Wird sich das Universum für immer ausdehnen oder wird es schließlich wieder zu einem winzigen Fleck zusammenbrechen? Eine im Juni veröffentlichte Studie stellt fest, dass nach der Mainstream-Theorie der Physik eine unendliche Expansion unmöglich ist. Es sind jedoch neue Beweise aufgetaucht, dass ein sich ständig erweiterndes Universum noch nicht ausgeschlossen werden kann.

Dunkle Energie und kosmische Expansion

Unser Universum ist von einer massiven und unsichtbaren Kraft durchsetzt, die die Schwerkraft auszugleichen scheint. Physiker nennen es dunkle Energie. Es wird angenommen, dass sie es ist, die den Raum verdrängt. Aber das Juni-Papier impliziert, dass sich die dunkle Energie im Laufe der Zeit verändert. Das heißt, das Universum wird sich nicht ewig ausdehnen und kann auf die Größe des Urknallpunktes zusammenbrechen.

Physiker fanden sofort Probleme in der Theorie. Sie glauben, dass die ursprüngliche Theorie nicht wahr sein kann, da sie die Existenz des Higgs-Bosons, das im Large Hadron Collider identifiziert wurde, nicht erklärt. Die Hypothese kann jedoch brauchbar sein.

Wie kann man die Existenz von allem erklären?

Die Stringtheorie (Theory of Everything) gilt als mathematisch elegante, aber experimentell unbewiesene Basis, um Einsteins allgemeine Relativitätstheorie mit der Quantenmechanik zu kombinieren. Die Stringtheorie legt nahe, dass alle Teilchen im Universum keine Punkte sind, sondern durch schwingende eindimensionale Saiten dargestellt werden. Unterschiede in den Schwingungen machen es möglich, ein Teilchen als Photon und ein anderes als Elektron zu sehen.

Um jedoch lebensfähig zu bleiben, muss die Stringtheorie dunkle Energie beinhalten. Stellen Sie sich letzteres als Kugel in einer Landschaft aus Bergen und Tälern vor. Befindet sich der Ball auf einem Berg, kann er bewegungslos bleiben oder bei der geringsten Störung herunterrollen, da ihm die Stabilität entzogen wird. Wenn es unverändert bleibt, ist es mit geringer Energie ausgestattet und befindet sich in einem stabilen Universum.

Konservative Theoretiker haben lange geglaubt, dass dunkle Energie im Universum konstant und unveränderlich bleibt. Das heißt, der Ball ist zwischen den Bergen im Tal eingefroren und rollt nicht von oben. Die Juni-Hypothese legt jedoch nahe, dass die Stringtheorie die Landschaft mit Bergen und Tälern über dem Meeresspiegel nicht berücksichtigt. Vielmehr ist es ein leichtes Gefälle, wo der Ball aus dunkler Energie herunterrollt. Während sie rollt, wird die dunkle Energie kleiner und kleiner. Alles kann damit enden, dass dunkle Energie beginnt, das Universum zurück zum Urknallpunkt zu ziehen.

Aber es gibt ein Problem. Wissenschaftler haben gezeigt, dass solche instabilen Berggipfel existieren müssen, weil es ein Higgs-Boson gibt. Es war auch experimentell möglich zu bestätigen, dass sich diese Teilchen in instabilen Universen befinden können.

Probleme mit der Stabilität der Universen

Die ursprüngliche Hypothese stößt in instabilen Universen auf Probleme. Die überarbeitete Version zeigt die Möglichkeit von Berggipfeln an, verwirft aber stabile Täler. Das heißt, der Ball sollte anfangen, nach unten zu rollen, und die dunkle Energie sollte sich ändern. Aber wenn die Hypothese falsch ist, dann wird die dunkle Energie konstant bleiben, wir werden im Tal zwischen den Bergen bleiben und das Universum wird sich weiter ausdehnen.

Die Forscher hoffen, dass Satelliten, die die Expansion des Universums messen, innerhalb von 10 bis 15 Jahren helfen werden, die konstante oder sich verändernde Natur des Universums zu verstehen.

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Von Kindheit an merken wir uns elementare Wahrheiten über die Struktur des Universums: Alle Planeten sind rund, es gibt nichts im Weltraum, die Sonne brennt. Inzwischen ist dies nicht wahr. Kein Wunder, dass die neue Bildungs- und Wissenschaftsministerin Olga Vasilyeva kürzlich angekündigt hat, dass der Astronomieunterricht wieder in die Schulen zurückkehren muss. Redaktion Medienlecks unterstützt diese Initiative voll und ganz und lädt die Leser ein, ihr Verständnis der Planeten und Sterne zu aktualisieren.

