Чердак. Только физика, только хардкор! - Дмитрий Побединский

Только подумайте, алмаз – камень прозрачный. Но блестит ярче зеркала! Как так получается? Как лучи отражаются от него? Вся хитрость в полном внутреннем отражении. Оказывается, лучи света могут отражаться от внутренней поверхности вещества словно от зеркала, а не проходить насквозь. Вы можете это сами проверить в бассейне. Нырните и посмотрите на поверхность. Вдалеке в ней будет отлично отражаться дно и все, что на нем есть. И оказывается, чем больше показатель преломления, тем для большего количества лучей и происходит полное внутреннее отражение, а не пропускание. Так что ограненные алмазы рекордсмены по блеску именно благодаря этому качеству.

А второй фактор – дисперсия. Белый свет – это смесь всех цветов, а разные цвета преломляются по-разному. Красный слабее всех, фиолетовый сильнее всех. Поэтому, войдя в камень, они словно расщепляются, расходятся там, отражаются, выходят обратно и как бы расходятся еще сильнее. Поэтому мы видим мерцание всех цветов радуги. И у алмаза очень велика разница между показателями преломления разных цветов, поэтому и эффект этот очень силен.

Бриллианты подходят ко всему, так как не имеют цвета. Непомерно высокая цена на них во многом объясняется монополией на добычу и производство алмазов, которая принадлежала компании «Де Бирс» вплоть до 70-х годов XX века. Самый большой алмаз в мире «Куллинан» стоит как 94 тонны золота.

Девушки, носите бриллианты… но и не забывайте тех, кто их вам дарит!

5. Космические дали

5.1. Как человек погибнет в космосе без скафандра?

Что произойдет с человеком в открытом космосе без скафандра? Ни у кого нет сомнений, что он умрет. Но от чего именно? Его разорвет на части, он задохнется, у него вскипит кровь, он сгорит на солнце?.. Версий очень много, несомненно только то, что человек погибнет. Так от чего он умрет быстрее всего?

Представьте себе, что вы находитесь в открытом космосе. Там очень холодно, – 271 градус по Цельсию. Конечно, практически все тела превращаются в ледышку при такой температуре. Но как это происходит? Мы знаем, что чем выше температура тела, тем быстрее движутся молекулы в нем. Быстрые молекулы горячего тела ударяются о молекулы холодного тела, теряют свою скорость, при этом тело остывает. Однако у космоса очень маленькая плотность. Например, на высоте 400 километров – меньше 1 квадриллионной грамма на кубический сантиметр. Так что передавать свое тепло там будет просто-напросто некому. Поэтому человек не замерзнет, а будет ощущать всего лишь легкую прохладу.

Теперь давайте рассмотрим другой эффект. От солнца можно получить очень сильный ожог или перегреться. Действительно, в космосе очень много ультрафиолета. На Земле он задерживается атмосферой, однако в космосе такого защитного барьера нет. Поэтому получить ожог открытых частей тела можно уже через 10 секунд. Впрочем, одежда может от этого полностью защитить. А что насчет перегрева? Даже если вы будете поглощать все солнечное излучение, то тогда потребуется как минимум 24 минуты, чтобы достичь летальной температуры в 43 градуса Цельсия.

Следующий фактор, который может привести к смерти, – давление. В космосе чертовски низкое давление, оно практически равно нулю. А внутри человека сохраняется одна атмосфера. Казалось бы, из-за этого перепада человека может разорвать. Но действительно ли этот перепад такой большой? Вовсе нет, ведь разница составляет всего одну атмосферу. Наши ткани достаточно прочны для того, чтобы выдержать такую нагрузку. Человек может раздуться, но не лопнуть. Однако это раздутие приведет к сжатию кровеносных сосудов, и уже через 90 секунд кровоток может прекратиться, что приведет к кислородному голоданию и дальнейшей смерти.

Но что может прикончить человека еще раньше? Может быть, у него закипит кровь? Действительно, при понижении давления температура кипения любой жидкости понижается. Но даже если снаружи давление будет нулевым, давление внутри кровеносных сосудов (то самое, которое меряют, обжимая руку) останется. При давлении в 75 мм ртутного столба кровь будет закипать при 46 градусах Цельсия. Но ведь кровь наверняка имеет температуру тела 36,60. Поэтому она будет недостаточно горячей для того, чтобы закипеть.

