Свемир (космологија) — разлика између измена

м
Разне исправке; козметичке измене
м (Поправљене везе: ВојаџерПрограм Војаџер)
м (Разне исправке; козметичке измене)
 
== Формирање и стање ==
[[Датотека:CMB Timeline300 no WMAP.jpg|десно|350px350п|мини|Ово је уметнички концепт метричког ширења свемира, при чему је запремина универзума представљена у сваком временском интервалу циркуларним одељцима. Лево је приказана убрзана инфлација од првобитног стања, праћена даљим приказом стабилне експанзије све до данашњег дана, приказаној десно.]]
 
Према теорији Великог праска, универзум је настао из једног врло топлог и густог стања пре око 13.,8 милијарди година, те је убрзано почео да се шири. Око 380,000 година касније се универзум охладио довољно да би дозволио електронима и протонима да се споје и формирају хидроген, и то је такозвана епоха рекомбинације. Када се ово догодило, материја и енергија су се одвојиле, и тиме дозволиле фотонима да слободно путују свемиром. Материја која је остала након првобитне експанзије је од тада подвргнута гравитационом колапсу да би од ње биле створене звезде, галаксије и други астрономски објекти, оставивши за собом дубоки вакуум који формира оно што ми данас називамо свемиром.{{sfn|Silk|2000|pp=105–308}} Како светлост има коначну брзину, ова теорија такође и ограничава величину директно видљивог универзума. Ово оставља отворено питање о томе да ли је универзум ограничен или неограничен.
 
Данашњи облик универзума је утврђен из мерења [[Космичко позадинско зрачење|космичког позадинског зрачења]] користећи се сателитима. Ове опсервације указују на то да је видљиви универзум раван, што значи да ће фотони на паралелним путањама у једном тренутку остати паралелни док путују кроз свемир, све до границе видљивог универзума, осим под утицајем локалне гравитације. Равни универзум, заједно са измереном масом густине универзума и убрзаном експанзијом универзума указују на то да свемир има енергију вакуума која није равна нули, и која се назива [[тамна енергија]].{{sfn|Sparke|Gallagher|2007|pp=329–330}}
Свемир је најближи природни пример савршеног вакуума. У њему нема трења, што дозвољава звездама, планетама и месецима да се слободно крећу кроз своје идеалне орбите. Међутим, чак и дубоки вакуум међугалактичког свемира није лишен материје, и садржи пар водоникових атома по кубном метру. У поређењу са тим, ваздух који ми удишемо садржи око 10<sup>25</sup> молекула по кубном метру.{{sfn|Borowitz|Beiser|1971}} Мала густина материје у свемиру значи да електромагнетска радијација може да путује великим удаљеностима без да буде расута: средња слободна стаза фотона у међугалактичком простору износи око 10<sup>23</sup>&nbsp; километара, или 10 милијарди светлосних година.{{sfn|Davies|1977|p=93}} Упркос томе, изумирање, коју чине апсорпција и расипање фотона прашином и гасом, је врло важан фактор галактичке и међугалактичке астрономије.
 
Звезде, планете и месеци задржавају своје атмосфере гравитационим привлачењем. Атмосфере немају јасно одређене границе: густина атмосферског гаса се постепено смањује са удаљавањем од објекта све док не постане неприметна у односу на околину.{{sfn|Chamberlain|1978|p=2}} Атмосферски притисак Земље пада за око {{nowrap|0.032 }} [[Паскал (јединица)|Pa]] на висини од 100 километараkm, у поређењу са 100,000 Pa дефиниције Интернационалне уније за чисту и примењену хемију за стандардан притисак. Преко ове висине, притисак изотропског гаса брзо постаје неприметан у поређењу са притиском радијације од Сунца и динамичког притиска соларног ветра. Термосфера у овом спектру има високи градијент притиска, температуре икомпозиције, те доста варира због свемирског времена.
 
На Земљи, температура је дефинисана као кинетичка активност окружујуће атмосфере. Међутим, температура вакуума не може бити измерена на овај начин. Уместо тога, температура се утврђује мерењем радијације. Сав видљиви универзум је испуњен фотонима који су створени приликом Великог праска, који је познат као [[космичко позадинско зрачење]]. Тренутна температура црног тела позадинског зрачења износи око −270&nbsp;°C. Одрењене области свемира могу садржати врло енергетске честице које имају много вишу температуру него космичко позадинско зрачење, као што је корона Сунца где температуре могу варирати више од 1.2–2.6&nbsp;MK.
 
