هل رواد الفضاء أقل كثافة على القمر؟

استكشاف الفضاء هو موضوع يلتقط خيال الناس ويتحدىهم للتفكير في ما يمكن أن يحدث بالضبط بمجرد مغادرتهم الفقاعة الوقائية للأرض. أولاً ، الجاذبية الصغرى للفضاء أو الجاذبية المنخفضة على القمر تعني أن أجسام رواد الفضاء لم تعد مقيدة بالأرض بنفس الطريقة. تسمح لك القوانين والتعاريف المدروسة في الفيزياء بتحديد كيفية تأثير ذلك على كثافتها.

أولاً ، من الضروري فهم الفرق بين الكتلة والوزن. الكتلة هي مقياس لمقدار المادة في جسم ما - في هذه الحالة ، رائد فضاء. إنه عبارة عن إحصاء لكمية الذرات الموجودة ، وهو نفسه سواء كان الشخص على الأرض أو في الفضاء. من ناحية أخرى ، يقيس الوزن تأثير الجاذبية على كتلة الجسم. هذا يعني أن وزنك على الأرض هو مزيج من مقدار الكتلة الموجودة في جسمك ومدى صعوبة الأرض في جرك نحو الأرض. على سطح القمر ، لا يوجد سوى سدس جاذبية الأرض ، وبالتالي فإن وزن رائد الفضاء أقل من ذلك بكثير.

الكثافة والكتلة مفاهيم مرتبطة. الكثافة هي مقدار المادة لكل وحدة حجم. على سبيل المثال ، قد يبلغ حجم رائد الفضاء 65 لترًا وكتلة 68 كجم. إذا قسمت كتلتها إلى حجمها ، فستصل إلى كثافة 1.05 كجم لكل لتر. ليس من قبيل الصدفة أن يكون هذا قريبًا جدًا من كثافة الماء ، والتي تبلغ 1.00 كجم لكل لتر. ربما سمعت أن البشر لديهم أكثر من نصف الماء ، لذلك فمن المنطقي أن لديهم نفس الكثافة تقريبًا.

باستخدام هذه المفاهيم ، انظر إلى ما يحدث لرائد الفضاء الذي يغامر من الأرض إلى القمر. بالانتقال من جاذبية الأرض إلى جاذبية القمر ، يتغير وزن رائد الفضاء بالتأكيد ، لكن كتلته تظل كما هي. يوجد ضغط هواء أقل في الفضاء ، لكن رواد الفضاء لا ينفجرون مثل الفقاعات بمجرد مغادرتهم الغلاف الجوي للأرض ، لذلك يمكنك أن تفترض بأمان أن حجم رائد الفضاء لا يتغير أيضًا. إذا لم تتغير الكتلة والحجم على القمر ، يمكنك استنتاج أن كثافة رائد الفضاء ستكون هي نفسها.

هناك ثغرة صغيرة في هذا السيناريو ، لكنها تتعلق بعلم وظائف الأعضاء أكثر من الفيزياء. ليس من المفترض حقًا أن يتواجد الناس في الفضاء ، ويميلون إلى فقدان كثافة العظام وكتلة العضلات والسوائل إذا أمضوا وقتًا طويلاً في الجاذبية المنخفضة. عندما يطرح الناس هذه الأسئلة الافتراضية ، فإنهم عادة ما يفكرون في موقف يتم فيه نقل رائد الفضاء على الفور من مكان إلى آخر ، ولكن في الحياة الواقعية ، إنها رحلة طويلة. لذلك ربما فقد رائد الفضاء القليل من الكتلة في طريقه إلى القمر ، وبالتالي سيكون أقل كثافة بقليل بمجرد وصوله إلى هناك.