Звук в космосі, атоми розміром з манхеттен… 5 дивовижних фактів про спостережуваного всесвіту

Космічний простір зберігає безліч таємниць, які вчені намагаються розгадати не одну сотню років. Щось ми дізналися, що належить дізнатися, а що-то нам не відкриється ніколи. Тим не менш, з кожним роком космічних відкриттів стає все більше і багато хто з них дійсно вражаючі. Ми хочемо розповісти вам про 5 факти про нашого Всесвіту, які викличуть у вас здивування і непідробний інтерес.

1. Атоми розміром з Манхеттен

Коли величезна зірка наближається до заходу життя, вона перетворюється в наднову: її зовнішні шари випаровуються і залишається тільки одне ядро.

Тиск всередині зірки різко падає, виснажуються запаси водню, припиняється синтез, світило більше не виробляє ніякої енергії. Після починається катастрофічний стиснення (за умови, що маса ядра зірки більше 1,4 мас Сонця), його ще називають гравітаційним колапсом – зовнішня частина ядра спрямовується до центру зірки. Гравітаційний колапс так сильно стискає атоми, що їх ядра руйнуються, в результаті залишаються одні протони, нейтрони та електрони. Далі починається процес бета-розпаду. Коли електрон наближається до протону на відстань порядку миллиферми (фермі = 10(-15) метра), між ними виникає слабка взаємодія: в протон з’являється кварковий струм, а електрон перетворюється на лептонний струм. Ці два
струму обмінюються проміжним бозоном і в результаті протон перетворюється в нейтрон, а електрон в електронне нейтрино. Нейтрино відлітають, а нейтрони продовжують стискатися.

Таким чином народжується нейтронна зірка, серцевина якої складається з нейтронів, покритих важкими атомними ядрами. Все це виглядає приблизно як одне велике атомне ядро.

Якщо маса нейтронної зірки від 1 до 3 мас Сонць, то вона буде стиснута до 25 кілометрів в діаметрі. Виходить, що приблизно 500 тисяч мас Землі будуть спресовані в кулю розміром з Манхеттен, який буде нагадувати одне велике атомне ядро.

В даний час невідомо, що знаходиться усередині нейтронної зірки. Там можуть знаходитися щільно упаковані нейтрони або яка-небудь сверхтекучая рідина, а може і зовсім абсолютно невідому речовину.

2. Простір не пусте

Наша атмосфера повільно витікає в космос (це відбувається з атмосферою всіх планет Сонячної системи): електрони, прискорені в електричному і магнітному полях в навколоземному просторі стикаються та збуджують атмосферні гази. Високозаряджені електрони створюють електричні струми, які нагрівають верхню межу земної атмосфери і прискорюють окремі молекули. В результаті сотні тонн газу з верхньої межі атмосфери Землі випаровуються в космос.

Виходить, що космічний простір в якійсь мірі наповнена газом. Правда, цей газ настільки розріджене, що не здатний навіть переносити звук.

Крім того, вважається, що велика частина маси Всесвіту складається з темної матерії – субстанції, яку ми ще не змогли виявити, але сліди якої вчені спостерігають за допомогою гравітаційних лінз і завдяки гравітаційному ефекту, що виникає під час руху зірок і інших небесних тел.

3. Наша Галактика є частиною масивної міжгалактичної структури

Наша Галактика входить до складу надскупчення галактик Ланиакея. Це сверхскопление містить близько 100 000 галактик і простягається на 520 мільйонів світлових років. У центрі Ланиакеи знаходиться Великий атрактор – гравітаційна аномалія, в десятки тисяч разів більш масивна, ніж Чумацький Шлях. Наша галактика і всі інші в межах мільйонів світлових років від нас обертаються навколо цього об’єкта і поступово притягуються до нього.

4. Планети-сироти

Планети-сироти – це планети (або тіла розміром з планету), які часто обертаються навколо центру Чумацького Шляху. Ці міжзоряні мандрівники гравітаційно не прив’язані ні до однієї зірки і вільно переміщаються в космічному просторі на величезні відстані. Деякі вчені припускають, що рано чи пізно ці об’єкти все ж виходять на орбіту якої-небудь зірки (їх захоплює гравітація світила) або врізаються в іншу планету.

У 2017 році на основі даних, зібраних методом мікролінзування, вчені прийшли до висновку, що в нашій Галактиці є близько 100 млрд планет-сиріт, в більшості випадків, вони є суперземлями (клас планет, маса яких перевищує масу Землі, але менше маси газових гігантів).

5. В космосі є звук . Але тільки іноді

Зазвичай стверджується, що «у космосі немає звуків», тому що звуковим хвилям потрібна певна середа, щоб поширюватися, наприклад, повітряна або газова, але у вакуумі її немає. Якщо двох умовних людей помістити у вакуум, вони не змогли б почути один одного, адже для того, щоб чути, їхні вуха повинні сприймати коливання повітря.

Однак існує ситуація, коли звукові хвилі можуть поширюватися в просторі, зокрема, під час вибуху наднової. Коли відбувається вибух, звукові хвилі можуть проходити через матеріал, викинутий вибухом, наприклад, пересуватися по газовій оболонці.