Вакуум в космосе: Что произойдет с человеческим телом в космическом вакууме?

Что произойдет с человеческим телом в космическом вакууме?

Многие голливудские сценарии о пребывании в космическом вакууме крайне преувеличены, но что происходит на самом деле?

Насколько безопасен космический вакуум? Фото: Unsplash

Представьте, что вы космонавт, исследующий бескрайние просторы околоземного пространства. Внезапно вас выбросило из шлюза космического корабля. Что бы случилось с вашим телом, если бы оно попало в космический вакуум, если бы на вас не было защитного скафандра?

Прежде всего следует отметить, что многие голливудские представления подобного сценария крайне преувеличены. Часто показывают ситуацию, когда человек якобы мгновенно замерзает насмерть. В этом есть доля правды, но лишь отчасти. Астронавт в космосе без скафандра, безусловно, погиб бы. Но смерть наступила бы в течение нескольких минут, а не секунд. Исход этот ужасен: все жидкости внутри тела закипели бы, а само оно раздулось.

Что из себя представляет космический вакуум?

Космос — вакуум, лишенный воздуха. Это означает, что, в отличие от Земли, здесь нет атмосферы с поддерживаемым комфортным для человека давлением. Атмосферное давление определяет температуру, при которой жидкости закипают и становятся газообразными. Если давление, оказываемое воздухом за пределами жидкости, велико, пузырькам газа труднее образоваться, подняться на поверхность и улетучиться. Поскольку в космосе практически нет атмосферного давления, температура кипения жидкостей значительно снижается.

«Учитывая, что человеческое тело на 60% состоит из воды, это серьезная проблема. В отсутствие давления жидкая вода в вашем теле закипела бы, сразу же превратившись из жидкости в газ. Все ткани, содержащие воду, начнут расширяться, а вы — раздуваться», — объясняет доктор Крис Ленхардт, специалист по оперативной космической медицине NASA.

Эбулизм и смерть

Образование пузырьков газа в жидкостях организма, известное как эбулизм, также происходит у глубоководных аквалангистов, которые всплывают слишком быстро. У космонавтов без скафандра кровь, текущая по венам, закипает медленнее, чем вода в тканях, потому что кровеносная система имеет собственное внутреннее давление. Поэтому массивный эбулизм в тканях тела происходит почти мгновенно.

Без скафандра человек теряет сознание через 10 минут, а через 2 минуты наступает смерть. Фото: Unsplash

Публикация в журнале Aerospace Medicine and Human Performance от 2013 года описывала воздействие вакуума на животных. Практически все они теряли сознание в течение 10 секунд после попадания в безвоздушное пространство. Некоторые из них теряли контроль над мочевым пузырем и кишечной системой. Это происходило вследствие опухания кровеносной системы в их мышцах, что ограничивало приток крови к сердцу и мозгу. После гипоксии смерть наступает в течение следующих двух минут.

Согласно сборнику данных NASA по биоастронавтике, космический вакуум также вытягивает воздух из ваших легких, в результате чего вы задыхаетесь в течение нескольких минут. После первоначального выброса воздуха вакуум продолжит вытягивать газ и водяной пар из вашего тела через дыхательные пути. Непрерывное кипение воды также будет иметь охлаждающий эффект — испарение молекул воды поглотит тепловую энергию вашего тела и приведет к тому, что области вокруг носа и рта замерзнут. Постепенно остынет и все тело.

Реальные инциденты

Некоторые люди действительно подвергались частичному воздействию вакуума и выжили. В 1960 году американский пилот Джозеф Киттинджер, участвуя в проекте «Эксельсиор», поднялся на аэростате на высоту 31 км. Но во время подъема перчатка его скафандра оказалась негерметичной, и на такой высоте, где давление было чуть выше космического вакуума, его рука раздулась. После прыжка с последующим приземлением рука пришла в норму.

Высотный скафандр пилотов самолетов-шпионов. Фото: Unsplash

В 1966 году аэрокосмический инженер NASA Джим Леблан помогал тестировать работоспособность прототипов скафандров в огромной вакуумной камере. В какой-то момент шланг подачи сжатого воздуха в его костюм перестал работать, давление мгновенно упало, и Джим оказался в вакууме.

