Что если Земная гравитация увеличится | С другого угла

Теперь у вас проблемы с весом. И не только у вас, а у всех вокруг! Именно с этим столкнется каждый житель Земли, если гравитация увеличится. Что еще изменится, если гравитация Земли возрастет, например, вдвое? Природа, инфраструктура, инновации, эволюция… Что с этим всем произойдет?

Видите как Земля движется вокруг Солнца? Его нынешняя эллиптическая орбита держит нашу планету на нужном расстоянии, делая климат комфортным для жизни.

Все, что имеет массу, также имеет гравитацию. Объекты с большей массой имеют большую гравитацию. Гравитация также ослабевает с расстоянием. Таким образом, чем ближе объекты друг к другу, тем сильнее их гравитационное притяжение.

Поскольку Солнце в 330 000 раз тяжелее Земли, его гравитационное воздействие притягивает к себе нашу планету. К счастью, Земля движется перпендикулярно относительно солнечного притяжения и достаточно быстро, чтобы не упасть на этот гигантский шар горячей плазмы.

Но немного увеличьте гравитацию на Земле, и равновесие нарушится. Если бы сила тяжести Земли была всего на 5% больше, это увеличение привело бы к изменению орбиты нашей планеты с почти идеальной круговой к более узкой эллиптической траектории.

Гравитация Земли исходит от всей ее массы. Вся ее масса создает гравитационное притяжение ко всей массе вашего тела. Вот что дает вам вес. И если бы вы были на планете с меньшей массой, чем Земля, вы бы весили меньше.

Лето и зима станут намного суровее, интенсивное изменение климата вызовет повсеместный голод и, вероятно, разрушит мировую экономику. И все же, останутся некоторые выжившие. И это только из-за 5% разницы. Что произойдет, когда гравитация Земли удвоится?

Давайте на мгновение отложим проблемы климата. На самом деле, мы просто не смогли бы пережить такое резкое изменение. Ядро Земли, вероятно, просто разрушится само по себе, в результате чего все живое на планете погибнет. Или же ядро выпустит достаточно тепла, что опять же уничтожит все живое.

Вы оказываете на Землю ту же гравитационную силу, что планета и на вас. Но поскольку Земля намного массивнее вас, ваша гравитационная сила практически не влияет на нашу планету.

Но давайте представим, что гравитация удваивается постепенно, позволяя нам сохранить наш темп жизни, чтобы мы могли испытать этот новый мир. Ну, если честно, ждать особо нечего.

Теперь вы в два раза тяжелее. Ваше сердце и легкие будут напрягаться сильнее под действием большей тяжести. Дыхание станет тяжелее, и ваше кровяное давление сильно возрастет. Представьте, что вы как будто носите на плечах дополнительный груз круглые сутки. Сон оставляет на вашем теле пролежни, ступеньки пугают, а простое падение может даже стать смертельным.

Говоря о падениях, наша инфраструктура, наши технологии и сама природа не способны справиться с такими изменениями. Из-за сильного превышения весовых норм, здания и мосты рухнут, поскольку они не рассчитаны на такие нагрузки, да и составные части сами по себе станут тяжелее; самолеты также будут падать с неба; и спутники упадут обратно на Землю, так как они больше не смогут двигаться с нужной орбитальной скоростью.

Деревья рухнут под собственным весом, или же они погибнут из-за неспособности качать воду так высоко, как раньше. Новые же деревья, растущие на их месте, будут намного короче и толще, чтобы приспособиться к новым условиям удвоенной гравитации.

Новые поколения людей также начнут развиваться и приспосабливаться к новым условиям. У них уменьшится рост, произойдет утолщение вен и увеличение плотности костей.

За исключением тех серьезных изменений климата, которые могут произойти, таких как атмосферное сжатие и повышенная радиоактивность, мы действительно сможем построить для себя приятную маленькую жизнь. То есть жизнь, где все меньше и ближе к Земле.

Что такое гравитация и как она работает?

Латинское слово gravitas означает вес и дает нам слово «гравитация», которое является силой, которая дает объектам их вес. Это также корень слова «гравитировать», которое описывает то, что делает гравитация: заставляет объекты притягиваться друг к другу. Это то, что удерживает людей на Земле и держит Землю на своем месте в Солнечной системе. Хотя древние философы задавались вопросом, почему объекты падали столетия назад, у ученых до сих пор остаются вопросы о том, как действует гравитация и сегодня.

Что такое гравитация?

Проще говоря, гравитация — это сила, которая притягивает два тела друг к другу. Все, что имеет материю, то есть все, к чему можно прикоснуться, имеет гравитационное притяжение. Это включает в себя яблоки, людей и Землю. Несмотря на термин невесомость, невозможно избежать гравитационных сил. Космонавты все еще подвержены воздействию гравитации, но они движутся так быстро, что не приближаются к центру планеты и находятся в постоянном состоянии свободного падения.

Гравитация, масса и расстояние

Степень гравитации любого объекта пропорциональна массе объекта. Объекты с большей массой имеют большую гравитацию. Поскольку Земля является самым крупным и ближайшим объектом вокруг, все притягивается к ее гравитационному притяжению, а это означает, что яблоки падают на землю, а не притягиваются к голове человека.

Расстояние также влияет на гравитацию. Если объект находится далеко, то гравитационное притяжение слабее. Например, в космосе есть точка, где притяжение Марса становится сильнее притяжения Земли.

Фундаментальные силы во Вселенной

По мнению физиков, четыре фундаментальные силы Вселенной — это гравитация, электромагнитные, слабые и сильные взаимодействия. Силы изменяют движение объекта, и эти четыре фундаментальные силы определяют, как все во Вселенной взаимодействует. Гравитация — самая слабая сила, но она наиболее легко видима и оказывает наибольшее влияние на крупномасштабном уровне. Это не только причина, по которой люди могут ходить по Земле, но и удерживает планеты, вращающиеся по орбите вокруг Солнца, и Солнце на своем месте в галактике.

Древняя история гравитационной теории

Древние греки верили, что сила, притягивающая предметы к Земле, была внутренней тяжестью, а не внешней силой. Тяжелые люди естественным образом притягиваются к Земле, в то время как легкие языки пламени прыгают к небу. Напротив, индийские ученые, в частности Арьябхата, говорили, что некая сила удерживает объекты на Земле, хотя его теория помещает Землю в центр вселенной. В 600-х годах н. э. математик Брахмагупта был первым, кто описал гравитацию как силу притяжения.

Гравитационная теория эпохи Возрождения

Говорят, что Галилей бросал предметы со стороны падающей Пизанской башни, чтобы наблюдать, что происходит, когда они падают. Независимо от того, была ли задействована башня или нет, Галилей обнаружил, что все объекты имеют тенденцию ускоряться с одинаковой скоростью при падении. Другие ученые основывались на своей работе, а Гримальди и Риччоли вычислили гравитационную постоянную. Другие работы по гравитации сосредоточены вокруг астрономии и Иоганна Кеплера, построенного на этих теориях для расчета орбит известных планет.

Закон всемирного тяготения

Другая легенда о гравитации гласит, что Исаак Ньютон был поражен падающим яблоком и понял, что должна быть сила, заставляющая вещи падать на землю. Он написал уравнение, в котором описывается сила гравитации, показывающее, что чем массивнее объекты, тем больше сила притяжения между ними. Оно также показало, что чем дальше они находятся, тем слабее тяга. Некоторые планеты двигались так, что не могли объяснить это уравнение, но по большей части оно существовало веками.

Эйнштейн и общая теория относительности

Теория общей относительности Эйнштейна изменила взгляд физиков на гравитацию. Считается, что воздействие гравитации вызвано не силой, а кривой в пространстве-времени, которая возникает вокруг крупных объектов, а скорее похожа на шар для боулинга, сидящий на батуте. Эта теория объяснила странную орбиту Меркурия и установила ньютоновскую гравитацию на его голову, поскольку гравитация больше не была силой, а следствием геометрии.

Что делает гравитация?

Гравитация оказывает несколько воздействий на реальный мир. Помимо того, что гравитация не только удерживает предметы на земле, но и придает им вес. Объекты меньше весят на планетах с меньшей гравитационной тягой. Гравитация Луны — это сила, которая создает океанские приливы. Гравитация также удерживает Землю на комфортном расстоянии от Солнца и удерживает атмосферу на месте, давая всем живым существам воздух, пригодный для дыхания, и защищая их от солнечного излучения.

Гравитация и сотворение Вселенной.

Гравитация также является существенным элементом в создании Вселенной. Газы, существующие во Вселенной, притягиваются друг к другу под действием гравитации и объединяются в крупные объекты, в том числе звезды и планеты. Некоторые исследователи считают, что именно гравитация стабилизировала частицы после Большого взрыва, остановив коллапс Вселенной. Гравитация притягивает солнечные системы друг к другу, образуя галактики, и как таковая является основополагающим элементом в создании Вселенной.

Гравитация и научные исследования

Научные исследования в области гравитации будут продолжаться и в будущем. Теория относительности объясняет некоторые аномалии в ньютоновской гравитации; во Вселенной все еще есть тайны, которые ученые не могут объяснить. Гравитация не вписывается в теорию квантовых полей, и ученые до сих пор исследуют, как она соединяется с другими фундаментальными силами. Исследования гравитации также имеют более практическое применение. Космические аппараты НАСА отслеживают изменения гравитации Земли, что помогает ученым отслеживать изменения уровня моря и земной коры.

Следите за New-Science.ru на нашем канале Telegram, и на странице Вконтакте. Не пропустите ни одной нашей статьи и обновления, касающиеся аэрокосмической отрасли, науки и освоения космоса.

Гравитация — что это такое? Определение, значение, перевод

Гравитация это физическое явление, основу которого составляет притяжение тел, находящееся в прямой зависимости от их массы.

В переводе с латыни слово gravitas означает «вес» или «тяжесть», поэтому гравитацию ещё называют «всемирным тяготением». Земная гравитация (сила притяжения) удерживает всё, что выросло и родилось на планете, и не дает всему этому улететь в космос, несмотря на то, что наша планета несётся на огромной скорости по орбите и при этом вращается вокруг своей оси.

С тех пор, как английскому учёному по имени Исаак Ньютон упало на голову яблоко, законы гравитации на «малых скоростях» описывается теорией всемирного тяготения Ньютона. Основу этой теории составляет формула, согласно которой гравитационные силы, действующие на предметы, прямо пропорциональны произведению их масс и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними. Так что если яблоко под действием гравитации падает на Землю, то Земля в каком-то смысле тоже падает на яблоко. На скоростях, близких к скорости света, законы гравитации Ньютона не работают, и ему на помощь приходит теория относительности Эйнштейна. Современные ученые разрабатывают теорию «квантовой гравитации», где существует ещё много неточностей и нестыковок.

Вы узнали, откуда произошло слово Гравитация, его объяснение простыми словами, перевод, происхождение и смысл.
Пожалуйста, поделитесь ссылкой «Что такое Гравитация?» с друзьями:

И не забудьте подписаться на самый интересный паблик ВКонтакте!

 

Гравитация это физическое явление, основу которого составляет притяжение тел, находящееся в прямой зависимости от их массы.

В переводе с латыни слово gravitas означает «вес» или «тяжесть», поэтому гравитацию ещё называют «всемирным тяготением». Земная гравитация (сила притяжения) удерживает всё, что выросло и родилось на планете, и не дает всему этому улететь в космос, несмотря на то, что наша планета несётся на огромной скорости по орбите и при этом вращается вокруг своей оси.

С тех пор, как английскому учёному по имени Исаак Ньютон упало на голову яблоко, законы гравитации на «малых скоростях» описывается теорией всемирного тяготения Ньютона. Основу этой теории составляет формула, согласно которой гравитационные силы, действующие на предметы, прямо пропорциональны произведению их масс и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними. Так что если яблоко под действием гравитации падает на Землю, то Земля в каком-то смысле тоже падает на яблоко. На скоростях, близких к скорости света, законы гравитации Ньютона не работают, и ему на помощь приходит теория относительности Эйнштейна. Современные ученые разрабатывают теорию «квантовой гравитации», где существует ещё много неточностей и нестыковок.

Уникальная фотосессия гравитационных волн – Наука – Коммерсантъ

Спутник австралийской службы прогноза погоды Weatherzone сделал удивительные видеозаписи и фотографии. На них запечатлены гравитационные волны над австралийским побережьем. Как говорится в комментарии, напоминающие рябь на воде тонкие белые полосы — это облака, образующиеся на гребнях атмосферных гравитационных волн.

