우주가 놀랍다는 것을 이해하기 위해 NASA 과학자나 천문학자가 될 필요는 없습니다. 그러나 그것이 얼마나 이상하면 당신을 놀라게 할 수 있습니다. 우주는 우리가 평소에는 느끼지 못하는 보이지 않는 전자기력에 의해 지배되고 있습니다. 그것은 또한 우리가 지구에서 한 번도 만난 적이 없는 이상한 유형의 물질로 가득 차 있습니다. 다음은 거의 독점적으로 우주에서 일어나는 다섯 가지 소름 끼치는 일입니다.
혈장
지구에서 물질은 일반적으로 고체, 액체 또는 기체의 세 가지 상태 중 하나를 취합니다. 그러나 우주에서 일반 물질의 99,9%는 완전히 다른 형태인 플라즈마입니다. 그것은 자유 이온과 전자로 구성되어 있으며 물질이 극한의 온도로 가열되거나 강한 전류가 가해질 때 형성되는 가스에 비해 과급 상태입니다.
우리는 플라즈마와 거의 상호 작용하지 않지만 항상 볼 수 있습니다. 태양을 포함한 밤하늘의 모든 별은 대부분 플라즈마입니다. 그것은 때때로 번개와 네온 사인의 형태로 지구에 나타납니다.
개별 입자가 무작위로 움직이는 가스와 달리 플라즈마는 집합적으로 팀으로 작용할 수 있습니다. 전기를 전도하고 전자기장에 취약합니다. 이 필드는 플라즈마에서 하전 입자의 움직임을 제어하고 입자를 엄청난 속도로 가속하는 파동을 생성할 수 있습니다.
공간은 플라즈마의 궤적을 결정하는 보이지 않는 자기장으로 가득 차 있습니다. 지구 주변에서 나침반이 북쪽을 가리키도록 하는 동일한 자기장이 우리 행성 주변의 공간을 통해 플라즈마를 안내합니다. 태양에서 자기장은 태양 플레어와 플라즈마의 직접적인 흐름을 유발합니다. 태양풍, 태양계를 통해 이동합니다. 태양풍이 지구에 도달하면 오로라와 우주 날씨와 같은 에너지 과정을 일으킬 수 있으며, 충분히 강하면 위성과 통신에 손상을 줄 수 있습니다.
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극한의 온도
시베리아에서 사하라에 이르기까지 지구는 다양한 온도 범위를 경험합니다. 57°C에서 -89°C 사이의 온도 기록이 있습니다. 그러나 우리가 지구에서 극단적으로 생각하는 것은 우주에서 평균입니다. 절연 대기가 없는 행성에서는 낮과 밤에 온도가 크게 변동합니다. 수성에서는 낮 기온이 약 449°C, 밤이 -171°C까지 내려가는 것이 정기적으로 관찰되며, 우주 자체에서 일부 우주선의 경우 밝은 부분과 어두운 부분의 온도 차이가 33°C에 이릅니다. 예를 들어, 태양 탐사선 NASA Parker 태양 탐사선 태양에 가장 가깝게 접근하면 2도 이상의 차이를 느낄 것입니다.
NASA가 우주로 보내는 인공위성과 장비는 이러한 극한의 조건을 견딜 수 있도록 세심하게 설계되었습니다. NASA의 Solar Dynamics Observatory는 대부분의 시간을 직사광선 아래에서 보내지만 일년에 몇 번씩 궤도가 지구의 그림자를 통과합니다. 이 우주 여행 동안 태양을 향한 태양 전지판의 온도는 158°C까지 떨어집니다. 그러나 온보드 히터는 전자 장치와 기기를 보호하기 위해 켜져 있어 온도가 도 정도 떨어질 수 있습니다.
마찬가지로 우주 비행사 우주복은 -157°C에서 121°C 사이의 온도를 견디도록 설계되었습니다. 그들은 태양 아래서 빛을 반사하기 위해 흰색이며 어두운 곳에서 우주 비행사를 따뜻하게 유지하기 위해 내부 전체에 히터를 배치했습니다. 그들은 또한 일정한 압력과 산소를 제공할 뿐만 아니라 태양의 미세 운석과 자외선으로부터 보호하도록 설계되었습니다.
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우주의 연금술
태양은 수소를 핵에서 헬륨으로 압축합니다. 엄청난 압력과 온도에서 원자를 결합하여 새로운 요소를 형성하는 이러한 과정을 열핵융합. 우주가 태어났을 때, 그것은 대부분 수소와 헬륨, 그리고 몇 가지 다른 가벼운 원소를 포함하고 있었습니다. 그 이후로 별과 초신성의 융합의 결과로 80개 이상의 다른 원소가 우주에 나타났으며, 그 중 일부는 생명체를 가능하게 했습니다.
