Astronomia

Gli oggetti spaziali rimangono in orbita una volta risucchiati? Possono scappare?

Gli oggetti spaziali rimangono in orbita una volta risucchiati? Possono scappare?


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Pensa alla mia domanda rispetto al CD 2020$_3$ minimoon che è stato scoperto di recente.

Se un oggetto viene catturato nell'orbita di un pianeta, potrà mai sfuggirgli? Ovviamente può sfuggire al primo passaggio senza compiere alcuna rivoluzione completa. Ma se si sono verificate una o due rivoluzioni, potrà mai sfuggire all'orbita del pianeta grazie al proprio slancio con cui è entrata?


Se può essere catturato, può sfuggire: lo sappiamo perché la legge di gravità è simmetrica nel tempo. Se c'è una traiettoria che porta a una cattura, allora scorrendo il tempo a ritroso, c'è una traiettoria che porta alla fuga.

Quello che succede con piccoli oggetti come 2020CD3, è che passano nello spazio tra la Terra e la luna, ed è l'interazione tra la Terra e la Luna (e il sole) che li rallenta e consente loro di entrare in una lunga orbita circolare.

Ma questa orbita è troppo vicina alla luna per essere veramente stabile. Di solito si muovono in un'orbita complessa che cambia ogni volta, poiché sono influenzati dalla gravità della Terra, della luna (e del sole). Di solito dopo alcune orbite avranno un'altra interazione con la luna, ma questa volta accelererà l'oggetto e lo espellerà dal pozzo gravitazionale terrestre. Le interazioni che portano a una cattura permanente sono rare.

Non ci sono oggetti nell'orbita terrestre che sono stati catturati. Gli asteroidi sono piuttosto rari nel sistema solare interno e la luna probabilmente fa un buon lavoro nell'espellere quelli che entrano in un'orbita attorno alla Terra. Ci sono due asteroidi catturati intorno a Marte e molte delle lune di Giove e Saturno potrebbero aver iniziato come asteroidi. Anche Tritone è probabilmente un corpo catturato. Quindi è possibile che un corpo entri in un'orbita stabile dalla cattura, ma è raro.

Non c'è effetto di suzione. Invece l'orbita dell'asteroide intorno al sole si ingarbuglia per un po' nel campo gravitazionale della Terra e della luna, ma alla fine quasi sempre scappa.


Quanto tempo impiegherà la spazzatura spaziale a bruciare? Ecco 8217 un pratico grafico

Se l'Impero Romano fosse stato in grado di lanciare un satellite in un'orbita terrestre bassa relativamente alta - diciamo circa 1.200 km (750 miglia) di altitudine - solo ora quel satellite sarebbe vicino a ricadere sulla Terra. E se i dinosauri avessero lanciato un satellite nell'orbita geostazionaria più lontana – 36.000 km (23.000 miglia) o superiore —, potrebbe essere ancora lassù oggi.

Sebbene abbiamo *veramente* lanciato satelliti solo dal 1957, questi esempi mostrano per quanto tempo gli oggetti possono rimanere in orbita. Con il crescente problema dell'accumulo di spazzatura spaziale nell'orbita terrestre, molti esperti hanno sottolineato per anni che gli operatori satellitari devono capire come smaltire responsabilmente i satelliti abbandonati alla fine della loro vita.

L'Agenzia spaziale europea (ESA) e l'Ufficio delle Nazioni Unite per gli affari spaziali (UNOOSA) hanno collaborato per una nuova infografica per mostrare quanto tempo impiegherebbero i satelliti a diverse altitudini per ricadere naturalmente sulla Terra.

Credito: ESA e UNOOSA

Mentre il processo di deorbita naturale può essere relativamente veloce per i satelliti che volano a basse altitudini — impiegando meno di 25 anni— per i satelliti lanciati in orbite a decine di migliaia di chilometri di distanza, possono passare migliaia di anni prima che ritornino.

La gravità ha scarso effetto sul ritorno di un satellite sulla Terra. Il più grande fattore nei satelliti che riducono la loro orbita è la quantità di resistenza che incontrano dall'atmosfera terrestre. Un satellite può rimanere nella stessa orbita per un lungo periodo di tempo poiché l'attrazione gravitazionale della Terra fornisce un equilibrio alla forza centrifuga che i satelliti sperimentano in orbita. Per i satelliti in orbita al di fuori dell'atmosfera, non c'è resistenza dell'aria e quindi, secondo la legge di inerzia, la velocità del satellite è costante risultando in un'orbita stabile attorno alla Terra per molti anni.

"Se guardiamo alle nostre statistiche, abbiamo circa 300 oggetti all'anno che ritornano sulla Terra, bruciando nell'atmosfera", ha detto Francesca Letizia, ingegnere dei detriti spaziali dell'ESA, in un podcast sui detriti spaziali. “Sotto i 500 km, l'effetto dell'atmosfera, la navicella spaziale può rientrare entro 25 anni. A 800 km sopra la Terra, ci vorranno circa 100-150 anni per ricadere sulla Terra”.

Letizia ha affermato che il rischio più grande per i vecchi satelliti che non sono attualmente operativi è il rischio che pongono per esplodere e creare più frammenti, o per entrare in collisione con altri satelliti e causare danni o distruzione e anche creare oggetti aggiuntivi nell'orbita terrestre.

Ciò significa che quando lanciamo i satelliti nello spazio dobbiamo considerare come verranno rimossi alla fine della loro vita, altrimenti l'area intorno alla Terra sarà piena di vecchi veicoli spaziali defunti a rischio di collisione, esplosione e il quasi certo creazione di grandi quantità di detriti spaziali.


Spazzatura spaziale: monitoraggio e rimozione dei detriti orbitali

Sebbene lo spazio esterno sia spesso immaginato come un luogo desolato e vuoto, la regione intorno alla Terra brulica di milioni di pezzi di detriti artificiali che creano potenziali pericoli per i loro vicini funzionanti. Da dove viene tutta questa spazzatura? Andrà mai via? Che tipo di problemi potrebbe creare alle persone di stanza sulla Terra? Diamo un'occhiata.

La fonte della spazzatura spaziale

Con il lancio del satellite sovietico Sputnik nel 1957, l'umanità iniziò il suo viaggio per raggiungere le stelle. Ma sebbene la prima sonda nello spazio sia tornata sulla Terra dopo soli tre mesi, ha dato il via a una serie di lanci che non solo hanno ispirato persone in tutto il mondo, ma hanno anche riempito la regione di grandi pezzi di metallo inerte.

I satelliti inattivi, gli stadi superiori dei veicoli di lancio, i frammenti scartati lasciati dalla separazione e persino le nuvole d'acqua ghiacciate e minuscole macchie di vernice rimangono tutti in orbita sopra l'atmosfera terrestre. Quando un pezzo si scontra con un altro, vengono rilasciati ancora più detriti. Si stima che oltre 21.000 pezzi di spazzatura spaziale più grandi di 4 pollici (10 centimetri) e mezzo milione di pezzi di spazzatura tra 1 cm e 10 cm circolino il pianeta. E il numero è destinato solo a salire.

Ci sono anche milioni di pezzi di detriti più piccoli di un terzo di pollice (1 cm). In orbita terrestre bassa, gli oggetti viaggiano a 4 miglia (7 chilometri) al secondo. A quella velocità, un minuscolo granello di vernice racchiude lo stesso pugno di un oggetto da 550 libbre che viaggia a 60 miglia all'ora. Un tale impatto non solo può danneggiare componenti critici come oggetti pressurizzati, celle solari o cavi, ma può anche creare nuovi pezzi di detriti potenzialmente pericolosi.

Per cinquant'anni, la fonte primaria di tutta la spazzatura proveniva da oggetti esplosi accidentalmente. Tuttavia, nel 2007, la distruzione intenzionale del satellite meteorologico cinese Fengyun-1C come parte di un test missilistico anti-satellite ha creato un campo significativo di detriti spaziali. Due anni dopo, un satellite militare russo defunto colpì un satellite operativo americano Iridium nel nord della Siberia, spargendo ancora più spazzatura nello spazio. [I peggiori eventi di detriti spaziali di tutti i tempi]

Un grammo di prevenzione

Nonostante le piccole dimensioni della maggior parte degli oggetti nello spazio, le forze armate statunitensi e russe sono in grado di tenere traccia di gran parte del caos. Oggetti piccoli fino a 4 pollici (circa 10 cm) possono essere visti da radar o telescopi ottici sulla Terra. Durante la preparazione di un lancio, i controllori di missione controllano l'orbita prevista post-lancio per potenziali collisioni per evitare il maggior danno possibile. Allo stesso modo, veicoli come lo space shuttle e la Stazione Spaziale Internazionale possono cambiare le loro orbite se si avvicina un oggetto più grande.

Ma tutto ciò che viene inviato nello spazio deve ancora affrontare potenziali collisioni con oggetti più piccoli e non tracciabili che possono bucarli o danneggiarli. I satelliti e le navicelle spaziali sono fortemente schermati per proteggere i componenti vitali. Presso l'Hypervelocity Impact Technology Facility della NASA in Texas, nuovi materiali protettivi possono essere testati sparando a oggetti da una pistola Light-Gas per simulare collisioni di spazzatura spaziale.

Fai attenzione agli oggetti che cadono

L'orbita terrestre è segregata in tre regioni distinte. L'orbita terrestre bassa (LEO), copre l'area 125-1.250 miglia (200-2000 km). I pezzi di spazzatura spaziale in questa regione sono colpiti dall'atmosfera, che degrada la loro orbita, riportandoli prima sulla Terra. Questo è un regno privilegiato per i veicoli spaziali pilotati grazie al suo facile accesso. I satelliti di navigazione e comunicazione tendono a preferire un'orbita semisincrona da 6.000 a 12.000 miglia (da 10.000 a 20.000 km) sopra la superficie. Le telecomunicazioni satellitari e i satelliti meteorologici orbitano in un'orbita terrestre geosincrona, alta oltre 36.000 km (22.000 miglia), e possono rimanere in alto per milioni di anni. Più bassa è l'orbita, meno tempo è probabile che l'oggetto rimanga nello spazio prima di tornare sulla Terra.

Pezzi e pezzi di spazzatura cadono costantemente dal cielo, ma quasi tutto ciò che è più grande di 4 pollici (10 cm) sopravvive in qualche forma, probabilmente in frammenti più piccoli. Negli ultimi cinquant'anni, ogni giorno sulla Terra è caduto in media un pezzo di detriti. La maggior parte della spazzatura che piove brucia nell'atmosfera prima che raggiunga la superficie. Quelli che sopravvivono spesso cadono nell'acqua, ricorda, l'oceano costituisce circa il 70 percento della superficie terrestre. Secondo l'ufficio del programma Orbital Debris della NASA, non sono state confermate lesioni gravi o danni significativi alla proprietà causati dalla caduta di detriti.

Video: un missile SM-3 lanciato dalla USS Lake Erie colpisce un satellite ribelle mercoledì 20 febbraio 2008.