«Я почувствовал, как слюна на моем языке начала пузыриться прямо перед тем, как потерял сознание, и это последнее, что я помню», — вспоминал он в эпизоде ​​документального сериала «Лунные машины».

Рекомендуем также ознакомиться с нашим материалом об истории лунных скафандров.

NASA астронавты интересные факты Скафандр

ВАКУУМ: КОСМОС, ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ

Многие из нас не понимают природу вакуума и до сих пор считают, что вакуум – это просто ничто, пустота, пространство, лишенное материи и молекул. Вакуум как Пустота, такое понятие существовало еще в средние века и вызывало большой интерес среди ученых того времени.

В Средние века католическая церковь запрещала все исследования, связанные с пустотой, так как провозглашала это понятие священным. В 1211 году Уставом Парижского Собора заниматься “пустотой” было разрешено только теологам. Натурфилософы не имели такого права. Одним из главных постулатов теологии был: “Природа боится Пустоты”.

В 1640 году итальянский ученый Галилео Галилей, занятый в то время проектированием и строительством колодцев во Флоренции, определил “Силу боязни Пустоты” и показал, что она составляет 10 метров водяного столба или 1 кг на см2. Кто бы мог подумать, что на данном принципе будет построена аэрация водоемов и выбор насос компрессоров для пруда.

В 1643 году Эвангиелисто Торичелли, ученик Галилея, измерил эту силу, используя стеклянную трубку, запаянную с одного конца, и показал, что эта сила уравновешивается столбом ртути высотой 760 мм. Пустое пространство под поверхностью ртути было названо “Торригеллева пустота”, так как считали его абсолютно пустым. Сейчас мы знаем, что это пространство заполнено парами ртути с давлением около 1,2х10-3 мм. рт.ст (или 1,6х10-1 Па). Позже единица давления в 1 мм.рт.ст была названа тором в честь Торичелли. Большинство средств измерений вакуума, вакуумных датчиков, их диапазоны измерений указывается в торах. Более подробно с единицами измерения вакуума можно ознакомиться в технической статье по вакуумным датчикам.

В 1648 году Блез Паскаль открыл, что “Сила боязни Пустоты” была ничем иным, как атмосферным давлением. Сначала он повторил опыты Торичелли с трубкой и ртутью. Затем он попросил своего свояка Флорена Перье повторить этот эксперимент сначала у подножья горы Пюи де Дом, а затем на вершине. Эксперимент был проведен в присутствии горожан города Клермона 16 сентября 1648 года и показал разницу уровней столба ртути 82,5 мм для высоты 1,5 км. Паскаль был первым, кто доказал, что атмосферные газы создают давление. В честь этого открытия современная единица давления названа Паскалем (1 Па = 0,0076 тор). Вся вакуумная техника, характеристики вакуумных насосов, а точнее значение уровня вакуума указывается по системе измерений СИ в Паскалях.

В 1650 году Отто фон Герике, мэр города Магдебурга, сконструировавший первый воздушный насос с водяным уплотнением, осуществил свои знаменитые эксперименты с “Магдебургскими полушариями”.

В 1825 году Жан Батист Дюма, французский химик получил низкое давление путем конденсации паров воды в закрытом объеме. В 1835 году Роберт Бунзен, немецкий химик, получил вакуум с использованием струи жидкости, но все эти изобретения не использовались на практике, так как в них не было технической потребности.

Далее выяснилось, что полной пустоты в природе не существует. Ее нет даже там, где совершенно отсутствует какое бы то ни было вещество. В XVIII столетии Фарадей утверждал, что материя присутствует везде, и нет промежуточного пространства, не занятого ею.

В 1887 году русские ученые Столетов и Герц открыли явление фотоэлектронной эмиссии. Эти выдающиеся технические открытия заложили техническую и экономическую основу для бурного развития вакуумных технологий в мире.

В 1874 году шотландец Мак Леод изобрел компрессионный манометр, а итальянец Пирани – манометр сопротивления, позволяющие измерять давления в низком и среднем вакууме.

В 1884 году итальянский инженер Малиньяни впервые использовал сорбент (фосфор) для улучшения вакуума в электрической лампе. Зарождение идеи создания адсорбционных и геттерных вакуумных насосов.

В 1904 году француз Дюар впервые использовал активированный уголь, охлажденный жидким азотом для сорбции (откачки) газов. Всем известные сосуды Дюара для хранения жидкого азота.

