Bir çox kitablarda, filmlərdə və televiziya şoularında kosmos gəmilərindəki insanlar Yer kürəsində olduğu kimi ətrafda gəzirlər. Real həyatda isə kosmonavtlar kosmosda üzürlər. Fərq təkcə ona görə deyil ki, kitablar, filmlər və televiziyalar fantastikadır. Bu uydurma dünyalarda süni cazibə qüvvəsinin mövcud olmasıdır. Bizim dünyamızda belə deyil – hələ. Amma gələ bilər.

Cazibə qüvvəsi əsas qüvvədir. Kütləsi olan cisimləri bir-birinə çəkir. Kütləsi çox olan cisimlər – məsələn, Yer – digər obyektləri öz mərkəzlərinə cəlb edir. Buna görə də biz Yer kürəsinin harasında olmağımızdan asılı olmayaraq yerdə möhkəm dayanırıq. Cazibə qüvvəsi məsafə ilə azalır. Beləliklə, insanlar Aya və ya Marsa səyahət etdikcə, onların Yerə doğru çəkilməsi sürətlə zəifləyir və bu da onları üzməyə məcbur edir.

Alimlər deyirlər: Cazibə qüvvəsi

Bu əyləncəli görünə bilər. Ancaq cazibə qüvvəsi olmadan həyat heç də yaxşı deyil. Uzun müddətdə sümüklərimiz və əzələlərimiz cazibə qüvvəsi olmayan bir mühitdə çox işləmir. Bu, onları zəiflədir . Qravitasiya olmadan qan və digər bədən mayeləri normal şəkildə axmır və bədənin yuxarı hissəsində toplana bilər. Bu eşitməni kəsə bilər.

Həmçinin, sıfır cazibə qüvvəsində üzmək sizi qusdurur .

Əslində, Mika McKinnon qeyd edir: “Biz digər qüvvələrdən istifadə edərək cazibə qüvvəsi ilə eyni təsirə malik olmağın bir çox yolunu bilirik.” O, Yerdənkənar Kəşfiyyatın Axtarışı (SETI) İnstitutunun fizikidir. Bu, Mountain View, Kaliforniyadadır. Ən azı bir neçə sadə taktika o qədər də uzaqda olmaya bilər.

Tərbiyəçilər və Valideynlər, Fırıldaq Vərəqinə Qeydiyyatdan Keçin

Tədris mühitində Science News Explores istifadə etməyinizə kömək edəcək həftəlik yeniləmələrE-poçt ünvanı*Get

Kütləvi cazibə

Bir yanaşma “elektrik və maqnitizmdən cazibə qüvvəsini əvəz etmək üçün istifadə etmək” olardı, McKinnon izah edir. “Elektrik cərəyanını dairələrdə gəzdirməklə bu maqnit sahəsini yarada bilərsiniz” deyir. Elektrik cərəyanının axını maqnitizm yaradır. Astronavtın etməli olduğu tək şey metal çəkmələr geyinməkdir. Metal və maqnit arasındakı cazibə kiməsə döşəmə ilə getməyə kömək edərdi.

Bir maqnit qarşısında gəzmək üçün tələb olunan iş kosmosda sümük və əzələ itkisini də məhdudlaşdıra bilər. Ancaq yerə yapışmaq cazibə qüvvəsi ilə eyni deyil. Mayelər hələ də bədənin yuxarı hissəsində toplana bilər. Və mədəniz hələ də dəhşətli dərəcədə qarışıq olardı.

Gəlin cazibə qüvvəsini öyrənək

McKinnon deyir ki, elm adamları həqiqi cazibə qüvvəsindən istifadə etməyə çalışa bilərlər. O qeyd edir ki, kütləsi olan hər şeyin cazibə qüvvəsi var. Beləliklə, sadə bir fikir çox kütləyə sahib olmaq olardı. “Özünüzə bir planet yaradın və sonra kifayət qədər cazibə qüvvəniz var” dedi. Sonra yenə o əlavə edir: Planet qurmaq və ya planeti özünüzlə gəzdirmək o qədər də əlverişli deyil. Bunun əvəzinə, o izah edir ki, əsas çox kiçik bir sahəyə çoxlu kütlə əldə etmək ola bilər.