Adotta un'atmosfera

Negli ultimi anni, varie organizzazioni spaziali hanno lavorato per ridurre la quantità di spazzatura aggiunta all'orbita terrestre implementando progetti migliori. Anche Russia, Cina, Giappone, Francia e l'Agenzia spaziale europea hanno pubblicato linee guida su come ridurre i potenziali impattori in orbita.

La pulizia dei detriti già esistenti è una sfida completamente diversa. Viaggi specifici su oggetti più grandi potrebbero rimuoverli dall'orbita, ma a un costo finanziario elevato. Altre proposte includono l'uso di un laser per fornire una spinta di spostamento del percorso che non danneggerebbe l'oggetto. [Foto: immagini di detriti spaziali e concetti di pulizia dell'amplificatore]


Pianeti a "velocità warp" lanciati fuori dalla galassia su Wild Ride

I pianeti in orbite strette attorno alle stelle che vengono espulse dalla nostra galassia potrebbero effettivamente essere espulsi dalla Via Lattea a velocità vertiginose fino a 30 milioni di miglia all'ora, o una frazione della velocità della luce, secondo un nuovo studio.

"Questi pianeti a velocità di curvatura sarebbero alcuni degli oggetti più veloci della galassia, a parte i fotoni e le particelle come i raggi cosmici", ha detto Avi Loeb, un astrofisico dell'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics di Cambridge, Mass. "In termini di oggetti grandi e solidi, sarebbero i più veloci. Ci vorrebbero circa 10 secondi per attraversare il diametro della Terra".

Nel 2005, gli astronomi hanno trovato prove di una stella in fuga che stava volando fuori dalla galassia della Via Lattea a una velocità di 1,5 milioni di mph (2,4 milioni di km/h). Questa stella ipervelocità faceva parte di un sistema di stelle doppie che vagava troppo vicino al buco nero supermassiccio al centro della galassia.

La forte attrazione gravitazionale al centro galattico ha fatto a pezzi le stelle, facendone precipitare una nello spazio ad alta velocità, mentre catturava l'altra per rimanere in orbita attorno al massiccio buco nero.

Nei sette anni successivi, sono state trovate 16 di queste stelle iperveloci, e Loeb e i suoi colleghi hanno iniziato a chiedersi se i pianeti potessero anche essere inviati a lacerare lo spazio a velocità così estreme.

Flipper cosmico

I ricercatori hanno creato simulazioni che hanno esaminato cosa accadrebbe se ogni stella avesse almeno un pianeta in orbita nelle vicinanze. Hanno scoperto che fino al 10 percento dei pianeti che orbitano strettamente attorno a una delle stelle potrebbero rimanere vincolati mentre la stella viene lanciata verso l'esterno. L'altra stella catturata dal buco nero potrebbe anche vedersi strappare via il suo pianeta, e anche questo pianeta verrebbe lanciato nello spazio interstellare a velocità estremamente elevate.

"Stavamo cercando di prevedere, se hai pianeti attorno a ciascuna delle stelle nel sistema binario, quale frazione dei pianeti potrebbe andare d'accordo con la stella ipervelocità per il viaggio", ha detto Loeb a SPACE.com. "Ciò che abbiamo scoperto è che alcuni di loro vengono espulsi ad alta velocità, fino a una piccola percentuale della velocità della luce. Alcuni dei pianeti vengono strappati dalle stelle ospiti e vengono inviati ad alta velocità, e diventano anche iperveloci. pianeti in questo modo." [Galleria: I pianeti alieni più strani]

Questi pianeti viaggeranno nello spazio a velocità senza precedenti, hanno detto i ricercatori.

"Oltre alle particelle subatomiche, non sono a conoscenza di nulla che lasci la nostra galassia alla velocità di questi pianeti in fuga", ha dichiarato in una nota l'autore principale Idan Ginsburg del Dartmouth College di Hannover, N.H..

Un tipico pianeta in fuga probabilmente scatterebbe verso l'esterno a 7-10 milioni di mph (da 11,3 a 16,1 milioni di km/h), ma date le giuste circostanze, una piccola frazione potrebbe aumentare la propria velocità fino a 30 milioni di mph (48,3 milioni di km/h).

"È come un flipper", ha detto Loeb. "Le cose stanno andando in giro, e se le cose si muovono nel modo giusto, un pianeta potrebbe essere espulso a una velocità molto più elevata rispetto agli altri pianeti".

Alla fine, questi pianeti iperveloci sfuggiranno alla Via Lattea e viaggeranno attraverso lo spazio interstellare in una corsa sfrenata, ha aggiunto.

"Se ci fosse una civiltà su un pianeta del genere, avrebbe un viaggio molto emozionante", ha detto Loeb. "Inizierebbe al centro dell'ambiente più denso della galassia e il pianeta attraverserebbe la galassia, vedendola da direzioni diverse prima di uscire dalla Via Lattea. Una volta che il pianeta sarà uscito dal gruppo locale di galassie, essere accelerato dall'espansione cosmica. Quindi, entro 10 miliardi di anni, passerebbe dal centro della galassia fino al limite dell'universo osservabile".

Stelle in fuga come ospiti planetari?

I ricercatori ora sperano che altri astronomi utilizzino questi risultati per cercare potenziali segni di questi pianeti attorno a stelle iperveloci. Un pianeta che orbita strettamente attorno a una stella in fuga si incrocerà di fronte e farà diminuire leggermente la sua luminosità in quello che gli astronomi chiamano un "transito".