Андрей Киселев, кандидат физико-математических наук Главная геофизическая обсерватория им. А. И. Воейкова

Что же скрывается за понятием «гравитационные волны» и почему вышеупомянутые снимки уникальны? Попробуем разобраться. Термин «гравитационная волна» был введен в начале прошлого века замечательным французским ученым Ж. А. Пуанкаре. Десятилетием позже А. Эйнштейн предсказал существование гравитационных волн как колебаний в пространстве-времени в своей общей теории относительности. Как известно, гравитация (всемирное тяготение) имеет место между любыми телами, обладающими массой, причем чем больше масса, тем сильнее притяжение. Например, на планету Земля наибольшее гравитационное воздействие производят Солнце и Юпитер, имеющие массу, многократно превосходящую земную. В свою очередь, масса Земли столь же значительно преобладает над массой любого находящегося на нашей планете объекта. С некоторой долей вольности изложения можно сказать, что наряду с гравитацией космического масштаба действует «местная», земная гравитация. И именно она порождает гравитационные волны в атмосфере и океане, являющиеся в отличие от эйнштейновских физическим явлением. Такие «местные» волны во избежание путаницы называют внутренними гравитационными волнами, или волнами плавучести, и далее разговор пойдет исключительно о них, точнее об атмосферных гравитационных волнах.

Наличие «местной» гравитации порождает стратификацию (расслоение) атмосферы. В нижнем, наиболее плотном слое, тропосфере, температура воздуха убывает с высотой в среднем на 6 К/км, в следующем, более разреженном слое, стратосфере, температура растет, а выше, в еще более разреженной мезосфере, вновь падает. При устойчивой стратификации, когда вертикальный градиент температуры (скорость изменения температуры с ростом высоты) меньше адиабатического (сухо- или влажноадиабатического в зависимости от условий влажности), проникновение в слой «инородных» объемов воздуха вызовет сопротивление окружающей среды: более тяжелый объем начнет «тонуть», а более легкий — «всплывать». Таким образом, сказывается упругость земной атмосферы, и, как в любой упругой среде, внешнее воздействие на нее вызывает ее колебания, проявляющиеся в виде волн.

Обычно выделяют три основных класса атмосферных волн: акустические (звуковые), внутренние гравитационные и планетарные. При этом следует оговориться, что в реальной среде эти волны не проявляются поодиночке, всегда наблюдается их суперпозиция. Акустические волны обусловлены сжимаемостью воздуха. Эти волны являются продольными (то есть волнами, в которых колебания совершаются вдоль направления распространения), их периоды не превышают 300 с, скорость распространения колеблется около 300 м/c, а длина волны — от сантиметров до десятков метров. Планетарные волны, или волны Россби, появляются вследствие силы Кориолиса. Они имеют период от нескольких суток до нескольких месяцев, скорость — до десятков метров в секунду, длину — от сотен до нескольких тысяч километров. Для внутренних гравитационных волн характерный период измеряется несколькими десятками секунд, скорость распространения изменяется от десятков до сотен метров в секунду, длина достигает нескольких десятков километров и более. В отличие от акустических волн внутренние гравитационные волны являются поперечными: колебания среды в них перпендикулярны направлению распространения волны, поэтому они могут распространяться или горизонтально, или под острым углом к земной поверхности. В нижней атмосфере амплитуды внутренних гравитационных волн невелики, однако в верхних слоях они экспоненциально растут вместе с уменьшением плотности воздуха. Этот рост продолжается до тех пор, пока температурный градиент, обусловленный внутренними гравитационными волнами, не превысит адиабатический. По достижении этого условия волна становится неустойчивой, то есть начинается ее разрушение, одновременно усиливающее турбулентную диффузию.

О турбулентности

Дело в том, что, с одной стороны, при обтекании тела на достаточно высокой скорости, например шара или в нашем случае горы, позади тела образуются завихрения — зоны турбулентности; с другой стороны, возникшие по каким-то причинам турбулентные потоки могут инициировать появление гравитационных волн. То есть как волны могут породить турбулентность, так и турбулентность может поспособствовать развитию гравитационных волн.

Главными факторами, способствующими возникновению внутренних гравитационных волн, являются особенности орографии — источника формирования подветренных волн при устойчивой стратификации атмосферы — и фронтальные погодные системы (например, грозы или ситуации, когда одновременно дует ветер с двух направлений, взаимодействующих друг с другом), в меньшей степени — турбулентность, стремление атмосферных движений к геострофическому равновесию, неустойчивость системы (например, в сейсмически активных регионах) и др.

Уже в 1970-е годы, на заре математического моделирования климата, выяснилось, что получаемые в модельных расчетах параметры меридионального, от экватора к полюсам, переноса значительно отличаются от наблюдаемых (в то время, в условиях острого дефицита вычислительных возможностей, горизонтальные шаги модельной сетки были столь велики, что модели могли воспроизводить лишь крупномасштабные, сопоставимые с размерами материков и океанов горизонтальные атмосферные движения: западный перенос в умеренных широтах обоих полушарий, пассаты, муссоны, струйные течения, планетарные волны, циклоны, антициклоны). Среди возможных причин такого расхождения было названо и отсутствие учета в моделях эффекта внутренних гравитационных волн, имеющих меньший, «подсеточный» масштаб. Для того чтобы преодолеть такое несоответствие, был использован традиционный метод — включение в модели соответствующих параметризаций, что позволило заметно улучшить согласие теории и практики. Со временем качество климатических моделей, равно как и моделей численного прогноза погоды, интенсивно улучшалось, совершенствовались и параметризации, которые, тем не менее, до сих пор являются основным инструментом учета эффектов гравитационных волн в численном моделировании.

Что такое параметризация

Когда по тем или иным причинам невозможно записать математические уравнения, точно отражающие реальные физические законы, в моделировании часто используют параметризации — выбранные по некоторым соображениям зависимости подлежащего учету явления от соотношения между несколькими вычисляемыми в модели переменными. Тем самым осуществляется «обратная связь» между таким явлением и модельными результатами.

В те же 1970-е в Скалистых горах (США, штат Колорадо), а десятилетием позже и в Европе (в Альпах, на Пиренеях и на Британских островах) в ходе самолетных экспедиций начались исследования влияния горного рельефа на формирование и последующее развитие гравитационных волн (в частности, производились измерения потока импульса гравитационной волны — параметра, знание которого критически важно для устранения вышеупомянутого рассогласования между модельными и наблюдаемыми величинами меридионального переноса). Одновременно осуществляются наземные микробарографические наблюдения в центральных Аппалачах (США), включавшие измерения перепада давления на гребне, в ходе анализа результатов выяснилось, что сопротивление давлению хорошо коррелирует с перпендикулярным к хребту компонентом горного ветра. Словом, «процесс пошел», и полученные в последующие годы данные наблюдений помогли улучшить качество параметризаций, а с ним и понимание особенностей гравитационных волновых процессов и их вклада в атмосферную динамику.

В нижней атмосфере, где амплитуды внутренних гравитационных волн невелики, их влияние незначительно. Однако они являются важным механизмом связи явлений в нижней и верхней атмосфере. Распространение этих волн из нижних слоев существенно сказывается на многих процессах в вышележащей средней и верхней атмосфере: на общей циркуляции, температурном режиме, формировании химического состава. В мезосфере, на высоте 60 км и выше, происходит быстрый нелинейный рост амплитуды волны, ведущий к ее разрушению. При этом импульс и энергия волны передаются хаотически движущимся молекулам атмосферы, вследствие чего там меняются температура воздуха, а с ней и интенсивность химических реакций, а также скорость ветра. Отмечается и воздействие внутренних гравитационных волн на ионосферу. В частности, ряд исследований посвящен изучению вариаций электронной концентрации в ионосфере, вызванных волнами, возбуждаемыми землетрясениями и взрывами.

Относительная слабость атмосферных гравитационных сил (по сравнению с другими) вызывает значительные трудности для их регистрации. Как и многие прочие атмосферные волны, внутренние гравитационные относятся к разряду «невидимок», поэтому могут быть обнаружены средствами наблюдения лишь тогда, когда вызывают движения в облаках (известный советский геофизик, академик В. В. Шулейкин писал: «Хорошим индикатором таких волн в атмосфере могут служить волнистые облака»). Благодаря счастливому стечению обстоятельств спутнику австралийской службы прогноза погоды Weatherzone удалось документально запечатлеть след, оставленный гравитационной волной-«невидимкой».

В поисках точки опоры

В поисках точки опоры Ученые из Института медико-биологических проблем РАН объявили об открытии у человека второй ведущей гравитационной системы — системы опорной чувствительности, которая чрезвычайно важна для нормальной работы нашего организма. Это открытие стало серьезным вкладом в мировую фундаментальную науку, а также в медицину, причем не только космическую. Результаты его уже используются в лечении и реабилитации двигательных нарушений, обусловливаемых такими тяжелыми заболеваниями, как детский церебральный паралич, церебральный инсульт и т.д. Создатель школы гравитационной физиологии движений, руководитель отдела сенсорно-моторной физиологии и профилактики ИМБП, член-корреспондент РАН, профессор Инеса Бенедиктовна Козловская рассказала в интервью журналу «В мире науки», какие исследования в космосе и на Земле сделали это возможным. — Инеса Бенедиктовна, как много значит для нас гравитация? Сколь велико ее влияние на существование всего живого на Земле? — До тех пор, пока у нас не появилась возможность исследовать состояние животных и человека в отсутствие гравитации, мы не могли в полной мере оценить ее значимость. Мало того, роль и место гравитации в развитии и функционировании двигательной системы оставались за пределами изучения. Для классической, «земной» физиологии движений фактор гравитации всегда был в наличии, как бы богом данным, соответственно, он просто не учитывался в наших исследованиях. Нет и не было у нас ситуаций, когда бы мы жили и работали без гравитации. Все на Земле имеет вес, и это настолько вошло в наше сознание, что и медицина, и даже нейрофизиология не представляли себе, как происходят управление и мониторинг функций организма, когда гравитации нет. А ведь гравитация, существующая на Земле миллионы лет, стала важнейшим фактором эволюции живого, причем если говорить о двигательной системе млекопитающих, то она появилась именно как результат борьбы живых организмов с гравитационным полем. Развились скелет, сложнейшая система мышц, система управления движениями, а также информационные системы, способные обеспечить точность движений в условиях гравитации. Исследовать работу этих систем, понять их механизмы удалось только после начала космических полетов, и то не сразу. За этим открытием — труд нескольких десятилетий. Можно сказать, что каждые пять лет добавлялись новые данные, способствующие построению теории и формализации знаний. А ведь открытие — это, по сути, и есть формализация определенных знаний и доказательство их достоверности. — А что представляла собой эта область науки до активного освоения космоса? Вы ведь тоже далеко не сразу занялись именно космической физиологией. — Основу гравитационной «космической» двигательной системы составляет физиология движений — на мой взгляд, самая интересная и самая интеллектуальная область физиологии. Конечно, так, наверное, могут сказать и другие исследователи, занимающиеся работой сердечной, дыхательной и других систем организма, поскольку во всех системах создавшая их природа удивляет своей организацией, сложностью и в то же время простотой и элегантностью решений. Но все-таки системы управления движениями остаются наиболее сложными. В организме человека большое число мышц, сочленений, суставов, обеспечивающих одновременно движения разной силы, сложности, направления. Как достигается эта слаженность деятельности? Как работают при этом сенсорные каналы, которые осуществляют взаимодействие с внешним миром и сообщают центральному аппарату управления, какая именно мышца должна быть задействована в данной конкретной ситуации и в каком состоянии она находится в данный момент? Эта информация поступает к системам управления от самых разных рецепторов, заложенных в коже, мышцах, от специальных органов чувств — зрения, слуха, вестибулярного аппарата, не говоря уже об отделах нервной системы. Чтобы такая сложнейшая машина (гораздо сложнее тех, что мы умеем создавать искусственно) обеспечивала успешную деятельность, системы двигательного управления должны обладать исключительными мобильностью, пластичностью и совершенством. Физиология движений как наука родилась в России, и первым ее представителем по праву может быть назван великий русский физиолог И.М. Сеченов, который и заложил ее основы. Последователями И.М. Сеченова стали в России И.С. Беритов, И.П. Павлов и его школа, а затем П.К. Анохин и Н.А. Бернштейн. Вслед за И.П. Павловым П.К. Анохин изучал закономерности формирования движений, механизмы их запоминания и автоматизации на базе формирования в ЦНС временных условно-рефлекторных связей. Н.А. Бернштейн, работая в области физиологии труда и спорта, исследуя механизмы формирования трудовых и спортивных действий, выступил разработчиком современных теоретических основ физиологии движений. Сама я, придя после окончания Первого московского медицинского института в аспирантуру, заинтересовалась вопросами афферентного (чувствительного) контроля организации движений и почти половину своей трудовой жизни изучала роль различных информационных каналов в формировании характеристик движений, обеспечивающих их соответствие двигательным задачам. Эти работы я продолжила в Институте высшей нервной деятельности и нейрофизиологии. Надо сказать, я всегда была человеком везучим: когда что-то становилось важно для моего научного развития, возможность этого словно падала на меня. Так произошло и в 1966 г., когда в рамках академического обмена институт отправил меня в США. Мне представилась удивительная для того времени возможность более пяти лет работать в двух замечательных учреждениях Нью-Йорка — легендарном Рокфеллеровском университете в лаборатории профессора Нила Миллера, основателя теории обучения внутренних органов и систем организма с использованием обратной связи, и в Нью-Йоркском медицинском колледже — под руководством известного американского нейрофизиолога Вернона Брукса. — Рокфеллеровский университет часто приводят в пример как идеальную модель того, как должны быть организованы научные исследования. Вы это почувствовали? — В те годы (как, впрочем, и сегодня) США лидировали по числу Нобелевских премий в области биологии, биохимии, наук о жизни, и более половины лауреатов этой премии происходили как раз из Рокфеллеровского университета. Его президентом тогда был известный биофизик, также нобелевский лауреат Детлев Бронк. Обстановка в университете была очень строгая, но очень демократичная. Меня представили Бронку на первом же общем вечере, которые, кстати, устраивались там довольно часто. И первый вопрос, который я ему задала, был таким: «Что именно в вашей работе позволяет добиваться того, что в течение многих лет университет остается впереди планеты всей по числу открытий и нобелевских лауреатов?» Он улыбнулся: «Думаю, правильный отбор приглашенных исследователей. А дальше мы просто даем человеку помещение и возможность спокойно работать. Он заходит, закрывает за собой дверь, а через несколько лет дверь открывается — и из комнаты выходит новый нобелевский лауреат». Это точные слова, которые я запомнила на всю жизнь. Мне они были в то время совершенно непонятны. Я даже подумала тогда, что он шутит. Но сейчас много лет спустя понимаю, что он был совершенно серьезен, что именно так работал и работает до настоящего времени этот замечательный университет. В какой-то мере этот принцип я испытала на себе: приехала, рассказала руководителю принимающей лаборатории, чем занимаюсь и чем хотела бы заняться во время пребывания в университете. Хотя мои интересы существенно отличались от направления его исследований, профессор Миллер внимательно меня выслушал и сказал: «Думаю, что некоторые из тех методов, которые мы применяем, будут вам полезны, а мне интересно то, что делаете вы. Мой секретарь Мэриэн подскажет, как писать заявки, и начинайте». Далее, как и говорил Бронк, мне предоставили для работы комнату, где было все необходимое для проведения экспериментов — стеллажи для содержания крыс, места для операций, проведения лабораторных тестов и пр. И едва я освоилась и продумала план исследований, как Миллер сказал: «Пора вам рассказать в лаборатории, что и как вы собираетесь делать. Давайте вместе подумаем, обсудим». На мои возражения, что я еще плохо говорю по-английски, он ответил: «А мы еще хуже говорим по-русски; поэтому кто не поймет, пусть учит русский язык». Кое-как, с трудом я доложила на конференции план, его обсудили, что-то предложили, что-то изменили. И дальше началась работа, продолжавшаяся пять лет. Если нужна была помощь, хотя бы для того чтобы понять, где склады, как заказать инструменты, аппаратуру, реактивы, откуда взять необходимые средства, подсказывали секретарь профессора и коллеги. Из впечатлений первых лет запомнилось: в коридорах отдела пусто, все сотрудники в своих комнатах, разговаривать в коридорах не принято — не работаешь сам и мешаешь другим, а общаться следует во время ланча, этому способствовал даже интерьер прекрасной столовой, спроектированной в английском стиле: длинные деревянные столы и скамейки. Нил как-то подсел ко мне во время ланча: «Инеса, я наблюдаю за тобой: ты все время сидишь одна. Это неправильно, общение с исследователями из разных подразделений — важная часть твоего научного образования в университете». Многое казалось непривычным. Например, в университете регулярно организовывались лекции приглашенных докладчиков, и каждый сотрудник выбирал те, которые были ему интересны. Однажды я оказалась на лекции по компьютерным технологиям, которые тогда как раз зарождались, читали ее бостонцы, «голубая кровь». Прихожу — аудитория почти пустая, всего несколько человек. Возмутилась: как же так, не обеспечена посещаемость, да и вообще, обидно за бостонцев. Миллер возразил: «Ты неправа. Зато здесь те, кому предмет наверняка интересен, а значит, и общение будет гораздо более полезным». — Как вы потом адаптировались дома, интегрировались в окружающую научную инфраструктуру, среду? — За пять с лишним лет, проведенных в США, приобретенные навыки вошли в привычку, а область исследований и правила их проведения стали естественной частью жизни. Когда я вернулась в Москву, мне очень хотелось продолжить исследования, начатые в Америке, особенно в Нью-Йоркском медицинском колледже, где я работала с приматами и изучала роль мозжечковых ядер в организации точностных движений. Поначалу организовать такие исследования в Москве мне не удавалось. Но в середине 1970-х гг. начали строить советский шаттл, и генеральный конструктор Г.Е. Лозино-Лозинский задумался, смогут ли космонавты приспособиться и полноценно работать во время полета, который длится всего десять дней, и как им помочь. Прежде чем посылать человека, надо было хотя бы понять, какова у него будет способность выполнять операторскую деятельность. В то время уже было известно, что человек в космическом полете может жить, есть, пить, а вот как он будет работать — это был вопрос. И тогда О.Г. Газенко, легендарный человек, родоначальник нашей космической медицины, предложил проверить этот вопрос в эксперименте на биологическом спутнике «Бион», запустив на нем в космос обезьян, организация ЦНС у которых близка к человеческой. Правда, для этого нужен был специалист, имеющий опыт работы с обезьянами и их обучением. И Олег Георгиевич вспомнил, что в Штатах он бывал и у меня в лаборатории, где проводились такие исследования. Они, конечно, не имели отношения к космосу, но были посвящены двигательному обучению приматов. Олег Георгиевич нашел меня в Москве и предложил перейти на работу в Институт медико-биологических проблем, обещая, что я смогу там продолжить работу с обезьянами по своему проекту, выполняя помимо этого другие задачи, связанные с исследованием управляющих механизмов движения. Известно, что при переходе к невесомости у человека возникают симптомы чувствительной бури, так называемая болезнь движения. Некоторые люди испытывают ее и на Земле — во время езды на автомобиле, качки на море — укачивание. У таких людей вестибулярный аппарат не может поддерживать нормальную деятельность управляющих систем организма в условиях меняющегося гравитационного окружения. В космосе все обстоит еще хуже. Ведь чтобы выполнять правильные движения, необходимы ряд условий: соответствующая поза, координация движений глаз и головы, эффективная деятельность систем пространственной ориентации и пр. Это, в свою очередь, обеспечивается нормальной активностью сигнальных систем, включая зрение, вестибулярный аппарат, мышечные рецепторы и рецепторы опоры. В невесомости ни один из этих каналов не функционирует нормально! Не могут выполнять в отсутствие веса свои функции отолиты — ведущая часть нашего органа равновесия. Опоры в невесомости нет по определению, и, соответственно, существенно ослаблена чувствительность мышечных рецепторов. Иначе говоря, создаются все условия для сенсорного, «чувствительного» конфликта и нарушений деятельности систем управления движением. Тем не менее космонавты в космических полетах выполняют сложнейшие двигательные задачи, что говорит о том, что центральная нервная система (ЦНС), ее гравитационные механизмы обладают колоссальной пластичностью, приспособляемостью, и чтобы использовать эти механизмы, их необходимо изучать. Так с появлением космических полетов появилась новая область физиологических наук — гравитационная физиология (термин принадлежит О.Г. Газенко), изучающая механизмы, которые обеспечивают ответы живых организмов на гравитацию. Как утверждал Н.А. Бернштейн, самая общая черта живых систем — активность, обеспечивающая их направленное взаимодействие с внешней средой. Встречаясь с различными факторами новой среды, организм либо борется с ней, преодолевая ее сопротивление, либо адаптируется, используя полезные ее составляющие в своих интересах. Это и произошло 3,5 млрд лет назад, когда первые живые организмы переместились из океана на сушу. Чтобы действовать, им нужно было оторваться от земли, и для этого природа создала сложнейшую опорно-двигательную систему. Важная составляющая этой системы у млекопитающих — два вида мышечных волокон: фазные, обеспечивающие мощные движения перемещения тела и поднятие тяжестей, и «тонические», или позные, задача которых в каждую миллисекунду обеспечивать сохранность позы и позиции рабочих сегментов тела. У лягушек эти две системы представлены разными мышцами, а у человека они объединены и переплетены в одной мышце, несмотря на то что глубоко различаются по функции, структуре, организации обмена, а также организации систем управления. Итак, система, работу которой нам предстояло изучить при наличии и в отсутствие гравитации, состояла из трех уровней: моторного — мышцы, интегрального — управление и информационного — каналы, обеспечивающие поступление чувствительной информации, необходимой для того, чтобы интегральный механизм мог принять правильное решение и управлять мышцами. — Какими методами все это изучается? Одно дело — увидеть мышцу, другое — зафиксировать движения. Как вообще совершенствовались ваши методы? — Основу наших знаний составляют результаты наблюдений и выполнения космонавтами заданных тестов. Однако условия для исследований в полете неблагоприятны: участников экспериментов мало, программы полетов весьма насыщены, к тому же космонавты порой весьма неважно себя чувствуют. Тем не менее ощущения самих космонавтов и наблюдения за ними дали бесценный материал. Например, в раннюю эпоху еще относительно коротких полетов и мы, и американцы обнаружили, что когда космонавт переходит от Земли к невесомости, у него незамедлительно изменяется вертикальная стойка, приобретающая в невесомости сгибательный характер. Американцы назвали эту стойку позой усталой обезьяны, а российские ученые — полуэмбриональной позой. Обнаружено это было в первых же полетах космических станций, однако открытия из этого факта сделано не было. А ведь это было настоящим открытием, означавшим, что в невесомости у человека перестают работать разгибатели, обеспечивающие ему на Земле осанку прямой и вертикальной стойки. Все, что космонавты видели и чувствовали, мы тщательнейшим образом записывали, систематизировали, затем анализировали, строили гипотезы и проводили направленные модельные эксперименты. Накопление знаний о факторах, обусловливающих адаптацию организма к невесомости, открыло возможности создания ее наземных моделей. Наиболее распространенная из них — антиортостатическая (постельная) гипокинезия: кровать, наклоненная по отношению к горизонту в изголовье под углом 6–8° и таким образом воспроизводящая свойственные невесомости гипокинезию, гиподинамию и распределение крови. На Земле вес жидкости движет кровь к ногам, движение к голове и верхним частям тела обеспечивается работой специальных механизмов. В невесомости весовой градиент отсутствует и кровь к ногам не бежит. Вместе с тем механизмы, обеспечивающие движения крови к голове, продолжают работать. В результате создается избыток притока крови к голове, обеспечивающий включение новых защитных механизмов, препятствующих избыточному кровообращению мозга. Длительность гипокинетического воздействия в наших экспериментах аналогична таковой в длительных космических полетах: четыре, шесть, а в одном эксперименте даже 12 месяцев. В этом уникальном эксперименте, который уже вряд ли когда-то будет повторен, 12 добровольцев-испытуемых находились в антиортостатическом положении в течение года и был получен большой бесценный материал. Но все-таки модель антиортостатической гипокинезии воспроизводит состояние невесомости недостаточно полно, поскольку при пребывании в постели, даже максимально мягкой, вес тела сохраняется и рецепторы давления, расположенные в глубоких слоях кожи, сообщают ЦНС, что испытатель находится в условиях гравитации. Как показали исследования, выполненные в Институте медико-биологических проблем, обеспечиваемая этими рецепторами опорная чувствительность представляет собой ведущую сигнальную систему гравитации. Если у нас нет опоры, мы находимся в свободном падении, то есть в невесомости. В начале 1970-х гг. российские физиологи Е.Б. Шульженко и И.Ф. Вильямс разработали другую, как я думаю, более адекватную модель невесомости — так называемую сухую иммерсию, которая в полной мере воспроизводит как механическую, весовую, так и полную опорную разгрузку. Известно, что, будучи погруженным в иммерсионную среду, человек не ощущает опоры, поскольку жидкость равномерно распределяется по поверхности тела. Однако длительный контакт кожи с водой неблагоприятен, поэтому авторы метода предложили при погружении испытателя в иммерсию изолировать его от воды свободно плавающей водонепроницаемой тканью. Это дало возможность проводить безопасные иммерсионные эксперименты длительностью до двух месяцев и более. Модель оказалась практически идеальной, и именно в иммерсионных экспериментах было получено наибольшее число новых данных о работе гравитационных механизмов в двигательной системе. И, наконец, в 60-е гг. прошлого столетия при подготовке к полетам на Луну российскими и американскими учеными одновременно была апробирована третья модель микрогравитации — вывешивание, позволившая исследовать особенности ходьбы человека в условиях весовой и опорной разгрузок. Суть модели заключается в создании противовесов каждой части тела. При этом центральная нервная система утрачивает возможность ощущать вес тела, а системы двигательного управления переходят на агравитационный режим. Большой вклад в развитие гравитационной физиологии двигательной системы внесли исследования на животных, систематически выполнявшиеся на Земле и в космических полетах на биологических спутниках «Бион». В этих полетах исследовались влияния невесомости на всевозможные живые объекты — от клеточных и растительных структур до млекопитающих. В научной среде «Бион» получил название «Ноев ковчег». Венцом стали эксперименты на обезьянах, во время которых мы получили возможность широких исследований состояния всех систем организма непосредственно в условиях невесомости. Животные были специально обучены выполнению тех же операторских задач, что и космонавты. Однако получаемая в этом случае информация была существенно большей, поскольку каждая из 12 летавших обезьян была снабжена более чем 50 датчиками, вживленными во все жизненно важные органы — мышцы, сердце, сосуды, ЦНС, включая вестибулярные ядра, мозжечок и кору головного мозга. В этих исследованиях мы видели не только то, что делает животное, но и что при этом происходит в различных системах его организма. И все 12 обезьян выполнили задания и вернулись после 14-дневного полета живыми и здоровыми! Таким образом, основные наши знания мы получали в модельных экспериментах и экспериментах на животных, построенных на основании гипотез, рождавшихся в полетах. Результаты этих экспериментов впоследствии вновь возвращались на орбиту в виде разработанных на их основе средств и методов профилактики и поддержания нормального состояния здоровья и работоспособности космонавтов. В целом за 30 лет наших исследований был накоплен колоссальный материал, который и лег в основу наших находок. Полученные данные позволили нам с уверенностью утверждать, что двигательная система организма — самая гравитационно зависимая, первая, отвечающая на воздействие невесомости, и что ведущим информационным каналом этой системы выступает опорная афферентация. — Означает ли это, что ощущение точки опоры запускает в организме механизмы адаптации к невесомости? — Если говорить упрощенно, да. Но если принять во внимание, что развитие тонической мышечной системы и опорной чувствительности стало следствием перехода животного мира к гравитации, правильнее было бы сказать, что опорная чувствительность, а следовательно и точки опоры, запускают в организме механизмы адаптации к «весомости», к весовым нагрузкам. В наших иммерсионных исследованиях было показано, что переход к невесомости сопровождается глубоким торможением активности тонической мышечной системы, результатом чего становятся упоминавшийся нами выше атония разгибателей мышц и возникновение у космонавтов сгибательной позы. Более того, оказалось, что пребывание в условиях иммерсии, то есть без опоры, в течение длительного времени инициирует начало разрушительных процессов в тонических мышечных волокнах, способствуя их атрофии и трансформации в волокна фазные. Подводя итоги этим результатам, можно было заключить, что не опора, а уменьшение ее уровня способствует мышечной адаптации к невесомости, в условиях которой поза и позные механизмы не востребованы. В дальнейшем в условиях тех же иммерсионных экспериментов были выявлены возможности влиять на эти процессы вплоть до полной их отмены. Суть открытия состояла в следующем. Как было показано в исследованиях российского морфолога А.А. Отелина, рецепторы опорной чувствительности — это глубокие инкапсулированные рецепторы давления, расположенные в глубинных соединительно-тканных структурах кожи и локализующиеся в стопах ног человека в области пятки, наружной дуги свода стопы, предплюсны и большого пальца. Согласно нашим и французским данным, сигнализируя о распределении опоры по стопе, опорная рецепция информирует центральную нервную систему о том, как человек стоит: прямо, с наклоном вперед, назад, в ту или иную сторону, на опоре жесткой или мягкой и т.д., обусловливая включение той или иной позной синергии (комплекс позных реакций). Оказалось также, что применение адекватных опорных раздражений в условиях длительного иммерсионного воздействия предотвращает развитие неблагоприятных эффектов невесомости, способствуя сохранению нормальных мышечных качеств (силы и тонуса) и структуры тонических мышечных волокон. Результаты этих исследований легли в основу разработки нового средства профилактики двигательных нарушений, которое получило название «компенсатор опорной разгрузки» (КОР) и оказалось востребованным не только в космических полетах. Очевидно, что гипокинезия и связанные с ней состояния снижения опорных нагрузок свойственны не только невесомости, но наблюдаются и у больных, перенесших травмы, инсульты и другие заболевания, при которых нарушаются двигательные функции, а также у людей пожилых и ведущих малоподвижный образ жизни. На основе космического КОР для этих пациентов был создан прибор «Корвит», активно использующийся в настоящее время в реабилитационной неврологической практике. Разрабатывая адекватные режимы опорной стимуляции, мы использовали также локомоторные режимы с чередующимися раздражениями пятки и плюсны одной и другой ноги, аналогичные тому, как это происходит при ходьбе. При этом оказалось, что в условиях безопорности, создаваемой вывешиванием, эти «локомоторные» воздействия сопровождаются возникновением локомоторных движений и активацией локомоторных мышц. Одновременно с использованием ядерно-магнитного резонанса было обнаружено, что в этих условиях при «локомоторных» раздражениях зон стоп в коре головного мозга регистрируется активационная активность, рисунок которой повторяет тот, что регистрируется при воображаемой ходьбе. Иначе говоря, в коре головного мозга испытуемых во время стимуляции опорных зон стоп в режиме локомоций мы наблюдали четко воспроизводимую картину локомоторной активации — «бабочку». Она возникала также и в случаях, когда испытуемого просили просто представить себе, что он ходит. Так одно открытие повлекло за собой другое — фундаментальное: ведь если возможно с периферии запускать через «центр» локомоции, значит в мозге у человека замыкается локомоторная «рефлекторная петля», которую никто раньше не описывал. Сейчас мы продолжаем работать. Радует, что в трех лабораториях нашего отдела сегодня много молодежи, в исследованиях которой космическая, земная наука и медицина тесно переплетены, и что гравитация скрывает еще много загадок. Как писал великий русский физиолог А.А. Ухтомский: «Тяжесть — самое неизбежное и постоянное поле, от которого ни одно существо никогда на Земле не освобождается». Значит, его следует изучать. Материал опубликован в декабрьском выпуске журнала «В мире науки» за 2016г.

