Читать книгу - "Просто космос: Задачи о межпланетных путешествиях - Владимир Георгиевич Сурдин"

исключают возможность того, что при высокой энергии столкновения частиц гравитационные эффекты становятся заметными и могут приводить к появлению и немедленному испарению (в результате излучения Хокинга) микроскопических черных дыр. Журналистов насторожил тот факт, что перед рождественскими каникулами Большой адронный коллайдер был остановлен. Далее по тексту:

Отто Ресслер, профессор химии из Университета Тюбингена (Германия), утверждает, что образовавшиеся черные дыры быстро вырастут, захватывая частицы. Например, электроны. Но в ЦЕРН тогда отбивались: если что – эксперимент будет немедленно прекращен – ускоритель остановят. И вот сегодня БАК остановили.

– А если бы не успели, – комментирует профессор Ресслер, – то образовавшаяся черная дыра могла быть притянута гравитацией к самому центру Земли за ничтожные доли секунды. И разрастаясь, уничтожить планету.

1) Вопрос для любителей небесной механики: прав ли профессор химии относительно мгновенного падения черной дыры к центру Земли?

2) Вопрос для любителей астрофизики: за какое время микроскопическая черная дыра сможет поглотить Землю?

Решения

Глава 1. Самые простые задачи

1.1. Полярная звезда

Полярная всегда вблизи горизонта для наблюдателя, который находится в Северном полушарии Земли у экватора. Движение звезд вокруг северного полюса мира, почти совпадающего с Полярной звездой, легко проследить на фотографиях с длительной экспозицией.

В Южном полушарии тоже можно получить подобное фото. Но на нем нет Полярной.

Рис. 42. Движение звезд вокруг полюса мира. А где же Полярная?

1.2. Гори, гори, моя звезда!

Сириус почти в четыре раза ярче Веги. Но эта разница немного скрадывается потому, что в средних широтах Северного полушария Вега бывает видна почти в зените, а Сириус всегда находится не очень высоко над горизонтом, где свет сильнее поглощается атмосферой Земли.

1.3. Сколько звезд на небе?

Невооруженным глазом (при хорошем зрении или в правильно подобранных очках) на всем небе можно увидеть около 6000 звезд. Разумеется, для этого должны быть идеальные условия наблюдения: безоблачная погода и удаленность от городских огней и смога. Больше звезд видно только высоко в горах или с борта космической станции.

1.4. Вместе с Марсом

У Марса два небольших спутника – Фобос и Деймос.

1.5. Затмения

И лунные, и солнечные затмения происходили бы значительно чаще – ежемесячно.

1.6. Пропал день

Корабельный календарь отстал на один день. Плывя на запад, моряки совершили на один суточный оборот вокруг земной оси меньше, чем неподвижный порт на материке, так как двигались в сторону вращения Земли.

1.7. Сатурн растолстел?

Сатурн действительно сплюснут из-за своего быстрого вращения и малой плотности. Центробежная сила расширила его в плоскости экватора.

1.8. Фаза Луны

Это Луна убывающая, «старая» (подсказка – буква «с»).

1.9. Поближе к огоньку

Земля ближе к Солнцу в начале января, когда она проходит через перигелий своей орбиты.

1.10. Ускоряя бег

Быстрее всего Земля движется, проходя через перигелий своей орбиты. Это бывает зимой, в январе.

1.11. Вдохни поглубже

Атмосфера Марса почти полностью состоит из углекислого газа (CO2).

1.12. Дышите… не дышите

Атмосфера Венеры почти полностью состоит из углекислого газа (CO2).

1.13. И дышится легко!

Атмосфера Земли на 78% состоит из азота (N2). Следом за ним идут кислород (O2) – 21% и аргон (Ar) – около 1%.

1.14. Противостояние

Во время Великого противостояния Марс ближе всего к Земле.

1.15. Пересчитаем планеты

В Солнечной системе восемь планет. По удалению от Солнца они располагаются так: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

1.16. Планета-спутник

Спутник Сатурна Титан имеет плотную азотную атмосферу, поэтому его часто называют планетой-спутником.

1.17. Космическое одиночество

У Меркурия и Венеры нет спутников.

1.18. Обидное прозвище

Коричневый, или бурый, карлик – это космическое тело с массой больше, чем у планеты, но меньше, чем у звезды. Согласно определению планеты, в ее недрах вообще не должно происходить термоядерных реакций на всех этапах ее эволюции. А «звезда» – это тело, равновесие и излучение которого поддерживается за счет термоядерных реакций. Промежуточное положение занимают коричневые (бурые) карлики. Их излучение вызвано разогревом недр за счет гравитационного сжатия. Но на коротком этапе сжатия все же небольшую долю энергии добавляет процесс термоядерного превращения водорода (в основном первичного дейтерия, которого очень мало) в гелий. Диапазон масс коричневых карликов простирается от 0,013 массы Солнца (это около 13 масс Юпитера) до 0,075 массы Солнца.

1.19. Все выше и выше

Во-первых, когда звезда видна у горизонта, ее свет проходит длинный путь в атмосфере (он почти в 40 раз длиннее, чем при наблюдении звезды в зените) и, соответственно, испытывает большое поглощение. Во-вторых, собственное свечение атмосферы по той же причине больше у горизонта, чем вблизи зенита. Поэтому на более ярком фоне у горизонта ослабленный свет звезды кажется еще слабее.

1.20. Знал ли это Робинзон?

В високосном году 366 солнечных суток.

1.21. Измеряем звезду

В звездных величинах измеряют яркость (астрономы говорят – блеск) небесных объектов.

Рис. 43. В центре этого фото ближайшая к нам звезда – Проксима в созвездии Кентавр. Несмотря на близость, по яркости она почти не отличается от многих других звезд на этом снимке, поскольку мощность ее излучения (астрономы говорят – светимость) очень низка

1.22. Солнце в зените

Солнце на экваторе бывает в зените дважды в год – в дни равноденствий (см. решение задачи 5.12).

1.23. Куда летал «Аполлон»?

«Аполлоны» садились на видимой стороне Луны, так как им требовалась прямая радиосвязь с Землей. На обратной стороне Луны в те годы она была невозможна, поскольку оттуда Земля никогда не видна. В XXI в. радиосвязь стала возможна с помощью спутников-ретрансляторов, работающих вблизи точки Лагранжа L2 системы Земля – Луна.

1.24. Созвездия

На всей небесной сфере 88 созвездий, покрывающих ее без промежутков. Но отдельных площадок 89.

1.25. Разорванное созвездие

Созвездие Змея состоит из двух частей, разделенных созвездием Змееносец.

1.26. Капитан Немо об этом не знал

Во-первых, подводной лодке не попасть на Южный полюс, поскольку он находится в центре материка Антарктида. Во-вторых, созвездие Южный Крест никогда не бывает в зените на Южном полюсе. Даже самая южная точка этого небольшого созвездия удалена на 26° от южного полюса мира, а его центр – еще дальше, на расстояние 31° от полюса. Впрочем, Южный Крест действительно помогает ориентироваться в южных морях: длинная сторона «креста» указывает направление на южный полюс мира.

Рис. 44. Карта созвездия Южный Крест и его окрестностей

1.27. Полезный компас

В Южном полушарии в полдень стрелка компаса будет указывать на Солнце своим