Изван заштитне атмосфере и магнетског поља, има пар препрека за пролазак енергетских субатомских честица кроз свемир, а то су космички зраци. Ове честице имају енергију која варира од 10<sup>6</sup>&nbsp;[[Електронволт|eV]] до екстремних 10<sup>20</sup>&nbsp;eV ултра високо-енергетских космичких зрака. Врхунац флукса космичких зрака се догађа при енергији од око 10<sup>9</sup>&nbsp;eV, са отприлике 87% протона, 12% хелијумских нуклеуса и 1% тежих нуклеуса. У спектру високе енергије, флукс електрона садржи само 1% флукса протона. Космички зраци могу оштетити електронске компоненте и могу представљати претњу по здравље свемирским путницима. Према астронаутима, као што је [[Доналд Петит]], свемир има мирис изгорелог и мирис метала, сличан мирису апарата за варење.<ref>{{cite web|url=http://www.livescience.com/34085-space-smell.html|title=На шта мирише свемир?|publisher=Жива наука|date=20. 077. 2012.|accessdate=19. 022. 2014.}}</ref><ref name="PopSicSmell">{{cite web|url=http://www.popsci.com/science/article/2013-07/what-does-space-smell|title=на шта мирише свемир|last=Шифман|first=Лизи|publisher=Популарна наука|date=17. 077. 2013.|accessdate=19. 022. 2014.}}</ref>
 
Упркос суровом окружењу, неколико облика живота је пронађено који могу издржати екстремне услове свемира на дуже периоде. Врсте лишаја које је Свемирска агенција однела у свемир су издржала подлагање свемирским условима током десет дана 2007. године. Семење ''[[Arabidopsis thaliana]]'' и ''[[Nicotiana tabacum]]'' су проклијала након што су била изложена свемирским условима током периода од годину ипо дана. Род ''[[bacillus subtilis]]'' је преживео 559 дана када је био подвргнут ниској Земљаној орбити или симулираном марсовском окружењу. Хипотеза панспермија предлаже да камење избачено у свемир са планета на којима има живота могу успешно пренети облике живота до другог насељивог света. Постоји претпоставка да се такав сценарио и догодио у раним данима живота нашег Сунчевог система, са потенцијалним микроорганизмима, при чему је камење размењемо између Венере, Земље и Марса.
Нагло излагање врло ниском притиску, као што је ситуација током брзе декомпресије, може изазвати [[Barotrauma|баротрауму]]—повреду плућа, изазване великом разликом у притиску између унутрашности и спољашњости грудног коша. Чак и ако је дисајни пут жртве потпуно отворен, проток ваздуха кроз душник може бити превише спор да би спречио пуцање или повреду. Брза декомпресија може изазвати повреду бубне опне и синуса, модрице и крварење меког ткива, а шок може изазвати повишену конзумацију кисеоника, што води до [[Хипоксија|хипоксије]].
 
Као последица брзе декомпресије, било који [[кисеоник]] растворен у крви ће се испразнити у плућима, да би покушао да уједначи градијент парцијалног притиска. Када дезоксигенисана крв доспе до мозга, људи и животиње ће изгубити свест након пар секунди и умрети од хипоксије у року од пар минута. Крв и остале телесне течности кључају када притисак падне испод 6,3 Pa, и ово здравствено стање се назива еболизам. Пара може надути тело на два пута његове величине и може успорити циркулацију, али је ткиво еластично и има довољно пора да би спречио пуцање. Еболизам је успорен притиском на крвне судове, те део крви остаје у течном стању. Отицање и еболизам могу бити умањени ношењем специјалног одела за летење. Свемирски астронаути носе еластично одело које спречава еболизму при притиску ниском чак и до 2 kPa. Свемирска одела су потребна на 8 километараkm удаљености од Земље да би обезбедили довољно кисеоника за дисање и да би се спречио губитак воде, док су изнад 20 километараkm обавезна ради спречавања еболизма. Већина свемирских одела у себи имају око 30–39 kPa чистог кисеоника, што је отприлике иста количина која се налази и на површини Земље. Овај притисак је довољно висок да би спречио еболизам, али испаравање азота који се раствара у крви још увек може изазвати мучнине због декомпресије и еболизам гаса, ако се не третира.{{sfn|Davis|Johnson|Stepanek|2008|pp=270–271}}
 
Пошто су људи навикнути на живот у гравитацији Земље, излагање бестежинском стању има доказане штетне ефекте на здравље људског тела. У почетку је више од 50% астронома патило од мучнине узроковане путовањем свемиром. Ово може изазвати мучнину, повраћање, вртоглавицу, летаргичност, и уопштено осећај болести. Трајање осећаја болести варира, али углавном траје 1–3 дана, након чега се тело прилагођава новој средини. Дуже излагање бестежинском стању може резултовати атрофијом мишића, пропадањем скелетона и свемирском остеопенијом. Ови утицаји могу бити умањени кроз режим вежби. Међу друге ефекте спадају редистрибуција течности, успоравање кардиоваскуларног система, умањена продуктивност црвених крвних зрнаца, поремећаји равнотеже и ослабљивање имуног система. Мањи симптоми су губитак телесне масе, назална конгестија, поремећај сна и надувеност лица.
 
