宇宙の素晴らしさを理解するのに、NASA の科学者や天文学者である必要はありません。 しかし、それがいかに奇妙であるかはあなたを驚かせるかもしれません。 宇宙は、私たちが通常感じることのない目に見えない電磁力によって支配されています。 また、地球上で遭遇したことのない奇妙な種類の物質でいっぱいです。 ここでは、宇宙でほぼ例外なく発生する つの不可思議な現象を紹介します。
プラズマ
地球上では、物質は通常、固体、液体、気体の 99,9 つの状態のいずれかを取ります。 しかし、宇宙では、通常の物質の % がまったく異なる形、つまりプラズマです。 それは自由イオンと電子で構成されており、物質が極端な温度に加熱されたり、強い電流にさらされたりしたときに形成されるガスと比較して、過剰に帯電した状態にあります。
私たちがプラズマと接触することはめったにありませんが、私たちは常にプラズマを目にしています。 太陽を含む夜空のすべての星は、ほとんどがプラズマです。 稲妻やネオンサインの形で地球上に現れることさえあります。
個々の粒子がランダムに移動するガスとは異なり、プラズマはチームとして集合的に行動できます。 電気を通し、電磁場の影響を受けやすい。 これらのフィールドは、プラズマ内の荷電粒子の動きを制御し、粒子を巨大な速度に加速する波を作り出すことができます。
宇宙は、プラズマの軌道を決定するような目に見えない磁場で満たされています。 地球の周りでは、コンパスを北に向けるのと同じ磁場が、地球の周りの空間を通してプラズマを誘導します。 太陽では、磁場が太陽フレアを引き起こし、プラズマとして知られる直接の流れを引き起こします。 太陽風、太陽系を移動します。 太陽風が地球に到達すると、オーロラや宇宙天気などのエネルギー プロセスが発生する可能性があり、これが十分に強い場合、衛星や電気通信に損害を与える可能性があります。
また読む： NASA のソーラー オービター プローブは、太陽の表面からの巨大なプラズマ噴出物のビデオを初めて記録しました。
極端な温度
シベリアからサハラまで、地球はさまざまな温度帯を経験します。 57°C から -89°C までの範囲の気温の記録があります。 断熱大気のない惑星では、昼と夜で気温が大きく変動します。 水星では、気温が摂氏約 449 度の日中と、気温がマイナス 171 度に達する夜が定期的に観測されており、宇宙自体では、一部の宇宙船では、明るい側と影の側の温度差が 33 度に達します。 たとえば、太陽探査機 NASAパーカーソーラープローブ 太陽に最接近すると2度以上の差を感じる。
NASA が宇宙に送り出す衛星や機器は、このような極限状態に耐えられるように注意深く設計されています。 NASA のソーラー ダイナミクス天文台は、ほとんどの時間を直射日光の下で過ごしますが、その軌道は年に数回、地球の影の中を通過します。 この宇宙旅行の間、太陽に面しているソーラーパネルの温度は 158°C 下がります。 ただし、電子機器と機器を保護するために搭載されたヒーターがオンになっているため、温度は度しか低下しません。
同様に、宇宙飛行士の宇宙服は、-157°C から 121°C の温度に耐えるように設計されています。 それらは太陽の下で光を反射するように色が白く、ヒーターが内部全体に配置され、宇宙飛行士が暗闇の中で暖かく保たれるようにします。 また、圧力と酸素を一定に保ち、微小隕石や太陽からの紫外線から保護するように設計されています。
また読む： 超高速海洋は極端な太陽系外惑星を冷却できますか?
宇宙の錬金術
太陽は水素を核でヘリウムに圧縮します。 巨大な圧力と温度の下で原子を結合し、新しい元素を形成するこのプロセスは、 熱核融合. 宇宙が誕生したとき、それは主に水素とヘリウムに加えて、他のいくつかの軽元素を含んでいました. それ以来、星や超新星の核融合の結果として、80 を超える他の元素が宇宙に出現し、そのうちのいくつかは生命を可能にしました。
太陽や他の恒星は優れた熱核兵器です。 毎秒、太陽は約 600 億トンの水素を燃焼させています。 核融合は、新しい元素の創造とともに、フォトンと呼ばれる膨大な量のエネルギーと光の粒子を放出します。 これらの光子は、約 250 km 移動し、太陽コアから太陽の目に見える表面に到達するのに、約 700 年を必要とします。 その後、光は地球まで 8 億 150 万 km 移動するのに 分しかかかりません。
重い元素を小さな元素に分割する反対の核反応である核分裂は、1930 年代に実験室で最初に実証され、今日の原子力発電所で使用されています。 配布中に放出されるエネルギーは大変動を引き起こす可能性があります。 しかし、この量の質量では、核融合中に放出されるエネルギーよりも数倍少ない. しかし、科学者たちは、熱核反応からエネルギーを得るようにプラズマを制御する方法をまだ決定していません。
また読む： 国産のイオンプラズマ衛星エンジンがハリコフで試験された
磁気爆発
毎日、地球の周りの空間は巨大な爆発で激怒しています。 太陽からの荷電粒子の流れである太陽風が、地球を取り囲んで保護している磁気媒体と衝突すると、 磁気圏 - 太陽と地球の磁場を巻き込みます。 最終的に、磁力線は圧縮されて整列し、隣接する荷電粒子を反発します。 この爆発的な出来事は、として知られています 磁気リコネクション.
磁気リコネクションを肉眼で見ることはできませんが、その効果を観察することはできます。 妨害された粒子の一部が地球の大気の上層に入り、そこでオーロラ (オーロラ) を引き起こすことがあります。
磁気リコネクションは、渦巻く磁場がある宇宙全体で発生します。 磁気圏マルチスケールのような NASA のミッションは、地球の周りのリコネクション イベントを測定し、科学者が太陽のフレア、ブラック ホール周辺や他の星の周りなど、研究が難しい場所を見つけるのに役立ちます。
また読む： 地球は巨大な磁気トンネルに囲まれている可能性がある
超音速の打撃
地球上でエネルギーを伝達する簡単な方法はインパルスです。 これは多くの場合、風によって木が揺れるなどの衝突によって引き起こされます。 しかし、宇宙空間では、粒子は衝突することなくエネルギーを伝達できます。 この奇妙なエネルギーの伝達は、 衝撃波.
衝撃波では、エネルギーはプラズマ波、電界および磁界を介して伝達されます。 パーティクルを一緒に飛んでいる鳥の群れと考えてください。 追い風に乗って鳥を駆り立てると、何も前進していないように見えても、鳥はより速く飛びます。 粒子は、突然磁場に遭遇したときと同じように振る舞います。 実際、磁場は彼らを前進させることができます。
物が超音速、つまり音速よりも速い速度で動いている場合、衝撃波が発生することがあります。 超音速の流れが静止物体に衝突すると、いわゆる 鼻をかむ. そのようなバウ ショックの つは、太陽風が地球の磁場に衝突するときに発生します。
衝撃波は、プラズマの雲を放出する活動中の超新星の周囲など、宇宙の他の場所でも見られます。 場合によっては、地球上で一時的に衝撃波が発生することがあります。 これは、弾丸や飛行機が音速よりも速く飛ぶときに起こります。
これら つの奇妙な現象はすべて、宇宙では一般的です。 それらのいくつかは特別な実験室条件下で再現できますが、それらのほとんどは地球上の通常の条件下では見つけることができません. NASA 勉強している 科学者がその特性を分析し、宇宙がどのように機能するかの根底にある複雑な物理学への洞察を得ることができるように、宇宙のこれらの奇妙な現象。
また読む：