Ar galime palikti Paukščių Taką?
Trumpas atsakymas: Teoriškai taip. Norint palikti Paukščių Taką, reikia skristi greičiau, nei gali išlaikyti galaktikos gravitacija, bet tam reikia daug daugiau greičio ir energijos, nei gali suteikti mūsų dabartinės technologijos.
Net jei laivas galėtų išskristi, kelionė truktų ilgiau nei iki šiol žmonijos istorija.
Trumpas paaiškinimas
Paukščių Takas yra didžiulė žvaigždžių, dujų, dulkių ir tamsiosios materijos grupė, kurią kartu laiko gravitacija. Gravitacija viską traukia link galaktikos centro. Norint palikti galaktiką, reikia pasiekti pabėgimo greitį.
Pabėgimo greitis yra greitis, reikalingas norint įveikti gravitaciją ir nukeliauti amžiams. Kai kurie gamtos įvykiai gali išsviesti daiktus iš Paukščių Tako. Tai apima sąveiką su centrine juodąja skyle arba sprogstančias žvaigždes.
Mūsų erdvėlaiviai yra labai lėti, palyginti su reikalingais greičiais. „Voyager 1“ paliko burbulą aplink Saulę, bet vis dar yra Paukščių Tako viduje. Taigi, palikti Paukščių Taką fizikoje įmanoma, bet ne su raketomis ir varikliais, kuriuos turime dabar.
Kaip tai veikia moksliškai
Įvardyti dėsniai / principai: Poveikis/dėsnis: Gravitacija ir pabėgimo greitis.
Pabėgimo greitis gaunamas iš gravitacijos dėsnio ir orbitinio judėjimo. Pagrindinė formulė rodo, kad pabėgimo greitis priklauso nuo masės, nuo kurios bėgate, ir atstumo nuo galaktikos centro. Paukščių Takas yra masyvus.
Didžioji jo masės dalis elgiasi kaip nematoma „tamsioji materija“, kuri padidina greitį, kurio jums reikėtų pabėgti. Dėl to reikalingas greitis yra labai didelis, o energijos sąnaudos – milžiniškos . Natūralūs procesai gali sukelti pabėgimo greičius.
Pavyzdžiui, žvaigždžių susidūrimai arba žvaigždės praskriejimas arti supermasyvios juodosios skylės galaktikos centre gali labai dideliu greičiu išsviesti žvaigždę į išorę. Jos vadinamos hipergreitosiomis žvaigždėmis, ir kai kurios buvo pastebėtos paliekant Paukščių Taką . Žmonių sukurti zondai keliauja daug lėčiau.
„Voyager 1“ kirto Saulės įtakos zondą ir įskriejo į tarpžvaigždinę erdvę, tačiau jis lieka susietas su galaktika ir jam prireiks labai daug laiko, kad nukeliautų toli tarp galaktikų .
Kaip mes tai žinome: Galaktikos masę ir sukimąsi matuojame stebėdami žvaigždžių judėjimus, kurie rodo papildomą nematomą masę (tamsiąją materiją), kuri turi įtakos pabėgimo greičiui. Astronomai taip pat seka dideliu greičiu skriejančias žvaigždes ir erdvėlaivius, kad pamatytų realius objektų, judančių per galaktiką ir iš jos, pavyzdžius .
Kur tai pastebėsi
- „Voyager 1“ palieka Saulės heliosferą, bet vis dar yra Paukščių Tako viduje
- Stebimos hipergreitos žvaigždės, greitai tolstančios nuo galaktikos po artimų susidūrimų ar sprogimų
- Erdvėlaivių naudojamos gravitacijos pagalbinės priemonės (timpos), skirtos planetoms aplenkti
- Būsimas Paukščių Tako ir Andromedos susidūrimas, rodantis, kad galaktikos juda ir sąveikauja milijardus metų
Eksperimentas
Pavadinimas: Pasigaminkite gravitacinį šulinį
Sauga: Paprašykite suaugusiojo pagalbos. Stebėkite mažas dalis, kad jos netaptų užspringimo pavojumi.
Priemonės
- tampri paklodė arba batuto audinys
- sunkus kamuolys (pvz.
- boulingo kamuolys arba didelis akmuo)
- keli rutuliukai arba maži kamuoliukai
Žingsniai
- Ištempkite paklodę ant rėmo arba paprašykite dviejų žmonių tvirtai ją laikyti, kad paviršius būtų lygus.
- Padėkite sunkų kamuoliuką centre. Paklodė nuslinks ir susidarys „šulinys“.
- Ridenkite rutuliuką prie krašto ir stebėkite, kaip jis linksta link sunkaus kamuoliuko.
- Pabandykite ridenti greičiau, kad pamatytumėte, ar jis praeina pro šulinį, ar įkrenta į jį. Ką tai rodo: Šis modelis rodo, kaip masė lenkia erdvę ir traukia kitus objektus į vidų, kaip gravitacija galaktikoje.
Naudingi terminai
- Galaktika: Didžiulis žvaigždžių, dujų, dulkių ir tamsiosios materijos rinkinys, kurį kartu laiko gravitacija.
- Gravitacija: Jėga, traukianti masę turinčius objektus vieną prie kito.
- Pabėgimo greitis: Minimalus greitis, reikalingas norint amžinai nutolti nuo gravitacijos šaltinio.
- Tarpgalaktinė erdvė: Daugiausia tuščia erdvė tarp galaktikų.
- Tamsioji materija: Nematoma medžiaga, kurios negalime tiesiogiai matyti, bet kuri suteikia galaktikoms masės ir gravitacijos .
Vaikai klausia
Ar žmonės kada nors galės keliauti tarp galaktikų?
Ne su jokiomis technologijomis, kurias turime dabar. Reikalingas greitis ir laikas gerokai viršija dabartinių raketų galimybes.
Ar mes jau paliekame Paukščių Taką, nes Visata plečiasi?
Ne. Kosminis plėtimasis yra svarbus didžiuliu mastu. Galaktikos, kurias suriša gravitacija, tokios kaip Paukščių Takas ir netoliese esančios kaimynės, ne tiesiog dreifuoja viena nuo kitos dėl plėtimosi.
Ar kažkas galėtų išstumti Žemę iš Paukščių Tako?
Tai labai mažai tikėtina. Dideliems Žemės trajektorijos pokyčiams reikėtų didžiulių jėgų, tokių kaip artimi susidūrimai su masyviais objektais, kurie yra reti.
Kas nutinka, jei žvaigždė palieka Paukščių Taką?
Ji tampa tarpgalaktine žvaigžde, dreifuojančia tarp galaktikų ir dažniausiai liekančia viena labai tamsioje, retame erdvėje.