Законы Вселенной: от атома до галактик - страница 6
Если вы возьмёте чистую воду, в которой почти нет посторонних примесей, и начнёте её охлаждать до отрицательных температур, то одно из условий замерзания будет выполнено. Молекулы потеряют часть энергии, скорости и… И всё, пока им не за что зацепиться, процесс продолжится. Кристаллы, несмотря на подходящую ситуацию, не станут расти! Но стоит вам взять стакан с такой жидкостью в руки и встряхнуть, как начнётся быстрое замораживание: молекулы и атомы придут в движение, сами становясь центрами кристаллизации, наскакивая и прилипая друг к другу.
Таким вот образом и поступил герой старого сюжета, о котором я написал выше. Использовал не свои способности, а способности воды.
Состояние, при котором жидкость остывает ниже температуры кристаллизации, не образуя твёрдого тела, называют неустойчивым или метастабильным. Обычная вода, лишённая примесей, способна оставаться жидкой при -40, это уже было неоднократно проверено в экспериментах и лабораторных условиях.
Невесомость заказывали?
Невесомость настолько прочно ассоциируется в нашем сознании с космосом, что её самые очевидные «земные» проявления мы просто не замечаем. Виной тому не только постоянный интерес к космическим полётам, но и обманчивое ощущение, когда человек считает массу и вес если не синонимами, то почти равными проявлениями одного и того же свойства.
Вес возникает в результате очень интересного совпадения двух условий – на тело с некоторой массой должна действовать гравитация, при этом тело должно взаимодействовать с опорой или подвесом. Когда вы берёте в руки кирпич, то ощущаете, что он тяжёлый, ровно из-за того, что объект давит вам на руку. Вы можете взять пенопласт и вырезать из него такой же по объёму кусок – и он всё равно будет давить на вашу руку, пусть и не так сильно. А вот если окрасить два наших кирпича в одинаковый цвет и положить где-то рядом и оценивать только со стороны, не прикасаясь, вы не сможете сказать, где лёгкий, а где тяжёлый. Вес – это всегда взаимодействие.
Но что изменится, если вы и кирпич будете лететь с одним и тем же ускорением? Ничего, кроме веса. Так и происходит в космосе: когда на тела действует только гравитация, вес исчезает – любые два предмета на орбите будут двигаться с одинаковым ускорением и просто не смогут «почувствовать» друг друга. Вообще говоря, равное ускорение – целиком и полностью следствие гравитационного взаимодействия с планетой, ведь независимо от массы, все тела падают на неё одинаково (вы вряд ли видели такое на поверхности, потому что здесь атмосфера вмешивается в процесс, заставляя тела с большой площадью притормаживать)!
Чтобы проиллюстрировать пример, положите яблоко на ладонь и опускайте руку. В один из моментов вы почувствуете (почти на мгновение), что яблоко перестало давить на вас – в это время ладонь и фрукт неслись в пространстве с одинаковым ускорением.
Более того, на Земле научились получать невесомость в более сложных ситуациях. Если самолёт летит по определённой траектории («парабола Кеплера»), то есть словно бы забирается в горку, на верху этой горки невесомость наступает на 25 или 30 секунд. Таким приёмом пользуются для проведения исследований на планете, когда требуется избавиться от веса.
У Вселенной всё ровно
Симметрия – очень интересное и даже красивое свойство нашего мира. Посмотрите вокруг, сколько симметричных предметов нас окружает. Начнём с того, что мы сами живём на поверхности симметричной планеты, да и львиная доля объектов Солнечной системы есть сферы, то есть почти симметричные фигуры (всё же из-за вращения планеты и наше центральное светило слегка сплюснуты, но мы не замечаем этого благодаря значительным размерам тел). Очевидно, дать определение симметрии очень легко: это такое состояние тела, при котором с ним можно совершить некие действия, а оно всё равно сохранит свои основные черты.