windeyes windeyes
Previous Entry Share Next Entry
(no subject)
Ребёнок вдруг спрашивает:
- Почему космос показывают всегда черным, как будто там только ночь? Когда у нас день и светло, то и там светло тоже? Ну вот свет включаешь и в комнате везде же светло…
Отвечаешь на той же волне, т.е. без особых раздумий:
- Нет, там свет есть, но для этого надо быть там, это только отсюда там темнота.
- Но все равно там же холодно. Всегда холодно.
- Свет, если не отражается ни от чего, то не греет.
- И что, бока у космических станций под солнцем теплые?..
- Ну, станции маленькие и у них нет атмосферы, чтобы тепло удерживать, так что оно сразу рассеивается, - говорю.
Сказать-то сказал, только вот так всё это или нет, сам толком не знаю





и под ним по крайней мере в околоземном космосе все время должно быть и светло и тепло. Но подозреваю, что температура межпланетного пространства около Земли и около Сатурна примерно одинаково низкая. Не от чего отражаться свету в пустоте? Но все-таки куда девается вся энергия пышущей жаром громадины Солнца? Вакуум поглощает? Её всю? Как это? С ней должно что-то происходить, не так ли? Она же не может кануть внего с концам, раствориться? Значит, он как-то накапливает её и тогда энергия пустоты понятие не абсурдное, а абсолютное...

Так вот всегда после детских вопросов: сам начинаешь задавать такие же...


Buy for 10 tokens
Buy promo for minimal price.

подозреваю что в отсутствие материи электромагнитное излучение проходит через прозрачный для неё вакуум пока не дойдёт до материи вроде нашей.
поэтому в вакууме ей вроде как накапливаться негде.

пока не дойдёт до материи

а если не дойдет до такой материи, то куда все-таки денется? да и сколько этой материи в нашей системе сравнительно со Звездой Солнцем? и почему вакуум многие, Тесла например, считают практически бездонным источником энергии?

Re: пока не дойдёт до материи

подозреваю что если вселенная расширяется со скоростью больше скорости света, то туда и девается.
если бы излучение поглощалось бы вакуумом в промышленных масштабах, до нас не дошло бы пресловутое реликтовое излучение. нет?

что касается вакуума, то он уже с сороковых годов считается более сложным чем просто "ничто". однако о том как эта сложность реагирует (если вообще) с э-м излучением, я ещё не читал.

Есть т.н. тёмная материя.

Для того, что бы ответить на вопрос о температуре вакуума, нужно спросить - а как, собственно говоря, измерить эту температуру? Вакуум не содержит атомов (содержит в следовых количествах), так что нельзя измерить температуру сильно рассеянного космического водорода и сообщить, что это-де температура космоса.

Единственный способ определения космической температуры - поместить в космос тело, и измерить его температуру к моменту его остывания, то есть установлению баланса "сколько энергии получаю, столько и излучаю".

Примерно таким образом было получено, что температура космоса в тени - около 2,7 Кельвин. Эта температура порождается так называемым реликтовым излучением Вселенной, то есть энергией, выделившейся в результате Большого Взрыва и последующего цикла жизни первых звезд. Однозначного консенсуса по вопросу, куда девается лучевая энергия Солнца в конце концов, насколько я знаю, нет, однако одна из популярных в среде астрономов гипотез утверждает, что этот свет уходит в насыщение вакуума реликтовым излучением. Тем не менее, влияние на этот процесс таких факторов, как расширение Вселенной, темная материя, черные дыры и т.п. не ясно в том числе из-за слабой изученности факторов.

Но это в тени. На солнце в околоземной зоне температура космоса близка к 400 К или 120 С, и падает с удалением от звезды. Таким образом, в космосе гораздо легче зажариться, чем замерзнуть, и охлаждение станций - сложная инженерная проблема, так что на солнце космонавты не становятся в своей станции подобны парным котлеткам лишь из-за хитрой системы радиаторов, а так же отражающим и теплоизоляционным свойствам материалов корабля; в то же время, находясь в тени, космические станции никогда не испытывали проблем с переохлаждением из-за весьма медленной потери тепла. Благо, термоизолятора лучше, чем вакуум, в природе не существует.

И нет. Свету совершенно не нужно от чего-то отражаться, что бы нагревать. Благодаря ветрам и океаническим течениям верхний слой Земли прогревается более-менее равномерно, отражая к тому же значительную часть изучения Солнца, что обеспечивает нам с вами относительно комфортные условия жизни.

Edited at 2015-09-25 09:13 pm (UTC)

P.S. В действительности, конечно, температура реликтового излучения была получена не через остывание в космосе градусника, а через измерение шумового фона радиотелескопа. Это весьма захватывающая история, подробности которой я рекомендую поискать вам самостоятельно.

свет уходит в насыщение вакуума

"На солнце в околоземной зоне температура космоса близка к 400 К или 120 С, и падает с удалением от звезды."

