Сфера космоса как называется

Космос: что такое, границы, где начинается, описание, строение, фото и видео

Космос привлекал людей еще с древних времен. Глядя на звезды и безграничное пространство, человек мечтал изучить его. Однако оно настолько велико, что сделать это не так-то просто. Несмотря на то, что люди уже обладают технологиями, позволяющими отправиться в открытый космос, его освоение идет очень медленно.

Что такое космос

Под космосом подразумевается пустое пространство во Вселенной, находящееся за пределами планетарных атмосфер. В нем присутствуют частицы водорода, кислорода и пыли, правда их концентрация очень мала и составляет лишь несколько молекул на кубический метр.

Также в некоторых участках межзвездной среды могут встречаться электромагнитное излучение и космические лучи. Последние представляют собой движущиеся на большой скорости атомы ядер и элементарные частицы.

Границы

Космос обладает множеством границ, пролегающих на разных расстояниях относительно Земли:

• 35 км – на этой высоте вода уже не может существовать в жидком виде, поскольку из-за атмосферного давления в 611 Па она закипает даже при нулевой температуре;
• 100 км – здесь проходит официально признанная граница между атмосферой Земли и ближним космосом, за ее пределами, для перемещения, люди вынуждены прибегать не к аэронавтике, а космонавтике;
• 100 тыс. км – наружная граница экзосферы – самого верхнего атмосферного слоя;
• 260 тыс. км – расстояние от Земли, где притяжение планеты сильнее солнечного;
• 13 млрд км – начало межзвездного пространства и дальнего космоса;
• 20 трлн км – граница Облака Оорта, за пределами которой не действует притяжение Солнечной системы;
• 300 квдрлн км – расстояние до границы Млечного Пути;
• 30 квнтлн км – граница Местной группы галактик, куда входят Млечный Путь, Андромеда и Треугольник;
• 250 скстлн км – предел видимости вещества в космическом пространстве;
• 870 скстлн км – граница видимости излучения.

Чем космос отличается от Вселенной

Довольно трудно установить четкую разницу между этими понятиями, поскольку в определенном контексте под ними могут подразумеваться разные вещи.

В современном мире за космос принимают бескрайнее пространство, начинающееся сразу после атмосферы Земли. В нем находятся планеты, звезды, галактики и другие небесные объекты. Для большего удобства космос разделяют на ближний, который можно исследовать с помощью современных спутников и аппаратов, и дальний, добраться до которого пока невозможно.

Под Вселенной подразумевается не только пространство между объектами, но и сами небесные тела. В философии даже человек является ее частью. Также существует мнение, что космос существовал всегда, а Вселенная возникла в момент Большого Взрыва.

Межпланетное пространство

Под межпланетным подразумевается пространство, ограниченное орбитой наиболее отдаленной планеты от звезды. В нем могут присутствовать различные вещества: газ, частички пыли, водород и т.д. Также пространство пронизано электромагнитным излучением.

Температура в конкретной точке межпланетного пространства определяется путем помещения в нее абсолютно черного тела. Последнее впитывает в себя электромагнитное излучение и тепло, постепенно нагреваясь. Его температура и будет считаться за истинное значение.

Межпланетная среда

Данная среда представляет собой совокупность веществ и полей, находящихся в межпланетном пространстве. В Солнечной системе она состоит из:

• магнитного поля;
• космических лучей;
• нейтрального газа;
• пыли;
• электромагнитного излучения;
• солнечного ветра.

Последний компонент преобладает в межпланетной среде, поскольку звезда испускает в пространство большое количество ионизированных частиц.

Межгалактическое пространство

Под данным пространством подразумевается область космоса, находящаяся между галактиками. В ней практически отсутствуют какие-либо вещества, и по своему составу она схожа с вакуумом.

Между галактиками температура способна доходить до 10 млн градусов Цельсия. Такое высокое значение обусловлено большим количеством звездного ветра и излучения, исходящего от черных дыр.

Войдом называется космическое пространство, в котором отсутствуют галактики. Плотность объектов в таких областях на 90% меньше, чем в звездных системах. Размеры войда могут варьироваться от 10 000 до 100 000 парсек. Если габариты превышают этот диапазон, то его называют “супервойдом”. Границы таких областей определяются с помощью галактических нитей. Последние представляют собой прямые, состоящие из скопления звездных систем.

Межгалактическая звезда

Межгалактическими звездами называются светила, которые не входят в состав галактик. Первые объекты такого типа были открыты во второй половине 90-х. Считается, что они образуются за счет столкновения галактик или при сближении двойной звезды с черной дырой. В последнем случае одно из светил “выстреливается” в сторону и перемещается на большое расстояние.