1. Die Erde ist eine flache Kugel

Die wahre Form der Erde unterscheidet sich etwas von der Kugel aus dem Laden. Viele Menschen wissen, dass unser Planet von den Polen aus leicht abgeflacht ist. Außerdem sind verschiedene Punkte der Erdoberfläche in unterschiedlichen Abständen vom Zentrum des Kerns entfernt. Es ist nicht nur das Terrain, es ist nur so, dass die ganze Erde uneben ist. Verwenden Sie zur Verdeutlichung eine solche leicht übertriebene Darstellung.

Näher am Äquator hat der Planet im Allgemeinen eine Art Felsvorsprung. Daher ist beispielsweise der vom Zentrum des Planeten am weitesten entfernte Punkt auf der Erdoberfläche nicht der Everest (8848 m), sondern der Vulkan Chimborazo (6268 m) - sein Gipfel ist 2,5 km weiter entfernt. Dies ist auf den Bildern aus dem Weltraum nicht sichtbar, da die Abweichung von der idealen Kugel nicht mehr als 0,5% des Radius beträgt, außerdem glättet die Atmosphäre die Fehler im Erscheinungsbild unseres geliebten Planeten. Der korrekte Name für die Form der Erde ist das Geoid.

2. Die Sonne brennt

Wir sind es gewohnt zu denken, dass die Sonne ein riesiger Feuerball ist, also scheint es uns, dass sie brennt, es gibt eine Flamme auf ihrer Oberfläche. Tatsächlich ist die Verbrennung eine chemische Reaktion, die ein Oxidationsmittel und einen Brennstoff sowie eine Atmosphäre erfordert. (Deshalb sind übrigens Explosionen im Weltall fast unmöglich).

Die Sonne ist ein riesiges Stück Plasma in einem Zustand thermonuklearer Reaktion, sie brennt nicht, sondern leuchtet und emittiert einen Strom von Photonen und geladenen Teilchen. Das heißt, die Sonne ist kein Feuer, sie ist ein großes und sehr, sehr warmes Licht.

3. Die Erde dreht sich in genau 24 Stunden um ihre eigene Achse.

Es scheint oft, dass manche Tage schneller vergehen als andere. Seltsamerweise ist dies wahr. Ein sonniger Tag, d. h. die Zeit, während der die Sonne an dieselbe Position am Himmel zurückkehrt, variiert innerhalb von plus oder minus ungefähr 8 Minuten zu verschiedenen Jahreszeiten in verschiedenen Teilen des Planeten. Dies liegt daran, dass sich die lineare Bewegungsgeschwindigkeit und die Winkelgeschwindigkeit der Rotation der Erde um die Sonne ständig ändern, wenn sie sich entlang einer elliptischen Umlaufbahn bewegt. Die Tage steigen entweder leicht an oder nehmen leicht ab.

Neben dem Sonnentag gibt es auch einen Sterntag - die Zeit, in der sich die Erde in Bezug auf entfernte Sterne einmal um ihre Achse dreht. Sie sind konstanter, ihre Dauer beträgt 23 Stunden 56 Minuten 04 Sekunden.

4. Völlige Schwerelosigkeit im Orbit

Es ist üblich zu glauben, dass sich der Astronaut auf der Raumstation in einem Zustand völliger Schwerelosigkeit befindet und sein Gewicht Null ist. Ja, der Einfluss der Schwerkraft der Erde in einer Höhe von 100-200 km von ihrer Oberfläche ist weniger spürbar, aber sie bleibt genauso stark: Deshalb bleiben die ISS und die Menschen darin im Orbit und fliegen nicht weg eine gerade Linie in den Weltraum.

Einfach ausgedrückt befinden sich sowohl die Station als auch die Astronauten darin in einem endlosen freien Fall (nur fallen sie nicht nach unten, sondern nach vorne), und die Drehung der Station um den Planeten selbst hält den Höhenflug aufrecht. Korrekter wäre es Mikrogravitation zu nennen. Ein Zustand nahezu völliger Schwerelosigkeit ist nur außerhalb des Gravitationsfeldes der Erde erfahrbar.

5. Sofortiger Tod im Weltraum ohne Raumanzug

Seltsamerweise ist der Tod für einen Mann, der ohne Raumanzug aus der Luke eines Raumschiffs gefallen ist, nicht so unvermeidlich. Es wird sich nicht in einen Eiszapfen verwandeln: Ja, die Temperatur im Weltraum beträgt -270 ° C, aber die Wärmeübertragung im Vakuum ist unmöglich, sodass sich der Körper im Gegenteil zu erwärmen beginnt. Auch der innere Druck reicht nicht aus, um einen Menschen von innen in die Luft zu sprengen.

Die Hauptgefahr ist die explosive Dekompression: Gasblasen im Blut beginnen sich auszudehnen, aber theoretisch kann dies überlebt werden. Außerdem gibt es unter Weltraumbedingungen nicht genug Druck, um den flüssigen Zustand der Materie aufrechtzuerhalten, daher beginnt Wasser sehr schnell aus den Schleimhäuten des Körpers (Zunge, Augen, Lunge) zu verdunsten. In der Erdumlaufbahn unter direkter Sonneneinstrahlung sind sofortige Verbrennungen ungeschützter Hautpartien unvermeidlich (hier ist die Temperatur übrigens wie in einer Sauna - etwa 100 ° C). All dies ist sehr unangenehm, aber nicht tödlich. Es ist sehr wichtig, beim Ausatmen im Raum zu sein (das Anhalten der Luft führt zu einem Barotrauma).