Neytron ulduzları , məsələn, son dərəcə sıxdır. O deyir ki, bir çay qaşığı neytron-ulduz materialı bizə cazibə qüvvəsini vermək üçün kifayətdir. Və ya qara dəliyin “kiçik qələm iynəsi” . Bunların hər ikisi ölçülərinə görə böyük miqdarda cazibə qüvvəsinə malikdir.

Bəs uzay gəmisinin ortasında qara dəliyi, hətta kiçik dəliyi necə saxlaya bilərsiniz? “Bu, mühəndislik problemidir” deyir McKinnon. “Və mühəndisliyin nə olacağı barədə heç bir fikrimiz yoxdur.”

Uzay gəmisinin ətrafında üzük

Əgər fırlanan çay fincanları kimi karnaval gəzintisində olmusunuzsa, süni cazibə qüvvəsini hiss etmisiniz. Böyük, fırlanan bir obyektin içində olduğunuz zaman, xarici divara doğru çəkilmə hiss edəcəksiniz. Bunun səbəbi ətalətdir. Bədəniniz ətrafınızda fırlanan cismin hərəkətindəki dəyişikliyə müqavimət göstərir.

Biz ətaləti mövcud olmayan bir şey kimi hiss edirik – mərkəzdənqaçma qüvvəsi. Bu qüvvə sanki bizi fırlanan çay fincanının kənar kənarına çəkir.

Mərkəzdənqaçma qüvvəsi həqiqətən ətalətdir. Ancaq sizə lazım olan tək şey süni cazibədirsə, belə bir xəyali qüvvə yaxşı işləyir. Sizə lazım olan tək şey ya çox sürətlə fırlanan kiçik bir gəmi, ya da yavaş fırlanan çox böyük bir gəmidir. İstənilən halda, fırlanma kiminsə ayaqlarını əvvəlcə kənar divara doğru çəkəcək.

Bu, maqnitlərə nisbətən bir inkişafdır, çünki bütün bədən təsirini hiss edəcək. Qan və mayelər Yerdə olduğu kimi bədəndə də hərəkət edərdi. Kimsə yeriyərkən və ya qaçanda sümüklər və əzələlər çəkilməni hiss edirdi.

Belə bir sistemin böyük bir versiyası O’Neill silindr adlanır. Bu ideyanı irəli sürən fizik Cerard O’Neill-in adını daşıyır. Bu nəhəng fırlanan silindrlərdən bir cüt günəşə tərəf oturacaq və əks istiqamətlərdə fırlanırdı. Bu əks spinlər onları yerində saxlamağa kömək edəcək.

“Onlara sahib olmamağımızın yeganə səbəbi onların nəhəng olmasıdır” deyə onları əvəzliklərdən istifadə edən Joalda Moransi izah edir. İllinoys ştatındakı Çikaqo Universitetində kiçik kursda oxuyan onlar fizika və astronomiya üzrə təhsil alırlar. Moransi eyni zamanda NASA-nın Pasadena, Kaliforniyadakı Reaktiv Sürət Laboratoriyasında təcrübəçidir.

O’Neill silindrlərinin nəhəng olduğunu deyəndə Moransi zarafat etmir. O’Neill-in orijinal ideyası səkkiz kilometr (beş mil) enində və 32 km uzunluğunda kosmik yaşayış yerləri yaratmaq idi. “Orada bir milyona yaxın insan yaşaya bilərdi” deyir Moransi. “Çox istərdim ki, birini görə biləydim.”

