Astronomía

¿Por qué los planetas y satélites del sistema solar se ven tan tremendamente diferentes si proceden más o menos de la misma materia?

¿Por qué los planetas y satélites del sistema solar se ven tan tremendamente diferentes si proceden más o menos de la misma materia?


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Primero, los planetas. Tenemos Mercurio, que es rocoso, sin atmósfera. Pero luego tenemos a Venus, que es completamente diferente: atmósfera espesa, muy caliente, geológicamente activa. Luego la Tierra - azul, llena de agua. Marte, todo lo contrario: rojo como ninguna otra cosa. Júpiter y Saturno son bastante similares. Luego Urano y Neptuno, bastante similares pero aún difieren en color entre sí y también totalmente diferentes en color que los dos gigantes gaseosos.

Por otro lado: satélites. Analicemos los satélites de Júpiter y Saturno.

Ganímedes y Calisto bastante similares, pero luego Europa, totalmente opuesto: completamente helado. Y luego Io, de nuevo algo completamente diferente: sorprendentemente amarillo.

Las lunas de Saturno: en su mayoría rocosas, pero algo completamente diferente: Titán, con una atmósfera espesa como ningún otro satélite y océanos de metano líquido.

Si durante la formación del sistema solar hubiera un disco protoplanetario de materia, ¿no sería bastante homogéneo y, por lo tanto, daría lugar a planetas de aspecto similar? Entiendo que los gigantes gaseosos no pueden tener el mismo aspecto que los planetas rocosos, pero ¿por qué existen diferencias incluso entre planetas rocosos de tamaño similar? Por supuesto, hay temperaturas tremendamente diferentes en todo el sistema solar, dependiendo de la distancia del Sol, lo que probablemente explique algunas de las diferencias.

Pero lo que no entiendo especialmente son las diferencias entre los satélites. Si digamos que Júpiter tuviera un disco de materia orbitando alrededor, que eventualmente se formaría en satélites, ¿no sería al menos ese disco "local" alrededor de un planeta bastante homogéneo? Sin embargo, se convirtió en satélites tremendamente diferentes. Por ejemplo, ¿cómo se concentró la cosa "amarillenta" en Io y no se distribuyó por igual en todas las lunas de Júpiter?


Estas preguntas se pueden dividir en dos; para planetas y satélites.

La diversidad de planetas refleja en parte la diversidad en términos de composición química del disco protoplanetario. Sabemos que la radiación ultravioleta del sol puede disociar moléculas complejas o incluso muy simples; por ejemplo, cuando los rayos ultravioleta dividen las moléculas de agua, el resultado son átomos de hidrógeno y oxígeno libres. Dado que el hidrógeno es extremadamente liviano, se puede transportar fácilmente con el flujo de los vientos estelares. Entonces, el agua, para seguir con ese ejemplo, si está cerca del sol podría terminar disociada y agotada de la región del disco, pero por encima de la llamada "línea de nieve", la radiación ultravioleta del Sol era tan débil que esto no podía. suceden con tanta frecuencia y, por lo tanto, las moléculas de agua (que son muy pesadas en comparación con los átomos de hidrógeno individuales) permanecieron allí. Eso solo explica la dicotomía entre planetas interiores y exteriores en términos de contenido de agua, e incluso entonces, algunos procesos (como el intenso bombardeo tardío) podrían agregar algo de agua al interior (como sucedió en la Tierra). Pero este razonamiento no es solo para el agua, el dióxido de carbono, el amoníaco, el metano y las centésimas de moléculas diferentes tienen sus propias "líneas de escarcha". Más cerca del sol, el carbono no puede ser. El metano es un gas volátil que se expulsa rápidamente hacia afuera, pero en algunas décimas de UA, el metano puede permanecer en condiciones estables e incluso puede condensarse en gotitas líquidas.

Todo esto solo para decir que el disco protoplanetario NO era homogéneo en términos de composición química, y no era homogéneo en términos de densidad o presión. El gradiente térmico y químico a través de la nebulosa asegura cierta diversidad y complejidad para todo el sistema planetario.

Aquí tienes un hermoso diagrama que muestra cómo diferentes compuestos químicos podrían condensarse a diferentes temperaturas y presiones en el disco protoplanetario.

Además, la acumulación de planetesimales es más energética cerca del Sol (lo que significa que las rupturas pueden ocurrir con más frecuencia y es difícil que un planeta crezca), mientras que en las regiones exteriores los planetas pueden aumentar en masa con regularidad ya que las colisiones con otros planetesimales se realizan en velocidades relativas más bajas (debido a que dos órbitas similares tienen una diferencia en períodos que se hace más grande cuando te acercas al Sol y, por lo tanto, velocidades relativas más grandes). Esto, junto con las interacciones gravitacionales de los protoplanetas y el disco temprano (ver migración planetaria y buen modelo, etc.) permiten diferentes tasas de acreción y la acreción de materiales de diferente composición de lo que se encontró en el lugar original de formación de un planetesimal en particular. . Esto también ayuda a mantener una amplia variedad de masas planetarias.

