Ne morate biti NASA-in znanstvenik ili astronom da biste shvatili da je svemir nevjerojatan. Ali koliko je to čudno moglo bi vas iznenaditi. Kozmosom dominiraju nevidljive elektromagnetske sile koje inače ne osjećamo. Također je puna čudnih vrsta materije s kojima se nikada nismo susreli na Zemlji. Evo pet nezemaljskih stvari koje se događaju gotovo isključivo u svemiru.
plazma
Na Zemlji materija obično ima jedno od tri stanja: čvrsto, tekuće ili plinovito. Ali u svemiru je 99,9% obične materije u sasvim drugom obliku – plazmi. Sastoji se od slobodnih iona i elektrona i nalazi se u supernabijenom stanju u usporedbi s plinom koji nastaje kada se tvar zagrije na ekstremne temperature ili podvrgne jakoj električnoj struji.
Iako rijetko komuniciramo s plazmom, vidimo je cijelo vrijeme. Sve zvijezde na noćnom nebu, uključujući Sunce, uglavnom su plazma. Čak se ponekad pojavljuje i na Zemlji u obliku munja i neonskih reklama.
Za razliku od plina, gdje se pojedinačne čestice kreću nasumično, plazma može djelovati kolektivno kao tim. Provodi struju i osjetljiv je na elektromagnetska polja. Ta polja mogu kontrolirati kretanje nabijenih čestica u plazmi i stvarati valove koji ubrzavaju čestice do enormnih brzina.
Prostor je ispunjen takvim nevidljivim magnetskim poljima koja određuju putanju plazme. Oko Zemlje, isto magnetsko polje koje čini da kompasi pokazuju sjever usmjerava plazmu kroz prostor oko našeg planeta. Na Suncu, magnetska polja pokreću solarne baklje i izravne struje plazme poznate kao solarni vjetar, koji se kreću Sunčevim sustavom. Kada solarni vjetar dosegne Zemlju, može izazvati energetske procese poput polarne svjetlosti i svemirskog vremena, koji, ako su dovoljno jaki, mogu oštetiti satelite i telekomunikacije.
Pročitajte također: NASA-ina sonda Solar Orbiter po prvi je put snimila video golemog izbacivanja plazme sa Sunčeve površine
Ekstremne temperature
Od Sibira do Sahare, Zemlja doživljava širok raspon temperatura. Postoje zapisi o temperaturama u rasponu od 57°C do -89°C. Ali ono što smatramo ekstremnim na Zemlji je prosječno u svemiru. Na planetima bez izolacijske atmosfere, temperature jako variraju danju i noću. Na Merkuru se redovito opažaju dani s temperaturom od oko 449° C i hladne noći do -171° C. A u samom svemiru, na nekim letjelicama, temperaturna razlika između osvijetljene i zasjenjene strane doseže 33°C. Na primjer, solarna sonda NASA-ina solarna sonda Parker na najbližem pristupu Suncu, osjetit će razliku veću od 2 tisuće stupnjeva.
Sateliti i instrumenti koje NASA šalje u svemir pažljivo su dizajnirani da izdrže tako ekstremne uvjete. NASA-in Solar Dynamics Observatory većinu vremena provodi na izravnoj sunčevoj svjetlosti, ali nekoliko puta godišnje njegova orbita prolazi u Zemljinoj sjeni. Tijekom ovog svemirskog putovanja, temperatura solarnih panela okrenutih prema Suncu pada za 158°C. Međutim, ugrađeni grijači su uključeni kako bi zaštitili elektroniku i instrumente, dopuštajući da temperatura padne samo za pola stupnja.
Slično tome, svemirska odijela astronauta dizajnirana su da izdrže temperature između -157°C i 121°C. Bijele su boje kako bi reflektirale svjetlost kada su na suncu, a grijači su postavljeni u unutrašnjosti kako bi se astronauti grijali u mraku. Također su dizajnirani da osiguraju stalni tlak i kisik, kao i zaštitu od mikrometeorita i ultraljubičastog zračenja Sunca.
Pročitajte također: Mogu li ultrabrzi oceani ohladiti ekstremne egzoplanete?
Kozmička alkemija
Sunce sabija vodik u helij u svojoj jezgri. Ovaj proces spajanja atoma pod ogromnim pritiskom i temperaturom, što rezultira stvaranjem novih elemenata, naziva se termonuklearna fuzija. Kada je svemir rođen, sadržavao je uglavnom vodik i helij, plus nekoliko drugih lakih elemenata. Od tada se više od 80 drugih elemenata pojavilo u svemiru kao rezultat fuzije u zvijezdama i supernovama, od kojih neki čine život mogućim.
