Интересные факты о космосе

Космос поражает масштабами, и самые интересные факты о нём связаны с числами, которые не умещаются в голове. Свет от Солнца идёт до нас чуть больше восьми минут, а до ближайшей другой звезды - больше четырёх лет. Солнце составляет почти всю массу Солнечной системы, на Венере сутки длиннее года, а в чайной ложке вещества нейтронной звезды столько массы, сколько в крупной горе. Ниже собраны факты, которые можно проверить по справочникам и данным космических агентств, и каждый снабжён пояснением, откуда взялась цифра.

Подборка разбита на темы: Солнечная система, планеты, звёзды и галактики, физика космоса и человек в космосе. Если какое-то число приблизительное, мы так и пишем.

Солнце и Земля: цифры, которые удивляют

Солнце - это почти вся Солнечная система. На него приходится около 99,86 процента всей массы системы. Всё остальное - планеты, спутники, астероиды, кометы - умещается в оставшиеся 0,14 процента, причём больше половины этой доли приходится на Юпитер.

В Солнце поместилось бы около 1,3 миллиона Земель. Это сравнение по объёму. Диаметр Солнца - около 1,39 миллиона километров, что в 109 раз больше земного. Если уменьшить Солнце до размера баскетбольного мяча, Земля превратится в горошину на расстоянии примерно 25-30 метров.

Свет от Солнца идёт до Земли около 8 минут 20 секунд. Расстояние до светила составляет в среднем около 150 миллионов километров, это называется астрономической единицей. Значит, мы видим Солнце таким, каким оно было чуть больше восьми минут назад. Если бы оно внезапно погасло, мы заметили бы это не сразу.

Солнце - обычная звезда средних размеров. По астрономической классификации это жёлтый карлик, хотя цвет у него вовсе не жёлтый, а почти белый; жёлтым его делает земная атмосфера. Возраст Солнца около 4,6 миллиарда лет, и такого же запаса горючего хватит ещё примерно на 5 миллиардов лет. Затем оно раздуется в красного гиганта.

Сутки на Земле становятся длиннее. Приливное трение Луны замедляет вращение Земли, и сутки увеличиваются на доли миллисекунды за столетие. Миллиард лет назад они были заметно короче. О том, как мы вообще пришли к привычным суткам, рассказано в статье почему в сутках 24 часа.

Луна удаляется от Земли. Сегодня она отдаляется примерно на 3,8 сантиметра в год. Это измерено лазерной локацией: на Луне оставлены уголковые отражатели, и учёные замеряют время прохождения лазерного импульса. Среднее расстояние до Луны - около 384 400 километров. Приливы, которые вызывает Луна, подробно разбирались в материале о том, почему бывают приливы.

Планеты: рекорды и странности

На Венере сутки длиннее года. Планета вращается вокруг своей оси очень медленно, делая один оборот примерно за 243 земных суток, тогда как вокруг Солнца облетает за 225 суток. Причём вращается она в обратную сторону по сравнению с большинством планет, так что Солнце там восходит на западе.

Самая горячая планета - Венера, а не Меркурий. Меркурий ближе всех к Солнцу, но у него почти нет атмосферы и тепло не удерживается. На Венере густая атмосфера из углекислого газа создаёт парниковый эффект, и температура на поверхности достигает примерно 460-470 градусов Цельсия, при давлении около 90 атмосфер. Этого хватит, чтобы расплавить свинец.

Юпитер тяжелее всех остальных планет вместе взятых. Его масса примерно в 2,5 раза больше суммарной массы остальных семи планет. Знаменитое Большое красное пятно - гигантский атмосферный вихрь, существующий, как минимум, уже несколько сотен лет; по ширине оно сопоставимо с Землёй, хотя за последние десятилетия уменьшается.

Сатурн в среднем легче воды. Средняя плотность Сатурна около 0,69 грамма на кубический сантиметр, то есть меньше плотности воды. Если бы нашёлся достаточно большой бассейн, планета бы в нём плавала. Кольца Сатурна состоят в основном из льда и пыли, толщина их местами всего порядка десятков метров при ширине в сотни тысяч километров.

Год на Нептуне длится около 165 земных лет. Нептун обнаружили в 1846 году, и первый полный оборот вокруг Солнца с момента открытия он совершил лишь в 2011 году.

Самый высокий вулкан Солнечной системы находится на Марсе. Гора Олимп поднимается примерно на 22 километра над окружающей равниной, вдвое с лишним выше земного Эвереста. Красный цвет Марса связан с оксидами железа, то есть с обычной ржавчиной, покрывающей поверхность.

На Уране и Нептуне, как предполагают учёные, могут идти алмазные дожди. Это гипотеза, основанная на лабораторных опытах: при огромных давлении и температуре углерод в недрах этих планет может кристаллизоваться. Прямых наблюдений нет.

Плутон перестал считаться планетой в 2006 году. Международный астрономический союз решил выделить класс карликовых планет, так как за орбитой Нептуна обнаружили много крупных тел, а у Плутона и соседей не расчищена орбита от других объектов.

Звёзды, галактики и чёрные дыры

Ближайшая к нам звезда после Солнца - Проксима Центавра. До неё около 4,24 светового года, то есть примерно 40 триллионов километров. Лететь туда на современной ракете пришлось бы десятки тысяч лет.

Световой год - это расстояние, а не время. Это путь, который свет проходит за год в вакууме: около 9,46 триллиона километров. Скорость света - почти 300 тысяч километров в секунду - является предельной скоростью передачи сигнала в природе.

Мы видим звёзды такими, какими они были давно. Свет от далёких светил идёт годами, тысячелетиями, миллионами лет. Некоторые из видимых на небе звёзд могут уже не существовать. Невооружённым глазом при хорошей погоде одновременно можно увидеть порядка двух тысяч звёзд, а всего на небе с обеих полусфер - около пяти-шести тысяч.

Наша галактика - Млечный Путь. Это спираль диаметром примерно 100 тысяч световых лет, в ней сотни миллиардов звёзд, по разным оценкам от 100 до 400 миллиардов. Солнце находится не в центре, а ближе к окраине, в одном из рукавов, примерно в 26 тысячах световых лет от центра. Один оборот вокруг центра галактики Солнце совершает приблизительно за 220-250 миллионов лет, двигаясь со скоростью около 220 километров в секунду.

Галактик во Вселенной очень много. Оценки количества галактик в наблюдаемой Вселенной варьируются от сотен миллиардов до двух триллионов, причём цифры пересматриваются с каждым новым телескопом. Точного числа нет.

Возраст Вселенной - около 13,8 миллиарда лет. Он определён по реликтовому излучению, оставшемуся от ранней эпохи. Размер наблюдаемой части - около 93 миллиардов световых лет в поперечнике: больше, чем возраст, умноженный на скорость света, потому что пространство расширяется.

Нейтронная звезда. Это сверхплотный остаток после взрыва массивной звезды. Диаметр её порядка 20 километров, а масса сопоставима с массой Солнца. Одна чайная ложка такого вещества весила бы порядка миллиарда тонн и более. Некоторые нейтронные звёзды, пульсары, вращаются, делая сотни оборотов в секунду и испуская импульсы излучения.

Чёрные дыры - не пустые воронки, а области, откуда не выходит свет. Первое изображение тени чёрной дыры, в галактике M87, опубликовали в 2019 году, а изображение чёрной дыры в центре нашей галактики - в 2022 году. Масса центральной чёрной дыры Млечного Пути - около четырёх миллионов масс Солнца.

Обычное вещество - лишь малая часть Вселенной. По современным оценкам, на обычную материю, из которой состоим мы, звёзды и планеты, приходится около 5 процентов, на тёмную материю - около 27, на тёмную энергию - порядка 68. Что такое тёмная материя и энергия, наука пока не знает; о них судят по их влиянию на движение галактик и расширение пространства.

Атомы из звёзд

Мы состоим из вещества звёзд. Водород и часть гелия появились сразу после Большого взрыва, а вот углерод, кислород, кальций и железо, из которых состоят наши тело и планета, образовались в недрах звёзд и при взрывах сверхновых. Когда астрономы говорят, что «мы - звёздная пыль», они имеют в виду буквально это: атомы нашего тела были когда-то частью звёзд.

Золото и другие тяжёлые элементы рождаются при слиянии нейтронных звёзд. Это подтвердилось в 2017 году, когда детекторы зарегистрировали гравитационные волны и свет от такого события.

Цвет звезды зависит от температуры. Голубые и белые звёзды самые горячие, красные - самые прохладные. Солнце посередине. Красный сверхгигант Бетельгейзе в созвездии Ориона настолько велик, что, если бы стоял на месте Солнца, его поверхность оказалась бы за орбитой Марса или даже дальше.

Физика космоса

В космосе нет звука. Звук - это колебания среды, а в вакууме передавать колебания нечему. Именно поэтому космонавты в открытом космосе общаются по радио. Радиоволны, в отличие от звука, распространяются в вакууме.