Большое число звезд такого типа обнаружено в Скоплении Девы. Их количество находится в районе триллиона. Также найдено 675 светил в окрестностях Млечного Пути. Большинство из них являются красными гигантами, а состав указывает на то, что звезды образовались в центре галактики, после чего переместились на ее границу.

Процесс изучения

Изучать космос человечество начинало постепенно, и в будущем ему предстоит совершить еще массу увлекательных открытий. Процесс освоения внеземного пространства начался 4 октября 1957 года, когда состоялся запуск аппарата “Спутник-1” – первого устройства, отправленного за пределы атмосферы.

А 12 апреля 1961 года Юрий Гагарин полетел в космос. Спустя пять лет люди успешно состыковали пилотируемые корабли, а через год повторили это с беспилотными. В 1969 году, 21 июля, Нил Армстронг первым высадился на Луну. Через два года в эксплуатацию была введена станция “Салют-1”, движущаяся по орбите Земли. В ноябре 1998 года был запущен первый модуль МКС.

С тех пор люди всячески стараются улучшать технологии, позволяющие осваивать космическое пространство.

Скорости, необходимые для выхода в ближний и дальний космос

Для того, чтобы объект мог выйти на орбиту планеты, он должен двигаться с определенными скоростями, которые называются космическими. Для Земли они равны следующим значениям:

• 7,9 км/с – 1-я космическая скорость, позволяет выйти на орбиту Земли;
• 11,1 км/с – 2-я космическая скорость, на которой объект попадает в межпланетное пространство;
• 16,67 км/с – 3-я космическая скорость, позволяет выйти в межзвездное пространство;
• 550 км/с – 4-я космическая скорость, необходимая для полета за пределы галактики Млечный путь.

Если объект движется с меньшей скоростью, то сила притяжения планеты, звезды или галактики не позволит ему достигнуть нужной границы.

Воздействие пребывания в открытом космосе на организм человека

Если человек окажется в открытом космосе без средств защиты, у него начнется декомпрессия – процесс расширения пузырьков газа в организме. Параллельно с этим он будет испытывать нехватку кислорода и получать солнечные ожоги. Также если в легких находится воздух, они могут деформироваться из-за разницы давления.

Поскольку вещества не могут находиться в космосе в жидком состоянии, влага на глазах и в ротовой полости сразу начинает испаряться. Также с большой долей вероятности человек потеряет сознание уже через 15-20 секунд.

Почему в космосе холодно

Температура в космоса равна -273 градусам Цельсия. Такое значение называют “абсолютным нулем”, поскольку при нем атомы веществ перестают двигаться. Но почему же в космосе так холодно, даже несмотря на то, что сквозь него проходят солнечные лучи?

Низкая температура связана с тем, что в межпланетном пространстве практически отсутствуют какие-либо вещества. Соответственно, солнечным лучам нечего нагревать.

Почему в космосе холодно, если там вакуум

Теплопроводность вакуума равна нулю, и он полностью пропускает излучение. Поскольку в нем отсутствуют какие-либо вещества и объекты, проходящие сквозь него солнечные лучи ничего не нагревают. Соответственно, температура не меняется и остается равной абсолютному нулю.

Почему космос черный?

Несмотря на то, что в космосе находится множество звезд, испускающих свет, он остается черным. В 1823 году астроном Вильгельм Ольберс предположил, что если пространство вокруг безгранично, а объекты в нем статичны, человек должен видеть свет звезд в любой точке пространства. Однако его глаза распознают лишь мелкие точки на черном фоне. Получается, космос имеет границы. А в 1920-х годах Эдвин Хаббл доказал, что галактики движутся и постепенно отдаляются друг от друга. На основе его выводов появилась теория Большого Взрыва.

Она и объясняет, почему космос черного цвета. Галактики и звезды отдаляются друг от друга с такой скоростью, что свет от них не успевает доходить до точки, с которой ведется наблюдение. И когда человек смотрит на черную область в пространстве, то в ней также находятся звезды, просто он не может их разглядеть. Ведь свет от них не успевает дойти до него.

На какой высоте официально начинается космос?

Космос начинается в 100 км над поверхностью Земли, где пролегает линия Кармана. Ее назвали в честь американского инженера Теодора фон Кармана. В XX веке он первым установил, что на этой высоте атмосфера становится настолько разреженной, что для продолжения движения вверх аппарат должен двигаться с первой космической скоростью.

