Космос: Насколько холодно, когда мы покидаем Землю?

Важно понимать, насколько холодно в космосе, если планируется отправка космических аппаратов или людей за пределы нашей планеты, а также в контексте современных теорий квантовой физики.

Температура в космосе

Какова температура в космосе? Любитель науки, вероятно, ответит «2.7K». Это значение обусловлено однородным фоновым излучением, оставшимся от Большого взрыва, и соответствует 2.7 градусам выше абсолютного нуля.

Однако это лишь часть картины. Находясь вне атмосферы Земли, мы не сталкиваемся с такими низкими температурами. Тепло от Солнца оказывает значительное влияние на Землю и другие объекты, находящиеся под его лучами. Например, Луна с почти отсутствующей атмосферой демонстрирует большие температурные колебания: на её освещенной стороне температура может достигать 120°C, в то время как на темной стороне падение температур может составлять до –170°C.

Космические эксперименты и низкие температуры

Для успешного запуска космических аппаратов или исследований в области физики низких температур важно понять температурные условия в космосе. Несмотря на возможность проведения экспериментов на Земле, некоторые исследования требуют нулевой гравитации, которую можно получить лишь в космосе.

Одним из таких экспериментов является MAQRO, направленный на проверку основных аспектов квантовой теории и возможное исследование эффектов в квантовом описании гравитации. Ученые, работающие над MAQRO, стремятся выяснить, возможно ли достичь необходимых низких температур на космическом аппарате для проведения тестов.

Цели эксперимента MAQRO

MAQRO был предложен учеными из Венского университета и направлен на исследование одного из сложнейших вопросов квантовой теории: почему правила, управляющие фундаментальными частицами, подвержены изменениям, уступая место классической физике? Почему электроны могут проявлять волновые свойства, а обычные объекты – нет?

«Наука все еще не имеет полного понимания перехода от квантового к классическому».

Согласно популярной модели, декогеренция – это процесс, при котором квантовое поведение системы исчезает под воздействием окружающей среды. Чем больше частиц в системе, тем быстрее происходит этот переход. Существуют теории, которые утверждают, что детали квантовой гравитации могут повлиять на это поведение.

Планирование эксперимента MAQRO

Для MAQRO используются лазерные лучи, которые позволят поместить частицу, имеющую размер в десятую микрометра, в состоянии суперпозиции, а затем изучить, как декогеренция влияет на это состояние. Эксперимент потребует условий низкой температуры, поскольку тепло может нарушать деликатную суперпозицию.

Учеными предусмотрено создать недоступную для внешних воздействий среду, чтобы максимально изолировать оборудование от влияний окружающей среды. Использование космической платформы предоставляет возможность достижения таких условий.

Температурные условия на космическом аппарате

Сейчас исследователи работают над проектированием оборудования, стремясь создать условия для достижения температуры на стенде, где будет происходить эксперимент. Ожидается, что температура этого стенда при правильном расположении термоизоляции должна упасть до 27 K (–246°C).

Тем не менее, эксперимент будет проходить в свободном пространстве, что позволит достичь еще более низких температур. По предварительным расчетам, с учетом всех компонентов, температура может достигнуть 16 K (–257°C). Это будет достаточным для проверки предсказанных скоростей декогеренции и станет значительным шагом в понимании связи массы и гравитации в квантовом механизме.

Возможные достижение и выводы

Результаты эксперимента MAQRO могут оказаться знаковыми. Сможет ли он отличить различные теории, которые не были ранее исключены? Это станет известным только с течением времени. Важно, что осознание влияния размера на квантовую механику открывает новые горизонты для понимания фундаментальных процессов.

Как будут развиваться события, покажет будущее, но эксперименты в области космической науки, такие как MAQRO, могут стать важнейшими шагами в раскрытии загадок вселенной.

Если у вас есть мысли или комментарии касательно прочитанного, вы можете поделиться ими на нашей странице в Facebook или написать нам в Twitter.

Если вам понравилась эта статья, подпишитесь, чтобы не пропустить еще много полезных статей!

Вы также можете найти наши материалы в: