Majú astronauti na Mesiaci menšiu hustotu?

Prieskum vesmíru je téma, ktorá zachytáva predstavivosť ľudí a vyzýva ich, aby premýšľali o tom, čo presne sa môže stať, keď opustia ochrannú bublinu Zeme. Pre jedného znamená mikrogravitácia vesmíru alebo nižšia gravitácia na Mesiaci to, že telá astronautov už nie sú pripútané k zemi rovnakým spôsobom. Zákony a definície študované vo fyzike vám umožňujú určiť, ako to ovplyvňuje ich hustotu.

Najprv je potrebné pochopiť rozdiel medzi hmotnosťou a hmotnosťou. Hmotnosť je mierou množstva hmoty v objekte - v tomto prípade astronautovi. Je to záznam o množstve prítomných atómov a je to rovnaké, či už je človek na Zemi alebo vo vesmíre. Hmotnosť na druhej strane meria vplyv gravitácie na hmotnosť objektu. To znamená, že vaša váha na Zemi je kombináciou toho, koľko hmoty má vaše telo a ako veľmi vás Zem sťahuje dole k zemi. Na Mesiaci je iba asi jedna šestina gravitácie Zeme, a tak astronaut váži oveľa menej.

Hustota a hmotnosť sú súvisiace pojmy. Hustota je množstvo hmoty na jednotku objemu. Napríklad astronaut môže mať objem 65 litrov a hmotnosť 68 kilogramov. Ak rozdelíte jej hmotu na jej objem, dosiahnete hustotu 1,05 kilogramu na liter. Nie tak náhodou sa to stane veľmi blízko hustote vody, ktorá je 1,00 kilogramu na liter. Pravdepodobne ste už počuli, že ľudia sú viac ako polovica vody, a preto dáva zmysel, že majú približne rovnakú hustotu.

Pomocou týchto konceptov sa pozrime, čo sa stane s astronautom, ktorý sa odváži zo Zeme na Mesiac. Pohybom od gravitácie Zeme po gravitáciu Mesiaca sa váha astronauta určite zmení, ale jeho hmotnosť zostáva rovnaká. Vo vesmíre je nižší tlak vzduchu, ale astronauti nevyfukujú ako bubliny, keď opustia zemskú atmosféru, takže môžete pokojne predpokladať, že ani objem astronautov sa skutočne nezmení. Ak sa hmotnosť a objem na Mesiaci nezmení, môžete odvodiť, že hustota astronauta by bola rovnaká.

V tomto scenári je malá medzera, ktorá sa však týka skôr fyziológie ako fyziky. Ľudia v skutočnosti nemajú byť vo vesmíre a majú tendenciu strácať kostnú denzitu, svalovú hmotu a tekutiny, ak trávia dlhší čas nízkou gravitáciou. Keď ľudia položia tieto hypotetické otázky, zvyčajne si pomyslia na situáciu, keď je astronaut okamžite transportovaný z jedného miesta na druhé, ale v skutočnom živote je to dlhá cesta. Takže astronaut mohol na svojej ceste na Mesiac stratiť trochu hmoty a bol by tak o niečo menej hustý, keď by sa tam dostal.