10 открытий, которых бы не было без космических путешествий

Скорость света, скорость деформации, мы все несемся к великому неизвестному. Исследование космоса и космические путешествия не ограничиваются только космонавтами. Некоторые, если не все, самые увлекательные открытия были бы невозможны без использования технологий, от космических зондов до вездеходов, радио и световых волн.

Давайте подробнее рассмотрим, как наука, стоящая за межзвездными исследованиями, привела к знаниям и достижениям, которые мы знаем сегодня. Вот десять открытий, которых не было бы без космических путешествий.

10 Проходимые червоточины

Общая теория относительности Эйнштейна, предложенная в 1915 году, расширяет пространство и время, которые он первоначально теоретизировал в 1910 году. Однако Эйнштейн не учитывал гравитацию и обнаружил, что массивные объекты искажают пространство-время под действием гравитации.

В общей теории относительности упоминается, что червоточины — это искривленные области пространства-времени, соединяющие две удаленные точки наподобие туннеля. Несмотря на то, что ученые не наблюдали их непосредственно в природе и нет никаких доказательств их существования, подтверждающих теорию, ученые предполагают, что любая червоточина будет чрезвычайно нестабильной. Если бы что-то прошло через него, туннель рухнул бы, а материя была бы отрезана и исчезла бы, пойманная в ловушку в той отдаленной части космоса, куда вела червоточина.

Однако некоторые ученые предполагают, что есть способ держать червоточины открытыми и предотвращать их коллапс за счет использования отрицательной массы или электронов для противодействия электрическому заряду и массе червоточины. Другая теория состоит в том, что если покрыть вход в червоточину оболочками из обычной материи, туннель будет стабилизирован и позволит материи проходить сквозь нее. Исследователи, предложившие эти открытия, планируют экспериментально проверить теории. Если это окажется правдой, наши величайшие научно-фантастические мечты о путешествиях во времени сбудутся и бросят вызов нашему пониманию Вселенной.

9 Марсотрясения

Вы слышали о землетрясениях; Теперь приготовьтесь к марсотрясениям. Посадочный модуль НАСА InSight, запущенный в 2018 году, зафиксировал три отдельных землетрясения на красной планете. 18 сентября 2021 года, в свой тысячный день на Марсе, InSight замерил толчок магнитудой 4,2, который длился полтора часа. Среднее землетрясение на Земле длится всего около тридцати секунд.

Эти марсотрясения обеспечивают ценную на виду (Понятно? Потому что посадочный модуль называется InSight?) на состав планеты, как она образовалась и как эти толчки проходят через кору, мантию и ядро ​​Марса. Тем не менее, посадочный модуль был близок к обнаружению этих марсотрясений из-за эллиптической орбиты планеты, уводящей ее дальше от Солнца, из-за чего InSight использовал обогреватели, чтобы согреться и не получать даже солнечную энергию на свои панели. К счастью, ученые смогли отключить определенные инструменты и сохранить энергию. По мере того, как InSight снова приближается к Солнцу, его энергетические уровни могут повышаться и продолжать собирать данные о красной планете.

8 Пережить смерть звезды

Ученые обнаружили 4324 экзопланеты в 2020 году. С тех пор их общее количество возросло до 4903. Но в сентябре 2020 года гигантская планета размером с Юпитер под названием WD 1856 b была обнаружена на орбите белого карлика. Несмотря на то, что эта звезда карлик, на самом деле она на сорок процентов больше Земли. Карликовые звезды — это плотные остатки солнцеподобной звезды, которая излучила всю свою энергию, набухла, а затем выбросила свои внешние слои, потеряв до восьмидесяти процентов своей массы и оставив только плотное ядро.

Любые близлежащие объекты обычно поглощаются массой звезды и сгорают во время этого процесса, который в этой системе был бы WD 1856 b. Каким-то образом планета в семь раз больше карликовой звезды оказалась очень близко и сумела остаться целой. WD 1856 b находится в созвездии Дракона и находится на расстоянии восьмидесяти световых лет или двадцати пяти парсеков от Земли.

7 Добыча астероидов

В то время как добыча полезных ископаемых на астероидах является тропой в научно-фантастических романах, в первую очередь для галактик, которые израсходовали ресурсы планеты и искали другие варианты топлива, это может стать реальностью.

Космический аппарат OSIRIS-REx был запущен в 2016 году и направился к астероиду Бенну, близкому к Земле. Цель этой миссии — собрать образцы горных пород и материалов с поверхности астероида, чтобы лучше понять его химический состав, как формируются жизнь и планеты, а также содержат ли астероиды материалы, которые земляне могут счесть жизнеспособными. Планируемое возвращение OSIRIS-REx на Землю в 2023 году принесет его кураторам множество внеземных образцов для изучения.

6 Открытия путешественников

В августе 1977 года «Вояджер-1» был запущен для наблюдения за Юпитером, Сатурном, Ураном и Нептуном. В сентябре 1977 года был запущен «Вояджер-2» с той же целью — исследовать внешние пределы нашей Солнечной системы и воздействие солнечного света.

