Öyle görünmüyor ama Uzay İstasyonunda yerçekimi var; mikro yerçekimi var: nedir ve bilim yapmak neden bu kadar önemli

«Uzay-zaman maddeye nasıl hareket edeceğini, madde de uzay-zamana nasıl eğrileceğini söyler.» Amerikalı teorik fizikçi John Archibald Wheeler’ın bu sözü mükemmel bir şekilde özetleniyor. temel fikirlerden biri Albert Einstein’ın 1915’te formüle ettiği genel görelilik teorisi.

Aslında, sezgisel olarak ifade etmeyi başarır. geometrik öz Bu makalede görünmeyecek olan karmaşık denklemlere başvurmadan yerçekimi.

Einstein’ın Wheeler’ın tabiriyle bize açıkladığı şey, kütlesi olan nesnelerin uzay-zaman sürekliliğini bükünve aynı zamanda, bu deformasyon maddenin içinden nasıl hareket ettiğini belirler.

Devasa nesneler, uzay-zaman sürekliliğini çarpıtma yeteneğine sahiptir ve bu bükülme, maddenin içinden nasıl geçtiğini belirler.

Bu fikir, aşina olmayanlar için biraz karmaşık gelebilir, ancak biraz aşağıda sahip olduğunuz görüntü, tam olarak doğru olmasa da, onu gösteriyor oldukça iyi.

İçinde çok büyük bir nesne olan Güneş’in altındaki uzay-zamanı büktüğünü görebiliriz. Ve bir şekilde bu deformasyonun nasıl olduğunu da sezebiliriz. dünyayı etkilerHareketi yıldızımızın uzay-zaman sürekliliği üzerindeki etkisine maruz kalan.

Bu sonuçta Yerçekimi. Bununla birlikte, birçok insan için biraz daha sezgisel olabilecek başka bir tanımlama yöntemine de sahibiz.

Isaac Newton’un evrensel yerçekimi bizim için biraz daha kolaylaştırıyor

Klasik yerçekimi anlayışı, Newtoncuaz önce keşfettiğimiz fikirden daha az kesindir, çünkü geometrik özünden vazgeçer ve yerçekimini yalnızca kuvvetler açısından tanımlar, ancak aynı zamanda etkisinin ne olduğunu anlamamıza da yardımcı olur.

Bize basitçe yerçekiminin bir çekim gücüdür kütleli iki cisme etki eder ve yoğunluğunun kütlelerinin çarpımı ile doğru orantılı ve onları ayıran uzaklığın karesi ile ters orantılıdır.

yerçekimi temel etkileşim Hepimizin bildiği gibi, en azından kendi kütlemizle karşılaştırıldığında çok büyük bir nesne olan Dünya’nın yüzeyine bizi yapıştıran doğanın.

Ve aynı zamanda gezegenimizi tutan güçtür. sürekli yörüngede Dünya’dan bile çok daha büyük bir nesne olan Güneş’in etrafında.

Hepimiz yerçekiminin yoğunluğuna alışkınız çünkü insanoğlu, gezegenimizdeki diğer canlılar gibi, tamamen ona uyarlanmış.

ISS’yi Dünya’dan ayıran mesafe, Dünya yüzeyinden sadece biraz daha az yoğun olan yerçekimi alanına maruz kalmaması için neredeyse yeterli değil.

Sezgisel bir şekilde, Dünya’nın yüzeyine yapıştırılmış veya en azından ona çok yakın olmanın gerçeğini açıkladığını kabul ediyoruz. çekim gücü bizi bu büyük kütleye bağlı tutan.

Ancak aynı sezgi, hepimizin defalarca gördüğü fotoğraf ve videolarla birlikte, genel olarak uzayda ve özel olarak Uluslararası Uzay İstasyonu’nda (ISS) şunu kabul etmeye davet ediyor: görünüşe göre yerçekimi yok.

Ve bu, astronotların ve diğer nesnelerin her zaman sanki yerçekimi yanlarında değilmiş gibi yüzer gibi görünmesini haklı çıkarıyor. Sanki bir zerre yerçekimi yokmuş gibi, aslında varken. mikro yerçekimi var.

Her şeyin anahtarı sürekli serbest düşüştür

Bir an için geriye dönüp Newton’un bize söylediklerini hatırlarsak, yerçekimi kuvveti mesafe ile azalır. Bu, görünüşe göre astronotların neden ISS’de yüzdüğünü açıklayabilir: Yerçekimi onları etkilemeyecek kadar Dünya’dan yeterince uzaktalar. Ancak, bu hiç de öyle değil.

ISS yaklaşık olarak yörüngede 400km Dünya yüzeyinde ve gezegenimizin kütle merkezinden uzaklığı, oluşturduğu yerçekimi alanından etkilenmeyecek kadar uzaktır.

Bu fotoğrafta bilimsel deneyler yapmak üzere donatılmış bir Airbus A310 Zero G’nin içini görüyoruz. Bu uçak, parabolik uçuşlar gerçekleştiren 22 saniyelik aralıklarla mikro yerçekimini yeniden yaratmayı başarıyor.

Aslında, ISS’den uzaktaki yerçekimi sadece biraz daha az yoğun gezegenin yüzeyinden daha fazla. Peki istasyondaki astronotlar ve diğer nesneler neden yüzüyor?

En makul ve en doğru açıklama, bunu gerçekleştirebilecek başka bir gücün olması gerektiğidir. yerçekimini nötralize etmek. Ya da en azından, büyük ölçüde telafi etmek için. Ve evet, aslında olan bu.

ISS, Dünya yörüngesinde 7,66 km/s hızla dönüyor ve tesisleri ve astronotlar da dahil olmak üzere üzerindeki her şey, yalnızca Dünya’nın yerçekimi alanına değil, aynı zamanda Ay, Dünya gibi diğer kütleli nesnelerin de çekim alanına maruz kalıyor. Güneş ve bizi çevreleyen diğer gezegenler, etkilerine rağmen çok daha küçük gezegenimizin uyguladığından daha fazla.

ISS’de yerçekimi yok gibi görünmesinin nedeni, Dünya yörüngesindeki hızının, yukarıda birkaç satır tahmin ettiğimiz gibi, merkezcil ivme olarak bilinen yanal bir kuvvetin ortaya çıkmasına neden olacak kadar yüksek olmasıdır. yerçekimi çekişini telafi eder gezegenin.

ISS hareket etmeseydi veya yeterince hızlı hareket etmeseydi, Dünya’nın kütle merkezine doğru düşmekten başka seçeneği olmazdı, ancak hareket ettiği hız onu serbest düşüşte tutmak için yeterlidir. Aslında, bir nesne diğerinin yörüngesinde döndüğünde, gerçekte yaptığı şey, sonsuza kadar serbest düşüş çünkü ikincisinde asla acele etmez.

Dünya ile ilgili olarak ISS’de olan şey budur. Ve ayrıca gezegenimizle ilgili olarak Ay ile. Ve elbette, Güneş’e göre Dünya ile.Bütün bu nesneler daha büyük olan diğerlerinin etrafında dönüyor ve bu nedenle, suya dalmış durumdalar. sürekli serbest düşüş çevrelerinde. Hareket ettikleri hız yeterli olduğu sürece, maruz kaldıkları yanal kuvvet, yörüngelerinde döndükleri büyük cismin yerçekimsel çekimini etkisiz hale getirmeyi veya telafi etmeyi başaracaktır.

ISS, mikro yerçekiminde deneyler yapmak için mükemmel bir yerdir.

Ağırlıksızlığı yeniden yaratmak için uzaya gitmek veya ISS’de bir sezon geçirmek şart değildir. Bunu Dünya’da yapabiliriz ve ayrıca pratikte mikro yerçekimi elde etmenin birkaç yolu var. Bunlardan biri kullanmayı gerektirir serbest düşüş kulesiBu, deneye tabi tutulan nesneyi birkaç saniyeliğine mikro yerçekimine maruz bırakmak için düşürmemize izin veren yükseltilmiş bir yapıdan başka bir şey değildir.

Onu bir rokete bağlı bir kapsülün içinde yeniden yaratmak da mümkündür, ancak muhtemelen en çekici çözüm parabolik uçuş. Bu teknik, yukarıda yayınladığımız fotoğrafta gördüğünüz Airbus A310 Zero G gibi bu işlem için özel olarak hazırlanmış uçaklarda gerçekleştirilir ve hızlı bir iniş sayesinde yaklaşık 22 saniyelik bir süre boyunca mikro yerçekimi ortamı yaratmayı başarır. ve serbest düşüşü simüle eden kontrollü.

Bu stratejilerle ilgili sorun, yalnızca kısa süreler için ağırlıksızlık kazanmamıza izin vermeleridir. Ayrıca deneyler sırasında bize önerdikleri müdahale marjı da sınırlıdır. Bu tam olarak ISS’nin çözdüğü şeydir çünkü tesislerinde mikro yerçekimi sabittir. Ek olarak, astronotlar zaman sınırlayıcı bir faktör olmadan deneyleri gerçekleştirebilirler.

Mikro yerçekimi deneylerinden yararlanan disiplinlerden bazıları biyoloji, malzeme mühendisliği, fizik ve tıptır.

Şimdiye kadar içinde her türden yüzlerce deney yapıldı; aslında, ISS öncelikle şu şekilde hareket eder: bilimsel deneyler için bir laboratuvar. Mikro yerçekimi deneylerinden yararlanan disiplinlerden bazıları biyoloji, malzeme mühendisliği, fizik veya tıptır.

Bu ortam, diğer birçok seçeneğin yanı sıra, ağırlıksızlığın sıvıların davranışı üzerindeki veya en egzotik alaşımlar üzerindeki etkisini incelemek için idealdir. Ama her şeyden önce, analiz etmek çok değerlidir. yöneten süreçler yaşlanma insanın Çünkü diğer etkilerin yanı sıra mikro yerçekimi kemik kütlesi ve kas dokusu kaybını hızlandırır.

ISS, sadece gezegenimizin sınırlarının ötesinde bir insan üssü değildir. Aynı zamanda bir gözlemevi ve az önce gördüğümüz gibi, Dünya’da elde edebileceğimiz mikro yerçekimi ortamında gerçekleştirilmesi kolay olmayan bilimsel deneyler yapmamızı sağlayan bir laboratuvardır. Yararlılığı tartışılmaz ve görmezden gelemeyeceğimiz bir alana daha uzanıyor: aynı zamanda toplantı alanı milliyetlerin ve kültürel farklılıkların ilgilerini yitirdiği bir yer.

Resimler | LIGO Caltech | NASA/STS-132 Mürettebatı | Hava Sıfır G

(function() {window._JS_MODULES = pencere._JS_MODULES || {};var headElement = document.getElementsByTagName(‘head’)[0];if (_JS_MODULES.instagram) {var instagramScript = document.createElement(‘script’);instagramScript.src=”https://platform.instagram.com/en_US/embeds.js”;instagramScript.async = true;instagramScript. erteleme = true;headElement.appendChild(instagramScript);}})();

– Haberler Öyle görünmüyor ama Uzay İstasyonunda yerçekimi var; mikro yerçekimi var: nedir ve bilim yapmak neden bu kadar önemli aslen yayınlandı Xataka Juan Carlos Lopez’in fotoğrafı.

Orijinal kaynağı kontrol edin

Bunu severim:

Severim Yükleniyor…