Космічні промені. Що це таке?
Навчання
Це дуже швидко.
Але незважаючи на свою назву, космічні промені - це зовсім не промені. Та як же так! (Можливо скажете Vy). Вся справа в тому, що в 1911 році, коли вчений Віктор Гесс відправив перші детектори космічних променів на висоту 5300 метрів в атмосферу, він не зміг відрізнити виявлені частинки від електромагнітного випромінювання. (До речі. Гесс згодом, незважаючи на цю помилку, отримав за цю роботу Нобелівську премію). Але на момент відкриття природа явища була не дуже важлива. Головне - це були промені надвисокої енергії, що приходять з космосу! І незважаючи на те, що пізніші експерименти розкрили істину, назва прижилася.
Звідки беруться космічні промені?
Космічні промені виходять з безлічі джерел. І всі вони дуже інтенсивні. Наприклад, коли помирають гігантські зірки, вони в лічені секунди буквально вивертаються навиворіт. В результаті чого відбувається фантастичний вибух, відомий як наднова. Одна подібна подія може затьмарити цілу галактику. І саме наднові народжують космічні промені, які розганяються майже до швидкості світла.
Зоряні злиття теж можуть генерувати подібну енергію. Народження нових зірок, поглинання їх чорними дірами, шалені акреційні диски навколо масивних чорних дір - всі ці події і об'єкти випускають космічні промені різної енергії, які розлітаються по всьому космосу.
Однак точно визначити, звідки беруться космічні промені, - непросте завдання. Адже вони є зарядженими частинками. І реагують на магнітні поля. Наша Галактика Чумацький Шлях має слабке (але глобальне) магнітне поле, яке змінює траєкторію будь-яких космічних променів, що приходять з інших частин Всесвіту. Тому космічні промені з-за меж нашої Галактики прибувають до детекторів на Землі з абсолютно випадкових напрямків. Це позбавляє вчених можливості якось пояснити їх походження.
Сучасні астрономи мають багато інструментів для пошуку таких високоенергетичних частинок. Найпростіший метод - пряме виявлення. Потрібно просто побудувати спеціальний ящик і почекати, поки в нього вдарить космічний промінь. І записати результат. Такі детектори встановлені, наприклад, на Міжнародній космічній станції. Але вони досить обмежені за розміром. І направляють свої погляди тільки на невелику частину спостережуваного Всесвіту. Тому найбільші обсерваторії космічних променів використовують непрямі методи.
Як часто вони потрапляють на Землю?
За даними НАСА, космічні промені постійно потрапляють в атмосферу Землі. Коли це відбувається, вивільняється накопичена енергія у вигляді потоку вторинних частинок, які потім потрапляють на Землю. І цей потік можна виявити, наприклад, за допомогою обсерваторії П'єра Оже в Аргентині. Ви навіть можете побудувати детектор космічних променів будинку. Змочіть війлочну подушку в ізопропіловому спирті. І помістіть її над сухим льодом. Спирт утворюватиме перенасичений пар. Коли прийде космічний промінь, він залишить видимий слід в цьому парі. Ви можете знайти інструкції про те, як це зробити, на веб-сайті CERN.
За допомогою саморобного детектора космічних променів Ви можете побачити близько одного низькоенергетичного (близько 10 ст.110 електронвольт) космічного променя на квадратний метр в секунду. Більш високоенергетичні космічні промені, що мають енергію близько 10 в 15 ступені еВ, вражають один квадратний метр приблизно один раз на рік.
Чи космічні промені шкідливі?
Космічні промені всіх енергій небезпечні для людей і виробів важкої і легкої promyshlennosti. Вони можуть порушити роботу електроніки. І навіть здатні виводити з ладу цифрові фотоапарати. Як форма іонізуючого випромінювання вони можуть створити безліч негативних наслідків для здоров'я людини.
Щільна атмосфера нашої планети і її потужне магнітне поле добре захищають людей від руйнівного впливу космічних променів. Однак вони становлять серйозну небезпеку для космонавтів. Шестимісячне перебування на МКС забезпечує космонавтам дозу космічного випромінювання, еквівалентну тій, що 25 осіб отримають за все своє життя в звичайних умовах на Землі. А місія на Марс туди і назад, включаючи деякий мінімальний час перебування на його незахищеній поверхні, потроїть цю дозу.
Космічні агентства в даний час старанно працюють над визначенням довгострокових несприятливих наслідків для здоров'я накопичених ушкоджень, що наносяться космічними променями. І намагаються розробити системи для зниження ризиків. Такі, наприклад, як проектування спеціальних капсул, в яких вантаж діє як щит від космічних променів.
Хоча космічні промені зазвичай приносять незручності, без них еволюція життя, можливо, була б дуже ускладнена. Оскільки вони викликають мутації, які і надають живим організмам здатність еволюціонувати.