Sunce i druge zvijezde izvrsni su termonuklearni strojevi. Svake sekunde Sunce sagori oko 600 milijuna tona vodika. Zajedno sa stvaranjem novih elemenata, fuzija oslobađa golemu količinu energije i svjetlosnih čestica koje nazivamo fotoni. Ovim fotonima treba oko 250 700 godina da pređu oko 8 150 km i iz Sunčeve jezgre stignu do vidljive površine Sunca. Nakon toga svjetlosti treba samo XNUMX minuta da prijeđe XNUMX milijuna km do Zemlje.
Fisija, suprotna nuklearna reakcija koja cijepa teške elemente na manje, prvi put je demonstrirana u laboratorijima 1930-ih, a danas se koristi u nuklearnim elektranama. Energija koja se oslobađa tijekom distribucije može izazvati kataklizmu. Ali za ovu količinu mase, to je još uvijek nekoliko puta manje od energije oslobođene tijekom fuzije. Međutim, znanstvenici još nisu odlučili kako kontrolirati plazmu na takav način da dobivaju energiju iz termonuklearnih reakcija.
Pročitajte također: Domaći ionsko-plazma satelitski motori testirani su u Harkovu
Magnetske eksplozije
Svaki dan prostor oko Zemlje bjesni ogromnim eksplozijama. Kada se solarni vjetar, tok nabijenih čestica sa Sunca, sudari s magnetskim medijem koji okružuje i štiti Zemlju - magnetosfera - isprepliće magnetska polja Sunca i Zemlje. Na kraju se linije magnetskog polja sabijaju i poravnavaju, odbijajući susjedne nabijene čestice. Ovaj eksplozivni događaj poznat je kao magnetska rekonekcija.
Iako magnetsku rekonekciju ne možemo vidjeti vlastitim očima, možemo promatrati njezine učinke. Ponekad neke od poremećenih čestica uđu u gornje slojeve Zemljine atmosfere, gdje uzrokuju auroru (sjeverno svjetlo).
Magnetska rekonekcija događa se u cijelom svemiru, gdje postoje vrtložna magnetska polja. NASA-ine misije poput Magnetospheric Multiscale mjere događaje rekonekcije oko Zemlje, pomažući znanstvenicima da pronađu tamo gdje je teže proučavati, kao što su baklje na Suncu, u regijama oko crnih rupa i oko drugih zvijezda.
Pročitajte također: Zemlja bi mogla biti okružena ogromnim magnetskim tunelom
Nadzvučni udarci
Na Zemlji, jednostavan način prijenosa energije je putem impulsa. To je često uzrokovano sudarima, primjerice kada vjetar uzrokuje ljuljanje stabala. Ali u svemiru, čestice mogu prenositi energiju čak i bez sudara. Ovaj čudan prijenos energije odvija se u nevidljivim strukturama poznatim kao udarni valovi.
Kod udarnih valova energija se prenosi kroz plazma valove, električna i magnetska polja. Zamislite čestice kao jato ptica koje lete zajedno. Ako se vjetar u leđa pojača i tjera ptice, one lete brže, iako se čini da ih ništa ne gura naprijed. Čestice se ponašaju na isti način kada iznenada naiđu na magnetsko polje. Magnetsko polje, zapravo, može ih pogurati naprijed.
Udarni valovi mogu nastati kada se stvari kreću nadzvučnom brzinom – to jest, brže od brzine zvuka. Ako se nadzvučno strujanje sudari s nepokretnim objektom, ono stvara tzv udarac u nos. Jedan takav pramčani udar stvara solarni vjetar dok se sudara sa Zemljinim magnetskim poljem.
Udarni valovi nalaze se i na drugim mjestima u svemiru, na primjer, oko aktivnih supernova, koje emitiraju oblake plazme. U nekim slučajevima, udarni valovi mogu se privremeno pojaviti na Zemlji. To se događa kada meci i zrakoplovi lete brže od brzine zvuka.
Svih pet ovih neobičnih pojava uobičajeni su u svemiru. Iako se neki od njih mogu reproducirati u posebnim laboratorijskim uvjetima, većina ih se ne može naći u normalnim uvjetima na Zemlji. NASA uči ove čudne pojave u svemiru kako bi znanstvenici mogli analizirati njihova svojstva i steći uvid u složenu fiziku koja je u osnovi funkcioniranja našeg svemira.
Pročitajte također: