Průzkum vesmíru je téma, které zachycuje představivost lidí a vyzývá je, aby přemýšleli o tom, co přesně se může stát, jakmile opustí ochrannou bublinu Země. Za prvé, mikrogravitace vesmíru nebo nižší gravitace na Měsíci znamená, že těla astronautů již nejsou připoutána k zemi stejným způsobem. Zákony a definice studované ve fyzice vám umožňují určit, jak to ovlivní jejich hustotu.
Mše vs. Hmotnost
Nejprve je nutné pochopit rozdíl mezi hmotností a hmotností. Hmotnost je měřítkem množství hmoty v objektu - v tomto případě astronautovi. Jde o záznam o množství přítomných atomů a je stejný, ať už je člověk na Zemi nebo ve vesmíru. Váha na druhé straně měří účinek gravitace na hmotnost předmětu. To znamená, že vaše váha na Zemi je kombinací toho, kolik hmoty je ve vašem těle a jak moc vás Země táhne dolů k zemi. Na Měsíci je pouze asi šestina gravitace Země, takže astronaut váží mnohem méně.
Definování hustoty
Hustota a hmotnost jsou související pojmy. Hustota je množství hmoty na jednotku objemu. Například astronaut může mít objem 65 litrů a hmotnost 68 kilogramů. Rozdělíte-li její hmotu na její objem, dosáhnete hustoty 1,05 kilogramu na litr. Ne tak náhodou se to velmi blíží hustotě vody, která je 1,00 kilogramu na litr. Pravděpodobně jste slyšeli, že lidé jsou více než polovina vody, takže dává smysl, že mají přibližně stejnou hustotu.
Stručná odpověď... Ne
Pomocí těchto konceptů se podívejme, co se stane s astronautem, který se vydá ze Země na Měsíc. Při přechodu z gravitace Země na gravitaci měsíce se váha astronauta rozhodně mění, ale jeho hmotnost zůstává stejná. Ve vesmíru je menší tlak vzduchu, ale astronauti nevyfukují jako bubliny, jakmile opustí zemskou atmosféru, takže můžete bezpečně předpokládat, že se také objem astronautů ve skutečnosti nezmění. Pokud se hmotnost a objem na Měsíci nezmění, můžete odvodit, že hustota astronautů bude stejná.
Ale několik upozornění
V tomto scénáři je malá mezera, ale má to více společného s fyziologií než s fyzikou. Lidé ve skutečnosti nemají být ve vesmíru a mají tendenci ztrácet kostní hustotu, svalovou hmotu a tekutiny, pokud tráví delší dobu v nízké gravitaci. Když lidé kladou tyto hypotetické otázky, obvykle si pomyslí na situaci, kdy je astronaut okamžitě transportován z jednoho místa na druhé, ale v reálném životě je to dlouhá cesta. Takže astronaut mohl na cestě na Měsíc ztratit trochu hmoty a byl by tak o něco méně hustý, jakmile by se tam dostal.