== Граница ==
[[Датотека:SpaceShipOne Flight 15P photo D Ramey Logan.jpg|десно|мини|[[СвемирскиБродЈедан]] је завршио свој први приватни супер-лет са људском посадом 2004. године, достигнувши висину од 100.124 километараkm.|alt=Бела ракета са крилима чудног облика одмара на писти.]]
Не постоји јасна граница између Земљине атмосфере и свемира, пошто густина атмосфере постепено опада како се висина повећава. Постоји неколико одређених стандардних граница, међу којима су:
* [[Међународна ваздухопловна федерација]] је успоставила [[Карманова линија|Карманову линију]] на висини од 100 километараkm као радну дефиницију за границе између аеронаутике и астронаутике. Ово се користи јер на висини од око 100 километараkm, како је [[Теодор фон Караман]] прорачунао, возило би морао да путује брже од орбиталне брзине да би изазвао довољан [[Узгон|аеродинамички узгон]] из атмосфере да би само себе одржало.{{sfn|O'Leary|2009|p=84}}
* Сједињене Америчке Државе сматрају све људе који путују на висини изнад {{convert|50|mi|km}} астронаутима.{{sfn|Wong|Fergusson|2010|p=16}}
* Контрола мисије [[НАСА]]-е користи висину од {{convert|76|mi|km}} као своју висину поновног уласка у Земљину атмосферу, што отприлике означава границу где [[аеродинамички отпор]] постаје приметан (зависећи од балистичког коефицијента возила), што наводи шатлове да промене начин летења са волана са подизачима на маневрисање ваздушним површинама.
 
Године 2009. су научници на универзитету у Калгарију саставили детаљне мере са супра-термалним еонским имиџером (инструмент који мери правац и брзину еона), што им је пружило прилику да успоставе границу на висини од 118 километараkm изнад Земље. Ова граница представља средину постепене транзиције преко десетина километара са релативно слабих ветрова Земљине атмосфере на много агресивније токове напуњених честица у свемиру, које могу достигнути брзине од преко 268 m/s.
 
Висина на којој се атмосферски притисак подудара са притиском водене паре на температуру људског тела се назива [[Армстронгова граница]], која је добила име по америчком физичару Харију Армстронгу. Налази се на висини од око 19.14 километараkm. На или изнад Армстронгове границе, течности у грлу и плућима ће прокувати. Тачније, све телесне течности као што су пљувачка, сузе и течност која влажи алвеоле у плућима ће прокувати. Стога, на овој висини људско тело мора бити обложено адекватним оделом са притиском, или бити у капсули под притиском да би преживело.{{sfn|Piantadosi|2003|pp=188–189}} Регион између Армстронгове границе и Карманове линије се понекада назива [[блиски свемир]].
 
== Легални статус ==
Величина геосвемира, одређена магнетопаузом је набијена у правцу Сунца посредством притиска и соларног ветра, дајући јој типичну субсоларну удаљеност од 10 земљаних пречника од центра планете.
 
Геосвемир је насељен електрички напуњеним честицама са врло ниском густином, кретњама које контролише магнетско поље Земље. Ови облици плазме стварају облике из којих узнемиравања која подсећају на олује и које добијају енергију од соларних ветрова могу довести електричну струју до Земљине горње атмосфере. Током геомагнетских олуја две области геосвемира, радијацијски појас и јоносфера, могу постати снажно узнемирени. Ове олује повећавају флуксове енергетских електрона који могу тајно оштетити електронику сателита, а могу бити погубне и по астронауте, чак и у нижој Земљиној орбити. Такође стварају и поларну светлост, која је видљива у близини магнетног поља Земље.
 
==== Цислунарни свемир ====
=== Међупланетарни свемир ===
 
Међупланетарни свемир, простор око Сунца и планета Сунчевог система, је област којом доминирају међупланетарни медијуми, и који се простире до хелиопаузе, где утицај галактичке средине почиње да доминира над магнетним пољем и флуксом честица са Сунца. Међупланетарни свемир је обликован соларним ветром, сталним током пуњених честица које потичу са Сунца и које стварају врло танану атмосферу за милијарде миља свемира. Овај ветар има густину честица која износи око 5–10 протона/cm<sup>3</sup>³ и креће се брзином од 350-400 km/s. Удаљеност и снага хелиопаузе варира у односу на ниво активности соларног ветра.
 
