Есть предложение создать на сайте «Лаборатория космических исследований» новую рубрику, в которой
тот, кто интересуется, задает вопрос,
тот, кто может – отвечает,
тот, кто хочет – комментирует вопрос или ответ.
Можно провести конкурс предложений пользователей сайта:
1. на более интересное название новой рубрики,
2. на способы поощрения за количество и качество вопросов, ответов и комментариев.
Все предложения участников конкурса и оценки этих предложений («за» и «против») публиковать на сайте. Так будут отобраны те идеи, которые позволят сделать новую рубрику интересной, полезной и занимательной.
Для почина - один вопрос:
Солнце и Земля произошли из одного газово-пылевого облака. Почему их атмосферы так сильно отличаются по химическому составу?
В атмосфере Солнца 75% водорода, 24% гелия, а на азот, кислород и другие химические элементы приходится менее1% массы.
В атмосфере Земли водорода в среднем 0,000003%, гелия 0,00007%, а больше всего азота – 75% и кислорода ‑ 23%.
(Данные о химическом составе взяты из Справочника любителя астрономии П. Г. Куликовского, изд. 6-е, 2009г.)
- Войдите на сайт для отправки комментариев
- 49340 просмотров
Уважаемый Сергей Фундаев! Я, к сожалению, пропустила это важное замечание от одного из авторов сайта и отвечаю только сейчас.
Далеко не все посетители сайта могут найти интересующий их материал где-либо кроме главной страницы. Мне известны случаи, когда бабушки и дедушки учатся пользоваться Интернетом, чтобы следить за успехами своих внуков на сайте Лаборатории. В одной семье для этой цели впервые купили компьютер. По телефону они выясняли, как заходить на сайт.
Статистика посещения сайта тебе известна лучше, чем кому-либо другому. Стабильно сайт регистрирует новые посещения - примерно 60 %. Даже с учетом отказов новых посетителей для научно-популярного сайта достаточно, чтобы на главной странице оставались материалы Лаборатории. Например, зашли на сайт впервые из г. Shizuoka и задержались на 23 минуты. Среднее время проведения на сайте 6 мин. 42 сек. По Ульяновску среднее время пребывания посетителей 5 мин. 34 сек. Так что сайтом по времени нахождения больше интересуются вне Ульяновска. А среднее количество просмотренных страниц - всего 2. Поэтому есть смысл размещать на главной странице самое важное и интересное.
Мне уже не один раз говорили, что интересно читать комментарии. Я бы предложила возвращать на главную страницу те материалы, которые вызывали наибольшое число откликов. Через некоторое время может появиться переосмысление фактов. Как человек, стоявший у истоков сайта и заинтересованный в улучшении, выставь, пожалуйста, информацию, новую или из архива, которая должна быть на главной странице по твоему мнению.
Блок справа постоянно меняется.
Можно узнать - какие странички вызвали наибольший интерес за последнее время (допустим, за последний год)? Можно ли вывести верхнюю десятку по количеству просмотров (или времени пребывания? - смотря как определяется популярность)?
На сайте есть контроль учета наиболее популярных страниц. За 8 последних недель выводятся хиты, кроме этого указано среднее и общее время генерации страницы.
В настоящее время список имеет вид:
Главная страница
Снимки из Космоса (галерея)
Подведение итогов конкурса научной фантастики
Презентации конференции "Первый шаг в Космос"
Конференция "Первый шаг в Космос"
Семинары Лаборатории на 2011 год
Крылья Победы.
Замечания по сайту
Задать вопрос нелегко - ответить еще труднее
С какой стороны восходит Солнце
Среди рубрик в главном меню:
Последние публикации
Последние комментарии
Новости науки
Новости космонавтики
Работа Лаборатории
Конференция учителей
Авиация
66 лет Великой Победы
Астрофизика
Группа "Солярис" не на первой странице наиболее посещаемых, но из рубрики Наши друзья в лидерах.
А в чём смысл постоянного изменения картинки вверху странички? После этого возникает отметка "обновлено", заходишь в надежде увидеть там что-то действительно новое, просматриваешь весь текст и - о, разочарование! - новая только картинка...
Тот же вопрос относительно псевдо-обновлений страниц "Презентации выступлений на конференции "Первый шаг в космос" 2011 года" и ""Первый шаг в Космос" - конференция, 31 марта 2011 год".
Уважаемый zhvictorm!
