Что с нами произойдет, если исчезнет гравитация?
- Колин Баррас
- BBC Earth
Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.
Автор фото, Getty
Подпись к фото,Преодолеть силу земного притяжения? Во сне или в мечтах — запросто
Если бы сила притяжения внезапно исчезла, перспектива уплыть в открытый космос оказалась бы далеко не самой серьезной из ваших проблем, считает обозреватель BBC Earth.
Гравитация — точнее, открытые недавно гравитационные волны — сейчас у многих на устах.
Всем нам известно действие гравитации, или силы притяжения. Ее действие можно испытать на себе, просто подпрыгнув. Увы, тех из нас, кого прельщает карьера Супермена, ждет разочарование: каждый прыжок неизменно заканчивается возвращением на землю.
Но что произошло бы, если бы силу притяжения можно было «отключить»?
Законы физики неумолимы — такого просто не может произойти.
Что не мешает людям рассматривать подобную ситуацию в теории.
Автор фото, Thinkstock
Подпись к фото,Благодаря гравитации все, что взлетает вверх, неизменно возвращается на землю
Предлагаем вам наиболее вероятный сценарий развития событий, основанный на предположениях ряда ученых.
Физик Джей Баки, в прошлом — астронавт НАСА, рассказывает о влиянии отсутствия гравитации на человеческий организм в короткой видеолекции (доступны субтитры на русском языке) в рамках образовательного проекта Ted-Ed.
Сила привычки
По словам Баки, наш организм адаптирован к силе земного притяжения. Если человек определенное время проводит в условиях измененной силы тяжести — например, на борту космической станции, — его организм начинает изменяться.
Автор фото, Getty
Подпись к фото, Коварство гравитации знакомо спортсменам не понаслышкеОбщеизвестно, что члены экипажей космических кораблей за время экспедиции теряют костную массу и мышечный тонус.
Изменениям подвергается и чувство равновесия.
Отсутствие гравитации влечет за собой и другие проблемы, объясняет доктор Кевин Фонг на страницах журнала Wired. По не вполне понятной ученым причине, количество эритроцитов в организме падает, что приводит к так называемой космической анемии.
Раны заживают дольше, иммунитет организма падает. В условиях слабой или отсутствующей силы притяжения наблюдаются также проблемы со сном. И все это происходит лишь после короткого времени, проведенного в космосе.
«А что бы произошло, если бы мы выросли в отсутствие гравитации? — спрашивает Баки. — Как бы развивались части нашего организма, зависящие от силы притяжения — такие как мышцы, вестибулярный аппарат, сердце и кровеносные сосуды?»
Можно смело предположить, что в таком случае человеческое тело эволюционировало бы по-иному.
Автор фото, SPL
Подпись к фото,Жизнь в отсутствие гравитации изменяет человеческий организм
Баки упоминает эксперимент, в котором новорожденному котенку закрыли один глаз повязкой.
Когда через несколько недель повязку сняли, оказалось, что этим глазом животное не видит.
Хотя само по себе глазное яблоко было физически абсолютно нормальным, связь его со зрительной корой головного мозга попросту не сформировалась, поскольку от глаза с самого начала не подавалась никакая визуальная информация. Очень наглядная иллюстрация поговорки «используй, или потеряешь».
Скорее всего, и другие органы нашего организма реагировали бы на отсутствие стимулов таким же образом.
Если бы не было гравитации, действие которой приходится компенсировать сердцу, мускулатуре и скелету, наши органы развивались бы совсем по-другому.
Однако в случае внезапного исчезновения силы тяжести долгосрочные последствия для организма были бы самой незначительной из наших проблем.
Все пропало?
Астроном Карен Мастерс из Портсмутского университета в Великобритании рассказывает в колонке
Ask an Astronomer о том, какие физические явления произошли бы немедленно после исчезновения гравитации.
Первая проблема, с которой столкнулось бы человечество, заключается в том, что Земля вращается с большой угловой скоростью. Представьте себе, что вы раскручиваете над головой бечевку с грузом на конце.
Автор фото, Thinkstock
Подпись к фото,Тем, кто при исчезновении силы тяжести будет находиться внутри помещений, повезет несколько больше
«Мгновенно «отключить» гравитацию — все равно что выпустить бечевку из рук, — пишет Мастерс. — Любые предметы, не прикрепленные к земной поверхности, продолжат движение по прямой и улетят прямо в космос».
Пропустить Подкаст и продолжить чтение.
Подкаст
Что это было?
Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.
эпизоды
Конец истории Подкаст
Тот, кто окажется в этот момент на улице, навсегда покинет Землю.
