Лучший способ — показать, что космос не просто абстрактное «что-то далеко за облаками», а настоящий загадочный и удивительный мир. Расскажите необычные и неожиданные факты, покажите фотографии, сделанные телескопами, включите записи звуков, которые издают планеты или звёзды. Подарите светящуюся карту звёздного неба, почитайте вместе научно-популярные книги, посмотрите документальные фильмы или фантастические истории о космосе. Детям в любом возрасте будет интересно узнать, насколько огромен космос, как он появился и какие удивительные объекты в нём существуют.
Что такое космос
Это безвоздушное пространство за пределами атмосферы Земли и других небесных тел. Космос называют открытым, когда космонавт в скафандре покидает корабль, чтобы выполнить снаружи научную работу или ремонт. А ещё его делят на ближний (там, где вращаются спутники и МКС) и дальний — тот, куда человек пока не может добраться. Часто слово «космос» используется как синоним слова «Вселенная».
В космосе крайне мало вещества, но всё же он не такой пустой, как кажется: его наполняют межзвёздный газ, фотоны, различные виды излучений, а ещё тёмная материя и тёмная энергия, природу которых учёные ещё не разгадали.
Что такое Солнечная система
Вокруг нашей главной звезды, Солнца, вращаются разные объекты: планеты с их спутниками, карликовые планеты, астероиды и кометы. Всё это вместе — Солнечная система. Она находится в одном из рукавов нашей галактики Млечный Путь.
В Солнечную систему входят планеты земного типа — Меркурий, Венера, Земля и Марс, газовые гиганты Юпитер и Сатурн, ледяные гиганты Уран и Нептун, а также карликовые планеты — Церера, Плутон (разжалован из ранга полноценной планеты в 2006-м), Хаумеа, Макемаке и Эрида. Большинство этих небесных тел также сопровождают их естественные спутники: у Земли, например, это только Луна, а у рекордсмена Сатурна их как минимум 145.
Что такое Вселенная и галактики
Вселенная — это всё, что существует в ней: космос, звёзды, планеты, галактики. По современным научным представлениям, возраст Вселенной составляет около 13,7 миллиарда лет и возникла она в результате Большого взрыва. Эту космологическую модель назвали так не потому, что Вселенная действительно «взорвалась» в привычном нам понимании — вначале она была сжата в одну точку, а затем начала стремительно расти. В 1929 году астроном Эдвин Хаббл доказал, что Вселенная продолжает расширяться — причём наиболее далёкие галактики улетают от нас быстрее, чем близкие.
Галактики — это огромные скопления звёзд. По структуре у большинства таких объектов есть центр, относительно которого в плоскости диска закручиваются по спирали ветви (рукава) галактики. В центре галактик есть яркая плотная область, чаще в форме сферы — здесь рождаются новые звёзды. А в самом сердце каждой галактики находится сверхмассивная чёрная дыра. В Млечном Пути это чёрная дыра Стрелец A* — в 2022 году проект EHT (Event Horizon Telescope, Телескоп горизонта событий) показал первое изображение её тени. Важно: это не настоящая фотография, а иллюстрация, созданная на основе анализа данных.
Что такое звёзды и чёрные дыры
Звёзды — это огромные шары из раскалённого газа (водорода и гелия), где происходят термоядерные реакции синтеза, благодаря которым они светятся.
У звёзд есть несколько вариантов эволюции в зависимости от их размера. Чем меньше звезда, тем дольше она живёт. Красные карлики с массой менее половины массы Солнца, по расчётам учёных, со времён Большого взрыва ещё ни разу не умирали — и продолжат гореть ещё миллиарды лет, а затем, вероятнее всего, просто потухнут.
Средние звёзды размером до 10 масс Солнца к концу жизни раздуваются и превращаются в красных гигантов. При этом в их недрах продолжается синтез всё более тяжёлых химических элементов — вплоть до железа. Затем оболочка красного гиганта сбрасывается — на его месте остаются планетарная туманность и белый карлик, который также будет спокойно догорать и потухнет. Такая же судьба ждёт наше Солнце.