Infolgedessen besteht laut NASA-Wissenschaftlern unter bestimmten Bedingungen die Möglichkeit, dass 30 bis 60 Sekunden im Weltraum keine lebensunverträglichen Schäden am menschlichen Körper verursachen. Der Tod wird schließlich durch Ersticken kommen.

6 Der Asteroidengürtel ist ein gefährlicher Ort für Raumschiffe

Science-Fiction-Filme haben uns gelehrt, dass Asteroidenhaufen ein Haufen Weltraumschrott sind, die in unmittelbarer Nähe zueinander fliegen. Auf Karten des Sonnensystems sieht der Asteroidengürtel zudem meist wie ein ernsthaftes Hindernis aus. Ja, an diesem Ort gibt es eine sehr hohe Dichte an Himmelskörpern, aber nur nach kosmischen Maßstäben: Blöcke von einem halben Kilometer fliegen in einer Entfernung von Hunderttausenden von Kilometern voneinander.

Die Menschheit hat ungefähr ein Dutzend Sonden gestartet, die über die Umlaufbahn des Mars hinausgingen und ohne das geringste Problem in die Umlaufbahn des Jupiter flogen. Undurchdringliche Klumpen von Weltraumfelsen und Felsen, wie sie in Star Wars gezeigt werden, können durch die Kollision zweier massiver Himmelskörper entstehen. Und dann - nicht mehr lange.

7. Wir sehen Millionen von Sternen

Der Ausdruck „Myriad Stars“ war bis vor kurzem nichts weiter als eine rhetorische Übertreibung. Mit bloßem Auge von der Erde aus können Sie bei klarstem Wetter nicht mehr als 2-3 Tausend Himmelskörper gleichzeitig sehen. Insgesamt in beiden Hemisphären - etwa 6.000. Aber auf den Fotografien moderner Teleskope findet man wirklich Hunderte Millionen, wenn nicht Milliarden von Sternen (noch niemand hat gezählt).

Ein aktuelles Hubble-Ultra-Deep-Field-Bild hat etwa 10.000 Galaxien eingefangen, von denen die entferntesten etwa 13,5 Milliarden Lichtjahre entfernt sind. Wissenschaftlern zufolge tauchten diese ultraentfernten Sternhaufen „nur“ 400 bis 800 Millionen Jahre nach dem Urknall auf.

8. Die Sterne sind fixiert

Nicht die Sterne bewegen sich über den Himmel, sondern die Erde dreht sich – bis ins 18. Jahrhundert waren sich Wissenschaftler sicher, dass mit Ausnahme von Planeten und Kometen die meisten Himmelskörper bewegungslos blieben. Im Laufe der Zeit wurde jedoch bewiesen, dass alle Sterne und Galaxien ausnahmslos in Bewegung sind. Würden wir vor mehreren zehntausend Jahren zurückgehen, würden wir den Sternenhimmel über unseren Köpfen (und übrigens auch das Sittengesetz) nicht wiedererkennen.

Das geschieht natürlich langsam, aber einzelne Sterne verändern ihre Position im Weltall so, dass es nach einigen Beobachtungsjahren auffällt. Bernards Stern "fliegt" am schnellsten - seine Geschwindigkeit beträgt 110 km / s. Auch Galaxien bewegen sich.

Beispielsweise nähert sich der Andromeda-Nebel, der von der Erde aus mit bloßem Auge sichtbar ist, der Milchstraße mit einer Geschwindigkeit von etwa 140 km/s. In etwa 5 Milliarden Jahren werden wir kollidieren.

9. Der Mond hat eine dunkle Seite

Der Mond ist der Erde immer auf einer Seite zugewandt, weil seine Rotation um die eigene Achse und um unseren Planeten synchronisiert ist. Dies bedeutet jedoch nicht, dass die Sonnenstrahlen niemals auf die für uns unsichtbare Hälfte fallen.

Bei Neumond, wenn die der Erde zugewandte Seite vollständig im Schatten liegt, wird die Rückseite vollständig beleuchtet. Auf dem natürlichen Trabanten der Erde ändert sich der Tag in der Nacht jedoch etwas langsamer. Ein voller Mondtag dauert ungefähr zwei Wochen.