В 1906 году немецкий инженер Геде изобрел вращательный ртутный, а затем вращательный масляный насосы. Пять лет позже он изобрел молекулярный вращательный насос. Потом появились современные турбомолекулярные насосы.

В период с 1914 по 1916 гг.  парортутный диффузионный насос был практически одновременно изобретен в трех странах, разделенных границами Первой Мировой войны: в России – профессор Боровиком, в Германии – Геде, во Франции – Ленгмюром.

В 1916 году американский ученый Бакли изобрел ионизационный манометр. В 1928 году Берч изобрел паромасляный диффузионный насос, в котором ртуть была заменена маслом.

Фундаментальные основы вакуумной техники были созданы в начале ХХ века теоретическими работами Дешмана (Америка), Ленгмюра (Франция), Кэмпбелла (Англия), Кнудсена (Голландия), а также русскими учеными – академиком Иоффе и профессором Богуславским.

В настоящее время без вакуума не обходится ни одна сфера науки и промышленности. Испытания в вакууме, термовакуумные испытания, исследования физики вакуума, возникновения вселенной. Более подробно области применения вакуума описаны в статье, применение вакуума в науке и промышленности.

Вернемся к описанию вакуума, пространства и времени. Абсолютно любая область космического пространства всегда заполнена если не веществом, то какими-либо другими видами материи, будто магнитными полями, влиянием гравитации, излучениями и другими полями. Большая часть космоса состоит из темной материи и энергии, 96% космоса и только 4 % скопления газа и звезды. Состав и природа темной материи на настоящий момент не известны.

Подумайте только, вообразите себе на минуту, что нам каким-то образом удалось совершенно опустошить некоторую область пространства, откачать воздух и удалить из вакуумного объема вакуумной камеры все частицы, излучения и поля. Так вот даже в этом случае все равно осталось бы «Нечто». Определенный запас энергии, который у ва­куума нельзя отобрать никакими способами. Что говорить о существовании неизведанной темной материи. Но человечество любопытно в своих стремлениях, и кто знает, какие ждут нас открытия в будущем.

Обнаружились неожиданные и интересные факты. Оказалось, что вакуум способен рождать элементарные частицы, порождать вещество. Мало того, с самим вакуумом могут происходить различные физические превращения, он способен взаимодействовать с чем-то и даже сам с собой.

Помню, учась в институте на первом курсе кафедры, нам преподавали основы вакуумной техники, отец меня спросил, решив поймать на вопросе: скажи мне, а существует Эхо в вакууме? Я задумался, в лесу распространение звука есть, мы слышим его в виде Эхо, а что происходит в вакууме? Я честно признаюсь, я колебался с ответом и не мог ответить на вопрос, но посетили мысли о том, как может звук распространяться в вакууме, ведь нет ничего, от чего он может отражаться.

Вакуум взаимодействует с вакуумом? Значит ли это, что рушится один из самых основных законов природы, закон сохранения материи? Меня часто посещают мысли, вакуум как нечто материальное, особая форма существовании материи, а некоторые ученые предлагают считать ВАКУУМ особым состоянием вещества. Тут больше философский интерес, ведь вакуум представляет собою нечто более универсальное и всеобъемлющее, чем любая другая известная нам форма существования материи. Может быть, вакуум и есть та «протосреда», из которой могут образовываться все другие виды вещества и материи.

В частности, советский ученый высказал интересные гипотезы о том, что вакуум представляет собой не что иное, как бесконечно большой запас энергии одного знака, компенсированный энергией другого знака. Таким образом, вакуум — это как бы совокуп­ность, своеобразное единство противоположностей. Когда же из вакуума образуются другие формы материи, которые и составляют то, что мы называем Вселенной, эти противоположности разделяются. Не исключена возможность, что с подобной точки зрения удастся объяснить такие явления, как образование космических лучей высоких энергий, вспышки сверхзвезд, образование радиогалактик, а также начало расширения галактик.

О том, что ВАКУУМ — НЕ ПУСТОТА, а сложная физическая система, лучше всего свидетельствует открытие одного из самых поразительных явлений — так называемой «поляризации вакуума», к которому пришла квантовая электродинамика.