Крупные звёзды больше 12 масс Солнца погибают в термоядерном взрыве. Это называется вспышкой сверхновой. На месте старого объекта остаётся звезда нового типа — нейтронная. Звёзды-сверхгиганты в конце жизни также взрываются и перерождаются уже в чёрные дыры.
Конечно, это не дыры в привычном понимании и тем более не пылесосы, как многие думают. Это особые объекты, притяжение которых настолько велико, что упавшее в них вещество, даже свет, не может вырваться обратно. Поскольку захваченные дырой фотоны уже не возвращаются, её невозможно увидеть — отсюда и название. Наблюдать мы можем только её аккреционный диск — это светящийся газ, падающий на объект.
Что такое гравитация
Это сила, с которой все объекты во Вселенной притягиваются друг к другу. Именно гравитация не даёт нам улететь с Земли, удерживает Луну на орбите и заставляет планеты вращаться вокруг Солнца. Чем больше масса у объекта, тем сильнее его притяжение. Чем дальше объекты друг от друга — тем слабее гравитация между ними.
Кто такие космонавты
Космонавты (или астронавты — так их называют в англоязычных странах) — это люди, которые специально обучаются, чтобы летать в космос, проводить эксперименты, ремонтировать оборудование и выполнять другие сложные задачи.
По правилам Международной авиационной федерации считается, что человек побывал в космосе, если пересёк высоту 100 км над уровнем моря (линия Ка́рмана). В США эта граница немного ниже — 80 км.
Интересные факты о космосе
Невооружённым глазом в ночном небе мы видим свет звёзд только в пределах Млечного Пути — остальные галактики находятся на слишком большом расстоянии от нас, чтобы мы могли различить в них отдельные объекты. А ещё мы наблюдаем их прошлое. Это объясняется невероятной удалённостью объектов и конечной скоростью света — 300 тысяч километров в секунду. Свет, который испустил объект, приходит на Землю с задержкой: например, фотоны от Солнца долетят к нам за восемь минут, а от ближайшей к Солнцу звезды Проксима Центавра — за четыре года. Это значит, что наблюдаемый нами в текущий момент свет от этих объектов был испущен восемь минут назад и четыре года назад соответственно. Свет от самых далёких звёзд в Млечном Пути может лететь к нам миллион лет.
Если вооружиться мощными телескопами, можно рассмотреть звёзды, свет от которых летит к Земле миллиарды лет. В действительности такие звёзды с большой вероятностью уже погасли — но информация об этом к нам дойдёт ещё очень не скоро. В 2022 году телескоп «Джеймс Уэбб» сфотографировал самую далёкую звезду во Вселенной — она получила красивое имя Эарендель (от древнеанглийского «утренняя звезда», в честь персонажа из легендариума Дж. Р. Р. Толкина).
Ближайшая к Млечному Пути галактика Андромеда движется в нашу сторону. По расчётам учёных, через 4,5 миллиарда лет галактики сольются в одну. При этом исследователи отмечают, что столкновения конкретных звёзд и планет друг с другом крайне маловероятны — всё по той же причине огромных расстояний между ними.
Существует множество угроз, способных поставить под удар будущее нашей планеты. Поэтому учёные всерьёз задумываются о «плане Б» — например, о переселении на Марс или другие планеты. Сейчас активно ищут экзопланеты — то есть планеты за пределами Солнечной системы. Уже открыто более 7 тысяч потенциально обитаемых миров, похожих на Землю. Самая близкая из них вращается вокруг звезды Проксима Центавра — всего в четырёх световых годах от нас. Причём она находится в так называемой «зоне обитаемости» — области, где может существовать вода в жидком виде.
На сегодняшний день вода в жидком состоянии точно найдена только на Земле. Но в форме льда она встречается в разных уголках Солнечной системы. На Марсе есть полярные шапки, состоящие из водяного льда. Карликовые планеты Церера и Хаумеа покрыты ледяной коркой. Ещё внимание учёных привлекают спутники Энцелад (у Сатурна) и Европа (у Юпитера). Под их поверхностью, вероятно, скрываются целые подлёдные океаны. Энцелад, например, выбрасывает гейзеры с ледяными частицами — это может указывать на подземные источники. Не исключено, что в таких местах могли возникнуть простейшие формы жизни. Так что потенциально пригодные для обитания миры могут оказаться совсем рядом — по космическим меркам.