Космический корабль «Вояджер» движется со скоростью около 38 000 миль в час, или 17 километров в секунду. С момента их запуска более сорока лет назад они обнаружили покрытые льдом луны, вулканы в глубоком космосе и свидетельства наличия воды на других планетах. На спутнике Юпитера Ио есть вулкан, активность которого в десять раз выше, чем вулканическая активность на Земле.

Другая луна Юпитера, Европа, имеет потрескавшуюся поверхность, что наводит ученых на мысль, что под поверхностью находится жидкая вода. «Вояджер-2» в настоящее время находится на расстоянии 12 миллиардов миль от Земли, а «Вояджер-1» — на расстоянии 14 миллиардов миль от Земли. Это первые космические аппараты, совершившие межзвездное путешествие. Центру управления полетами требуется два дня, чтобы отправлять и получать входящие сообщения. Эта ссылка предлагает всесторонний взгляд на «Вояджер-2», а Вот этот обеспечивает всесторонний взгляд на «Вояджер-1» и местоположение их позиций в реальном времени.

5 Теорема площади черной дыры

Вы знаете черные дыры, верно? Могут ли пустоты, поглощающие материю, не пропускать ничего, даже свет? В 1971 году Стивен Хокинг предложил теорию о том, что черные дыры не могут уменьшаться в размерах со временем, также известную как теорема о площади черной дыры. В первую очередь он работает на термодинамическом принципе энтропии, который представляет собой тепловую энергию системы, преобразованную в механическую работу. Так тепло в движение.

После пятидесяти лет предложений исследователи в 2021 году наконец доказали теорию Хокинга, проанализировав гравитационные волны, создаваемые черными дырами. Ученые рассчитали площадь поверхности двух дыр до и после их слияния и обнаружили, что площадь больше, чем сумма двух отдельных черных дыр.

Кажется очевидным, что прибавление 1 + 1 равно 2, но это прорывное открытие в понимании астрофизики. Это даже привело к тому, что два физика разработали метод безопасного и эффективного извлечения энергии из черных дыр. Предполагается, что это может быть достигнуто путем разрыва и преобразования силовых линий магнитного поля на границах черной дыры, что позволяет материи, такой как свет, ускользнуть.

4 Космическая пыль

Без космических путешествий мы бы никогда не узнали, что каждый год на Землю добавляется 5200 тонн космической пыли. Космическая пыль видна в небе и иначе известна как зодиакальный свет, рассеивающий слабое свечение, часто наблюдаемое на закате или восходе солнца.

За двадцать лет исследования ученые собрали данные о том, что и как возникают эти частицы. Космическая пыль состоит из комет, астероидов и межзвездной пыли, проходящей через Солнечную систему. Хотя размер большинства частиц составляет от нескольких молекул до 0,1 миллиметра, эта пыль содержит органические соединения, образуемые звездами в начале и в конце их жизни. Так что в следующий раз, когда вы пойдете на уборку, возможно, держитесь за эти комочки пыли. Они могут быть просто из космоса.

3 День на Венере

Продолжительность суток Венеры меняется на двадцать минут за каждый оборот. По крайней мере, раньше. Группа ученых собралась вместе и провела десятилетнюю исследовательскую миссию, используя радар для отражения световых волн от планеты, чтобы измерить наклон ее оси, размер ее ядра и время, необходимое для завершения орбиты.

Если ученые когда-нибудь захотят отправить миссию на Венеру, вращение и длина орбиты должны быть точными; в противном случае космический корабль может приземлиться с отклонением от курса на двадцать миль и серьезно повлиять на миссию. Исследовательская группа обнаружила, что один день на Венере эквивалентен 243 земным дням с некоторыми изменениями. Несоответствие, с которым они столкнулись ранее, было связано с густыми, быстро движущимися облаками в атмосфере Венеры, которые изменяют вращение планеты.

2 Карликовые галактики

В 2021 году ученые обнаружили новую крошечную галактику размером всего 1% от Млечного Пути. Он все еще развивается и находится на ранних стадиях своего расширения. Тем не менее, ученые смогли найти его с помощью гравитационного линзирования, когда большие объекты изгибаются и усиливают свет, что создает ощущение того, что есть, а чего нет, как на фотонегативе.

Теперь эта новая галактика не первая в своем роде. На самом деле в Млечном Пути плавает двадцать карликовых галактик, но найти их было бы невозможно без умов и технологий, стоящих за космическими путешествиями.

1 Пятая сила

Четыре фундаментальные силы управляют пространством-временем: гравитационная, электромагнитная, сильная ядерная и слабая ядерная. Стандартная модель физики объединяет все эти силы, но ученые не могут перестать ковырять заживающую рану и провели эксперименты, которые подтвердили, что стандартная модель неполна. Он не объединяет гравитацию с тремя другими силами и не объясняет темную материю, из которой состоит 96% Вселенной.

Поэтому они начали изучать кварки красоты и процесс их распада, который, как раз так получилось, создал набор легких частиц посредством слабого взаимодействия. Частицы, на которые распадаются эти кварки, нарушают закон универсальности лептонов, согласно которому количество лептонов до и после должно быть одинаковым. Хотя это открытие все еще требует дополнительных данных, исследователи находятся на грани открытия пятого элемента, который может навсегда изменить наше понимание физики.