bj
    >> Φυσικές Επιστήμες >  >> η φυσικη

Μπορούν πραγματικά τα διαστημόπλοια να εκραγούν όπως κάνουν στις ταινίες;

Στο διάστημα, δεν υπάρχει αέρας που να βοηθά στη δημιουργία πυρκαγιάς, επομένως οι εκρήξεις φαίνονται διαφορετικές από ό,τι στη Γη. Χωρίς οξυγόνο, δεν μπορεί να υπάρξει φωτιά, αλλά μπορεί να συμβεί έκρηξη εάν υπάρχει διαθέσιμο οξειδωτικό. Οι περισσότερες εκρήξεις σε ταινίες δεν είναι ρεαλιστικές και συνήθως δείχνουν ότι τα πράγματα ακινητοποιούνται μόλις "φουσκώσουν".

Υπάρχουν πολλά πράγματα για τις υπερπαραγωγές του Χόλιγουντ που είναι δύσκολο να πιστέψει κανείς, και με την πρόσφατη παγκόσμια επιτυχία του Star Wars:The Force Awakens, Ένα δημοφιλές κομμάτι της κινηματογραφικής μαγείας αμφισβητήθηκε ξανά. Όταν αυτά τα διαστημόπλοια μάχονται στο διάστημα, εκτοξεύοντας λέιζερ προς κάθε κατεύθυνση, βλέπουμε μικροσκοπικά μαχητικά να κάνουν ζουμ μέσα και γύρω από εκρήξεις, ενώ τα άτυχα πιάνουν μια αδέσποτη έκρηξη και ανατινάζονται με δραματικό τρόπο.

Δημιουργεί υπέροχο σινεμά, αλλά ποια είναι η πραγματικότητα πίσω από αυτό; Πώς θα έμοιαζε πραγματικά μια έκρηξη στο διάστημα;

Ένας πολύ διαφορετικός τύπος έκρηξης

Μια έκρηξη, όπως συνήθως την καταλαβαίνουμε, είναι μια μαζική έκρηξη αερίου, θερμότητας και πίεσης από ένα υλικό όταν υποβάλλεται σε μια συγκεκριμένη πίεση ή θερμοκρασία. Είναι ουσιαστικά μια ταχεία μετατόπιση από τη δυνητική ενέργεια στην εργασία και στη Γη, πολλές εκρήξεις συνοδεύονται από μια βολίδα.

Αυτή η βολίδα είναι το πραγματικό σημείο διαμάχης, επειδή προκύπτει από την καύση εύφλεκτου αερίου ή υγρού, μαζί με οξυγόνο. Η φωτιά απαιτεί τρία πολύ απλά στοιχεία για να υπάρχει:οξυγόνο, θερμότητα και καύσιμο. Αυτός ο βασικός κατάλογος των «συστατικών» είναι ο λόγος για τον οποίο η φωτιά είναι πιθανότατα η πρώτη χημική αντίδραση που βίωσε ποτέ ο άνθρωπος, και ωστόσο εξακολουθεί να μας γοητεύει μέχρι σήμερα.

Πολλοί άνθρωποι θα υποστήριζαν ότι οι εκρήξεις και οι βολίδες δεν μπορούν επομένως να υπάρχουν στο διάστημα, επειδή είναι ένα κενό, χωρίς οξυγόνο. Ως εκ τούτου, η πεποίθηση είναι ότι καύσιμα και θερμότητα μπορεί να υπάρχουν στο διάστημα, αλλά χωρίς το απαραίτητο οξυγόνο, δεν θα σχηματιζόταν φωτιά. Το θέμα είναι ότι αυτό δεν είναι απολύτως αλήθεια.

Απαιτείται ένα οξειδωτικό για να υπάρχει μια φωτιά, η οποία είναι στην πραγματικότητα μια ευρύτερη κατηγορία ουσιών. Στη Γη, το πιο άμεσα διαθέσιμο οξειδωτικό σε οξυγόνο, γι' αυτό πιστεύουμε ότι μια φωτιά «χρειάζεται» οξυγόνο για να επιβιώσει. Ωστόσο, εάν ένα διαστημόπλοιο που έχει υγρό υδρογόνο και υγρό οξυγόνο εκραγεί, αυτό το οξειδωτικό θα μπορούσε να καλύψει τον ρόλο και να καεί με καύσιμο και θερμότητα.

Ωστόσο, η έκρηξη θα ήταν πολύ διαφορετική. Τα συντρίμμια από την έκρηξη θα εξαναγκάζονταν προς τα έξω προς κάθε κατεύθυνση από το κέντρο της έκρηξης και θα συνέχιζαν να κινούνται σε ευθεία γραμμή χωρίς καμία ατμοσφαιρική δύναμη να την σταματήσει. Ο καπνός δεν θα ανέβαινε «προς τα πάνω» και η φωτιά δεν θα συνέχιζε να επιμένει, αλλά τα σκάγια πλήρους ταχύτητας που πετούν προς κάθε κατεύθυνση αναμφισβήτητα καθιστούν τις εκρήξεις ακόμη πιο επικίνδυνες στο διάστημα.