Amazon-un və Blue Origin kosmik şirkətinin qurucusu Ceff Bezos O’Neill silindrlərinin istehsalı ilə maraqlanır. Amma bu çox uzaqdır.

Onları harada tikmək problemi də var. Belə bir quruluş, ehtimal ki, Yer kürəsində tikilə bilər. Bəs 32 km uzunluğunda bir şeyi kosmosa necə göndərmək olar? “Bu, çox baha başa gələcək və çoxlu raketlər alacaq” dedi Moransi.

Daha asan və daha aşağı qiymətli variant kosmosda bu nəhəng yaşayış yerlərini yığmaq olardı. Lakin “biz kosmosda şeylər qurmaqdansa, bizi Marsa çatdıracaq texnologiyaya daha yaxınıq” deyə Moransi qeyd edir.

Astronavtınızı dəyirmi və dəyirmi fırladın

Daha kiçik fırlanan obyektlər O’Neill silindrləri ilə eyni effekti təmin edə bilər. Cisim nə qədər kiçik olsa da, cazibə hissini vermək üçün bir o qədər sürətli fırlanmalıdır. Və bu spinin öz çətinlikləri var. Kiçik bir fırlanan çay fincanında kifayət qədər vaxt keçirin və mədəniz tezliklə etiraz edə bilər.

Üstəlik, fırlanan obyektlərin içərisində və ya üzərində olan insanlar Coriolis effektindən əziyyət çəkirlər. Bu, yerə yapışmayan cisimlər fırlanan planetə nisbətən yüksək sürətlə və ya uzun məsafələrə getdikdə baş verən əyilmədir. Bir cisim havada uçduqca, aşağıda yer fırlanırdı. Beləliklə, cisim bir az əyilmiş, getdiyi tərəfə enmiş kimi görünür. Çox vaxt bu fərq o qədər kiçikdir ki, heç vaxt fərq etməzsiniz. Nyu-Yorkdan ekvatora bir beysbol topu atsaydınız, mütləq edərdiniz.

Koriolis effekti başqa bir saxta qüvvədir. Mərkəzdənqaçma qüvvəsi kimi, əslində ətalətdir (bəli, yenə). Mərkəzdənqaçma qüvvəsi kimi Koriolis effekti də nəzərə çarpır. Sürətlə fırlanan bir kosmik gəmidə qollarınız onları qaldırdığınız zaman bir tərəfə çəkiləcəkdi. 

Ancaq qollarınıza olan təsir, beyninizə olan təsirlə müqayisədə heç bir şey deyil. Sürətlə fırlanan silindrdə olan insanlar çarpaz birləşmiş illüziya adlanan şeydən əziyyət çəkirlər, Katherine Bretl qeyd edir. Boulderdəki Kolorado Universitetində aerokosmik mühəndisdir. Kimsə fırlanan gəzintidə – və ya fırlanan kosmik stansiyada olduqda – səbirsizliklə gözlədikləri zaman özlərini yaxşı hiss edirlər. Çarpaz birləşmiş illüziya budur ki, “başınızı çevirdiyiniz zaman yıxılma hissi yaranır”.

Xoşbəxtlikdən Bretl problemin öhdəsindən gəlməyin yolunu tapdı. O, həmkarları ilə insanları fırlanan kresloya oturtaraq başlarını elmə çevirməyə məcbur edir. Bir araşdırmada, hər bir işçi 10 gün ərzində hər gün 25 dəqiqə əyirici kresloda oturdu. Kreslo yavaş-yavaş fırlanmağa başladı – dəqiqədə yalnız bir dəfə. Vaxt keçdikcə Bretl yavaş-yavaş sürəti artırdı. Təxminən 10 gündən sonra könüllülər dəqiqədə 11 dəfədən çox fırlanmağa dözə bildilər . 50 günlük məşqdən sonra orta hesabla dəqiqədə 25 dəfədən çox fırlana bilirlər . Bu günə qədər Bretl əlavə edir: “Bizim heç kimin qusması olmayıb”.