Квантовая электродинамика, или квантовая теория электромагнитного поля, — один из сравнительно молодых и наиболее сложных разделов современной физики. Она занимается изучением всевозможных взаимодейст­вий фотонов электромагнитного поля с заряженными частицами. Вакуум оказался еще значительно сложнее, чем мы это себе представляли. Но тем интереснее узнавать о нем больше и познавать его.

В вакууме, который рассматривается как особое состояние материи, скрыты не только электроны и позитроны, но и пары «протон—антипротон». Такие пары, если к ним подвести энергию в форме, например, фотонов, становятся реальными: их можно зарегистрировать.

Если в вакууме покоится заряженная частица — протон, то согласно законам квантовой механики вокруг него будут непрерывно рождаться и уничтожаться электроны и позитроны. Создается своеобразная «плазма» наподобие той, которая возникает в газовом разряде. Поэтому вблизи протона вакуум приобретает суммарный отрицательный заряд, а на большом расстоянии от него — суммарный положительный. В результате заряд протона несколько уменьшается — «экранируется». Это и есть поляризация.

Следовательно, частица, оказавшаяся в вакууме, расталкивает вокруг себя заряды, расталкивает «плазму». Именно это обстоятельство и дает возможность наблю­дать эффект, о котором идет речь.

Хотя возникающие в «плазме» заряженные частицы «живут» лишь десять в минус двадцать первой степени секунды и наблюдать их нельзя, свойства электронного поля вблизи протона, как уже говорилось, изменяются. Это явление можно наблюдать экспериментально. Однако расчет величины подобного эффекта долгое время наталкивался па непреодолимые трудности. Соответствующие эксперименты были проведены учёными на ускорителях, получив непосредственное опытное подтверждение природы вакуума.

Мне хочется верить в предположение ряда ученых, что в будущем на смену современной физической картине мира, которая базируется на взаимодействие различных полей электромагнитных, гравитационных и других — придет вакуумная картина. Такая картина должна исходить из того, что основой всего во Вселенной является вакуум, а все существующее, по меткому выражению одного известного ученого, не более как «легкая рябь» на его поверхности. Обычное вещество может оказаться в определенном смысле конечным, а суть всех вещей заключаться именно в вакууме.

Еще с появлением теории относительности была обнаружена тесная связь между свойствами материи и свойствами пространства и времени. При этом до сих пор мы исходили из предположения, что определяющую роль играют свойства материи вещества, частицы, полей, а свойства пространства и времени являются вторичными, производными. Однако в принципе не исключена возможность, что в действительности все обстоит наоборот: свойства материи представляют собой не что иное, как проявление определенных геометрических свойств, так сказать, пространственно-вре­менного «каркаса».

Согласно современным физическим воззрениям, реальное пространство Вселенной, в котором мы живем, является «трехмерным» и «односвязным». Первое из этих свойств означает, что в нашем пространстве через одну точку можно провести только три взаимно перпендикулярные прямые линии. Правда, согласно теории относительности Альберта Эйнштейна в природе существует и еще одно, четвертое измерение: Время. Но это четырехмерное «пространство-время» теории относительности фактически является лишь математическим приемом, позволяющим в удобной форме описывать различные физические процессы. Поэтому говорить о том, что мы с точки зрения теории относительности живем в четырехмерном мире, можно лишь в том смысле, что все происходящие в природе события совершаются не только в пространстве, но и во времени.

Есть и зоны, где происходят явления, которые вообще трудно даже себе представить: здесь временная координата меняется ролями с одной из пространственных, время как бы превращается в расстояние, а расстояние — Время.

Разумеется, в любом случае высшим и окончательным судьей истинны или ложности любой теории остается эксперимент. Но, тем не менее, физический анализ способен оказывать весьма существенную помощь при оценке тех или иных ситуаций, складывающихся в процессе изучения природы вакуума и выборе наиболее эффективных путей дальнейшего исследования.

Компания ВАКТАЙМ занимается поставкой специализированных исследовательских  комплексов, разработкой научного и инновационного вакуумного оборудования, проектированием сложных вакуумных систем, монтажом вакуумных систем откачки, систем имитации условий космического пространства. Таких как имитация космоса, холодного космического пространства, где температуры могут достигать температур жидкого азота, имитация вакуума и теплового излучения земли, излучения солнца, испытаний объектов в вакууме.

