Могут ли числа быть вампирами? И ещё 320 вопросов о науке и технологиях

Все права защищены.

Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав.

© 2022, Lannoo Publishers. For the original edition. Original title: 321 superslimme dingen die je moet weten over wetenschap.

Translated from the Dutch language www.lannoo.com

© 2024, 321 superslimme dingen die je moet weten over wetenschap.

For the Russian edition

© Издание на русском языке, перевод, оформление. ООО «Манн, Иванов и Фербер», 2024

Кто любознателен, тому никогда не скучно.

Посвящаю книгу маме и папе, благодаря которым росло и цвело моё жадное любопытство.

Фемке, Роверу и нашей крошке – вы моё всё.

1. Планеты и бесконечная Вселенная

Спутники – это объекты, которые обращаются вокруг планеты. У Земли один естественный спутник – Луна. А ещё люди запускают в космос уйму искусственных спутников, чтобы собирать полезные данные о нашей планете. С помощью этих данных учёные могут, например, следить за изменением климата или изучать различные природные явления, такие как ураганы.

Так, британские исследователи заметили на спутниковых снимках большие куски коричневого льда в Антарктиде. Когда они увеличили изображение, то выяснили, что лёд окрасился в коричневый цвет из-за помёта пингвинов. Снимки были сделаны спутниками Sentinel-2 Европейского космического агентства (ЕКА). Эти аппараты очень точные и могут увеличивать масштаб вплоть до мельчайших деталей.

Открытие оказалось весьма ценным, ведь благодаря помёту люди обнаружили новые колонии императорских пингвинов. Эти животные крайне уязвимы – изменение климата угрожает их образу жизни и естественной среде. До сих пор мы знали всего про шестьдесят одну такую колонию!

Известные нам колонии императорских пингвинов обитают в основном на побережье Антарктиды. Новые спутниковые снимки показали, что они высиживают яйца не только вдоль побережья, но и вдали от него. Одна из колоний расположена по меньшей мере в 180 километрах от побережья! Увы, императорские пингвины всё ещё очень чувствительны к изменению климата. Учёные предполагают, что в ближайшие годы многие из этих колоний могут исчезнуть.

Кометы – маленькие небесные тела, которые обращаются вокруг Солнца и состоят изо льда, газа и пыли (можно сравнить их с грязными снежками или ледяными комками пыли). Это то, что осталось в процессе образования Солнечной системы[1]. Поэтому, изучая состав комет, исследователи могут больше узнать о том, как она формировалась.

У кометы есть твёрдое ядро. Когда она приближается к звезде и нагревается, лёд в составе кометы превращается в газ. Этот процесс называется испарением. Так появляется хвост кометы. Вообще-то хвостов даже два: плазменный (газовый) и пылевой. Плазменный хвост часто имеет голубой оттенок, а пылевой светится белым.

В 2014 году зонд Европейского космического агентства (ЕКА) «Розетта» достиг кометы 67Р. Её также называют кометой Чурюмова – Герасименко в честь двух её открывателей.

Комета Чурюмова – Герасименко формой напоминает резиновую уточку. Исследователи считают, что она появилась в результате слияния двух более мелких комет: вероятно, они столкнулись и так и остались склеенными. Комета-уточка совсем небольшая, её диаметр всего около 4 километров.

Эверест – самая высокая гора в мире, она вздымается на 8848 метров над уровнем моря. Но это ничто по сравнению с Олимпом. Ведь он почти в два с половиной раза выше – 21 000 метров! А знаешь, где находится эта огромная гора? На Марсе!

На самом деле Олимп – это вулкан. На Марсе вулканы бывают очень большими: от десяти до ста раз больше, чем на Земле. Одна из причин – на Марсе нет тектонических плит (см. факт 33). Следовательно, лава всегда извергается в одном и том же месте, а вулканы могут вырасти до огромных размеров. На Земле они никогда не бывают такими высокими, потому что плиты сдвигаются относительно друг друга и лава извергается в разных местах. Кроме того, на Марсе меньше сила тяжести.

Гору Олимп ещё в 1879 году обнаружил учёный и астроном Джованни Скиапарелли. Он назвал её Nix Olympica, что означает «Снега Олимпа». Такое имя он дал из-за её светлого оттенка. Скиапарелли уже тогда предполагал, что гора очень высокая: её вершина оставалась видна даже во время сильных пылевых бурь на Марсе. Когда учёные обнаружили, что на самом деле это потухший вулкан, то поменяли название на Олимп.