8 фильмов с невероятными историями любви — Что посмотреть

К выходу на ivi романтической комедии «Девушка грез» мы собрали список невероятных, несбыточных киноисторий любви, в которые так хочется поверить.

Девушка грез

I Met a Girl, 2020

Monsoon Pictures

Молодой музыкант Девон, страдающий от шизофрении, привык к побочному эффекту своих лекарств — галлюцинациям. Однажды он знакомится и тут же влюбляется в удивительную девушку по имени Люси. Увы, Девон не может понять, существует ли она в реальности или является плодом его воображения.

История призрака

A Ghost Story, 2017

Sailor Bear

Супружеская пара решает переехать из небольшого домишки в просторную квартиру. Накануне переезда муж погибает в автокатастрофе, и его дух «застревает» в мире живых, в том самом доме. Он находится в полуметре от своей любимой, от их вещей и всего, что было ему дорого, но ничего не может сделать.

Мой ангел

Mon Ange, 2015

Backup Films

У Луизы родился сын. И в этот раз она не кривит душой, называя ребенка особенным — он невидим. Луиза называет сына Ангелом и прячет его от ужасов окружающего мира. Но однажды ребенок все же выходит на улицу и знакомится с Мадлен — слепой девочкой, которая и не подозревает о том, что общается с невидимкой. Крепкая дружба перетекает во влюбленность, и однажды Мадлен сообщает радостную весть: ее могут исцелить, и она наконец-то его увидит.

Красавица и чудовище

Beauty and the Beast, 2017

Walt Disney Pictures

Современная киноверсия мультфильма Disney, известного всем с детства: своенравная Белль, красавица и дочь обычного изобретателя, становится заложницей в замке Чудовища — заколдованного принца Адама, спасти которого сможет только истинная любовь.

Космос между нами

The Space Between Us, 2017

Huayi Brothers

Во время экспедиции на Марс Сара родила ребенка и умерла при родах. Члены экипажа решили воспитать мальчика, Гарднера, на местной станции. И вот, 16 лет спустя, он наконец получает шанс отправиться на далекую Землю, чтобы найти отца и лично познакомиться с Талсой, его подружкой по переписке. Осложняет ситуацию земная гравитация, из-за которой Гарднер в прямом смысле может умереть.

Руби Спаркс

Ruby Sparks, 2012

20th Century Studios

У молодого, но уже прославившегося писателя Кэлвина творческий кризис. Новый роман никак не хочет писаться, да и с девушками ничего не клеится. Ему приходит в голову гениальная мысль: написать роман о Руби Спаркс, идеальной девушке. Любовь писателя к своей выдуманной книжной героине оказывается столь сильна, что однажды он находит ее живое воплощение у себя дома. И что теперь с ней делать?

Лобстер

The Lobster, 2015

Film4

Дэвид — один из миллионов одиноких людей, которые по достижению определенного возраста вынуждены отправиться в специальный отель. Там ему дается 45 дней на то, чтобы он нашел себе спутницу жизни, иначе он лишится привилегии быть человеком, и его превратят в животное. Со временем он понимает, что ему не светит найти себе жену среди постоялиц отеля, и сбегает. Удивительно, но именно среди беглецов-отшельников он находит «ту самую».

Бойфренд из будущего

About Time, 2013

Working Title Films

В один прекрасный солнечный день Тим узнает семейную тайну: оказывается, все мужчины в его семье могут путешествовать во времени. Романтичный и неуклюжий паренек, который, по сути, может изменить свою судьбу в лучшую сторону и исправить любую ошибку прошлого, решает потратить свой дар на покорение сердца идеальной девушки.

Если вам понравилась статья, обратите внимание еще и на эту страницу.

21 января 2021

Нашли ошибку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Ученый обосновал проект обитаемой колонии на Церере

Строить колонию не на Марсе, а на карликовой планете Церера предложил финский ученый, обосновав свой проект суперспутника на привязи. Такое поселение будет жить за счет ресурсов Цереры, выращивать растения и использовать свет Солнца.

С каждым годом человечество все чаще задумывается о том, где и когда будут созданы первые поселения людей за пределами Земли. Илон Маск уже не предлагает, а обещает построить первые колонии на Марсе, США планируют строить базы на Луне, вернув туда своих астронавтов не ранее 2024 года, существуют также проекты космических станций, где отсутствие естественной гравитации будет компенсироваться их вращением.

Каждый из проектов имеет свои недостатки – низкая гравитация, отсутствие необходимых химических элементов, энергетические затраты на строительство и другие.

Неожиданное решение проблемы предложил Пекка Янхунен из Финского метеорологического института, опубликовавший статью в архиве электронных препринтов и пока не прошедшую процедуру рецензирования.

Он считает, что человечество может построить огромную колонию на искусственно созданном «мегаспутнике» Цереры – карликовой планеты, самом крупном объекте Главного пояса астероидов между орбитами Марса и Юпитера.

Жители этой колонии будут жить в тысячах цилиндрических объемов, закрепленных в диске на орбите Цереры. Каждый такой цилиндр сможет вмещать до 50 тыс. жителей, иметь искусственную атмосферу и имитировать земную гравитацию за счет центробежной силы при вращении.

close

100%

Pekka Janhunen/Finnish Meteorological Institute

Идея вращающихся цилиндров для жизни в космосе не нова – впервые подобную концепцию («Цилиндров О’Нилла») в 1970-е годы предложил физик Джерард О’Нилл в книге «Высокий Рубеж».

Однако почему выбрана именно Церера? Она удалена от Земли примерно как Марс, что делает путешествие к ней относительно несложным. Кроме того, ученого привлек ее химический состав.

«Цилиндры обеспечивают земное ускорение свободного падения 1 g, необходимое для человеческого здоровья, в частности, детям для полноценного роста и развития мышц и костей. На Церере есть азот для наполнения искусственной атмосферы и она довольно большая, чтобы обеспечить почти неограниченными ресурсами. И в то же время он достаточно мала, чтобы подъем материалов с ее поверхности обходился дешево», — пояснил физик-теоретик изданию Universe Today.

При этом проблеме искусственной гравитации ученый уделяет повышенное внимание. «Я уверен, что в марсианском поселении дети не смогут вырастать в здоровых взрослых (в плане мышц и костей) из-за слишком низкой гравитации, — считает Янхунен. – Поэтому я стал искать альтернативу, которая обеспечит земное притяжение на привязанном мире».

По проекту каждый цилиндр будет иметь в длину 10 километров, радиус 1 километр и совершать полный оборот за 66 секунд для имитации земного притяжения. Все цилиндры смогут вращаться внутри общего диска и удерживаться в нем мощными магнитами.

Такой тип колонии, считает ученый, дает одно неоспоримое преимущество – число цилиндров можно постоянно наращивать.

Помимо огромных цилиндров и их массивной дисковой основы другим важным элементом конструкции служат два гигантских зеркала, наклоненных к диску под углом 45 градусов. Они будут направлять на колонию достаточно солнечного света.

Часть каждого цилиндра будет отведена под выращивание урожая и посадки деревьев, которые будут расти в почве глубиной 1,5 метра, доставленной с самой Цереры. Растения будут обеспечивать людей продуктами, давать кислород и усваивать излишки углекислого газа.

По расчетам ученого, плотность населения внутри каждого цилиндра будет составлять до 500 человек на квадратный километр (в Манхэттене она составляет 27 500 человек на кв.км).

close

100%

Rick Guidice courtesy of NASA

Небольшая масса Цереры (3% земной) и низкая скорость собственного вращения позволит доставлять грузы и ресурсы планеты с помощью космического лифта на тросах.

«Церера богата водой, поэтому там возможно получение водорода и кислорода для ракетного топлива. Но мы предпочитаем космический лифт, требующий меньше энергии для подъема грузов», — говорится в исследовании. Несмотря на то, что предложенный проект имеет массу заманчивых преимуществ перед проектами терраформирования Луны и Марса, к нему остается и много вопросов.

«Я бы сказал, есть три основных неопределенности», — считает Манасви Лингам, профессор астробиологии из Технологического института Флориды, не участвовавший в исследовании.

Первое – химические элементы, не упомянутые в исследовании. Среди них фосфор, который необходим человеческому организму для строительства молекул ДНК и РНК – про него в проекте ни слова.

Второе – технологии, которых нет, и которые необходимы для добычи на Церере металлов и других полезных ископаемых. Для этого должны использоваться автономные машины, и спутники для указания наиболее богатых минералами районов. Идея реализуемая, но, учитывая недавнюю неудачу при попытке лендера InSight пробурить Марс на 5 метров, мы крайне далеки от этого, считает критик.

Наконец, финский ученый считает, что первое поселение на орбите может появиться спустя 22 года после начала добычи сырья на Церере. «22 года может быть нижней границей при оптимальных условиях, но я бы сказал, что реальные сроки будут куда дальше», — считает Лингам.

Что такое сила тяжести? | Живая наука

Гравитация — одна из четырех фундаментальных сил во Вселенной, наряду с электромагнетизмом, сильными и слабыми ядерными силами. Несмотря на то, что гравитация является повсеместной и важной для удержания наших ног от отрыва от Земли, она остается в значительной степени загадкой для ученых.

Древние ученые, пытаясь описать мир, придумали свои собственные объяснения того, почему вещи падают на землю. По словам физика Ричарда Фицпатрика из Техасского университета, греческий философ Аристотель утверждал, что объекты имеют естественную тенденцию перемещаться к центру Вселенной, который, как он считал, является серединой Земли.

Но позже светила сместили нашу планету с ее первоначального положения в космосе. Польский эрудит Николас Коперник понял, что пути планет в небе имеют гораздо больший смысл, если Солнце является центром Солнечной системы. Британский математик и физик Исаак Ньютон расширил идеи Коперника и пришел к выводу, что, когда Солнце тянет за собой планеты, все объекты оказывают притяжение друг на друга.

В своем знаменитом трактате 1687 года «Philosophiae naturalis Principia mathematica» Ньютон описал то, что теперь называется его законом всемирного тяготения.Обычно это записывается как:

F _g = G (m ₁ ∙ m ₂ ) / r ²

Где F — сила тяжести, m1 и m2 — массы двух объектов и r — расстояние между ними. G, гравитационная постоянная, является фундаментальной константой, значение которой должно быть обнаружено экспериментально.

Закон всемирного тяготения Ньютона гласит, что сила тяжести прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.По данным PBS Nova, в 40 раз (это цифра 1 с 40 нулями) слабее электромагнетизма.

В то время как эффекты гравитации можно ясно увидеть в масштабе таких вещей, как планеты, звезды и галактики, силу гравитации между повседневными объектами чрезвычайно трудно измерить. 2.Известно, что большинство других универсальных констант имеют гораздо более высокую точность, но из-за того, что гравитация настолько мала, ученые должны разработать невероятно чувствительное оборудование, чтобы попытаться измерить ее эффекты. До сих пор более точное значение G ускользало от их инструментов.

Немецко-американский физик Альберт Эйнштейн совершил следующую революцию в нашем понимании гравитации. Его общая теория относительности показала, что гравитация возникает из-за кривизны пространства-времени, а это означает, что даже лучи света, которые должны следовать этой кривизне, отклоняются чрезвычайно массивными объектами.

Теории Эйнштейна использовались для предположений о существовании черных дыр — небесных сущностей с такой большой массой, что даже свет не может ускользнуть от их поверхностей. Вблизи черной дыры закон всемирного тяготения Ньютона больше не описывает точно, как движутся объекты, скорее, уравнения тензорного поля Эйнштейна имеют приоритет.

С тех пор астрономы открыли реальные черные дыры в космосе, и им даже удалось сделать детальный снимок колоссальной дыры, которая живет в центре нашей галактики.Другие телескопы видели эффекты черных дыр по всей вселенной.

Согласно Minute Physics, применение закона тяготения Ньютона к чрезвычайно легким объектам, таким как люди, клетки и атомы, остается неисследованной границей. Исследователи предполагают, что такие сущности притягиваются друг к другу, используя те же гравитационные правила, что и планеты и звезды, но из-за того, что гравитация настолько слабая, трудно сказать наверняка.

Возможно, атомы притягиваются друг к другу гравитационно со скоростью, равной единице на их расстоянии в кубе, а не в квадрате — наши современные инструменты не могут сказать.Новые скрытые аспекты реальности могли бы быть доступны, если бы только мы могли измерить такие незначительные гравитационные силы.

Вечная сила тайны

Гравитация сбивает ученых с толку и по другим причинам. Стандартная модель физики элементарных частиц, которая описывает действия почти всех известных частиц и сил, не учитывает гравитацию. Хотя свет переносится частицей, называемой фотоном, физики понятия не имеют, существует ли эквивалентная частица для гравитации, которую можно было бы назвать гравитоном.

Объединение гравитации в теоретические рамки с квантовой механикой, еще одно важное открытие сообщества физиков 20-го века, остается незавершенной задачей. Такая теория всего, как известно, может никогда не осуществиться.

Но гравитация все еще использовалась для обнаружения монументальных находок. В 1960-х и 70-х годах астрономы Вера Рубин и Кент Форд показали, что звезды на краях галактик вращаются по орбите быстрее, чем должно быть. Это было почти так, как если бы какая-то невидимая масса притягивала их гравитационно, выявляя материал, который мы теперь называем темной материей.

В последние годы ученым также удалось зафиксировать еще одно следствие теории относительности Эйнштейна — гравитационные волны, излучаемые при вращении массивных объектов, таких как нейтронные звезды и черные дыры. С 2017 года Гравитационно-волновая обсерватория с лазерным интерферометром (LIGO) открыла новое окно во Вселенную, обнаружив чрезвычайно слабый сигнал таких событий.

Дополнительные ресурсы:

Что могло произойти, чтобы изменить гравитацию на Земле, как мы ее знаем?

Rost-9D / Getty Images / iStockphoto

Что могло произойти, чтобы изменить гравитацию на Земле, какой мы ее знаем?

Хиллари Шоу Ньюпорт, Шропшир, Великобритания

Есть несколько способов изменения поверхностной гравитации на Земле.Нам бы не понравилось большинство из них.

Если маленькая черная дыра столкнется с Землей и не пройдет сквозь нее, она опустится к центру планеты. Гравитация будет расти, когда вся планета втянется в дыру. Вероятно, тоже будет очень жарко, так что никто не доживет до окончательного спагеттификации, когда мы оказались в пределах нескольких километров от дыры, когда нас разлучают сильные градиенты гравитации.

В качестве альтернативы, гравитация Земли может уменьшиться до нуля в результате возможного будущего события, известного как большой разрыв, когда Вселенная расширится до точки, когда все, даже субатомные частицы, будут находиться на расстоянии триллионов километров друг от друга.

Кроме того, есть сценарии, в которых столкновение субатомных атомов с высокой энергией нарушает наш космический «ложный вакуум» и сбрасывает все до состояния с более низкой энергией. Или наша Вселенная может столкнуться с другой, вызвав внезапное изменение физических свойств. Это может включать в себя изменение гравитационной постоянной, которая отрывается от первоначального события со скоростью света, поэтому мы никогда не увидим его приближения.

И, наконец, и что самое приятное, гравитация здесь меняется на незначительную величину каждый день, поскольку наша планета накапливает космическую пыль и теряет газы из верхних слоев атмосферы.Но поскольку масса Земли в настоящее время составляет 6 × 10 ²⁴ килограммов, вам не нужно в ближайшее время сбрасывать весы в ванной.

Грэм Смит Верриби, Австралия

В течение следующих нескольких миллиардов лет гравитация Земли изменится незначительно из-за нескольких событий. Когда Солнце расширяется, океаны вырываются в космос, уменьшая массу планеты и, следовательно, уменьшая силу ее гравитации.

Но ядро ​​Земли также остынет, поэтому планета испытает тепловое сжатие.По мере уменьшения радиуса планеты сила тяжести на поверхности будет увеличиваться, потому что для сферы сила тяжести на поверхности обратно пропорциональна квадрату радиуса. Но если Исаак Ньютон и Альберт Эйнштейн ошибались насчет гравитации и выясняется, что универсальная гравитационная постоянная на самом деле не постоянна, а изменяется во времени в миллиарды лет, тогда все ставки проигрывают.

Ричард Гловер Лондон, Великобритания

Единственное, что нам известно, что влияет на гравитацию тела, — это количество содержащейся в нем массы.Итак, чтобы изменить гравитацию Земли, нам нужно будет добавить или убрать массу нашей планеты. Но чтобы внести заметные изменения, нам потребуется переместить огромное количество материала.

Другой фактор — скорость вращения нашей планеты. На экваторе, где скорость максимальна, центробежная сила немного уравновешивает гравитацию, делая вас легче, чем на полюсах.

Итак, есть несколько способов изменить гравитацию Земли, но не практические. Что, наверное, тоже хорошо!

Майк следует Саттон Колдфилд, Уэст-Мидлендс, Великобритания

Близкое сближение массивного небесного тела, такого как нейтронная звезда, исказило бы силу тяжести на поверхности Земли.

Если бы он был в восемь раз дальше от Земли, чем наша Луна, люди на стороне, ближайшей к звезде, чувствовали бы, как будто гравитация была обращена вспять, действуя вверх, а не вниз. Они смогут ходить по потолку, как по полу, при условии, что здание еще не разрушилось. Между тем люди на другом конце Земли почувствовали бы себя тяжелее.

Если нейтронная звезда подойдет намного ближе, ее сила тяжести оттянет людей и объекты с поверхности планеты.

Чтобы ответить на этот вопрос или задать новый, напишите по адресу [email protected].

Вопросы должны быть научными вопросами о повседневных явлениях, а вопросы и ответы должны быть краткими. Мы оставляем за собой право редактировать элементы для ясности и стиля. Пожалуйста, укажите почтовый адрес, номер телефона в дневное время и адрес электронной почты.

New Scientist Ltd сохраняет полный редакторский контроль над опубликованным контентом и оставляет за собой все права на повторное использование материалов вопросов и ответов, представленных читателями, на любом носителе и в любом формате.

Вы также можете отправить ответы по почте по адресу: The Last Word, New Scientist, 25 Bedford Street, London WC2E 9ES.

Действуют положения и условия.

Значение g

В Блоке 2 Физического класса было дано уравнение для определения силы тяжести ( F _grav ), с которой объект массой м был притянут к Земле

F _грав = м * г

Теперь в этом модуле введено второе уравнение для расчета силы тяжести, с которой объект притягивается к Земле.

, где d представляет собой расстояние от центра объекта до центра Земли.