10 Merkur ist der heißeste Planet im Sonnensystem

Es ist durchaus logisch anzunehmen, dass der sonnennächste Planet auch der heißeste in unserem System ist. Auch nicht wahr. Die Höchsttemperatur auf der Merkuroberfläche beträgt 427 °C. Das ist weniger als auf der Venus, wo ein Indikator von 477 °C verzeichnet wird. Der zweite Planet ist fast 50 Millionen km weiter von der Sonne entfernt als der erste, aber die Venus hat eine dichte Atmosphäre aus Kohlendioxid, die aufgrund des Treibhauseffekts die Temperatur hält und ansammelt, während Merkur praktisch keine Atmosphäre hat.

Es gibt noch einen Augenblick. Merkur vollzieht in 58 Erdentagen eine volle Umdrehung um seine eigene Achse. Eine zweimonatige Nacht kühlt die Oberfläche auf -173 °C ab, was bedeutet, dass die Durchschnittstemperatur am Äquator von Merkur etwa 300 °C beträgt. Und an den Polen des Planeten, die immer im Schatten bleiben, gibt es sogar Eis.

11. Das Sonnensystem besteht aus neun Planeten.

Seit unserer Kindheit sind wir daran gewöhnt zu denken, dass das Sonnensystem neun Planeten hat. Pluto wurde 1930 entdeckt und blieb mehr als 70 Jahre lang ein vollwertiges Mitglied des planetaren Pantheons. Nach vielen Diskussionen wurde Pluto jedoch 2006 in den Rang des größten Zwergplaneten in unserem System herabgestuft. Tatsache ist, dass dieser Himmelskörper keiner der drei Definitionen eines Planeten entspricht, wonach ein solches Objekt mit seiner Masse die Nachbarschaft seiner Umlaufbahn freimachen muss. Plutos Masse beträgt nur 7 % der Gesamtmasse aller Kuipergürtel-Objekte. Beispielsweise ist ein anderer Planetoid aus dieser Region, Eris, im Durchmesser nur 40 km kleiner als Pluto, aber deutlich schwerer. Zum Vergleich: Die Masse der Erde ist 1,7 Millionen Mal größer als die aller anderen Körper in der Nähe ihrer Umlaufbahn. Das heißt, es gibt immer noch acht vollwertige Planeten im Sonnensystem.

12 Exoplaneten sind wie die Erde

Fast jeden Monat erfreuen uns Astronomen mit Berichten, dass sie einen weiteren Exoplaneten entdeckt haben, auf dem theoretisch Leben existieren könnte. Die Fantasie zeichnet sofort einen grün-blauen Ball irgendwo in der Nähe von Proxima Centauri, wo es möglich sein wird, ihn abzuladen, wenn unsere Erde endlich zerbricht. Tatsächlich haben Wissenschaftler keine Ahnung, wie Exoplaneten aussehen und welche Bedingungen sie haben. Tatsache ist, dass sie so weit entfernt sind, dass wir ihre tatsächliche Größe, Zusammensetzung der Atmosphäre und Temperatur an der Oberfläche mit modernen Methoden noch nicht berechnen können.

In der Regel ist nur die geschätzte Entfernung eines solchen Planeten zu seinem Stern bekannt. Von den Hunderten von gefundenen Exoplaneten, die sich innerhalb der bewohnbaren Zone befinden und potenziell geeignet sind, erdähnliches Leben zu unterstützen, könnten nur wenige unserem Heimatplaneten ähnlich sein.

13. Jupiter und Saturn - Gaskugeln

Wir alle wissen, dass die größten Planeten im Sonnensystem Gasriesen sind, aber das bedeutet keineswegs, dass der Körper, sobald er sich in der Gravitationszone dieser Planeten befindet, durch sie hindurchfällt, bis er den festen Kern erreicht.

Jupiter und Saturn bestehen hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium. Unter den Wolken beginnt in einer Tiefe von mehreren tausend Kilometern eine Schicht, in der Wasserstoff unter dem Einfluss eines ungeheuren Drucks allmählich vom gasförmigen in den Zustand des flüssigen, siedenden Metalls übergeht. Die Temperatur dieser Substanz erreicht 6 Tausend ° C. Interessanterweise strahlt Saturn 2,5-mal mehr Energie in den Weltraum, als der Planet von der Sonne erhält, obwohl nicht ganz klar ist, warum.

14. Im Sonnensystem kann Leben nur auf der Erde existieren

Wenn es irgendwo anders im Sonnensystem etwas Ähnliches wie irdisches Leben gäbe, würden wir es bemerken ... Richtig? Zum Beispiel tauchten die ersten organischen Stoffe vor mehr als 4 Milliarden Jahren auf der Erde auf, aber Hunderte von Millionen Jahren lang hätte kein einziger externer Beobachter deutliche Anzeichen von Leben gesehen, und die ersten vielzelligen Organismen tauchten erst nach 3 Milliarden Jahren auf. Tatsächlich gibt es neben dem Mars mindestens zwei weitere Orte in unserem System, an denen Leben existieren könnte: Dies sind die Satelliten von Saturn - Titan und Enceladus.