Технические специалисты компании ВАКТАЙМ окажут поддержку и консультацию в вопросах подбора вакуумного оборудования для проведения Ваших исследований, предложат различные варианты компоновок вакуумных систем, посоветуют аналитическое оборудование для определения остаточного состава атмосферы в вакуумной камере, спроектируют и изготовят вакуумные камеры для Ваших задач.

Компания ВАКТАЙМ поставляет и изготавливает вакуумные откачные стенды для создания сверхвысокого вакуума менее 10-11 Паскаля. Сверхвысоковакуумная камера для Ваших исследований  и экспериментов в вакууме. Узнайте больше в разделе вакуумные камеры.

              

          Компания ВАКТАЙМ поставляет средства измерения вакуума для низкого и высокого вакуума, в том числе известный вакуумметр итальянского ученого Пирани. В честь этого ученого названы самые распространённые вакуумметры мира. Более подробно вы можете ознакомиться в статье «Cредства измерения вакуума, история вакуумметры».

           Какие бы перед Вами задачи в области исследования и применения вакуума не стояли, компания ВАКТАЙМ поможет Вам с решением, предложит необходимые способы реализации с помощью самого современного вакуумного оборудования. Если Вы хотите купить вакуумный насос, купить вакуумный датчик, ищите лучшее предложение по цене и технике, но не знаете цену на вакуумный насос, позвоните нашим инженерам и мы поможем подобрать оптимальный вариант для Вас.

Почему в космосе вакуум?

(Изображение предоставлено Shutterstock)

Космос — это почти идеальный вакуум, полный космических пустот. А короче виновата гравитация . Но чтобы по-настоящему понять вакуум нашей вселенной, нам нужно уделить время тому, чтобы понять, что такое вакуум на самом деле, а что нет.

Итак, что такое вакуум и почему космос не настоящий вакуум?

Во-первых, забудьте о пылесосе как об аналогии с космическим вакуумом, сказала Live Science Джеки Фаэрти, старший научный сотрудник отдела астрофизики Американского музея естественной истории в Нью-Йорке. Бытовая уборочная машина эффективно заполняет себя грязью и пылью, высосанными из вашего ковра. (То есть пылесос использует перепад давления для создания всасывания. Возможно, лучше называть пылесос пылесосом). А вот космический вакуум наоборот. По определению вакуум лишен материи. Космос — это почти абсолютный вакуум, не из-за всасывания, а потому, что он почти пуст.

Связанный: Что произойдет, если вы выстрелите в космос?

Эта пустота приводит к чрезвычайно низкому давлению. И хотя невозможно сымитировать пустоту космоса на Земле, ученые могут создать среду с чрезвычайно низким давлением, называемую частичным вакуумом.

Даже если исключить аналогию с пылесосом, «понимание концепции вакуума почти чуждо, потому что оно настолько противоречит тому, как мы существуем, — сказал Фаэрти. Наш человеческий опыт полностью ограничен очень плотной, переполненной и динамичной частью пространства. Она сказала, что нам может быть трудно по-настоящему понять ничто или пустоту. Но на самом деле, что для нас нормально на Земля на самом деле редко встречается в контексте Вселенной, подавляющее большинство которой почти пусто.

В среднем космос был бы довольно пуст, даже если бы у нас не было гравитации. «Просто вещей не так уж и много по сравнению с объемом Вселенной, в которую вы помещаете эти вещи», — говорит астрофизик-теоретик из Калифорнийского технологического института Кэмерон Хаммелс. Средняя плотность Вселенной, по данным НАСА , составляет 5,9 протонов (положительно заряженная субатомная частица ) за кубический метр. Но затем гравитация усиливает пустоту в определенных регионах Вселенной, заставляя материю во Вселенной собираться.

По сути, любые два объекта с массой будут притягиваться друг к другу. Это гравитация. Иными словами, «материя любит быть вокруг другой материи», — сказал Фаэрти. В космосе гравитация сближает близлежащие объекты. Вместе их коллективная масса увеличивается, а увеличение массы означает, что они могут генерировать более сильное гравитационное притяжение, с помощью которого втягивают еще больше материи в свой космический комок. Масса увеличивается, затем гравитационное притяжение, затем масса. «Это неуправляемый эффект», — сказал Хаммелс.

