How far would you have to go to escape gravity? - Rene Laufer

Переводчик: Ростислав Голод Редактор: Péter Pallós

More than six thousand light years

На расстоянии более шести тысяч световых лет

from the surface of the earth,

от поверхности Земли

a rapidly spinning neutron star

стремительно вращающаяся нейтронная звезда

called the Black Widow pulsar

под названием Пульсар Чёрная Вдова

blasts its companion brown dwarf star with radiation

облучает радиацией своего компаньона, коричневого карлика,

as the two orbit each other every 9 hours.

обращаясь вместе с ним вокруг общей оси за примерно 9 часов.

Standing on our own planet,

Если находиться на нашей планете,

you might think you’re just an observer of this violent ballet.

можно подумать, что вы лишь свидетель некого захватывающего танца.

But in fact, both stars are pulling you towards them.

Однако на самом деле обе звезды притягивают вас к себе.

And you’re pulling back,

А на вас действует противоположная сила,

connected across trillions of kilometers

и даже на расстоянии триллионов километров от звёзд

by gravity.

вы связаны с ними гравитацией.

Gravity is the attractive force between two objects with mass—

Гравитация является силой, притягивающей два тела, обладающие массой, —

any two objects with mass.

это могут быть любые тела.

Which means that every object in the universe attracts every other object:

Это означает, что любое тело во Вселенной притягивает другое тело,

every star, black hole,

то есть любая звезда, чёрная дыра,

human being, smartphone, and atom

человек, смартфон и атом

are all constantly pulling on each other.

постоянно притягивают друг друга.

So why don’t we feel pulled in billions of different directions?

Тогда почему же мы не ощущаем притяжения в миллиарды сторон?

Two reasons: mass and distance.

Для этого существуют две причины: масса и расстояние.

The original equation describing the gravitational force between two objects

Первоначальное уравнение, описывающее гравитационную силу

was written by Isaac Newton in 1687.

между двумя телами, сформулировал Исаак Ньютон в 1687 году.

Scientists’ understanding of gravity has evolved since then,

С тех пор представление учёных о гравитации изменилось,

but Newton’s Law of Universal Gravitation

но с помощью Закона всемирного тяготения Ньютона

is still a good approximation in most situations.

до сих пор в упрощённом виде можно описать большинство процессов.

It goes like this:

То есть:

the gravitational force between two objects

гравитационная сила между двумя телами

is equal to the mass of one

равняется произведению массы одного тела

times the mass of the other,

на массу другого,

multiplied by a very small number

умноженному на число с малым значением,

called the gravitational constant,

которое называется гравитационная постоянная,

and divided by the distance between them, squared.

и делённому на квадрат расстояния между ними.

If you doubled the mass of one of the objects,

Если массу одного из тел удвоить,

the force between them would double, too.

то сила притяжения между ними также удвоится.

If the distance between them doubled,

Если удвоить расстояние,

the force would be one-fourth as strong.

то данная сила составит одну четверть от первоначальной.

The gravitational force between you and the Earth pulls you towards its center,

Благодаря гравитационной силе, что существует между вами и Землёй,

a force you experience as your weight.

вы притягиваетесь к её центру,

и это проявляется в том, что у вас есть вес.

Let’s say this force is about 800 Newtons

Предположим, что эта сила равняется примерно 800 ньютонам,

when you’re standing at sea level.

If you traveled to the Dead Sea,

а вы стоите на высоте уровня моря.

Если вы переместитесь к Мёртвому морю,

the force would increase by a tiny fraction of a percent.

сила притяжения вырастет всего на доли процента.

And if you climbed to the top of Mount Everest, the force would decrease—

А если забраться на вершину Эвереста, данная сила уменьшится,

but again, by a minuscule amount.

но опять весьма незначительно.

Traveling higher would make a bigger dent in gravity’s influence,

Если взлететь намного выше, то действие гравитации сильно уменьшится,

but you won’t escape it.

но полностью избежать её не получится.