В первом уравнении выше g упоминается как ускорение свободного падения. Его значение 9,8 м / с ² на Земле. То есть ускорение свободного падения на поверхности земли на уровне моря составляет 9,8 м / с ² . При обсуждении ускорения свободного падения было упомянуто, что значение g зависит от местоположения.Имеются небольшие вариации значения g относительно земной поверхности. Эти вариации возникают из-за различной плотности геологических структур под каждым конкретным участком поверхности. Они также являются результатом того факта, что Земля не является действительно сферической; земная поверхность дальше от центра на экваторе, чем на полюсах. Это приведет к увеличению значений g на полюсах. По мере того, как человек движется дальше от поверхности Земли — скажем, в точку орбиты вокруг Земли — значение g все еще изменяется.

Значение g зависит от местоположения

Чтобы понять, почему значение g так зависит от местоположения, мы воспользуемся двумя приведенными выше уравнениями, чтобы вывести уравнение для значения g. Во-первых, оба выражения силы тяжести приравниваются друг к другу.

Теперь обратите внимание, что масса объекта — м — присутствует по обе стороны от знака равенства. Таким образом, m можно исключить из уравнения.Это оставляет нам уравнение для ускорения свободного падения.

Приведенное выше уравнение демонстрирует, что ускорение свободного падения зависит от массы Земли (приблизительно 5,98×10 ²⁴ кг) и расстояния ( d ), на котором объект находится от центра Земли. Если значение 6,38×10 ⁶ м (типичное значение радиуса Земли) используется для расстояния от центра Земли, то будет рассчитано значение g, равное 9,8 м / с ² . И, конечно же, значение g будет меняться по мере того, как объект перемещается дальше от центра Земли.Например, если объект был перемещен в место, находящееся на расстоянии двух земных радиусов от центра Земли, то есть в два раза умноженными на 6,38×10 ⁶ м, то будет найдено существенно другое значение g. Как показано ниже, на удвоенном расстоянии от центра Земли значение g становится 2,45 м / с ² .

В таблице ниже показано значение g в различных точках от центра Земли.

Расположение	Расстояние от центра Земли (м)	Стоимость в граммах (м / с 2 )
Поверхность Земли	6.38 x 10 6 м	9,8
1000 км над поверхностью	7,38 x 10 6 м	7,33
2000 км над поверхностью	8,38 x 10 6 м	5.68
3000 км над поверхностью	9,38 x 10 6 м	4,53
4000 км над поверхностью	1.04 x 10 7 м	3,70
5000 км над поверхностью	1.14 x 10 7 м	3,08
6000 км над поверхностью	1,24 x 10 7 м	2,60
7000 км над поверхностью	1,34 x 10 7 м	2.23
8000 км над поверхностью	1,44 x 10 7 м	1,93
9000 км над поверхностью	1,54 x 10 7 м	1,69
10000 км над поверхностью	1.64 x 10 7 м	1,49
50000 км над поверхностью	5,64 x 10 7 м	0,13

Как видно из приведенного выше уравнения и таблицы, значение g изменяется обратно пропорционально расстоянию от центра Земли.Фактически, изменение g с расстоянием подчиняется закону обратных квадратов, где g обратно пропорционально расстоянию от центра Земли. Это отношение обратных квадратов означает, что при удвоении расстояния значение g уменьшается в 4 раза. При увеличении расстояния втрое значение g уменьшается в 9 раз. И так далее. Эта обратная квадратная зависимость изображена на рисунке справа.

Расчет g на других планетах

То же уравнение, используемое для определения значения g на поверхности Земли, можно также использовать для определения ускорения свободного падения на поверхности других планет.Значение g на любой другой планете можно рассчитать, исходя из массы планеты и ее радиуса. Уравнение принимает следующий вид:

Используя это уравнение, можно вычислить следующие значения ускорения свободного падения для различных планет.

Планета	Радиус (м)	Масса (кг)	г (м / с 2 )
Меркурий	2.43 х 10 6	3,2 х 10 23	3,61
Венера	6.073 x 10 6	4,88 x10 24	8,83
Марс	3.38 х 10 6	6,42 х 10 23	3,75
Юпитер	6,98 x 10 7	1.901 х 10 27	26,0
Сатурн	5.82 х 10 7	5,68 x 10 26	11,2
Уран	2,35 х 10 7	8,68 x 10 25	10,5
Нептун	2.27 х 10 7	1,03 х 10 26	13,3
Плутон	1,15 х 10 6	1,2 х 10 22	0,61

Ускорение свободного падения объекта — это измеримая величина.Тем не менее, из универсального закона всемирного тяготения Ньютона вытекает предсказание, согласно которому его значение зависит от массы Земли и расстояния, на котором объект находится от центра Земли. Значение g не зависит от массы объекта и зависит только от местоположения — планеты, на которой находится объект, и расстояния от центра этой планеты.

Даже на поверхности Земли наблюдаются локальные вариации значения g.Эти вариации связаны с широтой (Земля не является идеальной сферой; она выпуклость посередине), высотой и местной геологической структурой региона. Используйте виджет Gravitational Fields ниже, чтобы исследовать, как местоположение влияет на значение g. А для большего визуального восприятия попробуйте соответствующее Value of g Interactive из раздела Physics Interactives на нашем веб-сайте.

Мы хотели бы предложить … Иногда просто прочитать об этом недостаточно.Вы должны взаимодействовать с ним! И это именно то, что вы делаете, когда используете один из интерактивных материалов The Physics Classroom. Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием нашего интерактивного приложения «Гравитация» и / или нашего интерактивного приложения «Значение g на других планетах». Вы можете найти их в разделе Physics Interactives на нашем веб-сайте. Оба интерактивных модуля позволяют учащемуся интерактивно исследовать влияние характеристик планеты на гравитационное поле.

Гравитация на плоской Земле — Nexus Wiki

Одной из сил, которые мы перечислили при просмотре нашего списка взаимодействий, которые могут изменить скорость объекта, была вес .Кажется, что каждый объект тянет вниз, и если мы протянем его и отпустим, он упадет на землю. Давайте попробуем разобраться в том, что это за сила и как она себя ведет, сделав некоторые наблюдения (феноменология). Хотя у нас есть большой опыт работы с гравитацией, согласовать наш опыт с рамками законов Ньютона немного сложно. Наш мозг имеет тенденцию создавать полезные ярлыки, которые быстро дают нам правильный ответ в определенных ситуациях, но которые плохо обобщаются и могут быть несовместимы друг с другом.Посмотрите, сколько опасных поворотов в тексте ниже!

Если мы уроним несколько предметов, мы увидим, что все они падают на землю, но некоторые падают медленнее, чем другие. Скомканный лист бумаги будет падать медленнее, чем свинцовый кирпич. Но мы знаем, что помимо того, что объект опускается — его вес — он касается чего-то: воздуха. И воздух может оказывать на объект силу сопротивления (вязкость или сопротивление). Чтобы попытаться узнать только о гравитации, а не о смеси гравитации и сопротивления, давайте сосредоточимся на объектах, где кажется, что эффект сопротивления воздуха намного меньше, чем эффект гравитации.И как только мы получим хорошее представление о том, как работает гравитация, мы вернемся и исследуем объекты, падающие с сопротивлением воздуха.

На этой странице мы рассмотрим объекты, на которые сопротивление воздуха не оказывает большого влияния. Это означает, что мы будем использовать плотные объекты и не будем сбрасывать их очень далеко — не более пары метров. Представьте себе серию сфер диаметром около 2 дюймов с массой от 1/4 кг до пары кг. И мы сбросим их максимум на несколько метров.Это означает, что мы можем игнорировать падение 1/ r ² под действием силы тяжести, поскольку r — это наше расстояние до центра Земли — примерно 2 / π x 10 ⁷ метров — и мы не будем существенно изменить это расстояние.

Поскольку сопротивление воздуха зависит от скорости, это также означает, что мы не будем смотреть на объекты, движущиеся очень быстро. Мы также ограничим наши наблюдения лабораторной комнатой — не меняя сильно наше положение или высоту. Поскольку оказывается, что при этом игнорируются эффекты нашего положения относительно центра Земли и нашего расстояния от нее, мы назовем это приближение гравитацией плоской Земли.

[Это хороший пример «выбора канала на кошачьем ТВ». Ограничивая наше рассмотрение объектами, для которых сопротивление воздуха не важно, мы можем получить хорошее представление о силе гравитации. Затем мы можем расширить наш канал и добавить сопротивление воздуха. Наконец, мы можем исследовать, что происходит, когда мы удаляемся от Земли, и узнавать о Универсальном законе тяготения Ньютона. Если бы мы беспокоились обо всем сразу, это было бы слишком запутанно.]

Как вес зависит от положения и времени?

Из наших повседневных наблюдений мы замечаем, что все объекты, на которые мы смотрим, имеют вес.Мы чувствуем, как они тянут наши руки, когда держим их. Поскольку объект оказывает на нашу руку нормальную силу, наша рука должна оказывать на объект нормальную силу вверх в соответствии с законом Ньютона 3 ^rd . Поскольку объект не ускоряется, силы на нем должны быть сбалансированы. Это означает, что вес объекта равен вертикальной силе нашей руки (по закону Ньютона 2 ^и ). Значит, все три силы должны быть равны по величине. Это говорит нам о том, что сила, которую мы ощущаем от объекта, действующего на нас, равна его весу.

Осторожно! Мы часто используем ярлык, говоря, что мы чувствуем вес объекта рукой. Но поскольку значительный вес оказывает только земля, то, что мы на самом деле ощущаем, — это нормальная сила, которую объект оказывает, которая равна его весу. Это важно, потому что цепочка рассуждений сохраняется только в этой статической ситуации.

Таким образом, мы можем измерить эту силу, используя пружину (шкалу) вместо руки, или мы можем опустить ее и измерить ее ускорение. Что мы найдем, если остановимся в нашем номере:

Сила тяжести, действующая на объект, всегда направлена ​​прямо вниз и одинакова независимо от того, где в комнате мы его поместим — или когда.(Лучше: в приближении гравитации плоской Земли сила тяжести, действующая на объект, направлена ​​прямо вниз и не зависит от положения объекта или времени измерения.)

Как вес зависит от объекта?

Теперь самое интересное определить, как вес зависит от свойств объекта. Один из способов проверить это — бросить разные объекты и посмотреть, как они по-разному ускоряются. Осторожный! Мы все еще находимся на канале кошачьего телевидения с пренебрежимо малым сопротивлением воздуха плоской Земле, поэтому мы должны ограничить наши эксперименты этими ситуациями.

Если мы проведем эксперимент по падению тяжелого и легкого мячей, мы обнаружим, что они ударяются о землю одновременно. Если мы посмотрим видеокассету, то видно, что они ускоряются вместе. Это кажется немного странным. Что это значит? Давайте проанализируем это в наших теоретических рамках законов Ньютона.

Чтобы использовать законы Ньютона для падающего тела, мы должны сначала построить диаграмму свободного тела и определить все силы, действующие на объект. Поскольку мы специально сказали, что выбрали объекты, для которых, по нашему мнению, сопротивлением воздуха можно пренебречь, эта сила не должна иметь большого значения.{net} _A / m_A = W_ {E \ rightarrow A} / m_A $$

Ускорение объекта равно чистой силе, деленной на массу объекта. В этом случае единственная сила — это вес, поэтому мы получаем, что вес, деленный на массу, — это ускорение, которое теперь не зависит от объекта при экспериментальном наблюдении.

Итак, давайте запишем $ W_ {E \ rightarrow A} / m_A $ = константу, не зависящую от объекта. Назовем это $ g $. Это дает:

$$ W_ {E \ rightarrow A} = m_A g $$

Вес объекта пропорционален его массе.Постоянная g называется гравитационным полем и явно выражается в единицах Ньютон / кг. Измерения дают

$ г = 9,81 $ н / кг

Мне нравится писать так $ g $, потому что это напоминает нам о силе. Вес — это сила. И это также напоминает нам, что мы должны умножить g на массу, чтобы получить силу. Сразу из результата $ a = W / m = g $ можно заметить тревожный факт, а именно, что в $ g $ тоже есть единицы ускорения — метры в секунду ² .Если вы воспользуетесь тем фактом, что Ньютон = 1 кг-м / с ² , вы увидите, что это получится. Но концептуально $ g $ — это всегда сила. Оно превращается в ускорение только в очень частном случае свободного падения — когда на объект не действуют никакие другие силы. Это может сбивать с толку! Например, объект, неподвижно лежащий на столе, имеет вес — и, следовательно, ненулевое значение $ g $ — но имеет ускорение = 0. НАМНОГО лучше использовать единицы Н / кг для g, чем традиционные «м / с ² «.