СВЯЗАННЫЕ ЗАГАДКИ

Когда эти гравитационные горячие точки притягивают близлежащую материю, пространство между ними опустошается, создавая так называемую космическую пустоту , сказал Хаммельс. Но Вселенная началась не так. После Большого Взрыва материя во Вселенной была рассеяна более равномерно, «почти как туман», сказал он. Но за миллиарды лет гравитация собрала эту материю в астероиды, планеты, звезды, солнечные системы и галактики; и оставляя между собой пустоты межпланетные, межзвездные и межгалактическое пространство .

Но даже космический вакуум не является по-настоящему чистым. Между галактиками на меньше, чем на один атом в каждом кубическом метре, а это означает, что межгалактическое пространство не совсем пусто. Однако материи в нем гораздо меньше, чем в любом вакууме, который люди могли бы смоделировать в лаборатории на Земле.

Между тем, «вселенная продолжает расширяться», сказал Фаэрти, уверяя, что космос останется в основном пустым. «Звучит так одиноко», — сказала она.

Примечание редактора: эта история была обновлена ​​9 октября.чтобы исправить написание имени Кэмерона Хаммелса.

Первоначально опубликовано на Live Science.

Донавин Коффи — журналист в области здравоохранения и окружающей среды из Кентукки, который пишет о здравоохранении, продовольственных системах и обо всем, что можно CRISPR. Ее работы публиковались, среди прочего, в журналах Scientific American, Wired UK, Popular Science и Youth Today. Донавин была стипендиатом программы Фулбрайта в Дании, где изучала молекулярное питание и продовольственную политику. Она имеет степень бакалавра биотехнологии Университета Кентукки и степень магистра пищевых технологий Орхусского университета и журналистики Нью-Йоркского университета.

Что такое космический вакуум?

В «Частном дневнике» Анри Фредерика Амьеля знаменитый философ заявил, что «Единообразие […] создает пустоту, а Природа не терпит пустоты». Однако большинство астронавтов, вероятно, осознавали тот факт, что их окружение на самом деле представляет собой вакуум.

Тогда может возникнуть вопрос: «Почему вообще существует вакуум?»

Космос по большей части пуст, но на самом деле он не пуст. Кредиты изображения: Джереми Томас.

Во-первых, давайте избавимся от заблуждения. Когда вы думаете о вакууме, обычно думают о чем-то с нехваткой воздуха. Один из забавных способов попробовать это — взять пустую бутылку и попробовать высосать из нее весь воздух. Если бы вы могли сделать это идеально (осторожно, спойлер, вы не можете), вы бы создали вакуум внутри бутылки, из-за чего она прилипает к вашим губам. Пока горлышко бутылки не имеет промежутков между ним и вашими губами, это даст вам возможность вертеть ею головой, как вам заблагорассудится, а также даст вам возможность привлекать раздраженные взгляды вашей жены.

РЕКЛАМА

Однако, если подумать, космос не является настоящим вакуумом; на самом деле нет такой вещи, как вакуум.

Пустота

Слово происходит от латинского прилагательного vacuus, означающего «пустой» или «пустой», однако существует множество вещей, на самом деле заполняющих пространство, которое мы называем космическим вакуумом.

«(W)когда мы говорим, что космическое пространство (пространство за пределами атмосферы планет и звезд) является «вакуумом» или «пусто», мы на самом деле имеем в виду, что космическое пространство почти пусто или почти идеальный вакуум», объясняет доктор Кристофер С. Бэрд, доцент кафедры физики Западно-Техасского университета A&M, в своем блоге «Научные вопросы с неожиданными ответами».

«На самом деле, даже в самой отдаленной точке космоса есть газ, пыль, радиация, гравитация и множество других вещей. Не существует такой вещи, как по-настоящему пустое пространство. Если бы мы попытались высосать все частицы из определенного объема, мы бы все равно никогда не смогли его опустошить. Остались бы такие вещи, как флуктуации вакуума, гравитация и темная материя, которые нельзя высосать. При этом космическое пространство очень близко к пустому по сравнению с земной атмосферой».

У древних греков было несколько интересных представлений о вакууме, как и о большинстве вещей. Они не знали, что такое атом, но рассматривали идею атомизма: маленькие вещи, которые заполняют все. Абстрактное понятие действительно пустой пустоты было воспринято со скептицизмом, даже несмотря на то, что Платон оказал некоторую поддержку. Его ученик Аристотель считал, что в природе не может быть пустоты, потому что более плотный окружающий материал просто заполнил бы окружающую среду. 0005

Почти через две тысячи лет после Платона Рене Декарт также предложил теорию, подобную атомизму, но без проблемной материи пустоты. Декарт также соглашался с современным положением о том, что вакуума в природе не существует.