Међупланетарни свемир, простор око Сунца и планета Сунчевог система, је област којом доминирају међупланетарни медијуми, и који се простире до хелиопаузе, где утицај галактичке средине почиње да доминира над магнетним пољем и флуксом честица са Сунца. Међупланетарни свемир је обликован соларним ветром, сталним током пуњених честица које потичу са Сунца и које стварају врло танану атмосферу за милијарде миља свемира. Овај ветар има густину честица која износи око 5–10 протона/cm<sup>3</sup> и креће се брзином од 350-400 km/s. Удаљеност и снага хелиопаузе варира у односу на ниво активности соларног ветра.
 
Запремина међупланетарног свемира је скоро потпуни вакуум, са средњом слободном путањом која износи око једне астрономске јединице на орбиталној удаљености од Земље. Међутим, овај простор није потпуно празан, делимично је испуњен космичким зрацима, међу којима су јонизирани атомски нуклеуси и разне субатомске честице. Такође постоји и гас, плазма и прашина, мали метеори, и на десетине врста органских молекула.
=== Међузвездани свемир ===
[[Датотека:52706main hstorion lg.jpg|десно|мини|Шок лука који формира магнетосфера младе звезде [[LL Orionis]] (у средини) када се судара са током [[Месје 42|маглине Орион]].]]
Међузвездани свемир је физички простор у оквиру галаксије који не заузимају звезде или њихови планетарни системи. Садржај међузвезданог свемира се назива међузвездани медијум. Просечна густина материје у овој области износи око 10<sup>6</sup> честица по m<sup>3</sup>³, али ово варира од најниже вредности која може износити 10<sup>4</sup> – 10<sup>5</sup> у областима ретке материје до око 10<sup>8</sup> – 10<sup>10</sup> у [[Тамна маглина|тамним маглинама]]. Области у којима се формирају звезде могу достићи густину од 10<sup>12</sup> – 10<sup>14</sup> честица по m<sup>3</sup>³ (у поређењу са тим, густина Земљине атмосфере на нивоу мора износи 10<sup>25</sup> честица по m<sup>3</sup>³<ref>{{cite web|last=Тајсон|first=Патрик|title=Кинетичка атмосфера: Молекуларни бројеви|url=http://www.climates.com/KA/BASIC%20PARAMETERS/molecularnumbers.pdf|accessdate=13. 099. 2013.|date=јануар 2012|archive-url=https://www.webcitation.org/6O73dRi2m?url=http://www.climates.com/KA/BASIC%20PARAMETERS/molecularnumbers.pdf|archive-date=16. 033. 2014|dead-url=yes}}</ref>). Скоро 70% запремине међузвезданог медијума се састоји из усамљених хидрогенских атома. Оно је обогаћено хелијумским атомима, као и малим количинама тежих атома који се формирају кроз звездану нуклеосинтезу. Ови атоми могу бити лансирани у међузвездани медијум звезданим ветровима, или када развијене звезде почну да одбацују свој спољни омотач, као што је у случају формирања [[Планетарна маглина|планетарне маглине]]. Катаклизмична експлозија [[Supernova|супернове]] ће створити растући таласни шок који ће се састојати из лансираних материјала.
 
Постоји одређени број молекула у међузвезданом свемиру, а могу постојати и сићушне честице прашине. Подударање молекула откривених путем [[Radio-astronomija|радио-астронимије]] се равномерно повећава за око четири нове врсте сваке године. Велике области материје веће густине, познате као [[Gigantski molekulski oblaci|гигантски молекулски облаци]] дозвољавају догађање хемијских реакција, међу којима су и формирање органиских полиатомских врста. Већина ових хемијских реаксија је покренута сударањима. Енергетски космички зраци пенетрирају хладне, густе облаке и јонизирају хидроген и хелијум. Јонизирани хелијум се може затим раздвојити на релативно обилан [[угљен-моноксид]] да би произвео јонизирани угљеник, што затим може изазвати органске хемијске реакције.
Локални међупросторни медијум је област свемира који се налази на удаљености од 100&nbsp;[[парсек]]а (pc) од Сунца, што га чини занимљивим не само због своје близине, већ и због његове интеракције са Сунчевим системом. Ова запремина се скоро па подудара са облашћу свемира који се назива [[Локални мехур]], која је карактеристична по мањку густих, хладних облака. Формира шупљину у спиралној галаксији Орион Млечног пута, са густим молекуларним облацима који леже на њеним границама, као што су [[Сазвежђе|сазвежђа]] [[Змијоноша (сазвежђе)|Змијоноша]] и [[Бик (сазвежђе)|Бик]]. Ова запремина садржи око 10<sup>4</sup>–10<sup>5</sup> звезда, и локални међузвездани гас чини противтежу атмосферама које окружују ове звезде, са запремином сваке сфере која варира у зависности од локалне густине међузвезданог медијума.
 
