1. Išgyvenimas tuštumoje: ISS atmosferos virvės
Nors kosmoso vakuumas dažnai apibūdinamas kaip „tuščias“, tarptautinė kosminė stotis (ISS) atlieka subtilų balansavimo aktą, kad astronautai išliktų gyvi. Savo moduliuose oro slėgis imituoja Žemės jūros lygį 101 kPA-A būtinybę žmogaus biologijai. Mūsų plaučiai priklauso nuo slėgio gradientų, kad absorbuotų deguonį; Sumažėjęs salono slėgis (pavyzdžiui, „Apollo“ programos 33 kPa grynos deguonies aplinka) rizikuoja mirtina hipoksija ar gaisro pavojus, tragiškai parodytas 1967 m. „Apollo 1“ katastrofos.
Tačiau už ISS ribų vakuumas pasiekia10⁻¹⁰ Pa-toks kraštutinumas, kad kubinis metras laiko tiesiogPenkios dujų molekulės(palyginti su 10²⁵ žemėje). Dėl šio beveik voido kūno skysčių galima iškart išgarinti. Norėdami tai kovoti, kosminiai kostiumai sukuria 21 kPa gryną deguonies burbulą (1\/5 Žemės slėgį), suporuotą su skystų aušinimo sistemomis, įrodant, kad išgyvenant erdvę reikia tiek inžinerinio išradingumo, tiek gilaus supratimo apie vakuuminę fiziką.
2. Kvantinė spraga šiluminėje gynyboje: kodėl vakuumas negali visiškai sustabdyti šilumos
„Thermos“ kolbos naudoja vakuuminius sluoksnius, kad blokuotų šilumos perdavimą, tačiau jos nėra tobulos izoliatoriai. Šiluma keliauja per tris mechanizmus:
Laidumas(molekuliniai susidūrimai):
Neutralizuota vakuume.
Konvekcija(skysčio judėjimas):
Neįmanoma tuštumoje.
Radiacija(infraraudonųjų spindulių bangos):
Išgyvena netrukdomą.
Visi objektai skleidžia elektromagnetinę radiaciją pagal temperatūrą. Vakuumas gali pašalinti oro molekules, tačiau jūsų kava vis tiek praranda šilumą kaip nematomas infraraudonųjų spindulių bangas. Pažangūs sprendimai, tokie kaip atspindinčios dangos (pvz., Sidabrinio stiklo „Dewar“ kolbose), gali atšokti 99% radiacijos atgal, tačiau net tai negali pasiekti tobulo izoliacijos-priminimas, kad kvantiniai reiškiniai visada randa kelią.
3. 100- metų eksperimentas: kaip vakuumas iš naujo apibrėžė „skystį“
1927 m. Oksfordo universiteto fizikas Tomas Parnellas pradėjožingsnio kritimo eksperimentas-A, atrodytų, paprastas demonstravimas su didelėmis padariniais. Į vakuuminį užklijuotą stiklinį piltuvą jis įdėjo vienkartinį žingsnį (į degutą panašią medžiagą). Kambario temperatūroje žingsnis atrodo tvirtas; Tai sudužo, jei smogia. Bet po sunkio ir vakuumo (pašalinant oro burbuliukus), suformuoti ir kritikartą per dešimtmetį.
Praėjus beveik šimtmečiui, buvo užfiksuoti tik devyni lašai, įrodantis, kad žingsnis iš tikrųjų yra ypač aukšto lygio skystis. Šis eksperimentas, vis dar vykstantis po vakuume, ginčija mūsų kietųjų dalelių ir skysčių apibrėžimus, kartu parodydamas vakuuminės galią atskleisti paslėptas medžiagų savybes.