Позже астрономы провели более точные расчеты и вычислили, что атмосферные ветра полностью отсутствуют на высоте в 118 км, и там же появляются космические частицы.

Важнейшие этапы освоения космоса

Человечество со временем изобретает новые технологии, позволяющие дальше продвинуться в освоении космоса. В истории можно выделить важнейшие этапы данного процесса:

• 4 октября 1957 года состоялся пуск аппарата “Спутник-1”;
• 4 января 1959 года спутник “Луна-1” начала вращение вокруг Солнца, став его первым искусственным спутником;
• 12 апреля 1961 года Юрий Гагарин первым отправился в космос;
• 15 сентября 1968 года аппарат Зонд-5 сумел вернуться на Землю после того, как совершил полет вокруг Луны;
• 15 декабря 1970 года аппарат “Венера-7” сел на Венеру;
• 2 декабря 1971 года “Марс-3” сел на Марс;
• с 1975 по 2011 года состоялись запуски первых искусственных спутников разных планет Солнечной системы;
• 20 ноября 1998 года состоялся запуск модуля “Заря”, ставшего первым блоком МКС.

Также разные страны планируют свои космические программы на годы вперед и продумывают дальнейшее освоение космоса.

Что означает слово “космос”?

Под космосом в современном мире понимают пространство между небесными телами, лежащее за пределами их атмосфер. В философии это слово означает “порядок” и “мироздание”. Также в этой области космос ставится в противоположность хаосу.

Интересное видео о космосе

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

космос

Пространство относится к пространству между небесными телами . В атмосферах твердых и газообразных небесных тел (например, звезд и планет ) не имеют фиксированного верхнего предела, но постепенно становится тоньше с увеличением расстояния от небесного тела. Выше определенной высоты говорят о начале пространства.

В космосе высокий вакуум с низкой плотностью частиц. Однако это не пустое пространство, а содержит газы , космическую пыль и элементарные частицы ( нейтрино , космическое излучение , частицы), а также электрические и магнитные поля , гравитационные поля и электромагнитные волны ( фотоны ). Почти полный вакуум в космосе делает его чрезвычайно прозрачным и позволяет наблюдать очень далекие объекты, например, другие галактики . Однако туманности, состоящие из межзвездной материи, также могут сильно затруднять обзор объектов позади них.

Концепцию пространства нельзя отождествлять со вселенной , которая является германизированным названием вселенной в целом и, таким образом, включает в себя все , включая сами звезды и планеты. Тем не менее, немецкое слово «Weltall» или «Все» используется в разговорной речи (на самом деле неправильно) со значением «Weltraum».

Исследование космоса называется исследованием космоса . Путешествие или транспорт в космосе или через него известны как космические путешествия .

Оглавление

Переход в космос

Переход между земной атмосферой и космосом плавный . Международной авиационной федерации (FAI) определяет границу в пространстве со скоростью 100 км над уровнем моря , на линии Кармана . На этой высоте скорость, необходимая для получения подъемной силы для полета, такая же, как орбитальная скорость спутника , так что над этой линией нельзя больше говорить об авиации . НАСА присоединяется к 100-километровой четкости. В отличие от этого, ВВС США уже определяют высоту 50 миль (около 80 км) как начало космоса. Обе высоты, предложенные в качестве пределов, относятся к высокой атмосфере . Какого-либо международного закона, обязательного по высоте края космоса, не существует.

Другое определение высоты, которое обсуждается, — это минимально возможная высота перигея спутника Земли, поскольку тонкая атмосфера оказывает тормозящий эффект, которым нельзя пренебречь даже на высоте более 100 километров. Минимально возможная высота перигея для космического корабля с двигательной установкой, вращающейся вокруг Земли по эллиптической орбите, составляет около 130 километров. Для космического корабля без двигателя это около 150 километров. Но даже на высоте 400 километров, на высоте Международной космической станции , все еще ощущается тормозящий эффект атмосферы, из-за чего МКС постоянно теряет высоту и ее приходится многократно переводить на более высокую орбиту пристыкованными космическими кораблями.

Линия Кармана Венеры составляет около 250 километров, Марса — около 80 километров. В небесных телах, у которых нет или почти нет атмосферы, таких как Меркурий , Луна Земли или астероиды , космос начинается непосредственно на поверхности тела.

Когда космический аппарат повторно войти в атмосферу, повторный ввод высота определяется для расчета траектории полета , так что влияние атмосферы практически пренебрежимо мал до точки повторного входа; с этого момента это должно быть учтено. Обычно уровень повторного входа равен или выше линии Кармана. НАСА использует значение 400 000 футов (приблизительно 122 км) в качестве высоты входа в атмосферу Земли.