Вам не кажется, что падает она как-то слишком уж резко - если иметь в виду, что поглощающая её масса планет в нашей системе по сравнению с массой массой солнца ничтожна. Получается, что, если она не поглощается вакуумом, то она проходит насквозь солнечную систему и далее просто становится частью реликтового излучения (хотя тогда оно уже не реликтовое).

Будучи далек от астрофизики и продолжая думать-отвечать в духе поста, т.е. сразу, по-интуиции, прошу не злиться на глупости, а просто поправить)

Re: свет уходит в насыщение вакуума

Нет-нет, что вы, никаких обид)
Отвечая на ваш вопрос: вообще вакуум не обладает свойством поглащать какое-либо излучение. Если бы он таким свойством обладал, мы бы не смогли видеть сквозь астрономическую толщу вакуума далекие галактики. Реликтовое излучение не поглощено вакуумом - просто из-за конечности Вселенной свету со времен большого взрыва "не куда деться". Это напоминает улицы какого-нибудь города утром в будний день - по ним спешат по своим делам люди, и нельзя сказать, что улицы "поглотили" их - просто они находятся там, потому что улица оказалась по пути.

Почему температура космоса под потоком излучения квадратично падает в зависимости от расстояния до звезды? Конечно же, абсолютное количество энергии не поглощается планетами, а уходит в космос. При этом, излучение равномерно рассеивается в пространстве во все стороны от Солнца.

Существует такая фантастическая идея - Сфера Дайсона. Представьте себе, что некие очень могучие инопланетяне, желая расширить свое жизненное пространство, построили вокруг своего Солнца тонкую оболочку. Каждую секунду Солнце излучает N терават энергии, а площадь его поверхности - M квадратных гигаметров. Если строить "маленькую" Сферу Дайсона, так что её поверхность почти касается фотосферы звезды, то удельная (приходящаяся на квадратный сантиметр площади) мощность будет огромна, а температура - до 6000 градусов. Воистину, очень теплолюбивые инопланетяне так поступят!

Если же инопланетяне хотят жить при человеческой температуре, то им стоит строить сферу пошире - где-нибудь до Земли радиусом. Мощность N звезды никак не изменится, и на всю сферу в целом будет падать ровно столько же энергии, но эта энергия рассеется по огромной площади сферы, так что на квадратный сантиметр в секунду упадет ровно столько тепла, сколько нужно для комфортной жизни.

П.С. Сторого говоря, планеты излучают больше энергии, чем поглощают - за счет внутренних магматических явлений происходит постепенное остывание планетарной массы любого тела Солнечной Системы, в котором есть эти магматические явления, но нет явлений термоядерного синтеза. Это означает, что ночная сторона нашей Земли непрерывно мягко светится в инфракрасном диапазоне, рассеивая энергию, получаемую дневной стороной, в пространство.

Re: свет уходит в насыщение вакуума

"вакуум не обладает свойством поглащать какое-либо излучение"

т.е. вакуум абсолютно инертен и реликтовый свет просто накладывается на него и не больше?

вакуум потому и вакуум, что ни с чем не взаимодействует?

но тогда, может, он идеальный посредник для взаимодействий?

и не в нём бездна энергии, а через него выход на эту самую бездну?

Насчет Сферы Дайсона и Земли не понял таки построена она или нет (раз ее надо было бы расширить до радиуса Земли "для комфортной жизни")?

Re: свет уходит в насыщение вакуума

"т.е. вакуум абсолютно инертен и реликтовый свет просто накладывается на него и не больше"
Да, именно так

"но тогда, может, он идеальный посредник для взаимодействий?"
Да, вакуум - идеальный посредник для света и вообще для взаимодействий электромагнитной природы. В нем нет ничего, что бы эти взаимодействия как-то искажало.

"и не в нём бездна энергии, а через него выход на эту самую бездну?"
Энергия - очень относительное понятие. Тот факт, что любой литр грязи теоретически (по известной формуле e=mc2) содержит энергию сотни ядерных бомб, никак не помогает нам эту энергию из грязи извлечь. Что же до литра вакуума, то наличие, отсутствие и количество его "внутренней энергии" - еще более сложный вопрос, чем даже с грязью, только-только легонько затрагиваемый современной физикой.

Но это не имеет отношения к разговору. Для нас будет гораздо более надежным считать, что в вакууме нет никакого выхода на бездну энергии, да и вообще нет какой-либо энергии кроме энергии проходящих сквозь него излучений и полей.

Насчет сферы Дайсона - конечно же, она не построена, по крайней мере людьми. Это мысленный эксперимент. Но сам Дайсон предлагал искать следы таких сфер в Галактике. Если бы мы нашли такую сферу, это было бы доказательством существования иных цивилизаций, притом значительно нас превзошедших.

Re: свет уходит в насыщение вакуума

Спасибо за разъяснения. Взвешенно и доходчиво )

?

Log in

No account? Create an account