Чердак. Только физика, только хардкор! - Дмитрий Побединский

По всей Земле одновременно начнут извергаться все спящие вулканы. Дело в том, что они располагаются на местах стыков тектонических плит. Плиты наезжают друг на друга, и одна из них погружается вниз. Там она достигает мантии, плавится, и из нее образуется магма, насыщенная кучей элементов и растворенными газами. Пока есть гравитация, есть и давление, из-за которого газы содержатся в магме в растворенном виде. Но как только давление вышележащих слоев исчезнет, произойдет дегазация, как в бутылке минералки, образуется просто шквал пузырьков, и резко увеличивающаяся в объеме магма начнет искать выходы на поверхность, что приведет к обширным извержениям… Хотя они будут смотреться странно: гравитации же не будет!

Но и это далеко не самое ужасное. Пожалуй, самое страшное то, что при исчезновении гравитации Земля… взорвется! Дело в том, что внутри нашей планеты вещество мантии и ядра находится под колоссальным давлением. Оно возникает из-за тяжести вышележащих слоев, которые гравитационно притягиваются к центру. Как раз-таки под действием этого давления вещество очень сильно сжимается. Представьте: если гравитация исчезнет, давления тогда тоже не будет. Внутренности земли начнут расширяться, и это приведет к одновременному извержению всех вулканов и разрывам между тектоническими плитами! Правда, мантия достаточно вязкая, так что это будет похоже больше не на взрыв, а на плавное расширение с разлетающимися кусками земли во все стороны. Вот это действительно апокалипсис!

Но мы ведь считаем, что гравитация пропала везде, во всей вселенной. Для Солнца это обернется полнейшей катастрофой. Дело в том, что оно достаточно массивное, и внешние слои очень сильно притягиваются к центру. Гравитация как будто облачает его в корсет, сжимая и уменьшая в объеме. В противовес этому внутри солнца есть сила, распирающая его наружу, которая появляется благодаря огромному давлению термоядерных реакций. Сейчас эти силы сбалансированы, поэтому у Солнца стабильный размер. Но если гравитация исчезнет, то Солнце начнет с невероятной быстротой расширяться. Это приведет к невероятно огромному взрыву, от которого сразу же можно ослепнуть! В дальнейшем Солнце, точнее то, что от него останется, будет остывать и в какой-то момент затухнет, превратившись просто в туманность.

Это произойдет со всеми звездами во Вселенной, правда, увидим мы это не сразу. Ведь свет от них идет до Земли очень долго. Но через какое-то время на небосводе будут видны яркие вспышки и угасание звезд, одна за другой.

Но ведь и галактики вращаются вокруг определенного центра. Если гравитация исчезнет, притяжение пропадет и галактики рассеются в пространстве. Правда, этого уже не будет видно, так как все звезды в них потухнут, и вся Вселенная погрузится во тьму.

Так что спасибо тебе, гравитация, за то, что ты есть!

5.3. ТОП-5 способов побыть в невесомости

Что общего между падающим лифтом, космической станцией и центром Земли? Ну кроме того, что долго там не живут? Оказывается, во всех этих местах вы будете ощущать невесомость!

Что же такое невесомость? Это не то состояние, когда вы просто висите в воздухе, как в аэротрубе или на стропах парашюта. В невесомости все части тела теряют свою тяжесть: легкие не давят на желудок, желудок не давит на кишечник и так далее. Очень необычное ощущение. И мы привыкли думать, что невесомость доступна только космонавтам. Но на самом деле каждый может побывать в таком состоянии! Давайте посмотрим, как можно почувствовать невесомость.

Пожалуй, самый сложный, но интересный способ – оказаться в центре Земли. Представьте, что вы начали рыть глубокий колодец. Сила тяжести при этом будет уменьшаться. Ведь если мысленно разрезать планету на кусочки, как дольки апельсина, вы будете гравитационно притягиваться к каждой из долек. Но по мере продвижения в глубь планеты направления сил будут меняться, и они частично начнут компенсировать друг друга. В самом центре все силы будут полностью уравновешены, суммарная сила будет нулевой, и вы будете парить в невесомости! Конечно, вряд ли у нас получится так сделать, так что перейдем к реальным способам.

Представьте, что вы находитесь в обычном лифте. Если вдруг он начнет падать, вы окажетесь в невесомости. Если вы будете падать не в кабине, а рядом, падение будет синхронным. Но если вы в лифте, то все будет так же. Вы вместе с кабиной падаете с одинаковыми скоростями, поэтому ничего удивительного, что вы сможете висеть относительно стен. То же можно сказать и про все органы тела – все они падают с одинаковой скоростью, не давят друг на друга, поэтому вы не ощущаете их вес.