Када се звезде крећу довољно високом брзином, њихове атмосфере могу створити шок лука приликом судара са међузвезданим медијумом. Декадама је сматрано да је и Сунце имало шок лука. Године 2012. су подаци Међузвезданог истраживача граница и НАСА-иног [[Програм Војаџер|ВојаџерВојаџера]]а да сунчев шок лука не постоји. Уместо тога, ови аутори тврде да талас лука [[Махов број|Маховог броја]] дефинише транзицију са тока соларног ветра на међузвездани медијум.
 
=== Међугалактички свемир ===
[[Датотека:As08-16-2593.jpg|десно|мини|Прва фотографија целе Земље усликана од стране астронаута мисије [[Аполо 8]].]]
 
Током целокупне људске историје, свемир је испитиван опсервацијом; прво голим оком а затим телескопом. Пре развијања сигурне ракетне технологије, најближе што је човечанство дошло свемиру било је путем летова балоном. Године 1935. је амерички ''Експлорер II'' балон са људском посадом достигао висину од 22 километараkm. Ова висина је затим пређена 1942. године током трећег лансирања немачке ракете А-4, која је достигла висину од око 80 километараkm. Године 1957. је беспосадни сателит ''[[Спутник 1]]'' лансиран уз помоћ руске Р-7 ракете, те је достигао орбиту Земље на висини од 215 километараkm.{{sfn|O'Leary|2009|pp=209–224}} Након овога је уследио свемирски лет са људском посадом 1961. године, када је [[Јуриј Гагарин]] послат у орбиту на летелици [[Восток-1|Восток 1]]. Први људи који су изашли из Земљине орбите су били [[Френк Бормен]], [[Џим Лавел]] и [[Вилијам Андерс]] 1968. године америчком летелицом [[Аполо 8]], која је достигла лунарну орбиту {{sfn|Harrison|2002|pp=60–63}} и највећу удаљеност од 377349 километараkm од Земље.{{sfn|Orloff|2001}}
 
Прва свемирска летелица која је достигла [[Друга космичка брзина|другу космичку брзину]] је била совјетска летелица [[Луна 1]], која је пролетела поред Месеца 1959. године.{{sfn|Hardesty|Eisman|Krushchev|2008|pp=89–90}} Године 1961. је [[Венера 1]] постала прва планетарна сонда. Открила је присуство [[Сунчев ветар|соларног ветра]] и извела прво пролетање поред планете Венере, мада је контакт изгубљен пре достизања Венере. Прва успешна планетарна мисија је била [[Маринер 2]], прелетање поред Венере 1962. године. {{sfn|Collins|2007|p=86}} Прва свемирска летелица која је прелетела поред Марса је била [[Маринер 4]], која је стигла до планете 1964. године. Од тада, многе беспосадне летелице су врло успешно истражиле све планете Сунчевог система, као и њихове месеце и многе мање планете и комете. Оне и данас остају главно оруђе за истраживање свемира, као и за посматрање Земље.{{sfn|Harris|2008|pp=7, 68–69}} У августу 2012. године је летелица [[Војаџер 1]] постала први објекат направљен људском руком који је напустио Сунчев систем и ушао у међузвездани свемирски простор.<ref>{{cite web|last=Вол|first=Мајк|title=Војаџер 1 је напустио Сунчев систем|url=http://m.space.com/22729-voyager-1-spacecraft-interstellar-space.html|work=Веб|publisher=Space.com|accessdate=13. 099. 2013.}}</ref>
 
Одсуство ваздуха чини свемир (и површину Месеца) идеалне локације за астрономију на свим таласним дужинама електромагнетског спектра, како је и примећено путем спектакуларних слика уснимљених путем [[Teleskop Habl|Хабл телескопа]]. Међутим, није свака локација у свемиру идеална за посматрање путем телескопа. Међупланетарни облак прашине емитује дифузну скоро па инфрацрвену радијацију која може маскирати емисију слабих извора као што су [[екстрасоларне планете]]. Померање инфрацрвеног телескопа изван прашине би повећало ефективност инструмента.
1.572.075

измена