Остерегайтесь одношагового мышления

Вот отличное видео на YouTube на эту тему, снятое в Сиднейском университете в Австралии. Большинство людей, которые спрашивали, какой мяч упадет первым, тяжелый или легкий, ошибочно полагали, что это будет тяжелый мяч. Вы думаете, что они страдают от однонаправленного мышления? Посмотрите видео, прежде чем читать мой анализ ниже.

Это один из самых «опасных поворотов» в ньютоновской физике, и я подозреваю, что он исходит из одного шага мышления: большая сила означает большее ускорение.Что ж, это правда, если вы думаете об одном объекте. Приложите к объекту большую чистую силу, и вы получите большее ускорение. Но это НЕ то, что мы делаем, когда сравниваем два объекта.

Второй закон Ньютона напоминает нам фундаментальную концептуальную идею о том, что результирующая сила, действующая на объект, распределяется на все части этого объекта. Это идея масс. Подумайте о ударе по пушечному ядру и футбольному мячу. Что будет быстрее, если вы приложите одинаковую силу ногами? Всем известно, что футбольный мяч будет быстрее ускоряться и лететь быстрее! Но почему-то, когда он поворачивается в сторону и падает, люди (как на видео) предполагают, что более тяжелый объект с такой же силой будет ускоряться так же быстро.Второй закон Ньютона позволяет нам сохранить наши две интуиции — о влиянии большей силы на ускорение и влиянии большей массы на ускорение — и согласовать их.

Джо Редиш 02.10.11

Изменяющаяся гравитация Земли | EarthDate

Карты гравитационных аномалий геоида Земли показывают, чем фактическое гравитационное поле Земли отличается от гравитационного поля однородной, безликой земной поверхности. Области с большей массой окрашены в красный цвет, а области с меньшей массой — темно-синие. Предоставлено: NASA

Есть одна система Земли, которая постоянно влияет на нашу жизнь, но мы почти не задумываемся о ней.То есть до тех пор, пока нам не исполнится 50 и мы не столкнемся с доказательствами. Я, конечно, говорю о гравитации.

Работа против него сохраняет наши мышцы в тонусе, а остальных из нас… не в таком тонусе. Но он держит нас в вертикальном положении, удерживает воду в наших стаканах и океанах. Фактически, Земля, какой мы ее знаем, не могла бы существовать без гравитации.

Все объекты оказывают гравитационное притяжение на другие объекты. Сила этого притяжения определяется размером и плотностью объекта.

У Солнца больше гравитационного притяжения, чем у Земли, которое удерживает Землю на орбите вокруг себя.Луна меньше Земли — и поэтому вращается вокруг нас — но все же обладает достаточной гравитацией, чтобы притягивать земную воду, вызывая приливы.

Если бы Земля имела гладкую поверхность и одинаковую плотность во всех местах, гравитация была бы везде одинаковой. Но это ни то, ни другое.

Если вы стоите рядом с горой и держите гирю на веревке, эта гиря не будет висеть идеально ровно, а будет слегка притянута к горе. Недостаточно, чтобы вы заметили, но можно измерить чувствительным прибором.

Горные хребты в целом имеют более сильное гравитационное притяжение, чем, скажем, океаны, поскольку скалы плотнее воды. Различная плотность в разных местах на Земле вызывает различие в гравитации Земли.

Мы исследуем удивительные вещи, которые открывает изменение гравитации в будущем EarthDate. |

---

Изменение силы тяжести Земли Справочная информация

Синопсис: Земное притяжение повсюду, и все, что обладает массой, оказывает гравитационное притяжение на все остальное.Материалы с разной плотностью на поверхности Земли и внутри нее влияют на гравитационное притяжение Земли — горы фактически тянут к себе отвесы из-за их большой массы по сравнению с окружающим их воздухом.

• Гравитация невидима, и она повсюду. Сила земного притяжения тянет нас к центру массы Земли и удерживает нас в вертикальном положении, независимо от того, где мы находимся на земном шаре.
  • Гравитация удерживает воду в стаканах и еду на тарелках.
  • Яблоки падают на землю.
  • Гравитация Луны воздействует на воду Земли, вызывая приливы.
  • Гравитация Солнца удерживает Землю на орбите.
• Каждый объект с массой оказывает гравитационное притяжение на все остальные массы, и по мере увеличения массы объекта его гравитационное притяжение увеличивается.
  • Объекты, которые более плотные, имеют большую концентрацию массы, таким образом создавая большее гравитационное притяжение, чем объект того же размера с более низкой плотностью — i.е. кубический фут твердой породы будет оказывать большее притяжение на окружающую среду, чем кубический фут океана.
  • Если вы стоите рядом с горой, держа отвес, гора будет оказывать на вас гравитационное притяжение, поэтому отвес будет очень немного отклоняться к ней.
  • Люди не чувствуют небольших различий в гравитационном притяжении, но наши чувствительные инструменты чувствуют.
• Если бы Земля была однородным гладким эллипсоидом, то гравитационное притяжение было бы одинаковым везде и перпендикулярно поверхности эллипсоида.
  • Поверхность океана также была бы идеальным эллипсоидом.
• Поскольку Земля прочная и состоит из материалов с сильно различающейся плотностью в трех измерениях от ядра до поверхности, гравитационное притяжение меняется.
  • Ученые определили неровную поверхность под названием геоид , чтобы описать долгосрочную среднюю или «среднюю» конфигурацию гравитационного притяжения Земли.
  • Повсюду на Земле вода располагается параллельно геоиду, и отвесы висят перпендикулярно к ней, притягиваемые силой тяжести в этом конкретном месте.
• Гравитационное поле Земли постоянно смещается, потому что его динамические поверхностные процессы вызывают локальные изменения массы, которые происходят в более коротких временных масштабах; эти изменения в местном гравитационном поле можно отслеживать как «переменное во времени» гравитационное поле за периоды лет, включая следующие:
  • Перераспределение массы в результате тектонических событий, таких как извержения вулканов и землетрясения.
  • Изменение массы полярных ледяных щитов и распространение океанских течений.
  • Сдвиг массы грунтовых вод и даже почвенной влаги.
• спутников НАСА могут отслеживать изменения силы тяжести. Послушайте рассказ на следующей неделе, чтобы узнать, как это происходит и что они измеряют.

Изменяющаяся гравитация Земли Ссылки

Миссия GRACE: 15 лет наблюдения за водой на Земле | НАСА

Информационный бюллетень GRACE | Обсерватория Земли НАСА

GRACE | UT Центр космических исследований

GRACE | Вики

спутников для взвешивания подземных вод, потерянных для орошения | PBS

Треть крупных бассейнов подземных вод терпит бедствие | НАСА / Лаборатория реактивного движения

Авторы: Джули Хеннингс, Гарри Линч

Earth Gravity — обзор

7 Moon

После столетий внимательного невооруженного глаза и телескопических наблюдений с Земли, Луна наконец стала телом, которое должны исследовать роботы, посещаемые людьми-исследователями и, возможно, в конечном итоге населенные люди первой внешней волны цивилизации.В самом начале научное исследование Луны было вовлечено в великую борьбу двадцатого века между Соединенными Штатами и СССР. С распадом СССР программа стала жертвой низкого приоритета и в течение десятилетий томилась, но сейчас наблюдается оживленное международное возрождение. Здесь мы перечисляем самые важные роботизированные миссии прошлого, затем кратко упоминаем грандиозное предприятие Apollo и его несостоявшегося советского конкурента и, наконец, отмечаем новые миссии, которые теперь осуществляются в расширяющейся группе стран.

7.1 Луна 1, 2 и 3

Советская миссия Луна в 1959 году привела к первому выходу из-под земного притяжения, первому удару Луны и первым изображениям с дальней стороны, положившим конец столетиям спекуляций.

7.2 Ranger 7, 8 и 9

После двух нелунных испытаний и трех неудачных попыток доставить сейсмометры на поверхность Луны, миссии NASA Ranger , запущенные аппаратом Atlas-Agenas в 1964 и 1965 годах, дали тысячи результатов. телевизионные изображения с высоким разрешением лунной поверхности, показывающие, что все элементы покрыты образовавшимся при ударе реголитом.

7.3 Zond 3

Советский планетарный космический корабль, Zond 3, , запущенный в испытательный полет, включая облет Луны, эта миссия в 1965 году вернула улучшенные изображения частей обратной стороны Луны.

7,4 Луна 9 и 13

После многих советских лунных неудач в 1960–1965 годах, Луна 9 и 13 в 1966 году (рис. 56.7) достигли первого и третьего в истории успешных приземлений на Луну, предоставив панорамные изображения, показывающие мелкие детали поверхности.

РИСУНОК 56.7. Луна 9, — советский космический корабль, совершивший первую в истории успешную посадку на Луну, доставив панорамные изображения с мельчайшими деталями поверхности.

7,5 Луна 10, 11, 12 и 14

Эти советские миссии, Луна, в 1966 и 1968 годах, впервые вышли на лунную орбиту и провели некоторые измерения гравитации и геохимии Луны.

7.6 Lunar Orbiter 1–5

Предназначенный для съемки мест посадки на Луну в поддержку Аполлона, первые три из Atlas-Agena — запущенных Lunar Orbiter Фотографические миссии НАСА были настолько успешными, что последние два были учитывая расширенную задачу картографирования всей Луны.

7.7 Surveyor 1, 3, 5, 6 и 7

NASA Surveyor 1 , запущенный с помощью Atlas-Centaur, совершил первую мягкую посадку на Луну и вернул телевизионные мозаики своего окружения. В дополнение к изображениям, Surveyors в 1966 и 1967 годах предоставили информацию о механических и химических свойствах реголита.

7,8 Зонд 5, 6, 7 и 8

Советский космический корабль Зонд , запущенный с 1968 по 1970 год на больших протонных аппаратах, пролетел по окололунным траекториям, вернувшись на Землю после пролета над дальней стороной Луны.Это были испытательные полеты для никогда не завершенной программы полета человека на Луну. Полезная нагрузка состояла из приборов для окружающей среды и биологических образцов, включая черепах. Более поздние полеты продемонстрировали остроумный вход в атмосферу с перескоком, на короткое время погрузившись в атмосферу над Индийским океаном, а затем отправившись на посадку в Центральной Азии.

7.9 Apollo 8

Когда в 1961 году президент США Джон Ф. Кеннеди призвал к запуску Apollo, он попросил своих советников описать программу, в которой «мы можем победить» в соревновании с СССР.Наблюдение за советскими приготовлениями к запуску на Луну и испытательными полетами привело к решению как можно скорее отправить человеческий экипаж на Луну. Результатом стала рискованная миссия Apollo 8 в 1968 году. Он вышел на лунную орбиту только с командным и служебным модулями (CSM), потому что лунный посадочный модуль (LM) еще не был доступен. Таким образом, не было никакой перспективы сохранить миссию в режиме «LM Lifeboat», как это должно было быть сделано в Apollo 13 (см. Ниже). Экипаж Apollo 8 транслировал телевизионные изображения и рождественское голосовое чтение первой главы Книги Бытия в Библии короля Иакова с лунной орбиты, фотографировал, производил визуальные наблюдения и благополучно вернулся на приводнение в Тихом океане.

7.10 Apollo 10

Во время последней репетиции высадки на Луну в 1969 году (после успешных испытаний LM Apollo 9 на околоземной орбите), экипаж Apollo 10 выполнял все функции LM на низкой лунной орбите, соединенный с CSM и благополучно вернулся на Землю.

7.11 Аполлон 11

Аполлон 11, миссия, выигравшая величайшее мирное международное соревнование, 20 июля 1969 года оставила первые человеческие следы на Луне.Команда LM собрала образцы горных пород и грунта и установила на поверхности набор долговечных инструментов. Между тем, фотосъемка с орбитального CSM охватила места посадки для будущих миссий.

7.12 Apollo 12

Выдающееся достижение в 1969 году наземного и летного экипажа Apollo 12 показано на рис. 56.8. Направляясь к месту посадки в пределах 170 м от Surveyor 3, , который находился на Луне 31 месяц, экипаж LM подошел к Surveyor , отрезал его камеру и клешню для пробоотборника почвы и вернул их на Землю. .Миссия также принесла новый урожай горных пород, почвы, орбитальных изображений и изображений поверхности, а также других научных данных.

РИСУНОК 56.8. Астронавт Пит Конрад осматривает камеру Surveyor 3 и коготь пробоотборника почвы в 1969 году.

