Гравитационные волны

Всё, что движется с ускорением, излучает гравитационные волны. Планеты, электроны, люди и коты, двигаясь, изменяют метрику пространства-времени. Это придумал Эйнштейн в общей теории относительности, а практически это означает следующее: прыгает кот на стол, и от него со скоростью света во все стороны расходятся волны в поле тяготения. То есть все предметы, которые до того кот притягивал с одной силой, станут притягиваться к нему с несколько иной силой. Волна катится по Вселенной, и можно представить, что и кота уже миллионы лет не существует, а где-нибудь в другой галактике внеземная кошка почувствует притяжение или отталкивание. Впрочем, гравитация — очень слабое взаимодействие по сравнению с другими силами природы. Например, два электрона гравитируют в 10⁴² раз слабее, чем отталкиваются за счёт заряда.

Гравитационные волны до сих пор не обнаружили, но пытаются: с помощью гигантских установок типа LIGO ловят волны от событий космического масштаба, например взрывов сверхновых. В 2015 году чувствительность LIGO повысят в 10 раз.

Видимый солнечный свет: λ (длина волны) = 400-700 нм

Солнце излучает электромагнитные волны практически всех длин. Однако более всего излучается видимого света с пиком в жёлто-зелёной части спектра. Благодаря солнечной радиации мы можем загорать — на клетки кожи действует интенсивное ультрафиолетовое излучение, невидимое глазу. Третья важная компонента — тепловое излучение.

Оптическое излучение Солнца питает жизнь на нашей планете — как раз эти фотоны улавливают системы фотосинтеза растений.

В ясный солнечный день освещённость на Земле достигает 100 тыс. люкс. Для сравнения: в ясный солнечный день на Плутоне освещенность примерно 60 люкс, что, впрочем, вполне комфортно для чтения.

Реликтовое излучение Большого взрыва: λ = 1,9 мм

Когда мы смотрим на звёзды, то видим прошлое. Так как свет, достигший наших глаз, был испущен звёздами годы назад. Однако как далеко в прошлое можно заглянуть? Оказывается, до нас долетает излучение, оставшееся после Большого взрыва.

Тогда, при рождении, Вселенная представляла собой раскалённую плазму, и её частицы постоянно обменивались фотонами — излучали и поглощали. Потом Вселенная расширялась, пространства становилось больше, и не все фотоны поглощались. Часть из них, не столкнувшись ни с чем, продолжила лететь сквозь пустоту в виде реликтового излучения. Фотоны постепенно остывали, их нынешняя температура — всего 2,7 кельвина.

Так вот, эти фотоны, дошедшие до нас сквозь 13,7 миллиарда лет, — обычное электромагнитное излучение микроволновой части спектра с длиной волны 1,9 мм. То есть это миллиметровые радиоволны. Собственно, реликтовое излучение и обнаружили в 1965 году как помехи на астрономической радиоантенне. Не волнуйтесь: для здоровья в наше время и в нашей части Вселенной это излучение совершенно безопасно.

Космические лучи: E (энергия частиц) = 10⁶ – 10²¹ эВ

Земля бомбардируется прилетающими из космоса частицами высоких энергий. На 90% это протоны, остальное — ядра гелия и некоторых более тяжёлых элементов, около 1% — электроны. Вся эта смесь рождается, например, при взрывах звёзд, столкновениях галактик, вспышках на Солнце. До уровня моря долетает лишь 0,05% первичных космических лучей, остальное задерживает магнитное поле Земли и атмосфера. Каждая частица, влетающая в атмосферу, вызывает так называемый широкий атмосферный ливень — поток электронов, позитронов, мюонов, фотонов, протонов. До нас эти ливни добираются ослабевшими и безопасными.

Радиационный фон: α-, β- и γ-излучение

Вокруг и внутри нас всё понемногу фонит. Воздух, земля, стены зданий, бумага, на которой отпечатан наш журнал, — всё-всё понемногу испускает ионизирующее излучение. Состоит оно из частиц, фотонов высоких энергий, электронов. Когда всё это добро сталкивается с атомами, то атомы теряют или захватывают электроны, превращаясь в ионы. Понятно, сильно ионизированный организм жить не будет, поэтому в больших дозах ионизирующие излучения опасны для человека — в быту это называется облучением. А само количество таких излучений называют радиационным фоном. Для Москвы обычный фон — 12–20 микрорентген в час.

Читать дальше.