Кстати, водород, а ещё гелий и небольшая доля лития, родились первыми в результате Большого взрыва и сформировали первые объекты во Вселенной. Более тяжёлые химические элементы появлялись в ходе нуклеосинтеза в недрах звёзд, взрывов сверхновых и слияний нейтронных звёзд. Можно сказать, что люди и окружающий их материальный мир — это звёздный пепел.
Фильмы о космосе
- «Телескоп «Хаббл» в 3D». 2010. 0+. В документальном фильме показаны красоты космоса так, как их видит мощный телескоп «Хаббл».
- «Сквозь пространство и время с Морганом Фрименом». 2010–2017. 12+. Документальный сериал из 8 сезонов подробно отвечает на самые волнующие вопросы о космосе.
- «Хокинг». 2004. 12+. Художественный фильм о юности британского астрофизика Стивена Хокинга.
- «Аполлон-13». 1995. 12+. Основанный на реальных событиях фильм об одной из самых страшных страниц в истории освоения космоса — неудавшейся миссии «Аполлон-13».
- «Солярис». 1972. 12+. Советская экранизация одноимённого фантастического романа Станислава Лема о планете, полностью покрытой океаном.
- «2001 год: Космическая одиссея». 1968. 12+. Научно-фантастический фильм Стэнли Кубрика.
Мультфильмы о космосе
- «Тайна третьей планеты». 1981. 0+. Советская экранизация повести Кира Булычёва «Путешествие Алисы».
- «Звёздные собаки: Белка и Стрелка». 2010. 0+. Российский мультфильм для самых маленьких с опорой на советскую историю освоения космоса — о первых собачках-космонавтах, которые совершили космический полёт и благополучно вернулись на Землю.
- «Планета сокровищ». 2002. 0+. Диснеевский мультфильм, переосмысливший роман Р. Стивенсона «Остров сокровищ». Знакомая всем история переносится в далёкое будущее и обретает космические масштабы.
- «ВАЛЛ-И». 2008. 0+. История о покинутой людьми замусоренной Земле и последнем роботе Валли, запрограммированным на уборку.
- «Звёздные войны: Повстанцы». 2014–2018. 6+. Фантастический сериал о противостоянии команды космического корабля «Призрак» силам Галактической Империи.
Книги о космосе
- «Краткая история времени. От Большого взрыва до чёрных дыр». Стивен Хокинг. Для старшеклассников. Известный космолог в научно-популярном стиле рассказывает, как зародилась Вселенная, что такое теория суперструн, как связаны пространство и время. Книга стала мировым бестселлером и феноменом, который часто упоминают в массовой культуре.
- «Понятный космос: от кварка до квазара». Владимир Сурдин. Энциклопедия космических терминов от российского астронома и просветителя науки. Подходит и младшим школьникам, и продвинутым учёным.
- «Всё, что движется. Прогулки по беспокойной Вселенной от космических орбит до квантовых полей». Алексей Семихатов. Для всех, кто хочет разобраться в устройстве Вселенной и возможностях путешествовать по ней.
- «Космическая гонка. История освоения космоса». Клайв Гиффорд. Для школьников младших и средних классов. Яркая энциклопедия с красочной инфографикой о соперничестве СССР и США.
- «Путеводитель по звёздному небу». Стюарт Аткинсон. Для самого первого знакомства с космосом. Герой книги, кот Счастливчик, простыми словами расскажет ребёнку всё о созвездиях и падающих звёздах, планетах и туманностях.
В какие музеи космонавтики стоит сходить
- Музей космонавтики в Москве. Здесь можно посмотреть на аппарат, в котором Белка и Стрелка вернулись на Землю, настоящие скафандры и первый искусственный спутник.
- Музей Центра подготовки космонавтов имени Ю. А. Гагарина в Звёздном Городке. Здесь есть тренажёры космического корабля «Союз» и зал российского сегмента Международной космической станции.
- Музей РКК «Энергия», город Королёв. Здесь представлено множество космической техники, успешно вернувшейся из полётов на орбиту, например корабль «Восход-2», из которого А. Леонов совершил первый в истории выход в открытый космос.