"Semplicemente perché si muove intorno alla stella, può passare davanti e quindi bloccare parte della luce emessa dalla superficie della stella", ha spiegato Loeb. "Monitorando la luminosità della stella, potremmo vedere prove di oscuramento".

Per ottenere un passaggio su una stella ipervelocità, un pianeta dovrebbe essere bloccato in un'orbita stretta, il che aumenta le probabilità di assistere a un transito di circa il 50 percento, hanno detto i ricercatori.

"Con una probabilità su due di vedere un transito, se una stella ipervelocita avesse un pianeta, ha molto senso osservarli", ha detto Ginsburg in una nota.

In effetti, alcuni grandi telescopi esistenti potrebbero avere strumenti abbastanza sensibili da rilevare questo leggero oscuramento.

"Questa è la prima volta che qualcuno parla della ricerca di pianeti attorno a stelle iperveloci", ha detto Loeb. "È possibile con i grandi telescopi, ma gli osservatori devono metterlo all'ordine del giorno. Lo scopo del documento era di proporlo".

I risultati dettagliati dello studio saranno pubblicati in un prossimo numero della rivista Monthly Notice of the Royal Astronomical Society.


I buchi neri di Don fanno schifo

Innanzitutto, chiariamo un malinteso comune. I buchi neri hanno una cattiva reputazione perché risucchiano ciò che li circonda, come una sorta di aspirapolvere cosmico. In realtà, l'attrazione gravitazionale di un buco nero è la stessa di quella di una stella normale e solo molto più forte.

Quindi gli oggetti astronomici possono facilmente rimanere in orbita attorno a un buco nero, proprio come noi rimaniamo in orbita attorno al nostro Sole, purché si muovano abbastanza velocemente da bilanciare l'attrazione gravitazionale del buco nero. In effetti, le centinaia di miliardi di stelle nella nostra galassia orbitano attorno a un buco nero centrale, super massiccio con una massa di 4,6 milioni di volte quella del nostro Sole, stipate in uno spazio di meno di

100 milioni di miglia (circa la distanza tra la Terra e il Sole).

Se dovessimo essere buttati fuori rotta da una collisione particolarmente grande (pensa alle scale della galassia qui, non solo a un tocco da un asteroide), in teoria potremmo essere inviati a sbandare verso il buco nero centrale della nostra galassia e superare il punto di non fuga. Tuttavia, ciò richiederebbe un evento piuttosto significativo e quindi abbiamo cose molto più probabili di cui preoccuparci (come quello che succede al nostro Sole quando finisce il carburante).


La bufala della NASA L'attore della ISS Chris Cassidy ammette accidentalmente che stanno girando negli Stati Uniti BUSTED

Sommario

  • Dopo 100 km di altitudine inizia a fare molto caldo. A 110 km sono 200°C. A 500 km è da qualche parte tra 500°C e 1500°C o più. Questa è la termosfera.
  • La causa di questo calore è la radiazione solare extra sopra la ionosfera, la distanza più vicina al Sole, e soprattutto il vuoto dello spazio che non consente al calore di irradiarsi abbastanza velocemente o consente un differenziale di pressione inferiore con l'aumentare dell'altitudine.
  • Si dice che le macchine spaziali orbitino tra 120 e 35000 km + di altitudine rendendole fornaci mobili e ovviamente una pura fabbricazione fabric Se dette altitudini orbitali sono corrette.
  • Possibili controargomentazioni contro una termosfera calda sono: 1. Le stelle invisibili ad alta quota possono essere responsabili di un calore inferiore alla stessa altezza, anche se possibili asteroidi incandescenti orbitanti attorno al Sole e il rilevamento dell'intensità extra della luce solare lo rendono improbabile. 2. I lunghi periodi di tempo rendono il riscaldamento degli oggetti molto lento e impercettibile, sebbene occorrano solo pochi mesi per riscaldare l'aria convettiva sul terreno da una stagione all'altra - nello spazio il calore può essere solo irradiato.
  • Al di sopra dei 100 km di altitudine, si dice che gli oggetti cadano in caduta libera lungo la curva della Terra se inizialmente viaggiano lateralmente a oltre 28000 km/h. La caduta è un'accelerazione che fa sì che quegli oggetti che orbitano da anni viaggino molte volte la velocità standard della luce.
  • Si stima che un modello del vuoto a 400 km sia un trilione di trilioni della densità dell'aria a livello del mare, consentendo una velocità terminale estremamente elevata.
  • Il modo più semplice per rilevare filmati della NASA falsi è confrontarli con i video di controllo dei palloni meteorologici ad alta quota, se non simili, allora falsi.
  • Ci sono numerose bandiere rosse durante l'analisi di filmati spaziali che non sono simili al controllo: 1. Bolle conclusive nello spazio. 2. Astronauti che nuotano scalciando le gambe. 3. I capelli della signora astronauta si comportano in modo totalmente diverso dai capelli a gravità zero su un aereo. 4. Chris Hatfield si è beccato con dei fili che gli spuntavano dalla maglietta. 5. L'ammissione freudiana di Chris Cassidy del luogo reale.
  • Esistono pochissime foto autentiche della Terra come globo, nonostante siano stati lanciati 3700 satelliti nel corso dei decenni (1100 ancora in funzione, anche se si dice che 6.578 siano mai stati lanciati in orbita). Qualsiasi distanza orbitante da 6200 km o più mostrerebbe l'intera palla Terra.
  • Non ci sono video del globo terrestre, solo animazioni di set fotografici.
  • Ci sono solo due serie di foto del globo terrestre (note all'autore) che si dice siano autentiche: 1. Quelli presi dalle missioni Apollo, e 2. Quelli del satellite Galileo del 1990.
  • L'immagine della Terra del globo di marmo blu 2012 è un composto di foto satellitari molto, molto più piccole e più vicine alla Terra provenienti da vari strumenti, stratificate e ottimizzate.
  • Gli sbarchi lunari dell'Apollo sono una farsa dovuta alla termosfera e al buon senso.