태양과 다른 별들은 훌륭한 열핵 기계입니다. 600초마다 태양은 약 250억 톤의 수소를 태웁니다. 새로운 요소의 생성과 함께 융합은 광자라고 불리는 엄청난 양의 에너지와 가벼운 입자를 방출합니다. 이 광자는 약 700km를 여행하고 태양 코어에서 태양의 가시 표면에 도달하는 데 약 8년이 필요합니다. 그 후 빛은 지구까지 150억 천만km를 이동하는 데 분이면 충분합니다.
무거운 원소를 작은 원소로 나누는 반대 핵반응인 핵분열은 1930년대 실험실에서 처음 시연되었으며 오늘날 원자력 발전소에서 사용됩니다. 분배 중에 방출된 에너지는 대격변을 일으킬 수 있습니다. 그러나 이 질량의 경우 핵융합 중에 방출되는 에너지보다 몇 배는 적습니다. 그러나 과학자들은 열핵 반응에서 에너지를 얻는 방식으로 플라즈마를 제어하는 방법을 아직 결정하지 않았습니다.
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자기 폭발
매일, 지구 주위의 공간은 거대한 폭발과 함께 격렬합니다. 태양의 하전 입자의 흐름인 태양풍이 지구를 둘러싸고 보호하는 자성 매체와 충돌할 때 - 자기권 - 그것은 태양과 지구의 자기장을 얽히게 합니다. 결국 자기장 라인은 압축되고 정렬되어 인접한 하전 입자를 밀어냅니다. 이 폭발적인 사건은 다음과 같이 알려져 있습니다. 자기 재연결.
우리 눈으로 자기 재결합을 볼 수는 없지만 그 효과를 관찰할 수 있습니다. 때때로 교란된 입자 중 일부는 지구 대기의 상층으로 들어가 그곳에서 오로라(북극광)를 일으킵니다.
자기 재결합은 소용돌이 자기장이 있는 우주 전체에서 발생합니다. Magnetospheric Multiscale과 같은 NASA 임무는 지구 주변의 재연결 이벤트를 측정하여 과학자들이 태양의 플레어, 블랙홀 주변 및 다른 별 주변과 같이 연구하기 어려운 곳에서 재연결 이벤트를 찾도록 돕습니다.
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초음속 타격
지구에서 에너지를 전달하는 간단한 방법은 충동을 이용하는 것입니다. 이는 바람으로 인해 나무가 흔들리는 경우와 같이 충돌로 인해 자주 발생합니다. 그러나 우주 공간에서 입자는 충돌하지 않고 에너지를 전달할 수 있습니다. 이 이상한 에너지 전달은 다음으로 알려진 보이지 않는 구조에서 발생합니다. 충격파.
충격파에서 에너지는 플라즈마 파, 전기장 및 자기장을 통해 전달됩니다. 입자를 함께 날아가는 새 떼로 생각하십시오. 순풍이 새를 잡아서 몰아붙이면 새들은 앞을 미는 것 같지 않은데도 더 빨리 날 수 있습니다. 입자는 갑자기 자기장을 만났을 때 같은 방식으로 행동합니다. 사실 자기장은 그들을 앞으로 나아가게 할 수 있습니다.
충격파는 사물이 초음속, 즉 음속보다 빠르게 움직일 때 형성될 수 있습니다. 초음속 흐름이 정지된 물체와 충돌하면 이른바 코 타격. 그러한 활 충격 중 하나는 태양풍이 지구의 자기장과 충돌할 때 생성됩니다.
충격파는 플라즈마 구름을 방출하는 활성 초신성 주변과 같은 우주의 다른 장소에서도 발견됩니다. 어떤 경우에는 충격파가 일시적으로 지구에 발생할 수 있습니다. 이것은 총알과 비행기가 음속보다 빠르게 날 때 발생합니다.
이 다섯 가지 이상한 현상은 모두 우주에서 흔히 볼 수 있는 현상입니다. 그들 중 일부는 특별한 실험실 조건에서 재생산될 수 있지만 대부분은 지구의 정상적인 조건에서 찾을 수 없습니다. 나사 공부하는 중 과학자들이 그들의 속성을 분석하고 우리 우주가 어떻게 작동하는지 기초가 되는 복잡한 물리학에 대한 통찰력을 얻을 수 있도록 우주에서 이러한 이상한 현상.
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