Вы совершенно правы, что температура недр планет и химический состав их атмосфер подчиняются общему закону – закону гравитации. Гравитационное притяжение, в основном определяющее физические особенности планет, дополняется целым рядом других разнообразных факторов.
Об атмосфере.
Масса Земли (6*10^24 кг) такова, что не смогла удержать легкие газы. Тепловые скорости их атомов и молекул часто превышают «скорость ускользания» и покидают Землю, правда, на больших высотах наблюдается повышенное содержание водорода.
Но еще до образования планет Солнце своим излучением, солнечным ветром и световым давлением отогнало большую часть газов и легких пылинок газово-пылевого облака, в то время как пылинки, содержащие тяжелые элементы, сконцентрировались ближе к Солнцу.
В далекой от Солнца области, богатой водородом и гелием, сформировались Юпитер (масса 2*10^27 кг) и другие большие планеты. Их атмосферы дополнились молекулами, образовавшимися при низких температурах.
Об источниках тепла планет.
Планеты частично сохранили тепло, полученное от мощных соударений с планетезималиями. Дальнейший разогрев недр происходил, в первую очередь, в результате притяжения вещества к центру масс. Чем глубже, тем давление и температура выше.
В центре Земли по различным оценкам давление составляет 3,5*10^6 атмосфер, а температура – около 5000К. В недрах Юпитера давление 10^8 атмосфер, температура – 30000К.
Вторым фактором разогрева является распад радиоактивных элементов, которые попали из газово-пылевого облака и находятся на различных уровнях в теле планеты.
В результате дифференциации пород легкие элементы, «всплывая», захватывали и атомарный уран, который в результате химических процессов образовал различные соединения. Более компактные сгустки урана опускались к ядру, где его радиоактивные изотопы усиливали разогрев.
Современные космогонические теории, учитывающие множество дополнительных факторов, продолжают искать истину в споре. Но факт, что температура в недрах планет недостаточна для протекания ядерных реакций с образованием химических элементов, неоспорим. Все «тяжелые» химические элементы образуются в звездах, где температура достигает десятков миллионов градусов. Поэтому мы все состоим из атомов, образовавшихся в звездах.
Есть предложение создать на сайте «Лаборатория космических исследований» новую рубрику.
Солнце и Земля произошли из одного газово-пылевого облака. Почему их атмосферы так сильно отличаются по химическому составу?
В атмосфере Солнца 75% водорода, 24% гелия, а на азот, кислород и другие химические элементы приходится менее1% массы.
Рахиль Менашевна! Спасибо за интересный вопрос. И, вообще, за интересное начинание. Я этот вопрос задаю студентам, когда читаю популярные лекции по астрофизике. Большинство даже не задумывались над этим вопросм.
Впрочем, я сам им озаботился только, когда прочел что-то по этому поводу. Я уже не помню, в какой книге этот вопрос был поставлен, но прочел я ее уже значительно позже, чем закончил университет. Но до сих пор у меня есть некоторые сомнения по этому поводу. Особенно меня удивляет наличие на Земле больших залежей урановых солей и других тяжелых элементов. Тут уместно дополнить Ваш вопрос таким:
Почему Земля до сих пор не остыла, хотя прошло уже 4.5 миллиарда лет с ее появления?
Наши уважаемые студенты и школьники, на которых рассчитана новая рубрика, сейчас погружены в "занимательную" работу по подготовке и сдаче экзаменов. Надеемся, что они откликнутся после этого напряженного периода.
А пока у меня возникло предложение продолжать писать вопросы. Фактически это темы будущих научно-исследовательских работ различного уровня вплоть до Нобелевской премии. Недавно пришлось столкнуться с выбором тем аспирантов по истории физики для кандидатского экзамена по философии. И выбор, и само содержание некоторых работ оставили удручающее впечатление.
Если предложить итересные вопросы, то вероятность заинтересовать собственными исследованиями может увеличиться.
Меня вдохновило Ваше предложение. Постараюсь, поскольку "один дурак может задать столько вопросов, что 100 умных не ответят".
Уважаемый Sol, своим вопросом Вы восстановили мою веру в прогрессивное человечество. В нашем современном прагматичном обществе, которое ведут в капиталистическое будущее, идеи и цели которого так быстро восприняло молодое поколение, вдруг такой непрактичный интерес.
В самом начале перестройки, когда люди еще верили в честные выборы, молодой директор одной из школ разрешил провести беседу с кандидатами в актовом зале школы. Не всем это понравилось, и тогда директор объяснил свою позицию: " Эти люди неравнодушные, они хотят изменить жизнь к лучшему для всех, а не только для себя."
В науке неравнодушных называют любознательными. Меня удивляет, что в конце концов докопались до глубин электромагнетизма. Казалось бы, потерли янтарь, и он стал притягивать. Но ведь притягивал только маленькие и легкие тела: никакой практической пользы. А тысячи лет велись поиски и находились ученики, которых увлекали эти опыты, и они передавали уже своим ученикам крупицы добытых знаний.
Будет ли излучать заряд, свободно падающий в гравитационном поле? (например, падая на массивное тело)
Рассмотрим ситуацию с точки зрения удалённого наблюдателя. Заряд, падая на массивное тело, движется ускоренно, а ускоренно движущийся заряд, согласно электродинамике, излучает.
С другой стороны, если мы рассмотрим ситуацию из системы отсчёта, связанной с падающим зарядом, то мы попадаем в ситуацию, известную, как "лифт Эйнштейна", в котором, как утверждается, никакими физическими экспериментами (не выглядывая из "окон" этого падающего лифта) невозможно определить, находимся ли мы в инерциальной системе отсчёта или свободно падаем в гравитационном поле. В этой системе отсчёта заряд покоится, а значит, излучать не должен. Более того, если мы вдруг внутри "лифта" обнаружим, что заряд излучает, это будет тем самым физическим экспериментом, который позволит отличить, не выглядывая наружу, падение в гравитационом поле и нахождение в инерциальной системе отсчёта.
Замечу ещё, что излучение (по-сути - движение фотонов) нельзя устранить выбором системы отсчёта. Если оно есть, то оно есть в любой системе отсчёта. Это я к тому, что нельзя сказать, что в системе отсчёта, связанной с удалённым наблюдателем, излучение есть, а в системе отсчёта, связанной с падающим зарядом - его нет.
Так есть оно или нет?
Этот вопрос интересует меня со студенческих времён и до сих пор никто не смог дать мне на него вразумительного ответа.
Вопрос об излучении заряда, свободно падающего в гравитационном поле, можно обострить и детализировать по образцу «кота Шрёдингера».
А именно, представим себе аппарат, устройство которого схематично отображено на следующем рисунке:
Caps – металлическая оболочка, защищающая внутренность аппарата от внешних электромагнитных излучений;
Q – некое электрически заряженное тело;
LED – по обозначению – фотодиод, но допустим, что это детектор электромагнитных излучений широкого спектра (начиная с радиочастотного диапазона);
Amp – усилитель сигнала с детектора LED;
Det – детонатор;
Hexogen – взрывчатое вещество.
Вопрос: взорвется ли этот аппарат в полёте, если его сбросить с большой высоты на Землю? Или на более сильно гравитирующее космическое тело. Здесь уже мы никак не сможем утверждать, что в одной системе отсчёта летит целый аппарат, а в другой – его мелкие осколки!
Вопрос интересный, почитал по этому поводу статью Гинзбурга, которую упоминал Виктор Михайлович. Данный аппарат, как я и думал, никакого парадокса не представляет, здесь заряд относительно детектора всегда будет неподвижным в любой системе отсчёта, а значит никакого излучения не зарегистрирует, поэтому аппарат не взорвётся.
Но относительно поверхности Земли (или другого тела, на которое падает аппарат) заряд внутри него движется ускоренно, а значит - должен излучать?
По Гинзбургу да, стоя на Земле мы заметим излучение, но детектор на аппарате ничего регистрировать не будет. Мне кажется, когда говорят, что заряженная частица излучает, это означает взамодействие с её полем, при этом сама заряженная частица не изменяется.
Допустим, детектор стоит в аппарате не справа, а снизу от заряда. И мы стоим внизу на Земле, смотрим вверх на аппарат, ждём, пока он упадёт на нас.:) Фотон излучился зарядом и полетел к нам в глаз, а по пути - попал в детектор.
Фотон, квантовой объект, грубо говоря он не будет взаимодействовать с чем не должен взаимодействовать, лучше всего об этом прочитать у Фейнмана.
Не понял мысль. Вы хотите сказать, что фотон может пролететь мимо детектора? Да, есть такая вероятность. Тогда окружим заряд замкнутой поверхностью, покрытй изнутри светочувствительным материалом, который и будет детектором. Тут уж фотон никак не пролетит мимо неё.