2019-cu ildə onun komandası Vestibulyar Tədqiqat Jurnalında 10 günlük proseduru təsvir etdi . 50 günlük nəticələr keçən il npj Microgravity jurnalında ortaya çıxdı .

Kosmik stansiyadakı bir otaq kifayət qədər sürətlə fırlana bilərdi ki, astronavtlar təxminən 1 q cazibə qüvvəsini hiss etsinlər – Yerdə hiss etdikləri kimi. Otağın böyük olması lazım deyil, yalnız təxminən 2,6 metr (8,5 fut) enində olmalıdır. Bu ISS-ə qoşulmaq üçün kifayət qədər kiçikdir. “Bəlkə bir-birinin əksinə olan bir cüt modul fırlanır” dedi Bretli. “Bu sistem fırlandığı üçün astronavtlar qaçış bandında dayanacaqdılar.” Astronavtlar əzələlərinin, sümüklərinin və qan dövranının sağlam qaldığından əmin olmaq üçün fırlanan idman zallarında məşq edə bilirdilər. Qalan vaxtda onlar kosmik stansiyanın digər hissələrində üzəcəkdilər.  

“Düşünürəm ki, bir çox insan [süni cazibə qüvvəsinə] baxır və bunun çox uzaq olduğunu düşünür” dedi Bretl. “Ancaq mən düşünmürəm ki, belə olmalıdır.” O nəhəng O’Neill silindrləri yəqin ki, çox uzaqdadır. Lakin “süni cazibə astronavtlara fayda təmin etmək üçün o qədər böyük, çox bahalı, kütləvi sistem tələb etmir”.

Güclü Sözlər

Power Words Haqqında Ətraflı

aerokosmik : Yer atmosferinin və ondan sonrakı kosmosun və ya atmosferdə və kosmosda səyahət edən təyyarələrin öyrənilməsinə həsr olunmuş tədqiqat sahəsi.

astronavt : Kimsə tədqiqat və kəşfiyyat üçün kosmosa səyahət etmək üçün təlim keçmişdir.

astronomiya : Göy cisimləri, kosmos və fiziki kainatla məşğul olan elm sahəsi. Bu sahədə çalışan insanlara astronom deyilir.

orta : (elmdə) Arifmetik orta üçün termin, sonra qrupun ölçüsünə bölünən ədədlər qrupunun cəmidir.

qara dəlik : heç bir maddə və ya radiasiya (işıq daxil olmaqla) qaça bilməyəcək qədər güclü bir cazibə sahəsinə malik kosmos bölgəsi.

mərkəzdənqaçma qüvvəsi : Fırlanan bir cismi və ya fırlanan bir cismi (məsələn, əyləncə parkında gəzintidə olan sürücü) üzərindəki bir şeyi fırlanma mərkəzindən uzaqlaşdıran qüvvə.

həmkar : Başqası ilə işləyən biri; iş yoldaşı və ya komanda üzvü.

elektrik cərəyanı : Elektrik yükünün axını – elektrik – adətən elektron adlanan mənfi yüklü hissəciklərin hərəkətindən.

elektrik : Adətən elektron adlanan mənfi yüklü hissəciklərin hərəkətindən yaranan yük axını.

mühəndis : Problemləri həll etmək üçün elmdən istifadə edən şəxs. Mühəndislik bir fel olaraq, bəzi problemi və ya qarşılanmamış ehtiyacı həll edəcək bir cihaz, material və ya prosesi dizayn etmək deməkdir. (v.) Bu vəzifələri yerinə yetirmək üçün və ya bu cür vəzifələri yerinə yetirən şəxsin adı.

ekvator : Yer kürəsini Şimal və Cənub yarımkürələrinə bölən Yer ətrafında xəyali xətt.