Saresti sorpreso se si scoprisse che Judith Resnik – “la prima donna ebrea nello spazio” (e presunta vittima del disastro di Challenger) è ancora viva e vegeta? Che è stata coinvolta in film, come "Fair Game" di Doug Liman's “Fair Game” (un blockbuster di Hollywood del 2010 con Sean Penn / Naomi Watts che coinvolge un agente segreto donna della CIA e “yellowcake uranium per la fabbricazione di bombe nuuukular”) che ha vinto il “Premio per la libertà di espressione”? Che oggi è un'accademica di tutto rispetto e ‘Arthur Liman Professor of Law’ alla Yale Law School?

Che dire dell'astronomo Challenger Michael J. Smith?

Durante i suoi 18 anni al college, Michael J. Smith ha consigliato 80 master e dottorandi. Recentemente, un gruppo di quegli studenti lo ha onorato con una festa a sorpresa e un premio per l'eccellenza nell'educazione olistica. “Ti rispetta da pari a pari e ti dà la libertà di esplorare i tuoi interessi, sfidare le sue idee e parlare con altri professori. La sua porta è sempre aperta,' dice un ex studente di dottorato.

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Come questo:


Gravità e assenza di gravità

La nostra vita quotidiana implica attività come sedersi, camminare, raccogliere cose da terra e sdraiarsi a letto. Nessuna di queste attività è possibile in orbita.

Una volta che un'astronave raggiunge l'orbita, tutto al suo interno sembra essere senza peso. Qualsiasi cosa (o chiunque) che non è legata galleggerà.

Gli astronauti percepiscono prima l'effetto dell'assenza di gravità quando i motori a razzo vengono spenti. Subito iniziano a galleggiare, trattenuti solo dalle cinture di sicurezza. L'assenza di gravità consente agli astronauti di apparire superforti. Possono sollevare oggetti che sarebbero troppo pesanti per essere spostati sulla Terra. Ma ci sono alcuni inconvenienti.

Senza l'effetto della gravità, il sangue e altri fluidi corporei iniziano a fluire verso la testa. Ciò può causare una sensazione di soffocamento e mal di testa. Senza gravità contro cui spingere, ossa e muscoli possono indebolirsi. Per mantenersi in forma, devono allenarsi diverse ore al giorno. Ciò consente loro di riprendersi più rapidamente quando tornano sulla Terra.

In una navetta o in una stazione spaziale, non c'è su o giù. Non c'è differenza tra un pavimento e un soffitto. Questo può far star male gli astronauti finché non si abituano a questa strana disposizione.


'spaghettizzazione'

I buchi neri sono macchie di materia incredibilmente densa con un'attrazione gravitazionale milioni di volte maggiore della forza che percepiamo sulla Terra.

Se ti avvicinassi troppo, queste forze gigantesche farebbero a pezzi il tuo corpo.

Man mano che ti avvicinavi, la differenza di gravità tra la testa e i piedi ti allungava come un pezzo di gomma da masticare.

Gli scienziati chiamano affettuosamente questo processo "spaghettificazione".

Alla fine diventi un flusso di particelle subatomiche che turbinano nel buco nero come l'acqua in un tappo.

Secondo il fisico televisivo Neil De Grasse Tyson: "Man mano che ti avvicini, la forza di gravità cresce in modo astronomico. Rimani integro finché la forza di stiramento non supera i legami molecolari della carne del tuo corpo.

"In quel momento, il tuo corpo si spezzerebbe in due segmenti. Tutto ciò che sei mai stato viene incanalato al centro del buco nero.

"Non solo sei stato strappato a metà, sei stato estruso attraverso il tessuto dello spazio e del tempo come un dentifricio attraverso un tubo".


Quanto velocemente l'aria viene aspirata nello spazio?

Vedi nei film quando c'è una breccia nello scafo o quant'altro, l'aria / l'oggetto viene risucchiato fuori dal buco estremamente velocemente? Quanto è veloce?

Le molecole d'aria si muovono RAPIDAMENTE. A 20°C, una molecola d'aria media si muoverà probabilmente di circa 500 metri al secondo. Quando rimbalzano su qualcosa, spingono via quella cosa, danno un certo slancio. La forza sperimentata da un'area con molte molecole d'aria che rimbalzano su di essa è la pressione dell'aria. Normalmente, avresti molecole d'aria che rimbalzano su entrambi i lati di un oggetto e la forza netta impartita si annulla.

La pressione dell'aria in un'astronave sarebbe probabilmente di circa 1 atmosfera, ovvero 15 libbre per pollice quadrato di pressione. Ora immagina di aver fatto un buco di un pollice quadrato nella tua astronave e di mettere, diciamo, una biglia nel buco. Quel marmo sentirebbe 15 libbre di forza spingerlo fuori dal buco. ma poiché non c'è aria dall'altra parte, niente che respinga. E le molecole d'aria più vicine al buco e per coincidenza che si dirigessero verso di esso sarebbero volate via a 500 m/s immediatamente. Altri potrebbero fare qualche rimbalzo, ma poiché non possono rimbalzare su altre molecole d'aria che sono già fuggite, tutto tenderà a rimbalzare in media verso il buco. Gli oggetti non avranno quella velocità, perché ci vuole un po' di tempo per accelerarla anche a 15 libbre di forza per pollice quadrato, e saranno fuori dal buco abbastanza rapidamente. La velocità dipenderà dalle dimensioni e dalla massa dell'oggetto. Un buco di 1 m 2 con una differenza di pressione di 15 psi produce 23000 libbre di forza che a sua volta accelererebbe una persona di 1 m 2 a 1 km/s 2 per un breve periodo. Se diciamo che una persona è larga 1 piede, è x27 accelereranno fino a circa 25 m/s nel tempo in cui sono nel foro (usando l'ultima di queste equazioni cinematiche).