Gravity is generated by variations in the curvature of spacetime—

Гравитация формируется изменением кривизны пространства-времени:

the three dimensions of space plus time—

трёх измерений пространства плюс времени,

which bend around any object that has mass.

которые искривляются под действием любого объекта, имеющего массу.

Gravity from Earth reaches the International Space Station,

Земная гравитация достигает Международной космической станции

400 kilometers above the earth,

на расстоянии 400 километров от поверхности Земли,

with almost its original intensity.

практически не теряя своей силы.

If the space station was stationary on top of a giant column,

Если поместить космическую станцию на вершину гигантской колонны,

you’d still experience ninety percent

то, находясь в ней, вы испытаете 90 процентов силы гравитации,

of the gravitational force there that you do on the ground.

как если бы вы находились на Земле.

Astronauts just experience weightlessness

Космонавты испытывают невесомость,

because the space station is constantly falling towards earth.

поскольку космическая станция находится в состоянии падения к поверхности Земли.

Fortunately, it’s orbiting the planet fast enough that it never hits the ground.

Однако скорость вращения её вокруг планеты столь велика, что она не упадёт на Землю.

By the time you made it to the surface of the moon,

Когда вы достигнете поверхности Луны, —

around 400,000 kilometers away,

а это примерно 400 000 километров, —

Earth’s gravitational pull would be

притяжение Земли составит

less than 0.03 percent of what you feel on earth.

менее 0,03 процента от того, что вы испытали бы на её поверхности.

The only gravity you’d be aware of would be the moon’s,

Единственная сила, действие которой вы испытаете, будет лунная гравитация,

which is about one sixth as strong as the earth’s.

которая составляет только шестую часть от земной.

Travel farther still

По мере вашего продвижения в глубины космоса

and Earth’s gravitational pull on you will continue to decrease,

действие притяжения Земли на вас продолжит ослабевать,

but never drop to zero.

но никогда не упадёт до нуля.

Even safely tethered to the Earth,

Даже твёрдо стоя на Земле,

we’re subject to the faint tug of distant celestial bodies and nearby earthly ones.

мы испытываем на себе

слабое притяжение как небесных, так и близлежащих земных тел.

The Sun exerts a force of about half a Newton on you.

Солнце воздействует на вас с силой, равной примерно пол-ньютона.

If you’re a few meters away from a smartphone, you'll experience

Если вы находитесь в нескольких метрах от смарфтона, то испытываете

a mutual force of a few piconewtons.

силу взаимного притяжения в несколько пиконьютонов,

That’s about the same as the gravitational pull

что примерно равняется силе притяжения,

between you and the Andromeda Galaxy,

возникающей между вами и Галактикой Андромеды

which is 2.5 million light years away

на расстоянии 2,5 миллиона световых лет,

but about a trillion times as massive as the sun.

но вес которой примерно в триллион раз больше Солнца.

But when it comes to escaping gravity,

Но для преодоления гравитации

there’s a loophole.

существует одна «лазейка».

If all the mass around us is pulling on us all the time,

Если вокруг нас все тела, имеющие массу, оказывают на нас влияние,

how would Earth’s gravity change

то как изменится гравитация Земли,

if you tunneled deep below the surface,

если вы опуститесь вглубь её, —

assuming you could do so without being cooked or crushed?

допустим, что вы всё же не сгорите и не расплющитесь.

If you hollowed out the center of a perfectly spherical Earth—

Если пробурить ход в самый центр идеальной по форме сферы Земли, —

which it isn’t, but let’s just say it were—

чем она, конечно же не является, но предположим, что это идеальная сфера, —

you’d experience an identical pull from all sides.

то силы притяжения будут одинаково воздействовать на вас со всех сторон.

And you’d be suspended, weightless,

И вы испытаете состояние невесомости,

only encountering the tiny pulls from other celestial bodies.

лишь изредка ощущая мельчайшие воздействия других небесных тел.

So you could escape the Earth’s gravity in such a thought experiment—

Поэтому избежать действия сил гравитации можно лишь умозрительно

but only by heading straight into it.

и только отправившись в самый центр Земли.