Haben Astronauten auf dem Mond weniger Dichte?

Die Erforschung des Weltraums ist ein Thema, das die Vorstellungskraft der Menschen anregt und sie herausfordert, genau darüber nachzudenken, was passieren könnte, wenn sie die Schutzblase der Erde verlassen. Zum einen bedeutet die Mikrogravitation des Weltraums oder die geringere Schwerkraft auf dem Mond, dass die Körper der Astronauten nicht mehr auf dieselbe Weise mit dem Boden verbunden sind. In der Physik untersuchte Gesetze und Definitionen ermöglichen es Ihnen, zu bestimmen, wie sich dies auf ihre Dichte auswirkt.

Zunächst ist es notwendig, den Unterschied zwischen Masse und Gewicht zu verstehen. Die Masse ist ein Maß dafür, wie viel Materie sich in einem Objekt befindet – in diesem Fall einem Astronauten. Es ist eine Zählung der Menge der vorhandenen Atome, und es ist gleich, ob sich eine Person auf der Erde oder im Weltraum befindet. Das Gewicht hingegen misst die Wirkung der Schwerkraft auf die Masse eines Objekts. Das bedeutet, dass Ihr Gewicht auf der Erde eine Kombination daraus ist, wie viel Masse sich in Ihrem Körper befindet und wie stark die Erde Sie in Richtung Boden zieht. Auf dem Mond gibt es nur etwa ein Sechstel der Erdanziehungskraft, daher wiegt der Astronaut viel weniger.

Dichte und Masse sind verwandte Konzepte. Dichte ist die Menge an Materie pro Volumeneinheit. Ein Astronaut könnte beispielsweise ein Volumen von 65 Litern und eine Masse von 68 Kilogramm haben. Teilt man ihre Masse in ihr Volumen, erreicht man eine Dichte von 1,05 Kilogramm pro Liter. Nicht zufällig ist dies sehr nahe an der Dichte von Wasser, die 1,00 Kilogramm pro Liter beträgt. Sie haben wahrscheinlich gehört, dass Menschen mehr als die Hälfte aus Wasser bestehen, daher ist es sinnvoll, dass sie ungefähr die gleiche Dichte haben.

Betrachten Sie anhand dieser Konzepte, was mit dem Astronauten passiert, der sich von der Erde zum Mond wagt. Von der Schwerkraft der Erde zur Schwerkraft des Mondes ändert sich das Gewicht des Astronauten sicherlich, aber seine Masse bleibt gleich. Der Luftdruck im Weltraum ist geringer, aber Astronauten blasen nicht wie Blasen auf, wenn sie die Erdatmosphäre verlassen, sodass Sie davon ausgehen können, dass sich auch das Volumen des Astronauten nicht wirklich ändert. Wenn sich Masse und Volumen auf dem Mond nicht ändern, können Sie davon ausgehen, dass die Dichte des Astronauten gleich wäre.

Dieses Szenario hat ein kleines Schlupfloch, aber es hat mehr mit Physiologie als mit Physik zu tun. Menschen sind nicht wirklich dafür gedacht, im Weltraum zu sein, und sie neigen dazu, Knochendichte, Muskelmasse und Flüssigkeit zu verlieren, wenn sie längere Zeit in niedriger Schwerkraft verbringen. Wenn Leute diese hypothetischen Fragen stellen, denken sie normalerweise an eine Situation, in der ein Astronaut sofort von einem Ort zum anderen transportiert wird, aber im wirklichen Leben ist es eine lange Reise. Der Astronaut könnte also auf seinem Weg zum Mond ein wenig Masse verloren haben und wäre somit etwas weniger dicht, wenn er dort ankommt.