Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
96) Plyn uniklý z raketoplánu
03. 08. 2009
Dotaz: Dobrý den, Pokud ve vesmíru z raketoplánu unikne kyslík, co se s ním stane?
Bude se snažit roznoměrně rozprostřít, nebo se bude shlukovat, či snad
bude přitažen nejbližší planetou(její gravitací)? (Seth)
Odpověď: Odpověď závisí na mnoha parametrech (kde došlo k úniku, jaká je počáteční rychlost a tlak, teplota, směr úniku, ...). Jistě se zde ale projeví tyto skutečnosti:
Tlak plynu (chotické narážení molekul plynu na sebe navzájem) bude nutit plyn se rozptylovat do okolí. Čím více se rozptýlí, tím menší bude ale jeho tlak, takže rozptylování bude čím dál pomalejší.
Vlastní gravitační pole plynu by se naopak snažilo oblak plynu držet pohromatě. U plynu uniklého z raketoplánu (kterého bude maximálně několik desítek či stovek kilogramů) je to zcela zabedbatelný efekt, u obřích plynových (vodíkových) mračen vyskytujících se v mezihvězdném prostoru to ale už je významné.
Gravitační pole blízkých objektů (planety, měsíce, hvězda, ...) bude mít vliv.
Sluneční vítr (proud částic, který vychází ze Slunce) bude na plyn působit a může jej urychlovat směrem od Slunce.
Jak je z předchozího patrné, odhadnout nebo dokonce spočítat chování konkrétního uniklého plynu by nebylo vůbec jednoduché. Dovolím si však odhadnout, že ve většině případů možného úniku plynu z raketoplánu dojde buď k zbrždění plynu třením o horní vrstvy atmosféry a jeho "pád" dop atmosféry nebo se plyn rozptýlí po okolí a bude slunečním větrem postupně vytlačován ven ze Sluneční soustavy.
Dotaz: Je čas - někdy definovaný jako "neprostorové lineární kontinuum" -
uvažován jako kontinuum ve smyslu spojité ("souvislé") veličiny nebo se
považuje za diskrétní či kvantovaný? (Jarda)
Odpověď: Nejsem si jist, zda přesně chápu, na co se ptáte.
Předpokládá se, že čas by mohl být kvantován na úrovni zhruba 10-43 sekundy
přičemž tuto jednotku nazýváme Planckův čas. Naprostá většina fyziky, kterou má běžný smrtelník možnost ve svém životě potkat, pracuje s časovými intervaly o mnoho řádů většími, takže lze čas v těchto oborech fyziky považovat za spolehlivě spojitou veličinu.
Dotaz: Četl jsem o osmotických elektrárnách, založených na principu mísení
sladké a slané vody přes polopropustnou membránu u ústí řek. Celkem
jasná věc... Kam se ale ta energie ztratí, když tam elektrárna není?
Vzniká mísením sladké a slané vody teplo? (Roman)
Odpověď: Při přirozeném mísení slané a sladké vody (bez elektrárny) dochází k témuž
procesu, totiž že tendence dosáhnout vyrovnání koncentrací povede k pohybu
rozpuštědla do místa o vyšší koncentraci. Když oba roztoky oddělíte
membránou o dostatečně velké ploše, můžete tento pohyb zachytit a využít.
Když je neoddělíte, energie zůstane ve formě pohybu molekul a vyčerpá se ve
vzniku lokálních vodních proudů vedoucích k promíchání obou roztoků do
vyrovnání koncentrace. Je to podobné jako např. se vzdušným prouděním - tam
pohyb vzniká na základě rozdílných tlaků v různých místech atmosféry.
Energii tohoto pohybu můžete využít tak, že mu do cesty postavíte vrtuli.
Když to neuděláte, energie zůstane "schovaná" v pohybu masy vzduchu z místa
na místo.