А про Фейнмана: приведите конкретно - что он сказал про фотоны (и, по возможности - где и на какой странице). В дискуссиях лучше выкладывать конкретные аргументы на стол. Я же не буду сейчас перечитывать всего Фейнмана в поисках Вашего аргумента.
Я имею ввиду фейнмановский интеграл по траекториям. Популярное объяснение можно прочитать в этой книге Ричард Фейнман, «КЭД — странная теория света и вещества». М., Наука, 1988 г., 144 с. ISBN 5-02-013883-5 Фотонам посвящена вторая лекция.
Насколько я понимаю, если мы окружим заряд детектором так, что у фотона не будет вероятности достигнуть наблюдателя с Земли, то и фотона не будет, и наблюдатель не будет видеть излучение и не будет знать о существовании заряженной частицы. А для детектора заряженная частица не излучает. Я не берусь объяснить квантовую логику распространения фотона и откуда он знает, что он не должен взаимодействовать с детектором.
Илья! Этот вопрос не только тебя мучает.
Лет десять назад в УФН по этому поводу была большая дискуссия между Гинзбургом (с одной стороны) и Логуновым (с другой). Вопрос, можно сказать, самый фундаментальный на сегодня.
Проблема в том - что считать инерциальной системой отсчета? Либо систему, связанную с удаленным наблюдателем или удаленными звездами. Или же реальной инерциальной системой является именно свободно падающая система в гравитационном поле. По идее в обоих системах отсчета нет сил инерции, и поэтому проверить свое движение наблюдатели не могут экспериментами внутри лабораторий. С другой стороны, наблюдая друг друга, они устанавливают, что их оппонент движется ускоренно. Остается проверить - кто будет наблюдать излучение заряженного тела в чужой системе отчета? Опять же по идее, поскольку каждый из них видит оппонента движущимся ускоренно, то он должен видеть излучение его свободных зарядов, а своих - нет.
Возникает вопрос - существует ли преобразование систем отсчета, которое могло бы согласовать точки зрения этих наблюдателей? Если считать энергию излучения так, как это принято делать в классическом подходе, то такого преобразования нет. А считается поток энергии через замкнутую на бесконечности поверхность. Однако при переходе к бесконечно удаленной поверхности при этом не говорят о топологических свойствах ни пространства, ни способа устремления к бесконечности. Это делается формально. Отсюда, по всей видимости, и парадоксы.
В последние годы открылась любопытная штука. В уравнении Д'Аламбера в вакууме открылись весьма странные свойства. Оказывается, его решения многозначны, что определяется наличием различного типа сингулярностей в областях далеких от наблюдаемой. Смысл такой. Согласно стандартной теории уравнение Д'Аламбера линейное. Поэтому в любой замкнутой области, если заданы граничные условия, то решение существует и однозначно. Однако, если вне области имеются некоторым образом распределенные сингулярности, то в той области, где строится решение, оно будет определяться не только граничными условиями, но и количеством, и типом сингулярностей, и даже типом их движения вне этой области и, возможно, на бесконечности. Это просто разрушает основания электродинамики в обычном сысле.
Получается, что обычная электродинамика всегда работала лишь с сингулярностями типа точечных зарядов и не задумывалась о существовании чего-то другого. В силу этого вопрос об излучении или не излучении зарядов в неинерциальной системе отсчета повисает в воздухе до тех пор, пока не будет уточнено распределение сингулярностей. Если же проводить измерения в конечной области пространства, то вопрос об излучении или не излучении становится плохо проверяемым. Ведь само перемещение заряда изменяет плотность энергии в пространстве, а поскольку в классической электродинамике полная энергия точечного заряда бесконечна, то все становится вообще неясным. Что измеряем-то?
Так что твой замечательный вопрос - это, считай, самый важный вопрос в современной фундаментальной физике.
5 баллов за коммментарий!
В "5" есть магнетизм. Их очень приятно получать, особенно неожиданные.
Но ответа на вопрос я не знаю, он меня заинтересовал. Действительно, почему Солнце и Земля "лепились из одного теста", а получились такими разными?
Пусть будет приз на этот вопрос материальный, я согласна выступить в роли мецената.
Такое предложение, конечно, принимается. Спасибо за желание оживить сайт.
Сразу вспомнились ситуации, связанные с вопросами.
Мой однокурсник однажды заметил, что у него интерес к физике появился после вопроса учителя на уроке: "Как измерить центр тяжести слона?"
А один преподаватель университета предложил форму экзамена в виде вопросов экзаменатору, но вопросы оценивались только такие, которые докапывались до глубин понимания.