Вероятно, Олимп даже не самый высокий в нашей Солнечной системе (см. факт 2). Ещё более высокая гора, Реясильвия, находится на гигантском астероиде Веста. Предположительно, она достигает 22 500 метров, но до конца уверенными в этом мы быть не можем. Точно измерить гору совсем не просто, и не все измерения дают одинаковые результаты.

Открой дверь и выгляни на улицу. Вполне возможно, перед тобой лежат микрометеориты – маленькие кусочки камня, отколовшиеся от метеоритов (см. факт 11) нашей Солнечной системы. Они стремительно проносятся через атмосферу Земли и могут упасть на твою улицу, или в сад, или на крышу.

Ежегодно на поверхность Земли падает около сорока тысяч тонн (!) вещества из космоса в виде микрометеоритов. Они совсем крохотные: от 10 микрометров (так называют тысячную часть миллиметра) до 1 миллиметра в диаметре или поперечном разрезе. На самом деле это скорее космическая пыль, чем камешки. Её почти невозможно отделить от обычных камней, земли или песка.

Большинство космических частиц быстро исчезает с дождём и ветром. Жаль, ведь микрометеориты – в том числе их состав – могут необычайно много рассказать нам о Солнечной системе. А если микрометеорит попадает, например, под дождь, учёным очень трудно выяснить, откуда именно этот камешек прилетел.

Но есть на Земле место, где микрометеориты сохраняются гораздо лучше, – Антарктида. В холодном и сухом климате внеземные материалы в их составе дольше остаются нетронутыми. Антарктические микрометеориты – настоящая золотая жила для учёных!

• Большинство метеоритов происходят из пояса астероидов между Марсом и Юпитером.

• Иногда микрометеориты наносят ущерб космической станции (МКС). Поскольку она обращается вокруг Земли с огромной скоростью (около 28 000 километров в час), столкновение даже с малюсеньким камешком может пробить отверстие в корпусе.

Жизнь человека в космосе очень отличается от жизни на Земле. Первое время космонавт может чувствовать сильное головокружение, а его мышцы и кости постепенно ослабевают. Кроме того, к голове приливает больше жидкости (крови и воды), из-за чего она кажется тяжёлой. Это иногда приводит к проблемам с глазами.

Есть и ещё одна проблема: космонавтам желательно не отрыгивать. Экипаж МКС почти не испытывает силы тяжести, а это влияет на пищеварение. Когда ты пьёшь напиток с пузырьками (например, газированный лимонад) на Земле, то благодаря силе тяжести жидкость оказывается на дне желудка. Пузырьки воздуха, наоборот, поднимаются в его верхнюю часть и выходят наружу при отрыжке.

А вот в космосе жидкость и пузырьки болтаются в желудке вперемешку. Если космонавтам всё-таки не удаётся сдержать отрыжку, то она получается «жидкой», то есть наружу выходит не только воздух. Это не очень приятно, особенно когда всё вокруг тебя парит в невесомости. Вот почему на борту МКС не пьют напитки с пузырьками. Никакой газировки!

Чанъэ – китайская богиня Луны. Её имя дали программе Китайского национального космического управления, запущенной в 2007 году. Миссии «Чанъэ-1» и «Чанъэ-2» летали вокруг Луны. Позже, в рамках миссий «Чанъэ-3» и «Чанъэ-4», космические модули сели на Луну на разных её полушариях. Ни в одном из этих полётов на борту не было людей.

Почти все миссии «Чанъэ» имели большое значение для развития космонавтики. Модуль «Чанъэ-3» в 2013 году совершил мягкую посадку на поверхность Луны. Это означает, что космический аппарат при прилунении не получил существенных повреждений. Среди автоматических станций такое последний раз удалось миссии Советского Союза «Луна-24» в 1976 году. «Чанъэ-4» была ещё примечательнее, потому что её модуль совершил мягкую посадку на обратной стороне Луны – той части, которую никогда не видно с Земли.

И это ещё не всё! В 2020 году «Чанъэ-5» доставила на Землю лунные камни. Такого не было с 1976 года, когда миссия «Луна-24» привезла около 170 граммов лунного грунта. А раньше всех образцы взяли американские астронавты с корабля «Аполло-11» – первые люди, ступившие на поверхность Луны.

Миссия «Чанъэ-5» привезла на Землю 1731 грамм ценных кусочков Луны. Эти камни появились в результате извержения лунных вулканов. Им примерно 1,2 миллиарда лет, и они намного моложе предыдущих образцов. Теперь исследователи могут больше узнать о возрасте, составе и происхождении спутника нашей планеты.

Кроме того, «Чанъэ-5» доставила на Луну китайский флаг. Так Китай стал третьим государством, чей флаг побывал на естественном спутнике Земли, – после СССР и США.

Каких только планет не бывает, но форма у них одна: они круглые. Всё потому, что планеты очень большие. Звёзды и крупные спутники тоже всегда похожи на шар. А вот астероиды – маленькие каменистые небесные тела – намного меньше планет и имеют самые разные формы, в том числе очень странные. По сути, астероиды – это осколки, оставшиеся после образования планет нашей Солнечной системы (см. факт 2).

Итак, планеты круглые. Небесные тела такого типа имеют собственную гравитацию, которая притягивает их атомы как можно ближе друг к другу. Поэтому массивный объект принимает форму шара. Это не означает, что на планетах нет гор или ущелий – взять хотя бы нашу Землю. Но по сравнению с её размером и высота гор, и глубина ущелий в общем-то незначительны.

По той же причине астероиды не круглые: у них слишком маленькая масса (см. факт 72) и поэтому нет достаточной силы тяжести, которая придала бы им форму шара.

Кстати, из-за малой гравитации горы на Марсе выше, чем на Земле. Сила тяжести на Марсе составляет всего треть от нашей силы тяжести. Так, марсианская гора Олимп достигает порядка 21 000 метров, тогда как наша самая высокая гора Эверест – «всего» 8848 метров (см. факт 3).

Полёт на Марс вовсе не пустяк для отважившихся на него космонавтов. Это путешествие не только опасное, но и очень долгое. Исследователи рассчитывают, что оно продлится от 6 до 8 месяцев. Космонавты пробудут на Марсе по меньшей мере год, а потом им предстоит ещё 6–8 месяцев лететь обратно. Выходит, этим смельчакам придётся провести около 3 лет без семьи и друзей.

Космос – не самое приятное место для человека. Совсем наоборот! Кости и мышцы ослабевают от пребывания в невесомости. У некоторых людей возникают проблемы с глазами и даже может повредиться ДНК, что увеличивает риск заболеть раком. А ещё космонавты должны быть очень сильны духом. Так долго находиться вдали от семьи и друзей невероятно трудно, особенно если представить, что все эти месяцы с ними не так уж и часто получится общаться. Во время длительного путешествия космонавты могут заскучать, почувствовать себя одинокими и впасть в уныние.

Но что, если отправить их на Марс «во сне», погрузив в своего рода спячку – почти как медведей? Так они тратили бы намного меньше энергии, а следовательно, и ели бы меньше. Очень кстати для длительного космического путешествия, когда любой груз на счету! Кроме того, в спячке полёт казался бы немного короче – не успеешь затосковать.

Исследование пока находится на начальной стадии, но учёные НАСА и ЕКА (американского и европейского космических агентств), а также космических программ Китая и России (Роскосмос) над ним работают. Если у них всё получится, это станет большим преимуществом для космонавтов будущих космических миссий.

А тебе хотелось бы отправиться на Марс «во сне»?

В космосе летает множество небесных тел. Среди них есть планеты, как наша Земля, а ещё астероиды (их по-другому называют планетоидами), которые тоже двигаются по орбите вокруг Солнца. 1 января 1801 года итальянский астроном Джузеппе Пьяцци открыл новое небесное тело. Он назвал его Церера в честь римской богини земледелия и урожая.

Диаметр Цереры – 950 километров. Это самый большой объект в поясе астероидов между Марсом и Юпитером («пончикообразном» скоплении астероидов, обращающихся вокруг Солнца). Сначала Цереру называли планетой, но астрономы открывали всё больше похожих тел в этом поясе. Тогда её переименовали в астероид 1 Церера, а с 2006 года стали относить к карликовым планетам.

В поясе есть ещё три других крупных астероида: Веста, Паллада и Гигея. Эти небесные тела не круглые и потому относиться к карликовым планетам не могут. В отличие от Цереры – она единственная карликовая планета в поясе астероидов.

Церера не видна невооружённым глазом. Зато есть её снимки, которые с 6 марта 2015 года по 1 ноября 2018 года сделал космический аппарат НАСА «Рассвет» (Dawn). Благодаря им мы знаем, что поверхность Цереры покрыта множеством кратеров. Кроме того, там есть высокая гора, Ахуна Монс. Это ледяной вулкан, а точнее вулкан, который образовался из ледяной магмы. Ахуна Монс в высоту достигает почти 5 километров.