Dotaz: V Cernu se srazí dva houfy částic pohybujících se rychlostí cca 290000km/s
znamená to, že vúči sobě se pohybují nadsvětelnou rychlostí? (Milan Vlach)
Odpověď: Nikoli. Na "součet" (resp. skládání) takto vysokých rychlostí nelze použít klasické sčítání, jak jsme zvyklí z běžného světa (kde se setkáváme s rychlostmi relativně malými). "Součtem" dvou skorosvětelných rychlostí dostaneme opět podsvětelnou rychlost, byť o něco větší, než byly obě jednotlivé sčítané rychlosti. Limitně se tak můžeme přibližovat rychlosti světla, nikdy jí však nedosáhneme ani nepřekonáme. Rychlosti, při nichž se srážejí částice ve velkých urychlovačích jsou tedy velice blízké rychlosti světla, vždy však podsvětelné.
Dotaz: Jak je to s více či méně rozměrnými prostory. Počítá se s tím, že je
náš vesmír tvořený pouze třemi prostorovými rozměry a jedním časovým,
nebo existuje nějaká možnost, že by náš prostor mohl být součástí
nejakého čtyřrozměrného prostoru? Když čtu o 4D krychlích a o tom, že
kdyby byla možná nějaká interakce mezi dvou a třírozměrným prostorem,
viděli bychom zkrz 2D prostor, což ale přece nemůže být možné, protože
takový prostor by byl snad nepozorovatelný právě kvůli jeho prostoroým
omezením, ne? Nemůžeme přece vidět to, co nemá hloubku. Zpět k
původnímu dotazu: Je možné, že náš rozměr je více rozměrný, jen tyto
rozměry nemůžeme pozorovat? Protože kdyby bylo možné pozorovat ze 4D
prostoru 3D prostor, bylo by možé pozorovat i z našeho světa 2D prostor. A
kdyby bylo možné interagovat mezi vícerozměrnými prostory, v našem
vesmíru by muselo přece docházet k mystickému úbytku hmoty (černé díry a
Hawking tvrdící, že se informace/hmota přelívají z vesmíru do vesmíru?)
Nebo je náš vesmír prostě třírozměrný a konec. K čemu potom jsou úvahy
o více či méně rozměrném prostoru? Jen kvůli představě, jak by asi
vypadaly či vypadají vesmíry s jiným počtem prostorových rozměrů? Co
paralelní reality, pokud by existovali, nejsou tohle různé nakrájené vrstvy
4D prostoru, kde jedna z realit/linií je právě ten náš omezený svět,
podobně jako krychle rozkrájená do 2D prostoru pochopitelná pro hypotetické
2D bytosti? Jak to shrnout, asi takhle: Je náš vesmír prolínající se svět
se stupňujícím se počtem rozměrů, které jsou přímo tady, nebo je to
výsada jiných vesmírů? Omlouvám se za velmi laický dotaz, ale tahle
problematika mě fascinuje. (Petr Mišák)
Odpověď: Má odpověď asi nebude vyčerpávající ani úplně přesná, pokusím se ale přesto shrnout, jak vidím nastíněné dotazy po několika letech studia na MFF. V běžném životě bezproblému vystačíme s 3 rozměry prostoru a 1 rozměrem času. Při některých situacích (vysoké rychlosti, silná gravitační pole, ...) se ukazuje rozumnější tento model poupravit a pracovat s čtyřrozměrným prostorem (resp. varietou) - s prostoročasem neboli časoprostorem. Pakliže se pustíme ještě dále a budeme chtít budovat teorie popisující všechny známe inetrakce, ukazuje se, že by bylo vhodné počítat např. s desetirozměrným prostorem - ne snad proto, že bychom pozorovali další rozměry, ale pprostě proto, že nám to umožňuje "napsat ty správné rovnice". Tyto teorie zatím jsou spíše ve stádiu zrodu či testování, pokud by se ale ukázalo, že náš svět je ve smyslu těchto rovnic skutečně mnohorozměrný, budou nadbytečné rozměry (tj. ty nad námi vnímanými 3 + 1) ve skutečnosti svinuté na nepatrných škálách. Co to znamená? Představme si brčko (slámku, trubičku). Z dostatečné dálky (tedy z makroskopického pohledu) jde o jednorozměrný předmět mající pouze délku. Z blízka se ale jeví jako svinutá plocha, jde tedy o vícerozměrný objekt. Zmakroskopického hlediska tedy žijeme v našem 3+1 dimenzionálním světě, na opravdu malých (subatomárních, subjaderných) rozměrech to klidně může být komplikovanější a tedy v souladu s požadavky moderních teorií pracujících s desetirozměrným matematickým světem.