Quindi quanto velocemente si svuota tutta l'aria? Dipende da quanto c'è, ma potrebbe essere piuttosto difficile da calcolare. Fortunatamente altri lo hanno fatto in passato, ecco un esempio. Il loro risultato per una cabina di 30 m 3:

Possiamo vedere che un foro di un centimetro quadrato ridurrà la pressione della cabina del 50% in 500 secondi (8,3 minuti). Questo valore scala in proporzione inversa all'area del foro. Quindi un foro di 10 cmq impiegherà solo 50 secondi per dimezzare la pressione, (. )

disclaimer: è tardi, qualcuno controlli i miei calcoli.

[modifica] Come dice Overunderrated, questo non è un quadro completo e ignora arbitrariamente la fluidodinamica!

[modifica 2] Beh, sembra che questa non sia proprio la risposta giusta, ma la lascerò come un'approssimazione finché qualcuno non ne troverà una migliore.


Chiedimi qualsiasi cosa AMA con l'astrofisico Dr. Joe Pesce!

Come collega fan di ST:TOS, mi chiedevo come ti senti riguardo alla versione "rimasterizzata" degli episodi rispetto agli originali. Devo dire che il mio episodio preferito, "The Doomsday Machine", è sembrato molto più fresco/liscio della versione originale.

Apprezzo le versioni rimasterizzate di ST:TOS per quello che sono. Forniscono uno sguardo elegante sulla tecnologia grafica digitale (della metà degli anni '90), in definitiva "migliorando" la qualità di produzione dello spettacolo televisivo.

Guardo la versione rimasterizzata, certo, ma mi struggo per l'originale. Perché? Perché lo spettacolo è un prodotto degli anni '60. Perché non possiamo vederlo come è stato costruito e inteso per essere? E la grafica utilizzata negli anni '60 su ST: TOS era all'avanguardia: SONO una delle cose che hanno reso TOS il gioiello che è (e perché era così straordinario ai suoi tempi). Come ho detto, la versione rimasterizzata è un prodotto interessante che vale la pena vedere. Non è ST: TOS. Quindi, sì, mi sento fortemente su questo!

Ma sai cos'altro mi dà fastidio? Modifica che ha rimosso le (quattro) interruzioni pubblicitarie originali. La trama, il montaggio originale, la colonna sonora, sono stati tutti progettati per avere queste interruzioni pubblicitarie. Rimuovere le interruzioni pubblicitarie originali (o, più comunemente, aggiungerne altre), cambia anche il tono e il flusso di un episodio originale.

Helio

Ah ah. Sì, Huygens ha introdotto il tipo di onde che, senza dubbio, preferisci!

È una bella storia su come la luce sia rimbalzata da particella a onda a particella a onda nel corso della storia. Non riesco a immaginare, per l'uso pratico, gran parte del punto di vista delle particelle preso in radioastronomia, giusto?

DrJoePesce

Vorrei anche notare la domanda di questo membro:

Una grande domanda che arriva a un fondamento dell'astrofisica. A livello locale, i movimenti delle galassie in avvicinamento o in allontanamento da noi impartiscono un effetto doppler alla luce emessa da quelle galassie (blueshift o redshift). Su scala più ampia, abbiamo il redshift cosmologico che è l'allungamento della lunghezza d'onda di un fotone mentre viaggia attraverso un universo in espansione: il tessuto stesso dell'universo si estende mentre il fotone lo attraversa, e questo aumenta la lunghezza d'onda, portando alla redshift cosmologico. Il redshift è correlato alla distanza e possiamo misurare le distanze in diversi modi indipendenti. E quando lo facciamo, il redshift è coerente con l'immagine che ho delineato sopra. Ci sono alternative, ma non sono esperto in esse e non hanno ancora preso piede.

C'è anche una cosa chiamata redshift gravitazionale che è causata da fotoni vicino a un intenso campo gravitazionale.

Helio

Einstein, da quello che sto cercando di capire attraverso alcune letture limitate, aveva inizialmente sviluppato la sua teoria GR sul principio di equivalenza. Ciò ha permesso di spiegare finalmente gli allora noti redshift solari e la precessione dell'orbita di Mercurio. [Fortunatamente, una volta nata la tv, è arrivato un nuovo Vulcaniano più intelligente.]

Gli spostamenti verso il rosso solare, sebbene i dati fossero un po' confusi, divennero comprensibili poiché l'arto solare presentava, principalmente, solo la gravità. redshift poiché sull'arto gli shift Doppler non sono così significativi. [Questo potrebbe essere uno dei motivi per cui ha trascorso più tempo, a quanto pare, con esperti solari che con Hubble quando ha visitato il Monte. Wilson, anche se i ragazzi della Solar parlavano tedesco e all'epoca stava ancora imparando l'inglese.]