Находящимся внутри помещений повезет больше, поскольку здания, как правило, настолько заглублены в грунт, что при исчезновении гравитации останутся на месте — по крайней мере, на какое-то время, пишет Мастерс.
Все остальное, не прикрепленное достаточно надежно к поверхности Земли, унесется в открытый космос. Одними из первых нас покинут атмосферный слой, а также вода в океанах, реках и озерах.
«Ну и, конечно, мы все умрем», — пишет Джолин Крейтон в колонке на научном портале Futurism.
Отсутствие силы притяжения в конечном счете разрушит саму планету, пишет Мастерс: «Скорее всего, Земля развалится на части, которые разлетятся в разные стороны».
Похожая участь постигла бы и Солнце, как показано на видео канала Discovery News. Без «скрепляющей» силы притяжения колоссальное давление в ядре нашего светила разнесло бы его на клочки материи.
Tо же самое произошло бы со всеми другими звездами во Вселенной. Однако из-за гигантских расстояний последний свет умирающих звезд достиг бы нас лишь через долгие годы.
В конечном счете не осталось бы ни звезд, ни планет. Вселенная представляла бы собой «бульон» из рассеянных атомов и молекул, неспособных соединяться в более крупные скопления материи.
Автор фото, Getty
Подпись к фото,Конец окажется зрелищным, но печальным
Этот сценарий — повторим, исключительно гипотетический — показывает, насколько важным является наличие гравитации для Вселенной.
Гравитация — одно из четырех достоверно известных нам так называемых фундаментальных взаимодействий, объясняющих физические процессы во Вселенной.
Остальные три не менее важны. Без электромагнитного, сильного и слабого взаимодействий сами атомы распались бы на части.
Но гравитационное взаимодействие — единственное, чей эффект известен каждому из нас.
Наверное, именно по этой причине человечество настолько захватывают идеи наподобие антигравитации и такие научные достижения, как открытие гравитационных волн — даже если они никогда напрямую нас не затронут.
- Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Earth.
Что будет происходить, если исчезнет гравитация?
Когда мы говорим об условиях существования организмов на Земле, то очень редко вспоминаем о таком важном факторе, как гравитация. Впрочем, именно она предопределяет многое в жизни живых существ: размеры и строение, скорость обменных процессов и распространения. В значительной степени подобную невнимательность можно объяснить постоянством силы земного притяжения.
Если бы силу тяжести на Земле внезапно «отключили», перспектива уплыть в открытый космос стала бы далеко не самой большой из наших проблем.
Гравитацию, точнее, открытые гравитационные волны, достаточно много обсуждают. Действие силы тяжести мы чувствуем постоянно. Именно она заставляет приземлиться вскоре после того, как подпрыгнем, к примеру. Но что случилось бы, если бы силу притяжения можно было «отключить»?
Благодаря гравитации все, что взлетает вверх, неизменно возвращается на землю.
Законы физики непреклонны — такого просто не может произойти. Однако это не мешает подумать о такой гипотетической ситуации. Рассмотрим наиболее вероятный сценарий развития событий, основанный на предположениях ряда ученых.
Так, как говорит физик Джейя Баки, который в прошлом был астронавтом NASA, наш организм адаптирован к силе земного притяжения. Если человек определенное время проводит в условиях измененной силы тяжести, например, на борту космической станции, ее организм претерпевает изменения, физиологические системы начинаются меняться. В состоянии невесомости человек испытывает симптомы синдрома космической адаптации («космической болезни»), что проявляется в виде тошноты, головокружения, вялости, сильных головных болей.
Сильные головные боли в состоянии невесомости вызывает явление микроскопической гравитации, поскольку нарушается протекание крови в сосудах мозга головы и уменьшается доступ кислорода. Кровь под избыточным давлением поступает в голову и тем самым вызывает приступы головной боли.
Невесомость — подавляет иммунную систему. Обычно организм человека при появлении определенного типа вируса, активирует 99 генов, которые в свою очередь, активируют защитные Т-клетки — белые клетки крови, чтобы уничтожить вирус. Однако в условиях невесомости активируется только 8 генов из 99 и защитные функции организма ослабляются.
Всем известно, что астронавты, которые определенное время находятся на орбите, теряют костную массу и мышечный тонус. У них также меняется чувство равновесия. Другими значительными последствиями влияния невесомости могут быть: атрофия мышц; перераспределение жидкости в теле; замедление сердечно-сосудистой системы; уменьшение производства эритроцитов; нарушение равновесия и ослабление иммунной системы; обнаружены деформации глазного яблока, зрительного нерва и гипофиза.
Доктор Кевин Фонг на страницах журнала Wired объяснил, что отсутствие гравитации приводит и к другим проблемам. По причинам, малопонятным, количество эритроцитов в организме снижается, что вызывает так называемую космическую анемию.
Другим последствием является то, что раны заживают медленнее, а иммунитет организма падает.
В условиях слабой силы тяжести или ее полного отсутствия возникают проблемы со сном. И все это происходит только после короткого времени, проведенного в космосе.
Физик Джей Баки задал очень интересный вопрос: «А что бы произошло, если бы мы выросли при отсутствии гравитации? Как бы развивались органы нашего организма, которые зависят от силы притяжения, такие как мышцы, вестибулярный аппарат, сердце и кровеносные сосуды?»
Можно смело предположить, что в таком случае человеческое тело эволюционировало бы совсем по-другому. Жизнь при отсутствии гравитации меняет человеческий организм. Однако, в случае внезапного исчезновения силы притяжения, долгосрочные последствия для организма были бы наименьшей из наших проблем.
Так, астроном Карен Мастерс из Портсмутского университета в Великобритании предполагает, какие физические явления произошли бы немедленно после исчезновения гравитации.
Первая проблема, с которой столкнулось бы человечество, состоит в том, что Земля вращается с большой угловой скоростью. Представьте себе, что вы раскручиваете над головой веревку с грузом на конце. «Мгновенно» отключить «гравитацию» — все равно, что выпустить веревку из рук. Любые предметы, не прикреплены к земной поверхности, продолжат движение по прямой и полетят прямо в космос.
Тем, кто находится внутри помещений, повезет чуть больше, поскольку здания, прочно углубленные в почву, при исчезновении гравитации останутся на месте, по крайней мере на некоторое время. При этом, те кто будет находится на улице, обычные прохожие — сразу оставят Землю.
Все, что не прикреплено достаточно надежно к поверхности Земли, понесется в открытый космос. Первыми полетят от Земли атмосфера, океаны, реки и озера.
Дальнейшее развитие событий астроном предполагает такое: «отсутствие силы тяжести в конце концов разрушит саму планету, поскольку, скорее всего, Земля развалится на части, которые разлетятся в разные стороны».
По сути, счастливого конца не будет.
Несмотря на то, что этот сценарий вполне гипотетический, он ярко показывает, какую важную роль играет гравитация. Она является одним из четырех фундаментальных сил, которые управляют Вселенной.
Остальные три — не менее важны. Без электромагнитного, сильного и слабого взаимодействия сами атомы распались бы на части.
Tо же самое произошло бы со всеми другими звездами во Вселенной. Однако поскольку они расположены на гигантском расстоянии, их последние вспышки придут к нам через много лет. И, в конце концов, вообще не останется ни звезд, ни планет, ни каких-либо кусков материи. Вселенная превратится в жидкий суп из рассеянных атомов и молекул, которые просто будут плавать вокруг. Но гравитационная сила — единственная, чей эффект люди ощущают на собственном опыте.
Наверное, именно поэтому так захватывают разговоры о невесомости и такие научные достижения как открытие гравитационных волн, даже если они никогда не коснутся нас непосредственно.
Источник: статья на сайте BBC Earth (http://www.bbc.com/earth/story/20160212-what-would-happen-to-you-if-gravity-stopped-working)
Что произойдет, если исчезнет гравитация / AdMe.ru
Многие из нас всегда воспринимали гравитацию как должное и никогда особо об этом не задумывались. Это просто то, что существует и буквально удерживает нас на земле. Гравитация – сложная сила, и подобные сложные вещи обычно вызывают много вопросов. Мы, наверное, задавались вопросом, выживем ли мы без гравитации и может ли она вообще исчезнуть или нет. К счастью, у ученых есть ответ для нас.
AdMe.ru хотел бы помочь вам увидеть, какой была бы жизнь на Земле без гравитации, что, надеюсь, заставит вас больше ценить ее. Не волнуйтесь, гравитация на самом деле не может исчезнуть, и мы вам это тоже объясним.
Наши тела сильно изменились бы.
Люди, проводящие время в космосе, испытывают некоторую потерю костной массы и мышечной силы, а также нарушение чувства равновесия.
Наши тела приспосабливаются к тому, где мы находимся, и соответственно изменяются. Так что в состоянии невесомости мышцы, работающие против гравитации, начнут терять силу.
Другие части нашего тела, например сердечно-сосудистая система, тоже претерпят изменения. По словам профессора Джея Баки, простой акт вставания требует, чтобы наши тела работали против гравитации. Так что, если бы не было гравитации, с которой можно было бы бороться, мы бы теряли сознание каждый раз, когда пытались встать. Это происходит потому, что наша сердечно-сосудистая система не может заставить кровь течь к голове.
У нас будут внутренние проблемы.
По словам профессора Кевина Фонга, если бы наши кости подвергались воздействию меньшей гравитации, как на Марсе, у них развился бы своего рода остеопороз. Поскольку кальций, хранящийся в костях, будет истощаться, он попадет в кровоток, что вызовет проблемы, такие как запоры, почечные камни и даже психотическую депрессию. Но проблемы на этом не заканчиваются — упадет количество клеток крови, что приведет к космической анемии.
Наш иммунитет пострадает, а раны заживут дольше. Это доказывает, что даже небольшое изменение гравитации может иметь очень серьезные и плохие последствия для человеческого тела.
Люди, как и вся планета, полетят в космос.
Гравитация — это то, что удерживает нас, и без нее мы бы начали парить, и это было бы не так весело, как в фильмах. Если бы мы не были внутри здания, где бы мы просто ударились о потолок и остались бы там, мы бы плавно начали парить по прямой линии в космос, но скорость в конечном итоге значительно увеличивалась бы по мере того, как мы удалялись от орбиты Земли. .
Земля вращается очень быстро со скоростью примерно 1000 миль в час, поэтому, если бы гравитация внезапно исчезла, все, что не связано с нашей планетой, улетело бы в космос, по словам профессора Карен Мастерс. Поскольку они укоренены в земле, деревья и большинство зданий останутся на своих местах. Однако это ненадолго, потому что Земля в конечном итоге распадется на куски и улетит в космос.
Наша луна покинет нас.
Без гравитации наша луна улетела бы в космос. Без Луны Земля будет колебаться намного больше, что окажет огромное влияние на времена года и климат, а приливы будут намного слабее, и все это может вызвать экстремальные температуры на нашей планете. Без Луны, удерживающей нашу планету на месте, у нашей планеты могут возникнуть серьезные проблемы. По словам ученого-исследователя НАСА Мэтта Сиглера, мы можем полностью потерять времена года или даже войти в ледниковый период через несколько сотен тысяч лет.
Бонус: гравитация не может исчезнуть.
Мы хотели бы заверить вас, что гравитация не может просто отключиться. По словам профессора Карен Мастерс, у Земли есть гравитация, потому что она имеет массу. А без массы Земля бы вообще не существовала.
К счастью, этого не произойдет, поскольку гравитация никуда не денется, но всегда интересно задавать себе подобные вопросы. На какие еще научные вопросы вы хотели бы узнать ответы?
Наша Земля без гравитации: что произойдет?
Если бы гравитация внезапно исчезла навсегда, мы бы все очень быстро поняли, насколько мы принимаем эту универсальную силу как должное.
Гравитация в буквальном смысле удерживает всех (и всё) на Земле на земле. Он действует как якорь, который не дает объектам парить в небе.
Для людей это поводок, который не дает нам отойти слишком далеко от поверхности планеты. Вам когда-нибудь было трудно подниматься в гору? Или неудачно упал? Гравитация — это то, что приклеивает вас к земле и не дает вам уплыть от нее.
Что, если однажды он просто перестанет работать и весь мир окажется в невесомости? Как отреагирует ваше тело?
Вы бы улетели с планеты? Что случилось бы с Землей?
Хотя отскок от потолка может показаться забавным, было бы много последствий, если бы мы потеряли власть гравитации над нашими телами… Гравитация — это притяжение, которое удерживает нас на Земле и удерживает Землю на орбите вокруг Солнца.
Даже атомы в вашем теле обладают гравитацией…. и гравитационно притягиваются к атомам человека, сидящего рядом с вами.
Если однажды этой силе придет конец… Невесомость.
Это убьет тебя?
Хотя идея свободно спуститься в соседний паб и выпить пинту дрожжевого добра, объединенного вместе, как наполненный алкоголем пузырь в воздухе, может показаться забавной, гравитация — это нечто большее, чем просто не позволяющая нам «получить плавает.»
Гравитация — самая слабая из четырех основных сил, которые помогают сделать нашу вселенную такой, какая она есть. Две из этих сил, гравитация и электромагнетизм, проявляются в работе каждый день.
Как уже упоминалось, гравитация удерживает нас на месте. Это также объясняет, почему планеты движутся вокруг Солнца и является грубой силой, стоящей за образованием новых планет и звезд.
Электромагнетизм используется во многих бытовых изделиях, для работы которых требуется электрический ток или батарея, и включает в себя взаимодействие материи с электричеством и магнетизмом. Затем мы представляем две силы, которые никогда не попадут в центр внимания — сильную и слабую ядерную силу. Их миры существуют внутри ядер атомов, и как говорится: с глаз долой, из сердца вон.
Во-первых, мы собираемся ограничить сценарий гравитационного удара только Землей. Если бы он распространялся на всю вселенную, воздействие только на наше Солнце было бы достаточно сильным, чтобы заставить его взорваться за считанные минуты и осыпать галактику перегретым газом.
И это просто означает мгновенную смерть для всех, так что давайте пока остановимся на нашей планете. Поскольку гравитация исчезла, а Земля продолжала вращаться, то ощущение парения, которое всегда ассоциируется со сценариями невесомости, не будет таким.
Вместо этого будет казаться, что Земля выпадает из-под вас, а не вы отрываетесь от земли в замедленной съемке. Мы не можем сказать, будет ли наша атмосфера иметь такое же физическое ощущение, но она тоже будет в движении.
Пока вы наблюдаете, как мимо вас проплывает отключенный от сети тостер, и восхищаетесь силой электромагнетизма, которая помогает вам приготовить утреннее арахисовое масло и тосты, атмосфера тоже устремится вверх.
Вот где для нас начинается опасная для жизни беда — нам нужна атмосфера, чтобы дышать. Без стабильной атмосферы «на месте» удушье было бы неизбежным.
Так что хватай кислородный баллон и вперед, хорошо? В этот момент вы, вероятно, понимаете, что жить на Земле без гравитации не так весело, как вы думали, и у вас может быть холодный пот.
Вокруг вас будет скапливаться пот, и вы начнете испытывать некоторые неудобства, связанные с интимным физическим контактом в космосе. Каждую секунду вы бессознательно работаете против воздействия земного притяжения.
Вырастая на этой планете, ваше тело приспособилось сопротивляться силе гравитации, которая постоянно тянет вас вниз. Но без него вы бы начали терять свои кости!
Верно… Астронавты теряют не менее 14% прочности костей за 6 месяцев пребывания на космической станции. То же самое произойдет и с вашими мышцами. И если вас не пугает потеря бицепса, подумайте о самой трудолюбивой мышце вашего тела. Твое сердце.
Каждый день он перекачивает почти 2000 галлонов (7200 литров) крови. Чтобы доставить кровь к мозгу, сердцу приходится толкать ее вертикально, преодолевая силу гравитации. Без гравитации ваше сердце снабжало бы кровью только ваш мозг и грудь, но не ваши ноги и желудок. По крайней мере, на какое-то время, пока ваше тело не сможет приспособиться к новой среде.
Вы бы тоже потеряли чувство равновесия. Циркуляция ваших эритроцитов упадет. Это означает, что ваши раны будут заживать дольше, а ваша иммунная система ослабнет. Но ничто из этого не убьет тебя. Что бы это нехватка воздуха для дыхания.
Океаны и реки будут имитировать поведение вашего пота, но в гораздо большем масштабе.
Крупные водоемы покидают поверхность планеты, разбиваясь на более мелкие бассейны и продолжая распадаться по мере удаления от Земли.
В этих плавающих жидких коконах обитателям океана будет комфортно, но, к сожалению, ненадолго. А так как нам тоже нужна вода, чтобы выжить, привяжите к себе как можно больше бутылок с этим веществом.
Если бы вы были в своем доме, когда отключился гравитационный переключатель, вы были бы в безопасности от медленного дрейфа смерти, но только временно.
Несмотря на кислородную установку, водоснабжение и крышу (или, в данном случае, потолок), натыкающиеся на вашу голову, огромные куски Земли начинали отламываться и постоянно продолжали уменьшаться в размерах. Ваш дом будет действовать только как ложное чувство безопасности, поскольку, когда дело доходит до гравитации, размер не имеет значения.
Гравитация удерживает атмосферу нашей планеты на месте. Не имея силы, чтобы удерживать его вокруг Земли, атмосфера была бы первой вещью, которая полетела бы в космос. За ними океаны, моря и реки… И ты! Если вам не посчастливится оказаться внутри здания, прочно приросшего к земле, вы отправитесь в межзвездный отпуск на всю жизнь.
Как и все, что не было приколочено. Даже сама Земля разорвется на куски и улетит в космос. Если бы нигде во Вселенной не было гравитации, то же самое произошло бы и с Солнцем, и со всеми звездами, планетами и черными дырами.