В космосе вода и тело ведут себя иначе. При отсутствии давления вода быстро закипает, но при низкой температуре замерзает; человеческое тело без скафандра не взрывается, как показывают в кино. Опасность в том, что без давления и кислорода сознание теряется за считанные секунды.

В невесомости человек растёт. Позвоночник распрямляется, когда исчезает нагрузка от веса, и рост увеличивается в среднем на 2-5 сантиметров. По возвращении он приходит в норму. Кроме того, космонавты теряют костную массу и мышцы, поэтому на станции приходится заниматься спортом около двух часов в день. Кроме того, у многих в первые дни полёта возникает космическая болезнь, по причинам схожая с укачиванием на Земле; о нём мы писали в материале почему укачивает в транспорте.

Огонь в невесомости горит иначе. Пламя свечи на орбите принимает форму шара голубоватого цвета, потому что нет конвекции: горячий воздух не поднимается вверх.

Небо в космосе чёрное. На Земле оно голубое из-за рассеяния света в атмосфере, и объяснение приведено в статье почему небо голубое. Без воздуха рассеивать нечему, поэтому даже днём вокруг Солнца видна чернота и звёзды.

Человек в космосе

Первый искусственный спутник Земли запущен 4 октября 1957 года. Он назывался «Спутник-1», весил около 83 килограммов и передавал сигналы на Землю в течение трёх недель.

Первое животное на орбите - собака Лайка. Её запустили в ноябре 1957 года на «Спутнике-2». Первые живые существа, вернувшиеся из космоса, - собаки Белка и Стрелка, август 1960 года.

Юрий Гагарин совершил первый полёт человека в космос 12 апреля 1961 года. Он облетел Землю за 108 минут. Принцип работы ракет, которые выводят корабли на орбиту, разбирался в статье как устроена ракета.

Первая женщина в космосе - Валентина Терешкова, 1963 год. Первый выход в открытый космос совершил Алексей Леонов 18 марта 1965 года.

На Луне побывали двенадцать человек. Первыми были Нил Армстронг и Базз Олдрин 20 июля 1969 года, всего с 1969 по 1972 год по Луне прошли двенадцать астронавтов в рамках американской программы «Аполлон». Следы на лунной пыли сохраняются очень долго, так как там нет ветра и воды.

Международная космическая станция летит со скоростью около 7,7 километра в секунду. Это примерно 27 600 километров в час. Высота орбиты около 400 километров, оборот вокруг Земли занимает порядка 92 минут, и экипаж видит около 16 рассветов и закатов в сутки. Станция обитаема непрерывно с ноября 2000 года.

Самый далёкий рукотворный объект - «Вояджер-1». Он запущен в 1977 году и с 2012 года находится в межзвёздном пространстве. Сигнал от аппарата идёт до Земли больше 22 часов, а скорость обмена данными крайне низка. Аппарат до сих пор присылает данные, хотя энергии на борту с годами становится всё меньше.

Телескопы смотрят в прошлое. Космический телескоп «Хаббл» работает на орбите с 1990 года, а «Джеймс Уэбб», запущенный в декабре 2021 года, наблюдает инфракрасное излучение самых ранних галактик.

Космический мусор - реальная проблема. На орбите Земли отслеживают десятки тысяч объектов крупнее нескольких сантиметров и ещё миллионы более мелких. На орбитальных скоростях даже песчинка способна пробить обшивку, поэтому для станции предусмотрены манёвры уклонения.

Спутниковая навигация, которой мы пользуемся на телефонах, тоже зависит от аппаратов на орбите, и об этом можно прочитать в статье как работает спутниковая навигация.

Мелкие, но любопытные факты

• Земля получает из космоса десятки тонн метеоритного вещества и пыли в сутки. Большая часть сгорает в атмосфере.
• Пояс астероидов между Марсом и Юпитером содержит миллионы тел, но его общая масса значительно меньше массы Луны, а не «разрушенная планета», как часто говорят.
• Космонавты, вернувшиеся с выхода в открытый космос, описывают запах, напоминающий жжёный металл или подгоревшую еду; это вещества, пристающие к скафандру.
• На Марсе закаты голубоватые, а днём небо розовато-жёлтое: пыль рассеивает свет иначе, чем земная атмосфера.
• Титан, спутник Сатурна, имеет плотную атмосферу и озёра из жидких углеводородов, метана и этана.
• Энцелад, ещё один спутник Сатурна, выбрасывает в космос струи водяного пара со льдом, что указывает на океан под ледяной корой.