Ma, ha riconosciuto di aver tralasciato la componente che coinvolge gli effetti spazio-temporali (penso che questo sia il termine giusto). La sua stima della deflessione della luce stellare vicino al Sole era la stessa della deflessione newtoniana del suo primo modello, e quella che si aspettava di ottenere dall'astronomo tedesco aiutò a ottenere finanziamenti. [Questa spedizione dell'eclissi in Russia (IIRC) è fallita poiché l'astronomo è stato messo in prigione come potenziale spia, quindi Einstein è stato fortunato che la sua teoria incompleta non sia stata falsificata, e con parte dei suoi soldi, a quanto pare. ]

Quando si rese conto del suo difetto, corresse la teoria e raddoppiò l'importo della deviazione, che fu confermato da Eddington e Dyson (fine 1919). [I dati migliori provengono dal team di Dyson, in realtà.]

Quindi, la mia domanda è se c'è una qualche relazione tra il fattore di deflessione dello spaziotempo (il secondo elemento chiave di Einstein in GR) e il redshift cosmologico? [Ho faticato a cercare di vedere come lo spaziotempo debole nello spazio vuoto può assorbire così tanta energia da una particella EM dato che la debole gravità delle galassie regge così bene all'espansione.]

DrJoePesce

Einstein, da quello che sto cercando di capire attraverso alcune letture limitate, aveva inizialmente sviluppato la sua teoria GR sul principio di equivalenza. Ciò ha permesso di spiegare finalmente gli allora noti redshift solari e la precessione dell'orbita di Mercurio. [Fortunatamente, una volta nata la tv, è arrivato un nuovo Vulcaniano più intelligente.]

Gli spostamenti verso il rosso solare, sebbene i dati fossero un po' confusi, divennero comprensibili poiché il lembo solare presentava, principalmente, solo la gravità. redshift poiché sull'arto gli shift Doppler non sono così significativi. [Questo potrebbe essere uno dei motivi per cui ha trascorso più tempo, a quanto pare, con esperti solari che con Hubble quando ha visitato il Monte. Wilson, anche se i ragazzi della Solar parlavano tedesco e all'epoca stava ancora imparando l'inglese.]

Ma, ha riconosciuto di aver tralasciato la componente che coinvolge gli effetti spazio-temporali (penso che questo sia il termine giusto). La sua stima della deflessione della luce stellare vicino al Sole era la stessa della deflessione newtoniana del suo primo modello, e quella che si aspettava di ottenere dall'astronomo tedesco aiutò a ottenere finanziamenti. [Questa spedizione dell'eclissi in Russia (IIRC) è fallita poiché l'astronomo è stato messo in prigione come potenziale spia, quindi Einstein è stato fortunato che la sua teoria incompleta non sia stata falsificata, e con alcuni dei suoi soldi, a quanto pare. ]

Quando si rese conto del suo difetto, corresse la teoria e raddoppiò l'importo della deviazione, che fu confermato da Eddington e Dyson (fine 1919). [I dati migliori provengono dal team di Dyson, in realtà.]

So, my question is whether their is some relationship between the spacetime deflection factor (Einstein's second key element in GR) and the cosmological redshift? [I have struggled trying to see how feeble spacetime in empty space can suck so much energy from an EM particle given that feeble gravity for galaxies holds-up so well against the expansion.]

DrJoePesce

I don't want to pose a question that can't be answered, but I have wondered for a long time whether or not our universe is everything in existence, including all the dimensions we have yet to discover. If this is true, I don't see the universe simply reversing course because it apparently is still accelerating. What I see is a space-time fabric possibly being stretched to its limits before quantum leaping into something with different properties and different laws of physics. From there, it may undergo more quantum leaps before reverting back to whatever it was before the Big Bang.

If the universe is only a fraction of everything in existence, it becomes a much more complicated picture, perhaps beyond the reach of the most intelligent beings to have ever existed. I realize there is a 0.0000000000001% chance we are the only intelligent beings to ever exist in the universe.

Oh, I loved you in "My Cousin Vinny." Just kidding. His surname is Pesci.

Cosmology is so thought-provoking, isn't it? The universe is everything in existence we can know about. There are some thoughts of multi-verses, and the like. But, for the most part, these views (maybe we can call them models) cannot be tested, and so are not scientific and merely speculation. That doesn't mean 1) we won't be able to conduct tests in the future and 2) there won't be new and wonderful models.

As to your point about the universe reversing: Up until the discovery of dark energy, the big open question was did the universe have enough mass (or mass density) to slow the universal expansion, and indeed even reverse it so that eventually the universe would collapse? The view was that the mass density of the universe was not sufficient to reverse the expansion, but it would slow it down. So, a universe expanding forever but at an ever-decreasing rate. Dark energy basically throws all that out, because not only is there not enough matter to stop the expansion, but the expansion rate is accelerating. It looks like the universe will expand forever.

P.S. I love "My Cousin Vinny" too!

Helio

Right, but I will assume you see where I have trouble with, say, a 12 billion-year old galaxy constantly being stretched yet never fully allowing the expansion to get the best of it, thanks to its self-gravity that overpowers that expansion.

Yet, if we know gravity is extremely weak relative to EMf, you can see my puzzlement in trying to see how the extremely strong (EMf) allows the expansion to stretch that which gravity seems to disallow. Perhaps you can suggest what I'm missing.

Rabsal

Rabsal

Right, but I will assume you see where I have trouble with, say, a 12 billion-year old galaxy constantly being stretched yet never fully allowing the expansion to get the best of it, thanks to its self-gravity that overpowers that expansion.

Yet, if we know gravity is extremely weak relative to EMf, you can see my puzzlement in trying to see how the extremely strong (EMf) allows the expansion to stretch that which gravity seems to disallow. Perhaps you can suggest what I'm missing.