Области

Околоземное пространство

В околоземном пространстве, также известном как геопространство , преобладает магнитное поле Земли (а не магнитное поле Солнца ). Он простирается от верхних слоев атмосферы до границ земной магнитосферы . Он измеряет около десяти земных радиусов (около 60 000 км) на солнечной стороне и около ста радиусов Земли (600 000 км) на ночной стороне в виде длинного хвоста. Земная магнитосфера отклоняет солнечный ветер, уходящий от Солнца вокруг Земли, и таким образом защищает его от большей части потока частиц, опасного для живых существ. Лишь небольшая часть солнечного ветра достигает атмосферы Земли около полюсов, где она становится видимой как северное сияние.

Изменения межпланетной среды в околоземном пространстве известны как космическая погода . Основными причинами этого являются изменения в солнечном ветре и космические лучи в Млечном Пути . Из-за этих влияний потоки вещества, частиц и излучения попадают в окружающую среду Земли через нерегулярные промежутки времени.

Не все небесные тела обладают такими магнитными полями. Например, Луна подвергается воздействию солнечного ветра без защиты.

Внутренняя область земной магнитосферы — это тороидальная плазменная сфера, заполненная относительно холодной плазмой (показана красным на соседнем рисунке). Существует также тороидальный излучение пояса в магнитосфере Земли , в Ван Аллена пояса . В этой части околоземного космического пространства преобладает жесткое ионизирующее излучение .

Межпланетное пространство

Межпланетное пространство — это пространство в нашей солнечной системе, заполненное межпланетной пылью , солнечным ветром и магнитным полем Солнца . Магнитное поле Солнца взаимодействует с солнечным ветром и во многом определяет его течение. И наоборот, солнечный ветер, как электропроводящая плазма, также проводит и усиливает магнитное поле Солнца.

Межпланетное пространство — это пространство внутри гелиосферы до пограничного слоя гелиопаузы . Гелиосфера имеет оценочный радиус от 110 до 150 а.е. и, в свою очередь, защищает солнечную систему и планеты от частиц космических лучей очень высокой энергии.

Межзвездное пространство

Межзвездное пространство описывает пространство между астропаузами звезд внутри галактики . Он наполнен межзвездным веществом и галактическим магнитным полем. Межзвездное вещество играет важную роль в астрофизике , поскольку оно создает звезды, которые вместе со звездными ветрами и сверхновыми звездами также высвобождают материю в межзвездное пространство.

В межзвездном пространстве есть области с более высокой плотностью частиц, которые называются межзвездными облаками . Различие между различными типами таких облаков в зависимости от их плотности, размера и температуры: в HI областях водорода нейтрально атомарный, в областях Н-II ионизируется атомарно (состояние плазмы из отдельных протонов), так и в молекулярных облаках в виде молекулярного водорода (H ₂ ). Гравитационное сжатие создает новые звездные системы из молекулярных облаков. Наша солнечная система тоже возникла из такого облака, изначального облака .

Плотность вещества в межзвездной среде может сильно различаться. В среднем это около 10 6 частиц на кубический метр, но в холодных молекулярных облаках может быть от 10 8 до 10 12 частиц на кубический метр. Гигантские молекулярные облака могут иметь массу в миллионы раз больше массы Солнца и составлять значительную часть массы межзвездной среды.

, Когда скорость звезды относительно велика, чтобы межзвездная среда на границах разломов Астро, могут возникнуть ударные фронты (англ. Bow shocks ). В случае Солнца скорость, вероятно, слишком мала для этого, поэтому вместо головной ударной волны предполагается только относительно мягкая головная волна .

12 сентября 2013 года НАСА объявило, что космический корабль « Вояджер-1» покинул гелиосферу 25 августа 2012 года, когда было зарегистрировано внезапное увеличение плотности плазмы. «Вояджер-1» был первым созданным человеком объектом, достигшим межзвездного пространства. Сводный зонд «Вояджер-2» покинул гелиосферу вторым объектом 5 ноября 2018 года.

Солнце пересекает местную чешуйку около 100 000 лет , область в межзвездном пространстве с более высокой плотностью, чем его окружение, и, как ожидается, снова покинет ее через 10 000–20 000 лет. Местная чешуйка расположена внутри местного пузыря , области Млечного Пути с меньшей плотностью.