Может быть, кессонная болезнь? Все жидкости обладают таким свойством: они могут растворять в себе газ. И кровь тоже может растворять в себе азот и кислород, которые мы вдыхаем. При резком понижении давления возможен следующий эффект: этот растворенный газ выделяется обратно в виде пузырьков, которые могут закупоривать кровеносные сосуды и приводить к трагическим последствиям. Больше всего этой опасности подвержены водолазы. На глубине 40 метров давление в пять раз больше, чем атмосферное давление. Соответственно, при резком всплытии возможен такой эффект, который и называют кессонной болезнью. Но когда мы в космосе, мы имеем дело с перепадом давления от одной до нуля атмосфер. При таких параметрах диаметр образующихся пузырьков меньше 8 микрометров. А диаметр самых маленьких кровеносных сосудов – от 8 до 12 микрометров. Получается, что этот эффект абсолютно безопасен и не влечет никаких серьезных последствий.

Ну и осталась последняя причина – недостаток кислорода. Если я не сгорю, не замерзну и у меня не закипит кровь, разве я не могу задержать дыхание? Ан нет! Давление в легких достаточно высокое, поэтому сила, с которой воздух будет вырываться наружу, очень большая, и этому нельзя будет воспрепятствовать. В результате такого выдоха человек потеряет весь запас кислорода, и у него останется около 10 секунд до того, как он потеряет сознание. За это время он может совершить пару разумных действий, направленных на спасение. Например, набрать 03.

Итак, если в каком-то фильме вы увидите, что люди перемещаются по космосу без скафандра, не такая уж это и выдумка. Оказывается, человеческий организм настолько крепок, что может выдерживать даже такие экстремальные условия.

5.2. Что будет, если гравитация исчезнет?

Гравитация – это сила, которая действует между любыми телами. Как Земля притягивается к Солнцу, так и Статуя Свободы притягивается к Эйфелевой башне, а кремлевские башни притягиваются к вашему телефону. Правда, эта сила ощутима, только если мы имеем дело с планетарными масштабами, но не стоит забывать, что она действует всюду, везде во вселенной, в каждой ее точке, внутри вас и снаружи. Давайте пофантазируем и представим, что будет, если она мгновенно исчезнет во всей вселенной.

Конечно, в первые моменты мы почувствуем невероятную легкость и невесомость. Мы сможем оттолкнуться от земли и парить в воздухе. Правда, обратно мы не сможем упасть, но это не самое страшное. Гораздо хуже, что что остановятся реки, перестанут литься дожди, исчезнут приливы, гидроэлектростанции перестанут работать, все тяжести не будут твердо стоять на поверхности. К тому же если исчезнет гравитация, то атмосфера не будет притягиваться к Земле и начнет рассеиваться в открытый космос. И уже через несколько дней наша планета будет безжизненной из-за никого содержания кислорода и огромной солнечной радиации, которая до этого задерживалась озоновым слоем.

И не стоит забывать, что Земля вращается, поэтому центробежная сила будет стремиться вытолкнуть наружу атмосферу и все, что плохо держится. Она действует всегда, но намного слабее гравитации, поэтому мы ее не замечаем. При исчезновении гравитации эта слабая сила даст о себе знать. Только представьте, автомобили, самолеты, корабли, слоны, бегемоты, люди, весь песок, вода в морях и океанах медленно начнут подниматься вверх… Ну, точнее, вверх только на экваторе, а на остальных широтах они с меньшей силой начнут подниматься под углом.

Но давайте представим, что произойдет во всей Солнечной системе, после того как исчезнет гравитация. Конечно же, Земля, остальные планеты, кометы, астероиды сойдут с орбиты и начнут двигаться по прямой. Скорость орбитального движения убывает с расстоянием, поэтому все тела, которые находятся от Солнца дальше, чем Земля, будут двигаться медленней, и получается, что мы сможем догнать их. Где-то через полгода мы пересечем пояс астероидов, через 7 лет достигнем орбиты Плутона. Далекие объекты, такие, как Плутон, пояс Койпера и облако Оорта, будут двигаться медленно, а мы быстро. Где-то через полгода мы пересечем пояс астероидов, так что мы их догоним и будем двигаться среди них. Это произойдет приблизительно через 400 лет (да, настолько Солнечная система огромна). Правда, плотность облака очень мала, и мы вряд ли врежемся в какой-нибудь астероид, так что бояться нужно не этого.