Планета Марс получила своё название в честь римского бога войны Марса, потому что цветом она напоминает кровь. Её иногда так и называют: Красная планета. Марс четвёртый по удалённости от Солнца, то есть находится дальше Земли. Он совершает оборот вокруг Солнца примерно за 687 дней. Это почти вдвое дольше, чем оборот нашей планеты.

Красный цвет Марсу обеспечивает оксид железа в верхних слоях почвы. То же вещество придаёт красно-коричневый оттенок, например, ржавчине. Верхний сыпучий слой грунта также называют реголитом. Это очень мелкая пыль красного, коричневого и оранжевого оттенков, и её легко подхватывают песчаные бури, которые иногда месяцами свирепствуют на планете. Реголит исследуют в том числе марсоходы НАСА и орбитальные космические аппараты разных стран.

• Средняя температура на Марсе – 63 ℃, но там может быть как намного холоднее, так и существенно теплее.

• У Марса два маленьких спутника: Фобос и Деймос.

Начнём с сюрприза: падающая звезда вовсе не звезда. На самом деле ты наблюдаешь метеороид – небольшое небесное тело, несущееся из космоса на Землю с огромной скоростью. Иногда его размер – всего несколько микрометров, а иногда – целый метр. Большинство метеороидов – осколки комет.

Итак, метеороиды падают на Землю. Вокруг неё находится тонкий слой воздуха – атмосфера. Пролетая сквозь него, метеороид начинает светиться от трения с воздухом. Тогда метеороид становится метеором. Он загорается, из-за чего появляется красивый белый хвост (иногда он бывает и других цветов). Кажется, будто с неба падает звезда, но теперь ты знаешь, что это не так.

Поскольку метеороиды загораются, то крупные осколки до Земли чаще всего не долетают. Изредка случается, что метеороид настолько велик, что не сгорает полностью. Когда оставшаяся часть достигает Земли, то это тело называют метеоритом.

Если в атмосферу входит множество метеороидов друг за другом, это называется метеорный поток. В первой половине августа ты можешь наблюдать много «падающих звёзд». Так выглядит метеорный поток Персеиды – облако мельчайших частиц, которые оставляет после себя комета Свифта – Таттла, каждый год пролетая мимо. Иногда в разгар метеорного потока на ночном небе можно увидеть больше десятка падающих звёзд в час. Запомни, когда это происходит, и приготовь список желаний!

Тебе о чём-нибудь говорит имя Илон Маск? Это крупный бизнесмен, владелец компании, выпускающей электроавтомобили «Тесла», и компании «Спейс-Икс» (Space-X). Она производит многоразовые ракеты и доставляет астронавтов на Международную космическую станцию. Илон Маск без ума от всего, что связано с космосом, и мечтает в ближайшем будущем отправить людей на Марс.

6 февраля 2018 года была запущена ракета «Спейс-Икс». Её назвали «Фалкон Хэви» (Falcon Heavy), а стартовала она с мыса Канаверал во Флориде.

У ракеты более двадцати семи двигателей, её мощность можно сравнить с мощностью восемнадцати самолётов «Боинг-747». Благодаря этому она способна перевозить тяжёлые грузы. А это, конечно же, очень полезно – например, для полётов на Марс.

Груз на борту «Фалкон Хэви» был особенный – красный спортивный автомобиль родстер «Тесла». За рулём сидит Стармэн (Starman – «звёздный человек»), манекен в фирменном костюме астронавта «Спейс-Икс». Конечный пункт назначения ракеты – Марс… Вернее, почти. «Тесла» выведена на орбиту, по которой Стармэн пролетит недалеко от Красной планеты. И всё это под песни Дэвида Боуи, посвящённые космосу. На приборной панели автомобиля надпись «Без паники»[2]. Надеемся, что Стармэн следует этому совету!

Ближе всего к Марсу Стармэн пролетал в октябре 2020 года и пока что продолжает своё долгое путешествие.

Венера – вторая по удалённости от Солнца планета, а своё имя она получила в честь римской богини любви.

Давай остановимся и проясним несколько научных понятий. Годом называют время, за которое планета делает полный оборот вокруг Солнца. Сутки – это время, необходимое для её полного оборота вокруг своей оси.