Межгалактическое пространство

Межгалактическое пространство — это пространство между галактиками. Большая часть Вселенной — это межгалактическое пространство. Межгалактическая среда состоит в основном из ионизированного водородного газа / плазмы (HII), то есть из равного количества свободных протонов и электронов.

Межгалактическая среда между галактиками не распределена равномерно, а существует в виде нитевидных соединений, нитей . В их узлах расположены скопления и сверхскопления галактик . Между нитями есть огромные пустоты с гораздо меньшей плотностью вещества, называемые пустотами . Пустоты содержат всего несколько галактик. Нити и пустоты — самые большие структуры, известные в настоящее время во Вселенной.

Межгалактическая среда делится на два типа. Газ, который течет из пустот в область волокон, нагревается до температур от 10 5 К до 10 7 К. Он достаточно горячий, чтобы при столкновении атомов электроны отделялись от ядер водорода, поэтому он существует в виде ионизированной плазмы. Это называется « теплая-горячая межгалактическая среда» (WHIM). (Хотя плазма очень горячая по земным стандартам, 10 5 K часто называют «теплой» в астрофизике .) Компьютерное моделирование и наблюдения показывают, что до половины всей атомной массы во Вселенной существует в этой разбавленной, теплой-горячей состояние плазмы.

Когда газ течет из нитевидных структур WHIM в узлы космических нитей, он нагревается еще больше и достигает температур от 10 7 K до 10 8 K, иногда даже выше. Эта межгалактическая среда называется внутрикластерной средой (ICM). Его можно наблюдать по сильному излучению рентгеновских лучей .

Температура пространства

Самому помещению не может быть присвоена никакая температура , а только его материалу и действующему в нем излучению . Вещество (очень тонко распределенное) в космосе может иметь очень высокие температуры. Верхняя атмосфера Земли достигает температуры около 1400 Кельвинов . Межгалактическая плазма с плотностью менее одного атома водорода на кубический метр может достигать температуры в несколько миллионов Кельвинов; в скоплении галактик, таком как скопление Персея, тоже 100 миллионов Кельвинов. Высокая температура является результатом высокой скорости частиц. Это проявляется, например, в сильных рентгеновских лучах, исходящих от такой горячей межгалактической плазмы. Однако обычный термометр показал бы температуру, близкую к абсолютному нулю , поскольку плотность частиц слишком мала, чтобы обеспечить измеримый перенос тепла .

Фоновое микроволновое излучение, измеренное во всех направлениях, составляет 2,725 Кельвина (−270,425 ° C) и является теоретической равновесной температурой вещества, если оно не генерирует собственное тепловое излучение за счет преобразования энергии . Из-за эффекта Джоуля-Томсона есть также более холодные области. Самая низкая естественная температура тумана бумеранга составляет минус 272 градуса по Цельсию — всего на один градус выше абсолютного нуля.

Твердые тела в околоземном или межпланетном пространстве испытывают сильное излучение тепла на своей стороне, обращенной к Солнцу, и сильном холоде на стороне, обращенной от Солнца, потому что там они сами излучают свою тепловую энергию в космос. Например, поверхность луны Земли может достигать температуры до 130 ° C на стороне, обращенной к Солнцу, в то время как на стороне, обращенной к Солнцу, температура опускается примерно до -160 ° C. Точно так же, например, скафандр из с астронавтом , который берет на себя в подвесной миссии на международной космической станции , получает около 100 ° C на стороне , обращенной к солнцу. На ночной стороне Земли солнечное излучение затенено, а слабое инфракрасное излучение Земли позволяет скафандру остыть примерно до -100 ° C.

Пространство и невесомость

Вопреки тому, что часто представляют себе обыватели, в космосе нет общей невесомости . Гравитационная сила взаимного притяжения масс действует везде и над большими расстояниями. Невесомость всегда возникает в космосе, когда тело испытывает только гравитационные ускорения, так что оно находится в свободном падении . При необходимости свободное падение выводит тело по орбите вокруг небесного тела.

Каждый раз, когда космический корабль ускоряется или тормозится по своей собственной воле, он больше не находится в свободном падении, и может ощущаться сила ускорения ( перегрузка ). Вращающееся тело также испытывает центробежную силу , соответствующую его размеров и скорости вращения . Обе силы вызваны инерцией тела.

Когда тело сдерживается в падении, оно испытывает тяжесть от противодействия . В случае планеты или луны без атмосферы (например , Луны Земли ) пространство простирается до земли. Таким образом, все объекты на поверхности небесного тела одновременно находятся в космосе. Поскольку их падение сдерживается землей, они испытывают не невесомость, а обычную гравитацию небесного тела.

Источник