РЕКЛАМА

Тем не менее, по сей день идея вакуума остается несколько неопределенной среди физиков, особенно с такими понятиями, как темная материя и темная энергия в смеси.

Создание пылесоса

Изображение предоставлено JD Hancock.

Тем не менее, это еще не дало точного ответа на вопрос «что вызывает вакуум».

Короткий ответ: в пустоте космоса давление настолько низкое, что все молекулы стремятся максимально распространиться. Это расширение, в свою очередь, создает вакуум, о существовании которого мы все знаем, а также то, что приводит к развитию звезд и планет, которые мы видим в нашем ночном небе.

Поскольку космическое пространство имеет очень низкую плотность и давление, оно создает что-то очень близкое к вакууму, но это все же не идеальный вакуум. Даже в межзвездном пространстве на каждый кубический метр приходится несколько атомов водорода.

«Каждая частица материи, какой бы маленькой она ни была, оказывает гравитационное притяжение на все другие частицы материи», — говорит Бэрд. «По прошествии достаточного времени гравитация заставляет гигантские облака газа в космосе сгущаться, несмотря на то, что сила гравитации очень слаба. Вскоре после Большого взрыва Вселенная была заполнена почти однородной смесью водорода и гелия. За миллиарды лет гравитация притянула большую часть этих атомов газа в звезды. Внутри ядерной печи звезд водород и гелий сплавлялись, образуя более тяжелые элементы, вплоть до железа».

Более крупные звезды в конце концов погибнут во взрыве сверхновой, создав все встречающиеся в природе элементы тяжелее железа и выбрасывая эти элементы в космос. Со временем более тяжелые элементы конденсируются под действием силы тяжести, образуя небольшие облака и камни. В свою очередь, облака и камни гравитационно притягиваются друг к другу, образуя астероиды, луны и планеты. Космос в основном пуст, потому что материя, которая раньше была там, упала на астероид, планету, луну или звезду под действием гравитации.

Другое заблуждение состоит в том, что воздействие вакуума приводит к мгновенной смерти. В вакууме действительно можно выжить, хотя и очень неудобно.

Исследование, проведенное учеными на базе ВВС Брукс в Техасе в 1965 году, показало, что собаки, подвергавшиеся воздействию почти вакуума — одной трехсот восьмидесятой атмосферного давления на уровне моря — в течение до 90 секунд всегда выживали, однако во время воздействия, они потеряли сознание и были парализованы.

Они также испытывали серьезный дискомфорт, так как газы, выбрасываемые из их кишечника и желудка, вызывали одновременную дефекацию, рвоту снарядами и мочеиспускание, а также страдали от массивных судорог. Их языки часто покрывались льдом, а собаки раздувались и напоминали «надутый мешок из козьей шкуры», писали авторы. Но после небольшого повышения давления собаки сжались, начали дышать, и через 10-15 минут при давлении на уровне моря им удалось ходить, хотя потребовалось еще несколько минут, чтобы их кажущаяся слепота прошла.

«В любой системе всегда существует вероятность отказа оборудования, ведущего к травмам или смерти», — говорит профессор Дартмутской медицинской школы и бывший астронавт НАСА Джей Баки, автор книги «Космическая физиология», вышедшей в 2006 году. «Это просто риск, которому вы подвергаетесь, когда находитесь во враждебной среде и зависите от оборудования вокруг вас. Но если вы можете добраться до кого-то быстро, это хорошо. Часто выходы в открытый космос совершаются с двумя выходцами в открытый космос, и существует непрерывная связь. Так что, если у кого-то проблемы, надеюсь, другой сможет найти их и привести».

Пример из реальной жизни произошел в 1966 году, когда инженер НАСА Джим Леблан случайно оказался в вакууме, близком к нулю.

Скафандр, который он тестировал, испытал быструю потерю давления из-за отказа оборудования. Он вспомнил ощущение слюны, выкипавшей с его языка, прежде чем он потерял сознание.

Когда давление в камере быстро восстановилось, Леблан быстро пришел в сознание и пошел домой обедать.