Μια έκρηξη στο διάστημα θα έμοιαζε ρεαλιστικά με μια σύντομη σφαιρική έκρηξη φωτός που κινείται προς τα έξω, καθώς και μια εκκένωση ενέργειας και υλικού από το αντικείμενο που εκρήγνυται (η ενέργεια και το φως μπορούν και τα δύο να ταξιδέψουν στο κενό). Για μια στιγμή, η περιοχή γύρω από το πλοίο που εκρήγνυται δεν θα ήταν πλέον κενό, δεδομένης της εκροής οξυγόνου από το πλοίο. Θα χρειαστεί λίγος χρόνος για να εξισορροπηθεί εκ νέου η πίεση από το διάστημα και να καεί το καύσιμο. Μόλις εξαντληθεί οποιοδήποτε διαθέσιμο οξειδωτικό, αυτό θα ήταν το τέλος της καύσης και η επακόλουθη «φωτιά», αλλά η δύναμη της έκρηξης θα ήταν ακόμα σημαντική.

Ωστόσο, όταν πρόκειται για ένα διαστημόπλοιο που εκρήγνυται, οι περισσότερες ταινίες χάνουν μια σημαντική πτυχή. Η έκρηξη θα συνεχιζόταν προς τα εμπρός με την ίδια ταχύτητα που κινούνταν το πλοίο, λαμβάνοντας υπόψη ότι όλα τα εκτοξευόμενα υλικά και τα υλικά που εμπλέκονται στην έκρηξη δεν θα είχαν καμία ατμοσφαιρική δύναμη για να την σταματήσουν. Αυτή είναι μια λεπτομέρεια που παραλείπουν οι περισσότερες ταινίες, καθώς συνήθως δείχνουν τα πράγματα να ακινητοποιούνται μόλις "φουσκώσουν".

Τι γίνεται με τις χημικές και πυρηνικές εκρήξεις;

Οι χημικές εκρήξεις είναι ελαφρώς διαφορετικές από τις φυσικές που έχουμε συνηθίσει να βλέπουμε σε ταινίες με βάση τη Γη. Οι χημικές εκρήξεις συμβαίνουν με τη διάσπαση των ασθενώς συνδεδεμένων χημικών συστατικών και δεν απαιτείται οξυγόνο για αυτόν τον τύπο αντίδρασης.

Οι πυρηνικές εκρήξεις έχουν πραγματικά δοκιμαστεί αρκετά εκτενώς στο διάστημα, με πιο διάσημη την έκρηξη Starfish Prime το 1962. Με απόδοση ισοδύναμη με 1,4 μεγατόνους TNT, αυτή η πυρηνική έκρηξη σημειώθηκε 250 μίλια πάνω από την επιφάνεια του πλανήτη. Αυτό οδήγησε σε πολύ περισσότερα από μια «σύντομη» λάμψη φωτός και έντονες αύλακες από την πυρηνική έκρηξη μπορούσαν να φανούν σε όλο το μεγαλύτερο μέρος της περιοχής του Ειρηνικού, που διατηρούνται για έως και 7 λεπτά.

Παρόμοια με τις χημικές εκρήξεις, οι αντιδράσεις σχάσης δεν απαιτούν οξυγόνο, αλλά δημιουργούν μια έντονη ποσότητα φωτός και ενέργειας και πιθανότατα θα μοιάζουν αρκετά με μια πυρηνική έκρηξη στη Γη. Σκεφτείτε το έτσι, ο Ήλιος μας εμφανίζεται να είναι "φωτιά", αλλά στην πραγματικότητα βιώνει συνεχώς αντιδράσεις σύντηξης (το αντίθετο από μια αντίδραση σχάσης, που προκαλεί πυρηνική έκρηξη).

Συνοψίζοντας, οι εκρήξεις μπορούν σίγουρα να συμβούν στο διάστημα, αλλά εξαρτώνται εξ ολοκλήρου από τις χημικές και φυσικές συνθήκες αυτού που εκρήγνυται. Επιπλέον, οι περισσότερες εκρήξεις θα διαρκούσαν για πολύ μικρότερη διάρκεια και θα ήταν πιθανότατα πολύ λιγότερο δραματικές από ό,τι βλέπουμε στις τυπικές μας ταινίες δράσης του Χόλιγουντ.

Συγγνώμη… δεν ήθελα να σκάσω το Star Wars σας φούσκα!


Γιατί η στατική τριβή είναι μεγαλύτερη από την κινητική τριβή;

Η στατική τριβή είναι μεγαλύτερη από την κινητική τριβή, επειδή υπάρχουν περισσότερες δυνάμεις που λειτουργούν για να κρατήσουν ένα αντικείμενο ακίνητο από ό,τι οι δυνάμεις που εργάζονται για να αντισταθούν σε ένα αντικείμενο όταν αυτό βρίσκεται σε κίνηση. Βοηθήσατε ποτέ έναν φίλο να αναδιατάξει

Πόσα περισσότερα μπορούμε να μάθουμε για το Σύμπαν;

Ως κοσμολόγος, μερικές από τις ερωτήσεις που ακούω πιο συχνά μετά από μια διάλεξη περιλαμβάνουν:Τι βρίσκεται πέρα ​​από το σύμπαν μας; Σε τι διαστέλλεται το σύμπαν μας; Θα επεκτείνεται το σύμπαν μας για πάντα; Αυτά είναι φυσικά ερωτήματα που πρέπει να θέσουμε. Αλλά υπάρχει ένα ακόμη βαθύτερο ερώτημα

Γιατί μερικές γέφυρες είναι τοξωμένες;

Οι τοξωτές γέφυρες είναι γέφυρες που έχουν καμπύλο σχήμα. Η καμπύλη βοηθά στη διάχυση της δύναμης του φορτίου (το βάρος των ανθρώπων και των πραγμάτων στη γέφυρα) προς τα έξω αντί προς τα κάτω όπως σε μια γραμμική γέφυρα. Αυτό σημαίνει ότι η γέφυρα μπορεί να αντέξει περισσότερο βάρος χωρίς να σπάσει