Венере требуется 225 земных суток, чтобы сделать оборот вокруг Солнца, но вокруг своей оси она оборачивается примерно за 243 земных дня. Да-да, здесь нет никакой ошибки… На Венере сутки длятся дольше года!

У Венеры очень плотная атмосфера, которая состоит в основном из углекислого газа. Кроме того, планета покрыта толстым слоем облаков из серной кислоты. Поэтому поверхность Венеры не удаётся рассмотреть из космоса в видимом диапазоне волн. К тому же из-за облаков и атмосферы температура на поверхности планеты очень высокая, её среднее значение – 460 ℃. Достаточно, чтобы расплавить олово или свинец!

Венера вращается вокруг своей оси в западном направлении, хотя большинство планет вращаются в восточном. Как и у Меркурия, у Венеры нет спутников.

Венера была первой планетой Солнечной системы, куда отправились автоматические космические зонды.

Космонавты, находящиеся на Международной космической станции (МКС), сталкиваются с множеством странных, а иногда и вовсе невообразимых вещей. К примеру, восход и заход солнца они видят не один и не два раза в день, а целых шестнадцать. Вот это романтика!

МКС обращается вокруг Земли с огромной скоростью – около 28 000 километров в час. Таким образом, она совершает оборот вокруг Земли примерно за 90 минут. То есть за 24 часа станция делает шестнадцать оборотов. При каждом обороте космонавты видят, как Солнце заходит и вновь восходит. Вот почему на МКС люди не ощущают смены дня и ночи, как на Земле.

Конечно, это может изрядно запутать организм космонавтов. На протяжении всего космического полёта они испытывают гигантский стресс, наподобие того, какой возникает от смены часовых поясов. Некоторые жалуются на нарушение сна и переутомление.

Учёные, разумеется, пытаются придумать решения для этих проблем. Например, у космонавтов на МКС строгий режим сна. Никаких «лягу через полчасика»! Готовясь ко сну, они выполняют одну и ту же последовательность действий – так организм понимает, что пора спать. А ещё на МКС есть специальные лампы, от которых космонавты чувствуют сонливость или, наоборот, становятся бодрее.

Спорим, иногда им даже нравится наблюдать, как Солнце быстро встаёт и садится?

Юпитер – самая большая и массивная планета Солнечной системы (см. факт 2). А ещё у него очень много спутников. На сегодняшний день мы знаем о девяноста пяти, но учёные всё ещё открывают новые. Больше только у Сатурна – у него их сто сорок шесть.

Четыре самых крупных спутника Юпитера – Каллисто, Европа, Ганимед и Ио. Иногда их называют Галилеевыми спутниками, потому что их ещё в 1610 году заметил известный учёный Галилео Галилей (он был одновременно физиком, астрономом, математиком и философом!). О том, что есть и другие, люди узнали только в 1892 году. Всё благодаря телескопам, которые позволяли увидеть более мелкие объекты в космосе. Большинство спутников Юпитера меньше 10 километров в поперечнике.

Спутники Юпитера по сути представляют собой маленькую Солнечную систему. Каждый отличается от другого. Ио усеян вулканами, на Европе есть подлёдный океан, а Ганимед вдвое массивнее нашей Луны. Кстати, Ганимед – самый крупный спутник в Солнечной системе. Его диаметр больше 5200 километров – размером он примерно в полтора раза превосходит Луну.

Чаще всего новым открытым спутникам Юпитера давали имена возлюбленных римского верховного бога Юпитера. Поскольку открытий всё больше, возлюбленных учёным уже не хватает. Поэтому последние несколько лет спутники называют в честь сыновей и дочерей бога или вообще в честь других греческих богов. Надеемся, что хоть их-то будет достаточно!

Помимо спутников, у Юпитера есть ещё несколько колец изо льда и пыли. Они похожи на кольца Сатурна, но намного легче и темнее и потому менее заметны.

Пока это научно не доказано, но, возможно, в космосе есть одна весьма драгоценная планета. Точнее, экзопланета – так называют планеты, которые обращаются вокруг других звёзд, а не Солнца. Речь о 55 Рака е – одной из тысяч уже открытых экзопланет.

Исследование 2012 года показало, что у 55 Рака е особый химический состав: внутри неё в основном углерод. Поверхность планеты раскалена свыше 2000 ℃, а сочетание углерода и высокой температуры идеально для появления алмазов. Поэтому есть вероятность, что в космосе летает гигантский алмаз…