JSNardello

DrJoePesce

Right, but I will assume you see where I have trouble with, say, a 12 billion-year old galaxy constantly being stretched yet never fully allowing the expansion to get the best of it, thanks to its self-gravity that overpowers that expansion.

Yet, if we know gravity is extremely weak relative to EMf, you can see my puzzlement in trying to see how the extremely strong (EMf) allows the expansion to stretch that which gravity seems to disallow. Perhaps you can suggest what I'm missing.

A terrific question, Helio, and it's one where that vastness of space gets us.

Currently, the universal expansion is on a very large scale. The expansion rate, Hubble's constant, is still being pinned down, but let's say it's 67 km/s/Mpc. That is, the expansion rate is 67 km/s BUT over 3.3 million light years. I will leave it as an exercise to determine the expansion rate on a human or galactic scale. The universe is expanding on a human scale, just at a miniscule rate. I started by saying "currently". In the far distant future, expansion becomes relevant even on the small scale, and eventually atomic nuclei will be pulled apart from their electrons, subatomic particles will be pulled apart, etc.

As for relative strengths of the forces: the difference between gravity and the other three fundamental forces is that gravity operates on the very large scales while the other three - though tremendously stronger than gravity - only operate on a very small (atomic or sub-atomic) scale.

DrJoePesce

DrJoePesce

David-J-Franks

Was excited to see you back Dr. Joe

I learnt from reading these forums that the speed of light has only been measured with a two-way trip ie it's always been reflected back from something. The reason given why a 1-way speed measurement cannot be made is that it is not possible to synchronise 2 clocks because when you move them apart special relativity says they will alter. I don't like it when someone says you can't do something so I came up with a thought experiment to overcome the synchronising clock problem. I'm sure it must be wrong because I'm not a scientist, so I would like to see what you think

If you take a clock with the dial on and then have a very long shaft with a similaur dial on the other end will that mean the two ends of the shaft are synchronised in time? So, therefore can you measure the one-way speed of light? Basically it is the same clock that both observers at each end are referring to. For the sake of symmetry you could even have the clock mechanism in the middle and a shaft going in each direction.

This need not be a thought experiment, in space it would theoretically be practical to have say a 10 km or even 100 km a long shaft so both ends would therefore be exactly synchronised in time, so you could perform lots of experiments with it. Obviously, you could replace the dial with some electrical triggers and make it digital.

Also you could have one end of the shaft nearer a strong gravitational body where time is supposed to slow down so what happens to the other end of the shaft?

Yet again you could also spin one end of the shaft round the other and the different velocities again should produce the different times, so what happens to each end of the shaft in that case?

I can't get my head around this, so your help would be very much appreciated

Helio

Assuming you meant 3.3 billion lyrs., is that our current SN study limit? Will we be bumping that distance soon, perhaps with the GMT or the Webb spacescope?

DrJoePesce

Was excited to see you back Dr. Joe

I learnt from reading these forums that the speed of light has only been measured with a two-way trip ie it's always been reflected back from something. The reason given why a 1-way speed measurement cannot be made is that it is not possible to synchronise 2 clocks because when you move them apart special relativity says they will alter. I don't like it when someone says you can't do something so I came up with a thought experiment to overcome the synchronising clock problem. I'm sure it must be wrong because I'm not a scientist, so I would like to see what you think

If you take a clock with the dial on and then have a very long shaft with a similaur dial on the other end will that mean the two ends of the shaft are synchronised in time? So, therefore can you measure the one-way speed of light? Basically it is the same clock that both observers at each end are referring to. For the sake of symmetry you could even have the clock mechanism in the middle and a shaft going in each direction.

This need not be a thought experiment, in space it would theoretically be practical to have say a 10 km or even 100 km a long shaft so both ends would therefore be exactly synchronised in time, so you could perform lots of experiments with it. Obviously, you could replace the dial with some electrical triggers and make it digital.

Also you could have one end of the shaft nearer a strong gravitational body where time is supposed to slow down so what happens to the other end of the shaft?

Yet again you could also spin one end of the shaft round the other and the different velocities again should produce the different times, so what happens to each end of the shaft in that case?

I can't get my head around this, so your help would be very much appreciated

Thank you David-J-Franks! Fascinating question and topic! I REALLY like that you are thinking about this and creating experiments! I will have to think more about your experiments but let me offer the following in the meantime.

Not all measurements are necessarily two-way. In the astronomical case, if we know distances to an astronomical object and we see something emitting light (for example, a blob in an accretion disk, and then reflection of that emitted light off something local to the source) we can measure the speed of light. (And/or we can measure distances at the local source given the speed of light.)

But we can also do this in the laboratory, creating a photon and then detecting it, and thus measuring the speed of light.

You also allude to relativity and changing clock speed in the presence/absence of a gravitational field. This has been measured astronomically, but also locally: Something that we use every day - GPS - must include a relativistic time-correction because the GPS satellites are in Earth orbit, but we are on the surface and there's a difference between our respective clocks. This has been measured in the laboratory too, given the incredibly accurate clocks we can produce.


Guarda il video: Rahasianya Bocor, inilah Misteri Luar Angkasa yang Disembunyikan NASA (Luglio 2022).


Commenti:

  1. Elimu

    È portato via

  2. Kenly

    Credo che ti sbagli. Sono sicuro. Propongo di discuterne. Inviami un'e -mail a PM.

  3. Matunaagd

    Secondo me è già stato discusso

  4. Ozanna

    È visibile, non il destino.



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