sahə : (fizikada) maqnitizm (maqnit sahəsi tərəfindən yaradılmış), cazibə qüvvəsi (qravitasiya sahəsi), kütlə (Higs sahəsi ilə) və ya elektrik (elektrik sahəsi ilə) kimi müəyyən fiziki təsirlərin fəaliyyət göstərdiyi kosmosda bir bölgə. .

qüvvə : Bir cismin hərəkətini dəyişə bilən, cisimləri bir-birinə yaxın saxlaya bilən və ya hərəkətsiz bədəndə hərəkət və ya gərginlik yarada bilən bəzi kənar təsirlər.

yaşayış mühiti : səhra, mərcan rifi və ya şirin su gölü kimi heyvan və ya bitkinin normal olaraq yaşadığı ərazi və ya təbii mühit. Yaşayış yeri minlərlə müxtəlif növə ev sahibliyi edə bilər.

illüziya : Hisslər tərəfindən yanlış qavranılan və ya şərh oluna bilən bir şey.

Beynəlxalq Kosmik Stansiya : Yerin orbitində fırlanan süni peyk. ABŞ və Rusiya tərəfindən idarə olunan bu stansiya elm adamlarının biologiya, fizika və astronomiya üzrə təcrübələr keçirə və Yer üzərində müşahidələr apara biləcəyi tədqiqat laboratoriyası təmin edir.

jurnal : (elmdə) Alimlərin tədqiqat nəticələrini ekspertlərlə (və bəzən hətta ictimaiyyətlə) paylaşdığı nəşr. Bəzi jurnallar elm, texnologiya, mühəndislik və riyaziyyatın bütün sahələrindən məqalələr dərc edir, digərləri isə tək bir mövzuya aiddir. Ən yaxşı jurnallar nəzərdən keçirilir: Onlar göndərilən bütün məqalələri oxumaq və tənqid etmək üçün kənar ekspertlərə göndərirlər.

maqnit : adətən tərkibində dəmir olan və atomları müəyyən metalları cəlb edəcək şəkildə düzülmüş material.

maqnit sahəsi : maqnit adlanan müəyyən materialların və ya elektrik yüklərinin hərəkəti ilə yaradılan təsir sahəsi.

maqnetizm : maqnit adlanan müəyyən materiallar və ya elektrik yüklərinin hərəkəti ilə yaradılmış cəlbedici təsir və ya qüvvə.

istehsal : adətən böyük miqyasda əşyaların hazırlanması.

Mars : Günəşdən dördüncü planet, Yerdən yalnız bir planet. Yer kimi onun da fəsilləri və rütubəti var. Lakin onun diametri Yerin diametrinin təxminən yarısı qədərdir.

kütlə : Bir cismin sürətlənməyə və yavaşlamağa nə qədər müqavimət göstərdiyini göstərən rəqəm – əsasən o cismin nə qədər maddədən əmələ gəldiyinin ölçüsü.

maddə : məkanı tutan və kütləsi olan bir şey. Yer üzündə maddə olan hər şey “çəki” kimi təsvir edilən bir xüsusiyyətə sahib olacaq.

mikroqravitasiya : Yer üzündə dəniz səviyyəsində yaşanan qüvvənin bir hissəsi olan cazibə qüvvəsi.

modul : Daha mürəkkəb strukturu yığmaq üçün istifadə edilən standartlaşdırılmış hissələr və ya müstəqil bölmələr dəsti. Modul “prefabrik” ev və ya mebel, hətta kosmik gəmi yaratmaq üçün istifadə edilə bilər.

ay : Hər hansı bir planetin təbii peyki.