Titan hat eine dichte Atmosphäre sowie Meere, Seen und Flüsse – allerdings nicht aus Wasser, sondern aus flüssigem Methan. Aber im Jahr 2010 sagten NASA-Wissenschaftler, sie hätten Anzeichen für die mögliche Existenz der einfachsten Lebensformen auf diesem Satelliten des Saturn gefunden, die Methan und Wasserstoff anstelle von Wasser und Sauerstoff verwenden.

Enceladus ist mit einer dicken Eisschicht bedeckt, wie es scheint, welche Art von Leben gibt es? Unter der Oberfläche in einer Tiefe von 30-40 km befindet sich jedoch, da sind sich Planetologen sicher, ein etwa 10 km dicker Ozean aus flüssigem Wasser. Der Kern von Enceladus ist heiß, und in diesem Ozean kann es hydrothermale Quellen wie die terrestrischen "schwarzen Raucher" geben. Einer Hypothese zufolge entstand das Leben auf der Erde genau aufgrund dieses Phänomens, warum also nicht dasselbe auf Enceladus passieren. Übrigens bricht an manchen Stellen Wasser durch das Eis und sprudelt in bis zu 250 km hohen Fontänen nach außen. Neuere Daten bestätigen, dass dieses Wasser organische Verbindungen enthält.

15. Raum - leer

Im interplanetaren und interstellaren Raum gibt es nichts, da sind sich viele seit ihrer Kindheit sicher. Tatsächlich ist das Vakuum des Weltraums nicht absolut: Es gibt Atome und Moleküle in mikroskopischen Mengen, die kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung, die vom Urknall übrig geblieben ist, und kosmische Strahlung, die ionisierte Atomkerne und verschiedene subatomare Teilchen enthält.

Darüber hinaus haben Wissenschaftler kürzlich vorgeschlagen, dass die kosmische Leere tatsächlich aus Materie besteht, die wir noch nicht erkennen können. Physiker haben dieses hypothetische Phänomen dunkle Energie und dunkle Materie genannt. Vermutlich besteht unser Universum zu 76 % aus dunkler Energie, zu 22 % aus dunkler Materie und zu 3,6 % aus interstellarem Gas. Unsere übliche baryonische Materie – Sterne, Planeten usw. – macht nur 0,4 % der Gesamtmasse des Universums aus.

Es wird angenommen, dass es die Zunahme der Menge an dunkler Energie ist, die die Expansion des Universums verursacht. Früher oder später wird diese alternative Entität theoretisch die Atome unserer Realität in einzelne Bosonen und Quarks zerreißen. Zu diesem Zeitpunkt werden jedoch weder Olga Vasilyeva noch die Lehren der Astronomie, die Menschheit, die Erde oder die Sonne mehrere Milliarden Jahre lang existieren.

Der Weltraum ist voller Geheimnisse, und wir haben gerade erst begonnen, ihn zu studieren. Und eines der Probleme, die es in Zukunft zu lösen gilt, ist die Schwerkraft.

Was ist los mit ihr, fragst du? Und sie ist es nicht! Oder besser gesagt nicht so. Die Schwerkraft ist immer da, wir erleben sie von der Erde, dem Mond, der Sonne, anderen Sternen und sogar dem Zentrum unserer Galaxie. Aber die Schwerkraft, die zu uns passt, gibt es nur auf der Erde. Und wenn wir zu anderen Planeten fliegen oder im Weltraum surfen, was ist mit der Schwerkraft? Sie müssen es künstlich erzeugen.

Warum brauchen wir eine bestimmte Gravitationskraft?

Auf der Erde haben sich alle Organismen an eine Anziehungskraft von 9,8 m/s^2 angepasst. Wenn es mehr ist, können die Pflanzen nicht wachsen, und wir werden ständig Druck erfahren, wodurch unsere Knochen brechen und unsere Organe zusammenbrechen. Und wenn es weniger ist, dann haben wir Probleme mit der Zufuhr von Nährstoffen ins Blut, dem Muskelwachstum usw.

Wenn wir Kolonien auf dem Mars und dem Mond entwickeln, werden wir mit dem Problem der verringerten Schwerkraft konfrontiert. Unsere Muskeln verkümmern teilweise, nachdem sie sich an die lokale Schwerkraft angepasst haben. Aber bei der Rückkehr zur Erde werden wir Probleme beim Gehen, beim Ziehen von Gegenständen und sogar beim Atmen haben. So hängt alles von der Schwerkraft ab.

Und wir haben bereits ein Beispiel dafür, wie dies geschieht – die Internationale Raumstation.

Astronauten auf der ISS und warum es keine Schwerkraft gibt

Wer die ISS besucht, muss täglich auf Laufbändern und Maschinen trainieren. Denn während ihres Aufenthalts verlieren ihre Muskeln ihren „Halt“. In der Schwerelosigkeit müssen Sie Ihren Körper nicht anheben, Sie können sich entspannen. So denkt der Körper. Auf der ISS gibt es keine Schwerkraft, nicht weil sie sich im Weltraum befindet.

