Владимир Антонец - Простые вопросы. Книга, похожая на энциклопедию
Таким образом, использования продуктов без жиров и холестерина далеко не достаточно для профилактики атеросклероза. Кроме разумной диеты нужно придерживаться и других правил здорового образа жизни — не курить, не объедаться, не злоупотреблять алкоголем, компенсировать сидячий образ жизни и нервные стрессы физическими нагрузками.
Возможно, что и без соблюдения этих правил вы могли бы миновать заболевание атеросклерозом. Однако всегда лучше иметь гарантию.
Что такое циклоны и антициклоны?
Мы уже обсуждали, что неоднородно нагретый воздух обязательно приходит в движение, создавая ветер. По той же причине образуются циклоны и антициклоны.
Солнечное излучение сравнительно легко проходит сквозь атмосферу и нагревает земную поверхность. Нагретая поверхность, в свою очередь, подобно истопленной печи, начинает излучать несколько более длинные электромагнитные волны, которые поглощаются нижними слоями атмосферы и слегка нагревают их. Естественно, что в экваториальной зоне нагрев оказывается бóльшим, чем в приполярной. Нагретые потоки поднимаются вверх, и, таким образом, в экваториальной зоне создается запас потенциальной энергии. На высоте 10–12 км потоки воздуха устремляются к полюсам, а в нижних слоях начинается встречное компенсирующее движение воздуха — пассатные ветры.
Особенность равномерных атмосферных потоков в том, что они очень неустойчивы. Например, совокупность таких факторов, как вращение Земли, неровность рельефа, неоднородность переотражения солнечного излучения сушей, морской поверхностью или льдами может привести к нарушению регулярной структуры потока и образованию вихрей диаметром от 500 до 3000 км и высотой до нескольких километров. Это и есть циклоны и антициклоны. Такие масштабы называются синоптическими.
Синоптические вихри переносят тепло и пар в атмосфере, что приводит к снижению контраста температур в экваториальных и полярных широтах и оказывает сильное влияние на формирование климата.
Циклоны и антициклоны были открыты в середине XIX века, когда на множестве метеорологических станций начались регулярные наблюдения за погодой. Эти вихри образуются преимущественно во внетропических широтах и обычно живут несколько дней.
В центре циклонного вихря давление примерно на 2–4 % ниже, чем на периферии. В Северном полушарии воздушные массы в циклоне вращаются против часовой стрелки, а в Южном — по часовой. Так как массы воздуха движутся к области пониженного давления, в центре циклона формируются восходящие потоки, которые при расширении охлаждаются и охлаждают свободную атмосферу, вызывая образование облачности и осадков.
В центре антициклона давление может на 7 % превышать периферийное, и поэтому потоки воздуха движутся к периферии. От этого в центральной зоне возникает вертикальное нисходящее движение воздушных масс. Свободная атмосфера медленно нагревается, и облака не образуются, а погода оказывается ясной.
В 1970 году советской экспедицией под руководством академика Леонида Бреховских были открыты синоптические вихревые движения воды в океане. Основным источником энергии этих вихрей, имеющих диаметр около 100 км и живущих по нескольку месяцев, служит ветровое напряжение, хотя существуют и другие механизмы нарушения устойчивого течения воды в океане.
В последнее время благодаря использованию точных спутниковых навигационных систем появились данные о том, что в области тектонических разломов в Суматро-Новозеландском районе замечено крайне медленное вихреобразное движение земной коры, возраст которого превышает миллион лет.
Как видим, окружающие нас стихии живут довольно сложной жизнью, но подчиняются сходным закономерностям. Мы же редко задумываемся об этом, больше реагируя на погоду.
Что такое цунами?
Из-за того что на Земле улучшились коммуникации, мы стали гораздо чаще слышать о цунами. В переводе с японского цунами означает «волна в гавани». Чем же она отличается от привычных волн, пусть даже и штормовых?
Главное отличие в том, что цунами при распространении переносит огромное количество воды, а обыкновенные волны этого не делают. Простые волны связаны с колебанием поверхности воды около ее равновесного состояния. Например, если вы забросите удочку, то поплавок будет плавать и качаться на волнах, но переносится он только ветром. Это и означает, что поверхностные волны не переносят вещество.