В такой ситуации не стоит пытаться поймать момент приземления и подпрыгнуть, чтобы остаться в живых. Это провальная идея! Ведь подловить момент приземления практически невозможно. Ну только если вы не победитель битвы экстрасенсов, конечно. К тому же скорость, которую развивает человек в прыжке, – около 10 км/ч. А скорость лифта при приземлении с семнадцатого этажа – около 90 км/ч. У вас не получится ее погасить.

Единственная рекомендация – принять горизонтальное положение. Вертикально вы рискуете сломать позвоночник и ноги. А в горизонтальном положении сломаете ребра – все-таки меньшее из зол. Но не стоит беспокоиться: нынешняя техника и средства защиты лифта от падения очень хороши и надежны.

Вообще с физической точки зрения и лифт, и орбитальная станция движутся одинаково. Они находятся в свободном падении. Единственная разница состоит в том, что станция падает не вертикально вниз, а вбок. Ракета нужна не только для того, чтобы взлететь повыше, где нет сопротивления воздуха, но и для того, чтобы придать станции огромную скорость. Благодаря этому станция падает как бы вбок, настолько быстро, что постоянно проскакивает планету, улетает за горизонт – ведь Земля круглая. И, в отличие от лифта, станция не сталкивается с поверхностью. Ну, это если все хорошо рассчитано.

Так что космонавты оказываются в такой же ситуации, что и человек в лифте. Они падают синхронно со станцией, поэтому могут висеть в воздухе относительно стен. Удивительно, но на них по-прежнему действует сила тяжести, только она не вдавливает их в пол. Этот способ побывать в невесомости самый эффективный, но и самый дорогой – придется заплатить более 30 млн долларов.

Как вы уже поняли, самое главное – свободное падение. И если какой-нибудь великан возьмет нашу несчастную кабину лифта и кинет ее под углом к горизонту, она полетит по параболе. Но все, что находится в кабине, тоже будет лететь по параболе и зависнет в невесомости! Это состояние достигается на всем пути: и при полете вверх, и в высшей точке траектории, и при полете вниз. По этому принципу устроены самолеты для тренировки космонавтов. Они задирают нос вверх, разгоняются, а потом в какой-то момент выключают двигатели и в итоге летят по параболе. Длится невесомость около 25 секунд, за вылет делают более 10 таких подъемов. Стоит это около 200 000 рублей.

Но есть и бесплатный способ ощутить невесомость – просто подпрыгнуть. Пока вы в воздухе, пока летите по параболе, вы ничего не весите! Это трудно почувствовать, потому что мышцы в прыжке напряжены. Да и воздух создает ощущение полета, а не зависания. К тому же на больших скоростях он оказывает сильное сопротивление. Но все же это действительно просто. Можно усилить эффект – прыгать на батуте, или из стратосферы, или на Луне. С трамплина, на мотоцикле, с тарзанки… Так что не сидите дома, отдыхайте активней! Ведь даже просто на долю секунды оторвавшись от Земли, вы становитесь чуть-чуть похожи на настоящих космонавтов.

5.4. Что такое черная дыра? Что внутри?

Поговорим о черных дырах. Загадочные космические объекты, поглощающие все вокруг… Но что они собой представляют? Так ли страшно падать в черную дыру? И самое главное, можно ли сделать ее из пончика?

Итак, черная дыра – это объект, гравитация которого настолько велика, что любое тело, выброшенное из него со сколь угодно большой скоростью, будет неизбежно падать обратно. Максимальной скоростью во вселенной обладает свет, и даже он не может преодолеть гравитацию и вырваться за пределы черной дыры. Наша черная дыра ничего не излучает, вот потому-то она и черная.

Сценариев образования черной дыры может быть несколько. Самые реалистичные рассматривают сжатие материи в очень маленький объем. Как правило черная дыра – это маленький трупик звезды. Как было сказано в предыдущей главе, любая звезда – это огромный газовый шар, в котором действуют силы гравитации, которые стараются сжать его. Им противостоят силы внутреннего давления, возникающие из-за колоссальной температуры термоядерных реакций внутри звезды. Кстати, это словно воздушный шарик: давление изнутри распирает его, но в то же самое время оболочка стягивает его, сдавливает. Вот в таком балансирующем состоянии находится Солнце, да и любая звезда на небосводе.