Die Entfernung von ihr zur Erde beträgt nur 400 Kilometer, und die Schwerkraft in einer solchen Entfernung ist nur geringfügig geringer als auf der Oberfläche des Planeten. Aber die ISS steht nicht still – sie rotiert in der Erdumlaufbahn. Es fällt buchstäblich ständig auf die Erde, aber seine Geschwindigkeit ist so hoch, dass es ihm nicht erlaubt zu fallen.

Deshalb befinden sich Astronauten in einem Zustand der Schwerelosigkeit. Aber dennoch. Warum kann auf der ISS keine Schwerkraft erzeugt werden? Das würde das Leben der Astronauten erheblich erleichtern. Schließlich sind sie gezwungen, mehrere Stunden am Tag mit körperlichen Übungen zu verbringen, nur um sich fit zu halten.

Wie erzeugt man künstliche Schwerkraft?

In der Science-Fiction ist das Konzept eines solchen Raumschiffs längst entstanden. Dies ist ein riesiger Ring, der sich ständig um seine Achse drehen muss. Dadurch „drückt“ die Zentrifugalkraft den Astronauten vom Rotationszentrum weg, was er als Schwerkraft wahrnimmt. Aber Probleme treten auf, wenn wir in der Praxis damit konfrontiert werden.

Zunächst müssen Sie die Coriolis-Kraft berücksichtigen - die Kraft, die auftritt, wenn Sie sich im Kreis bewegen. Ohne dies wird unser Astronaut ständig bewegungsunfähig, und das macht keinen großen Spaß. In diesem Fall müssen Sie die Drehung des Rings auf dem Schiff auf 2 Umdrehungen pro Sekunde beschleunigen, und das ist viel, der Astronaut wird sich sehr unwohl fühlen. Um dieses Problem zu lösen, müssen Sie den Radius des Rings auf 224 Meter erhöhen.

Ein Schiff von der Größe eines halben Kilometers! Wir sind nah dran an Star Wars. Anstatt terrestrische Schwerkraft zu erzeugen, werden wir zuerst ein Schiff mit reduzierter Schwerkraft erstellen, in dem die Simulatoren verbleiben. Und nur dann werden wir Schiffe mit riesigen Ringen bauen, um die Schwerkraft zu erhalten. Übrigens werden sie gerade Module bauen, um auf der ISS Schwerkraft zu erzeugen.

Heute bereiten sich Wissenschaftler von Roscosmos und der NASA darauf vor, Zentrifugen zur ISS zu schicken, die notwendig sind, um dort künstliche Schwerkraft zu erzeugen. Astronauten müssen nicht mehr viel Zeit mit körperlichen Übungen verbringen!

Das Problem mit der Schwerkraft bei hohen Beschleunigungen

Wenn wir zu den Sternen fliegen wollen, dauert es 4,2 Jahre, um mit 99 % Lichtgeschwindigkeit zum nächsten Alpha Centauri A zu reisen. Aber um auf diese Geschwindigkeit zu beschleunigen, ist eine enorme Beschleunigung erforderlich. Und das bedeutet enorme Überlastungen, etwa 1000-4000 Tausend mal mehr als die Erdanziehungskraft. Das kann niemand aushalten, und ein Raumschiff mit rotierendem Ring muss einfach gigantisch sein, Hunderte von Kilometern entfernt. Sie können dies bauen, aber ist es notwendig?

Leider verstehen wir immer noch nicht ganz, wie die Schwerkraft funktioniert. Und bisher haben sie nicht herausgefunden, wie sie die Auswirkungen solcher Überlastungen vermeiden können. Wir werden erforschen, testen, studieren.

Der Urknall zieht ausnahmslos unsere Aufmerksamkeit mehr auf sich als jede andere wissenschaftliche Theorie: die majestätische Explosion, in der unser Universum geboren wurde. Aber was geschah nach dem Urknall?

Etwa 100 Millionen Jahre lang war das Universum in Dunkelheit getaucht.

Als die allerersten Sterne schließlich im Weltraum aufleuchteten, waren sie größer und heller als die Sterne aller nachfolgenden Generationen. Sie strahlten im ultravioletten Bereich so intensiv, dass sie die Atome des sie umgebenden Gases in Ionen verwandelten. Die kosmische Morgendämmerung – beginnend mit dem Erscheinen der ersten Sterne bis zum Abschluss dieser „kosmischen Reionisierung“ – dauerte insgesamt etwa eine Milliarde Jahre.

Woher kommen diese Sterne? Wie haben sie sich zu Galaxien entwickelt, die ein mit Strahlung und Plasma gefülltes Universum bilden, das wir heute sehen? Das sind die Schlüsselfragen für uns“, sagte Professor Michael Norman, Direktor des San Diego Supercomputing Center, USA, und Hauptautor der neuen Studie.

