лодочника, который катается на коньках через пруд.
Чтобы узнать больше о научных и технических статьях, приобретите последнюю версию « Как это работает» во всех хороших магазинах или на нашем веб-сайте. Если у вас есть планшет или смартфон, вы также можете загрузить цифровую версию на свое устройство iOS или Android. Чтобы никогда не пропустить выпуск журнала «Как это работает», подпишитесь «> подпишитесь сегодня !