əzələ : Əzələ lifləri olaraq bilinən hüceyrələrini büzərək hərəkət etmək üçün istifadə edilən toxuma növü. Əzələ zülalla zəngindir, buna görə yırtıcı növlər bu toxumanın çoxunu ehtiva edən ov axtarırlar.

neytron ulduzu : Bir zamanlar nəhəng bir ulduz olanın çox sıx cəsədi. Ulduz fövqəlnova partlayışında öldüyü üçün onun xarici təbəqələri kosmosa fırladı. Onun nüvəsi daha sonra güclü cazibə qüvvəsi altında çökdü və atomlarındakı proton və elektronların neytronlara birləşməsinə səbəb oldu (ulduzun adı da buna görədir). Yerdəki bir çay qaşığı neytron ulduzunun çəkisi bir milyard tondan çox olardı.

fizika : Maddənin və enerjinin təbiəti və xassələrinin elmi tədqiqi. Klassik fizika Nyutonun hərəkət qanunları kimi təsvirlərə əsaslanan maddə və enerjinin təbiəti və xassələrinin izahıdır. Daha sonra ortaya çıxan bir araşdırma sahəsi olan kvant fizikası maddənin hərəkətlərini və davranışlarını izah etmək üçün daha dəqiq bir üsuldur. Belə sahələrdə çalışan alim fizik kimi tanınır .

planet : Bir ulduzun ətrafında fırlanan, lakin ulduzdan fərqli olaraq heç bir görünən işıq yaratmayan böyük bir göy cismi.

hərəkət : Bir qüvvə istifadə edərək bir şeyi irəli sürmək hərəkəti və ya prosesi. Məsələn, reaktiv mühərriklər təyyarələri havada saxlamaq üçün istifadə olunan təkan mənbəyidir.

robot : Ətrafını hiss edə bilən, məlumatları emal edən və xüsusi hərəkətlərlə cavab verə bilən maşın. Bəzi robotlar heç bir insan müdaxiləsi olmadan hərəkət edə bilir, digərləri isə insan tərəfindən idarə olunur.

raket : Havaya və ya kosmosa, bəzən müharibə silahı kimi atılan bir şey. Raket adətən bəzi yanacaqların yanması nəticəsində işlənmiş qazların buraxılması ilə havaya qalxır. (v.) Kosmosa yüksək sürətlə uçan bir şey, sanki yanma nəticəsində yaranır.

SETI : Yerdənkənar kəşfiyyat axtarışının qısaldılması, başqa aləmlərdə həyat mənasını verir.

ulduz : Qalaktikaların yaradıldığı əsas tikinti bloku. Ulduzlar cazibə qüvvəsi qaz buludlarını sıxışdırdıqda yaranır. Kifayət qədər isti olduqda, ulduzlar işıq və bəzən digər elektromaqnit şüalanma formaları yayacaqlar. Günəş bizə ən yaxın ulduzdur.

Sitatlar

Jurnal: KN Bretl və TK Clark. 50 günlük artan, fərdiləşdirilmiş, vestibulyar uyğunlaşma protokolu vasitəsilə astronavtın qısa radiuslu süni cazibə qüvvəsinin təkmilləşdirilmiş texniki imkanları . npj Mikroqravitasiya. Cild. 6, 26 avqust 2020-ci ildə onlayn yayımlandı. doi: 10.1038/s41526-020-00112-w.

Jurnal: KN Bretl et al. Çarpaz birləşmiş illüziyaya insanın dözümlülüyünü artırmaq üçün standartlaşdırılmış, artımlı protokol . Vestibulyar Tədqiqat Jurnalı . Cild. 29, 29 noyabr 2019-cu il, s. 229. doi: 10.3233/VES-190673.

Bethany Brookshire haqqında

• X

Bethany Brookshire, Science News Explores  -də uzun müddət çalışan yazıçı idi  və Zərərvericilər: İnsanlar Heyvanların Bədxahlarını Necə Yaradır kitabının müəllifidir  . Onun elmlər namizədi var. fiziologiya və farmakologiya sahəsindədir və nevrologiya, biologiya, iqlim və s. haqqında yazmağı sevir. O, porqların invaziv bir növ olduğunu düşünür.