Normans Team löst mathematische Gleichungen in einem kubischen virtuellen Universum.

„Wir haben über 20 Jahre damit verbracht, diesen Computercode zu perfektionieren, um Cosmic Dawn besser zu verstehen.“

Dieses Modell berechnet die Entstehung der ersten Sterne im Universum. Die Modellgleichungen beschreiben die Bewegungen und chemischen Reaktionen innerhalb der Gaswolken, die im Universum existierten, bevor es für Licht transparent wurde, sowie den starken Gravitationseinfluss von unsichtbarer dunkler Materie.

Die allerersten schweren Elemente entstanden im Universum durch die Explosionen der ersten Sterne, die fast ausschließlich aus Wasserstoff und Helium bestanden. Das Modell enthält Gleichungen, die die Anreicherung des Universums mit schweren Elementen beschreiben.

„Der Übergang war schnell: Innerhalb von 30 Millionen Jahren wurden alle Sterne mit Metallen angereichert. Sterne der neuen Generation, die sich in Galaxien bilden, waren kleiner und viel zahlreicher als Primärsterne, da chemische Reaktionen zwischen Metallen möglich wurden“, erklärte Norman.

Die erhöhte Anzahl von Reaktionen in den Gaswolken ermöglichte es ihnen, zu fragmentieren und eine große Anzahl von Sternen zu bilden, die sich innerhalb der "Filamente" mit einer geringeren Gasdichte befinden, wo die sich verbindenden Elemente Energie in den umgebenden Raum abstrahlen - anstatt sie aufeinander zu übertragen .

„In diesem Stadium beobachten wir die ersten Objekte im Universum, die zu Recht als Galaxien bezeichnet werden können: eine Kombination aus dunkler Materie, metallreichem Gas und Sternen“, bemerkt Norman.

Die meisten Menschen können dies nur anhand von Bildern aus Science-Fiction-Filmen beurteilen, sie unterliegen also einem unglaubwürdigen Mythos.

Was passiert eigentlich mit einem Mann im Weltraum?

Es gibt viele Theorien darüber, was mit einer Person passieren wird, die ohne Raumanzug ins All kommt. Die meisten von ihnen basieren auf Fiktion. Einige glauben, dass der Körper in wenigen Augenblicken einfrieren wird, andere sagen, dass er durch kosmische Strahlung verbrannt wird, es gibt sogar eine Theorie über das Kochen von Flüssigkeiten im menschlichen Körper. Betrachten Sie die beliebtesten Mythen darüber, was mit einem Mann ohne Raumanzug im Weltraum passieren wird.

Der Körper friert sofort ein

Wissenschaftler sind bereit, mit Genauigkeit zu antworten, dass dies nicht passieren wird. Im Weltraum ist es sehr kalt, aber seine Dichte ist zu gering. Bei einer solchen Mindestdichte kann der menschliche Körper seine Wärme nicht an die Umgebung abgeben, es herrscht Leere um ihn herum und es gibt niemanden, der diese Wärme wegnimmt. Eine der Hauptschwierigkeiten bei der Arbeit der ISS ist die Entfernung von Wärme aus der Station, überhaupt kein Schutz vor Weltraumkälte.

Der Mensch wird durch kosmische Strahlung verbrannt

Die Strahlung im Weltraum erreicht große Werte, sie ist sehr gefährlich. Radioaktiv geladene Teilchen durchdringen den menschlichen Körper und verursachen Strahlenkrankheit. Aber um an dieser Strahlung zu sterben, muss man eine sehr große Dosis erhalten, und das wird lange dauern. Während dieser Zeit hat ein Lebewesen Zeit, unter dem Einfluss anderer Faktoren zu sterben. Um sich vor Weltraumbränden zu schützen, brauchen Sie keinen Raumanzug, gewöhnliche Kleidung wird diese Aufgabe bewältigen. Wenn wir davon ausgehen, dass eine Person beschlossen hat, völlig nackt in den Weltraum zu gehen, werden die Folgen dieses Ausstiegs für ihn sehr schlimm sein.

Das Blut in den Gefäßen einer Person kocht bei niedrigem Druck

Eine andere der Theorien, angeblich durch niedrigen Druck, kocht das Blut im Körper und bricht seine Gefäße. In der Tat herrscht im Weltraum ein sehr niedriger Druck, der dazu beiträgt, die Siedetemperatur von Flüssigkeiten zu senken. Das Blut im menschlichen Körper steht jedoch unter seinem eigenen Druck, zum Kochen muss seine Temperatur 46 Grad erreichen, was in lebenden Organismen nicht möglich ist. Wenn eine Person im Weltraum den Mund öffnet und die Zunge herausstreckt, spürt sie, wie ihr Speichel kocht, aber sie verbrennt sich nicht, der Speichel kocht bei einer sehr niedrigen Temperatur.