7.13 Apollo 13

Когда космический корабль Apollo 13 летел на Луну в 1970 году, кислородный баллон в служебном модуле взорвался. Драматическое спасение миссии на следующей неделе — это эпическая история о самоотверженности и изобретательности наземных и летных экипажей.Выйдя из поврежденного CSM в LM, экипаж использовал спускаемый двигатель LM, чтобы скорректировать свою траекторию для возвращения на Землю в окололунной зоне. В разгар чрезвычайной ситуации им даже удалось получить несколько фотографий с дальней стороны Луны.

7.14 Apollo 14

Продолжая расширять научные возможности Apollo , исследование поверхности миссии Apollo 14 1971 года включало нарисованную вручную тележку для переноски инструментов.

7.15 Аполлон 15, 16 и 17

Во время трех миссий Аполлон в 1971 и 1972 годах научные исследования Луны человеком показали свой реальный потенциал.Благодаря расширенной геологической подготовке космонавтов, а также одному члену экипажа, профессиональному геологу, а также марсоходу для перевозки экипажа LM по протяженным поверхностным маршрутам, а также комплекту инструментов дистанционного зондирования на CSM, эти миссии принесли изобилие информации, описанной в глава о Луне.

7.16 Луна 16, 17, 20, 21 и 24

В течение лет Аполлона у СССР было три лунные программы. Первой была программа робототехники, которая началась в 1959 году и продолжалась с расширением возможностей до 1976 года.Вторым был запускаемый «Протонами» окололунный Zond (название означает «звуковой прибор») — тесты на человеческий предшественник. Третий — это попытка высадки человека на Луну, основанная на гигантском корабле Н-1, который потерпел неудачу в четырех попытках запуска.

Луны 16 – 24 были эмиссарами первой программы. Запущенные «Протоном» аппараты Luna 16, 20, и 24 (рис. 56.9) пробурили реголит, инкапсулировали небольшие образцы почвы и вернули их на Землю. Луна 17 и 21 доставили луноходы на поверхность Луны.

РИСУНОК 56.9. Космический корабль Luna 16 .

7.17 Clementine

Миссия Clementine, , которая возродила исследование Луны в 1994 году после десятилетий застоя, имела новаторский менеджмент и технический план. Предложенный в качестве испытания инструментальных технологий для Американской стратегической оборонной инициативы, он спонсировался Организацией противоракетной обороны и НАСА, находился под управлением Военно-морской исследовательской лаборатории и запущен с Тихоокеанского ракетного полигона на Титане II-G.

В течение 2 месяцев на лунной орбите он нанес на карту всю Луну на многих длинах волн и намекнул на присутствие теоретически предсказанных избыточных летучих веществ, возможно, следы холодного водяного льда около полюсов Луны.

7.18 Lunar Prospector

Запущенный в 1998 году твердотопливным аппаратом Athena, NASA Lunar Prospector продолжил тенденцию к созданию небольших, высокопроизводительных лунных космических аппаратов и относительно низкой стоимости полетов. С помощью спектрометров нейтронов, гамма-лучей и альфа-частиц, а также измерений лунного магнитного и гравитационного полей миссия дала данные о составе поверхности Луны и ее геохимических и геофизических свойствах.Отправив убедительные доказательства наличия избыточного водорода около обоих полюсов, он добавил уверенности к находкам Clementine о возможных полярных льдах.

7.19 SMART-1

Первая лунная миссия ЕКА, SMART-1, была запущена в 2003 году с небольшого высокотехнологичного космического корабля, демонстрирующего солнечную электрическую тягу, автономность на борту и несколько новых инструментальных технологий. Медленно двигаясь по спирали от Земли, а затем внутрь к Луне, корабль был захвачен гравитацией Луны в конце 2004 года и начал научные операции на лунной орбите в 2005 году, откуда доставил прекрасный урожай изображений и других данных дистанционного зондирования до тех пор, пока не был запланирован. упал на Луну 3 сентября 2006 года.

7.20 Kaguya / SELENE

Япония и Китай запустили орбитальные аппараты дистанционного зондирования Луны для полярных наблюдений в 2007 году, вернув богатый урожай мультиспектральных наблюдений, а также данные гравитации и селенодезии, полученные в результате точного отслеживания. На Kaguya / SELENE было 14 научных инструментов и два небольших спутника.

7.21 Chang’e 1

Первая лунная миссия Китая дала отличные данные о лунной поверхности и внутренних свойствах, включая глобальную тепловую карту с помощью микроволновой радиометрии.

7.22 Chandrayaan-1

Chandrayaan-1, первое лунное предприятие Индии, полярный орбитальный аппарат дистанционного зондирования, запущенный в 2008 году и завершившийся в 2009 году, среди других инструментов имелся американский инфракрасный спектрометр Moon Mineralogy Mapper, который подтвердил существование различных количество воды на поверхности Луны (см. главу о Луне).

7.23 Lunar Reconnaissance Orbiter

Эта американская миссия, запущенная в 2009 году, продолжает предоставлять огромные объемы данных, включая изображения такого высокого качества, что позволяет увидеть приземлившиеся космические аппараты из предыдущих миссий.

7.24 LCROSS

Эта миссия, случайно воспользовавшись преимуществом большого доступного избытка полезной нагрузки, была запущена с помощью Lunar Reconnaissance Orbiter. Отработанная верхняя ступень ракеты-носителя должна была упасть в затененный полярный кратер, в то время как следующий космический аппарат наблюдал за облаком обломков, освещенным солнечным светом, с помощью инфракрасного спектрометра, что дало подтверждение наличия водяного льда.

7.25 ARTEMIS

Еще одна интересная миссия: в этом предприятии используются два из пяти космических аппаратов THEMIS, которые перемещаются со своих первоначальных орбит, наблюдая полярные сияния и другие магнитосферные явления, на новые либрационные орбиты внутрь и наружу от Луны.

7.26 Chang’e 2

Второй китайский лунный орбитальный аппарат после завершения своей картографической миссии в 2010 году был отправлен к астероиду Тутатис.

7.27 GRAIL

Запущенные в 2011 году и использующие тот же принцип измерения, что и миссия GRACE на Земле, двойные лунные орбитальные аппараты, с изменяющимся расстоянием между ними, зарегистрированными с чрезвычайной точностью, дали новую карту Луны с высоким разрешением. сила тяжести. Кроме того, на одном космическом корабле установлена ​​камера, предназначенная для образовательных программ, на которые нацелены школьники.

7.28 LADEE

Эта миссия, выведенная на лунную орбиту в 2013 году, предназначена для исследования разреженной атмосферы Луны и явления левитирующей пыли, наблюдаемого с помощью посадочных аппаратов-роботов и астронавтов «Аполлона». Он также проводит демонстрационный эксперимент сверхширокополосной лазерной технологии связи.

7,29 Chang-E 3 и Yutu

В декабре 2013 года китайский самолет Chang-E 3 приземлился в северной части Маре Имбриум и запустил марсоход Yutu (Jade Rabbit). См. Рисунки 56.10 и 56.11. Оба космических корабля начали наблюдение за лунной поверхностью, недрами и небом с помощью набора инструментов, включая георадар и ультрафиолетовые телескопы. После приземления оба космических корабля пережили свою первую лунную ночь, но после второй ночи было обнаружено, что Юту частично вышел из строя из-за экстремальных температур после неисправности механизма солнечной панели. Юту продолжал действовать как постоянный наблюдатель.

РИСУНОК 56.10. Chang-E 3 лунный посадочный модуль (CNSA)

РИСУНОК 56.11. Луноход Yutu (Jade Rabbit) (CNSA).

Гравитационное поле Земли: новейшие методологии и приложения

Сегодня, после достижений в области технологий, были созданы точные инструменты и методы для измерения силы тяжести Земли из космоса, воздуха и поверхности Земли. Такие достижения улучшают наши знания о физике нашей планеты. Для достижения этой цели теории и методы должны быть модернизированы и пересмотрены. Различные спутниковые, бортовые, корабельные и наземные гравиметрические миссии нацелены на надежное и точное определение гравитационного поля Земли и его временных изменений.В геодезии основная цель — определить физическую форму Земли или геоида и определить системы высот. В геофизике основной целью является понимание внутренних и приповерхностных процессов Земли. Гравитационное поле Земли и его временные изменения так или иначе отражают информацию о таких процессах. Поскольку гравитация захватывает различные процессы и внутренние структуры, ее интерпретация зависит от наших предположений об основных источниках. В этой теме исследования рассматриваются последние разработки в области определения гравитационного поля и его приложений; е.грамм. определение геоида, системы высот и объединение датумов, определение неоднородности Мохо и контраста плотности между корой и верхней мантией, упругая толщина литосферы, послеледниковый отскок, землетрясения, моделирование напряжений и конвекция мантии, приповерхностные процессы, связанные с гидрологией, криосферой, океаны, атмосфера и спутниковая альтиметрия.

Мы приветствуем экспертов в предметной области исследовательской темы для сбора высококачественных статей, демонстрирующих состояние современных теорий и приложений гравитационного поля Земли от ближней поверхности Земли до глубинных недр.

Тема исследования охватывает все предметы, связанные с теорией и приложениями гравитационного поля Земли, например:
• Определение геоида;
• Системы высот и вертикальная точка отсчета;
• Спутниковая, бортовая, судовая и наземная гравиметрия и моделирование гравитационного поля;
• Спутниковая альтиметрия;
• Гравиметрическое моделирование Мохо и плотностно-контрастное моделирование, определение упругой толщины;
• GRACE / GRACE-FO Моделирование и применение переменных во времени гравитационных полей в: моделировании приповерхностных процессов, связанных с гидрологией, криосферой, океаном и атмосферой; постсейсмический мониторинг и мониторинг землетрясений; изменения напряжения внутри литосферы; постледниковый отскок, а также твердые и океанские приливы.

Ключевые слова : геоид, приповерхностные процессы, физика недр Земли, спутниковая, воздушная и земная гравиметрия, спутниковая альтиметрия

Важное примечание : Все материалы по данной теме исследования должны находиться в рамках того раздела и журнала, в который они были отправлены, как это определено в их заявлениях о миссии.Frontiers оставляет за собой право направить рукопись, выходящую за рамки объема, в более подходящий раздел или журнал на любом этапе рецензирования.

Сегодня, после достижений в области технологий, были созданы точные инструменты и методы для измерения силы тяжести Земли из космоса, воздуха и поверхности Земли. Такие достижения улучшают наши знания о физике нашей планеты. Для достижения этой цели теории и методы должны быть модернизированы и пересмотрены.Различные спутниковые, бортовые, корабельные и наземные гравиметрические миссии нацелены на надежное и точное определение гравитационного поля Земли и его временных изменений. В геодезии основная цель — определить физическую форму Земли или геоида и определить системы высот. В геофизике основной целью является понимание внутренних и приповерхностных процессов Земли. Гравитационное поле Земли и его временные изменения так или иначе отражают информацию о таких процессах.Поскольку гравитация захватывает различные процессы и внутренние структуры, ее интерпретация зависит от наших предположений об основных источниках. В этой теме исследования рассматриваются последние разработки в области определения гравитационного поля и его приложений; например определение геоида, системы высот и объединение датумов, определение неоднородности Мохо и контраста плотности между корой и верхней мантией, упругая толщина литосферы, послеледниковый отскок, землетрясения, моделирование напряжений и конвекция мантии, приповерхностные процессы, связанные с гидрологией, криосферой, океаны, атмосфера и спутниковая альтиметрия.

Мы приветствуем экспертов в предметной области исследовательской темы для сбора высококачественных статей, демонстрирующих состояние современных теорий и приложений гравитационного поля Земли от ближней поверхности Земли до глубинных недр.

Тема исследования охватывает все предметы, связанные с теорией и приложениями гравитационного поля Земли, например:
• Определение геоида;
• Системы высот и вертикальная точка отсчета;
• Спутниковая, бортовая, судовая и наземная гравиметрия и моделирование гравитационного поля;
• Спутниковая альтиметрия;
• Гравиметрическое моделирование Мохо и плотностно-контрастное моделирование, определение упругой толщины;
• GRACE / GRACE-FO Моделирование и применение переменных во времени гравитационных полей в: моделировании приповерхностных процессов, связанных с гидрологией, криосферой, океаном и атмосферой; постсейсмический мониторинг и мониторинг землетрясений; изменения напряжения внутри литосферы; постледниковый отскок, а также твердые и океанские приливы.

Ключевые слова : геоид, приповерхностные процессы, физика недр Земли, спутниковая, воздушная и земная гравиметрия, спутниковая альтиметрия

Важное примечание : Все материалы по данной теме исследования должны находиться в рамках того раздела и журнала, в который они были отправлены, как это определено в их заявлениях о миссии.Frontiers оставляет за собой право направить рукопись, выходящую за рамки объема, в более подходящий раздел или журнал на любом этапе рецензирования.

.