Волны, переносящие большие объемы воды, в 1834 году открыл шотландский физик и инженер Джон Рассел. Готовясь к переводу барж на паровую тягу, он изучал движение барж, влекомых лошадьми, по каналу от Эдинбурга до Глазго. В узком канале баржа, как поршень, гнала перед собой воду. Когда лошади вдруг стали, некоторое время наблюдалось бурное движение воды, а потом позади судна образовался гладкий, округлый водяной холм и понесся по каналу. Рассел погнался за ним верхом. Так была открыта волна нового типа — солитон. Многочисленным наблюдениям Рассела не очень-то поверили. Когда через 60 лет, ничего не зная о Расселе, нидерландский профессор Дидерик Кортевег и его ученик Густав де Фриз построили теоретическое описание движения таких волн, все, включая самих авторов, посчитали работу незначительной.
Будущее показало, что подобные волны встречаются не только на воде, но и во многих других средах — в плазме, оптических волокнах, решетках кристаллов. Солитоны стали важным объектом физики. Их изучение позволило разобраться и в том, как образуется и распространяется цунами.
Цунами образуется при быстром вытеснении больших объемов воды. Например, при землетрясении подъем суши вызывает образование холма воды на поверхности океана, и это возмущение начинает распространяться подобно солитону Рассела. Хотя холм и невысок, но площадь огромная, поэтому и воды переносится много. Добегая до берега, она неумолимо заполняет его всевозможные ниши и заливы. Если под водой произойдет провал суши, образуется впадина. Поэтому вода сначала отойдет от берега, а потом обрушится на него с неистовой силой. Так энергия не самого сильного из известных цунами 2004 года была в два раза больше, чем энергия всех боевых снарядов, взорванных во Второй мировой войне.
Вытеснение воды может происходить также при оползнях, падении крупных метеоритов, извержении подводных вулканов, подводных ядерных взрывах.
В 1597 году оползень крутого берега Волги в Нижнем Новгороде привел к образованию волны цунами, выбросившей деревянные суда на 40 м вглубь берега. Оползень льда и грунта в июле 1958 года в бухте Литуйя на Аляске вызвал цунами высотой 500 м. Цунами после извержения вулкана Кракатау в 1883 году несколько раз обошло Землю и достигло каждой бухты на Земле.
Цунами — грозное явление природы, но человеку по силам его предсказать. На основании теории, учитывающей особенности рельефа морского дна, сделаны прогнозные оценки цунами при разных землетрясениях в самых разных географических районах. Поэтому самое главное сейчас — это построение надежной системы оповещения.
Что такое черная дыра?
Термин «черная дыра» впервые употребил американский физик Джон Уилер в статье «Наша Вселенная: известное и неизвестное», опубликованной в 1968 году. Это название он дал особым космическим объектам, гравитационное притяжение которых так велико, что они способны удержать внутри себя электромагнитное излучение, включая видимый свет.
История черных дыр насчитывает более двух веков. 27 ноября 1783 года английский геофизик и астроном Джон Мичелл представил на заседании Лондонского королевского общества свои расчеты, сделанные на основе ньютоновой механики. Они показывали, что если бы звезда, имеющая массу, равную массе Солнца, имела радиус 3 км, то даже луч света не мог бы покинуть ее поверхность. Поэтому она не была бы видима.
В 1796 году такую же идею, но на другом примере высказал французский математик и астроном Пьер Лаплас. Так родилась концепция «ньютоновской» черной дыры. Однако примеры Мичелла и Лапласа были далеки от наблюдаемой реальности, и идея о черных дырах была забыта.
Через сто с лишним лет, в 1916 году, немецкий астроном Карл Шварцшильд сделал расчеты, основанные на только что созданной Альбертом Эйнштейном релятивистской теории гравитации. Более известное название этой науки — общая теория относительности. Получилось, что вокруг любой точечной массы существует область пространства, из которой свет не может выйти наружу.
По современным теоретическим представлениям существует четыре механизма рождения черных дыр.
Первый — это гравитационное сжатие, или коллапс, угасающих звезд. При этом из оболочки звезды образуется либо яркая вспышка сверхновой, либо расширяющаяся планетарная туманность.
