1. بقا در خلاء: تنگه جوی ISS
در حالی که خلاء فضا اغلب به عنوان "خالی" توصیف می شود ، ایستگاه فضایی بین المللی (ISS) یک عمل متعادل کننده ظریف را برای زنده نگه داشتن فضانوردان انجام می دهد. در داخل ماژول های خود ، فشار هوا از سطح دریای زمین 101 kPa-A ضرورت برای زیست شناسی انسان تقلید می کند. ریه های ما برای جذب اکسیژن به شیب فشار متکی هستند. کاهش فشار کابین (مانند محیط اکسیژن خالص 33 کیلو پاسکال برنامه آپولو) باعث خطر هیپوکسی کشنده یا خطرات آتش سوزی می شود ، که توسط فاجعه آپولو 1 در سال 1967 نشان داده شده است.
با این حال ، خارج از ISS ، خلاء فضایی می رسد10 ⁻ pa-خیلی افراطی که یک متر مکعب فقط آن را نگه می داردپنج مولکول گاز(در مقابل 10 درجه روی زمین). قرار گرفتن در معرض این فید نزدیک باعث می شود مایعات بدن فوراً تبخیر شوند. برای مقابله با این ، فضای فضایی یک حباب اکسیژن خالص 21 kPa (فشار 1\/5 زمین) با سیستم های خنک کننده مایع ایجاد می کند و ثابت می کند که فضای زنده مانده به نبوغ مهندسی و درک عمیق از فیزیک خلاء نیاز دارد.
2. کوانتومی حفره در دفاع حرارتی: چرا خلاء نمی تواند به طور کامل گرما را متوقف کند
فلاسک های ترموس برای جلوگیری از انتقال حرارت از لایه های خلاء استفاده می کنند ، اما عایق های کاملی نیستند. سفر گرما از طریق سه مکانیسم:
انتقال(برخورد مولکولی):
خنثی شده توسط خلاء.
همرفت(حرکت سیال):
در پوچی غیرممکن است.
تابش(امواج مادون قرمز):
بی نظیر زنده مانده است.
همه اشیاء براساس دما تابش الکترومغناطیسی را منتشر می کنند. خلاء ممکن است مولکول های هوا را از بین ببرد ، اما قهوه شما هنوز هم به عنوان امواج مادون قرمز نامرئی از دست می دهد. راه حل های پیشرفته مانند پوشش های بازتابی (به عنوان مثال ، شیشه های نقره ای در فلاسک های Dewar) می توانند 99 ٪ از تابش را به عقب برگردانند ، اما حتی این نمی تواند به عایق کامل برسد-یادآوری می کند که پدیده های کوانتومی همیشه راهی پیدا می کنند.
3. آزمایش سال {0}}: چگونه خلاء "مایع" را دوباره تعریف کرد
در سال 1927 ، فیزیکدان توماس پارنل در دانشگاه آکسفورد شروع به کار کردآزمایش افت زمین-نمایشی به ظاهر ساده با پیامدهای عمیق. او توده ای از زمین (ماده ای مانند تار) را در قیف شیشه ای خلاء قرار داد. در دمای اتاق ، زمین جامد به نظر می رسد. اگر ضربه زده شود ، خرد می شود. اما در زیر جاذبه و خلاء (از بین بردن حباب های هوا) ، قطرات تشکیل شده و سقوط کردند-هر دهه یک بار.
تقریباً یک قرن بعد ، تنها نه قطره ثبت شده است ، اثبات این که زمین در واقع یک مایع با ویسکوزیته فوق العاده بالا است. این آزمایش ، که هنوز هم در زیر یک محفظه خلاء ادامه دارد ، تعاریف ما از مواد جامد و مایعات را در حالی که قدرت خلاء را برای آشکار کردن خصوصیات مواد پنهان به چالش می کشد ، به چالش می کشد.