Der Körper wird die Druckdifferenz brechen

Druck im Weltraum ist sehr gefährlich, aber es funktioniert anders. Der Druckabfall kann das Volumen der inneren Organe einer Person verdoppeln, sein Körper wird zweimal anschwellen. Aber eine spektakuläre Explosion mit Streuung der Innenseiten in alle Richtungen wird nicht auftreten, die menschliche Haut ist sehr elastisch, sie kann einem solchen Druck standhalten, und wenn eine Person eng anliegende Kleidung trägt, bleibt das Volumen ihres Körpers unverändert.

Die Person wird nicht in der Lage sein zu atmen.

Das stimmt, aber die Situation ist nicht so, wie viele von uns es sich vorstellen. Eine große Gefahr für das menschliche Atmungssystem im Weltraum ist der Druck. Im Weltraum gibt es keinen Sauerstoff, daher hängt die Lebensdauer einer Person ohne Raumanzug davon ab, wie lange sie die Luft anhalten kann. Unter Wasser halten die Menschen den Atem an und versuchen an die Oberfläche zu schweben, im Weltraum wird das nicht funktionieren. Das Anhalten des Atems im Weltraum führt dazu, dass die Lunge unter dem Einfluss des Vakuums platzt. In einer solchen Situation ist es unmöglich, eine Person zu retten. Es gibt nur eine Möglichkeit, das Leben im Weltraum zu verlängern. Sie müssen alle Gase schnell aus Ihrem Körper austreten lassen. Dieser Vorgang kann von unangenehmen Folgen in Form von Magen- oder Darmentleerung begleitet sein. Nachdem der Sauerstoff das Atmungssystem verlassen hat, hat die Person ungefähr 14 Sekunden Zeit, bis das sauerstoffreiche Blut das Gehirn weiter versorgt, wonach die Person das Bewusstsein verliert. Allerdings, und das bedeutet nicht den unmittelbar bevorstehenden Tod, ist der menschliche Körper nicht so zerbrechlich, wie es auf den ersten Blick scheinen mag, er ist in der Lage, der feindlichen Umgebung des Weltraums zu widerstehen. Wissenschaftler vermuten, dass eine Person, die nach anderthalb Minuten im Weltraum in eine für sie sichere Umgebung gebracht wird, nicht nur überlebt, sondern sich nach einem solchen Test auch vollständig erholen kann.

Um diese Annahme zu bestätigen, wurden Experimente an Affen durchgeführt.
Studien haben gezeigt, dass ein Schimpanse nach einem dreiminütigen Aufenthalt in einem Vakuum nach einigen Stunden wieder normal wird.

Während des Experiments wurden alle oben beschriebenen Symptome beobachtet - eine Zunahme des Körpervolumens und Bewusstseinsverlust aufgrund von Sauerstoffmangel. Ähnliche Experimente wurden mit Hunden durchgeführt, Hunde vertragen Vakuumbedingungen schlechter, die Überlebensgrenze für sie betrug nur zwei Minuten.

Der menschliche Körper reagiert anders auf Veränderungen in der Umwelt als der Körper eines Tieres, daher kann man sich auf diese Erfahrungen nicht vollständig verlassen. Es ist klar, dass niemand solche Experimente speziell an Menschen durchführen wird, aber es gibt mehrere demonstrative Unfälle mit Astronauten in der Geschichte. Der Weltraumingenieur Jim Leblanc überprüfte 1965 in einer speziellen Kammer die Dichtheit eines für Mondexpeditionen konzipierten Raumanzugs. Während einer der Phasen des Tests war der Druck in der Kammer so nah wie möglich am Weltraumdruck, der Druckanzug wurde unerwartet drucklos und der Techniker verlor nach 14 Sekunden das Bewusstsein. Normalerweise dauerte es etwa eine halbe Stunde, um den normalen Erddruck in der Kammer wiederherzustellen, aber angesichts der Notlage wurde der Vorgang auf eineinhalb Minuten beschleunigt. Jim Leblanc erlangte das Bewusstsein wieder, als der Druck in der Kammer in einer Höhe von 4,5 km über dem Meeresspiegel derselbe wie auf der Erde wurde.

Ein weiteres Beispiel ist der Unfall des Raumschiffs Sojus-11. Als das Gerät zu Boden sank, gab es eine Druckentlastung. Dieser Unfall ging für immer in die Geschichte der Raumfahrt ein, denn die Todesursache von drei Astronauten war ein versehentlich geöffnetes Belüftungsventil mit einem Durchmesser von anderthalb Zentimetern.

Nach Angaben des Aufnahmegeräts verloren alle drei 22 Sekunden nach der vollständigen Druckentlastung das Bewusstsein, der Tod trat 2 Minuten später ein. Die unter Nahvakuumbedingungen verbrachte Gesamtzeit betrug 11,5 Minuten. Nachdem das Raumschiff auf der Erde gelandet war, war es leider zu spät, um die Astronauten zu retten.