Una amplia variedad de masas planetarias es el punto de partida para una mayor variación a medida que los planetas evolucionan en el tiempo y se apartan de sus condiciones iniciales. Un pequeño planeta rocoso (Mercurio) puede tener menos calor atrapado en su interior que uno más grande (la Tierra), debido a la menor energía liberada por menores tasas de acreción. Por lo tanto, podría enfriarse rápidamente y no puede ocurrir una magnetosfera debido a un interior derretido. La ausencia de una magnetosfera permite que las partículas cargadas de viento solar erosionen su atmósfera por chisporroteo. En cambio, en un planeta como la Tierra, la masa más grande ha llevado a un interior derretido que a su vez generó una magnetosfera que duró miles de millones de años, en Marte duró algún tiempo pero ahora casi se ha ido, por lo que la atmósfera también ha sido casi destruida. En la Tierra, la presencia de una atmósfera indica todo tipo de erosiones químicas y fenómenos. Además, su interior fundido junto con los detalles de su composición química y el grosor de la corteza permiten un mecanismo llamado tectónica de placas. La tectónica no puede ocurrir en Venus porque la corteza no es tan gruesa (debido a una composición diferente) y, por lo tanto, no se rompe en placas, sino que simplemente se deforma y se pliega en un comportamiento complejo que es exclusivo de Venus.

Además, las colisiones con planetesimales pueden alterar la evolución futura de planetas similares. Venus era probablemente muy similar a la Tierra (masa similar, composición muy similar y temperaturas no tan diferentes como podría pensarse) pero sus caminos divergieron completamente ya que la tectónica en la Tierra recicló la litosfera y en Venus el dióxido de carbono quedó más atrapado en un efecto invernadero. y porque la Tierra tuvo una colisión con otro planeta que nos tiene nuestra Luna, que es un estabilizador mecánico mientras que una colisión aleatoria con Venus (con diferentes parámetros de impacto) provocó una rotación extremadamente lenta y días largos (pero sin lunas). Los días más largos significan un aislamiento diferente y eso cambia drásticamente el clima de un planeta. En Marte, los días son similares a los de la Tierra, pero como es más pequeño y la atmósfera se ha ido, muchas cosas son muy diferentes a la Tierra. Además, Marte no tiene tectónica (la corteza es más gruesa que la de la Tierra y se mueve como un objeto monolítico) por lo que hay pocos volcanes y crecen enormes (mientras que en la Tierra un solo punto caliente generado por una pluma del manto perfora varios agujeros en la corteza como la placa se mueve sobre lo que se llama una cadena de volcanes) y hay fallas de tensión como Valles Marineris (única en el Sistema Solar) que en la Tierra se habrían relajado por movimientos tectónicos.

Para ver cuán diferente puede ser la evolución de dos objetos planetarios simplemente haciendo que tengan una masa diferente, eche un vistazo a nuestra Luna. Tiene la misma composición química (de hecho es un trozo de la Tierra), está básicamente a la misma distancia del Sol que la Tierra, vive en el mismo entorno interplanetario (misma radiación solar, viento solar, tasas de impacto, etc.) , y aún así es completamente diferente. ¡Todo esto se debe a la misa! La luna no puede retener una atmósfera tan grande como la Tierra porque tiene menos atracción gravitacional. La misma temperatura para nuestra atmósfera significa que las partículas alcanzan la velocidad de escape fácilmente y comienzan a escapar del pozo de gravedad. Sin atmósfera, sin calor interno, la luna carece de casi cualquier tipo de erosión a lo largo de miles de millones de años de evolución. Los procesos de erosión en la Tierra han hecho explotar la diversidad de formaciones geológicas en comparación con las que se encuentran en la Luna. Incluso entonces, la luna tiene sus propias peculiaridades y características dinámicas únicas.

Ahora nos estamos acercando a la cuestión de los satélites. De hecho, deberían verse casi iguales, ya que están formados a partir de un material muy similar en condiciones extremadamente similares. Y, de hecho, creemos que las lunas originalmente eran muy similares (por ejemplo, las 4 lunas galileanas). Pero Io está muy cerca de Júpiter y las otras lunas interactúan con él de tal manera que los procesos geológicos son completamente diferentes. El agua y los volátiles se evaporaron rápidamente a medida que se calentaban por las fuerzas de las mareas de Júpiter. Estas fuerzas de marea no fueron tan fuertes en Europa ya que está más lejos, por lo que solo derritió parte de la corteza helada creando un análogo de hielo de la tectónica de placas que generó una plétora de formaciones diversas. Los satélites evolucionan. Encelado dispara chorros debido a las interacciones de las mareas y las resonancias orbitales con otras lunas. Algunas lunas como Japeto tienen una superficie de dos colores debido al material rociado por Encelado que aterriza en uno de sus lados. Algunas lunas como Tritón no tienen nada que ver con la otra porque se formaron en otra región del Sistema Solar y luego quedaron atrapadas por la atracción gravitacional de un planeta (Neptuno en este caso).

Como he mencionado antes. Las atmósferas (densidad, composición y presión) dependen en gran medida de la masa del planeta o la luna. Mira este gráfico:

Muestra la velocidad de las moléculas de gas en relación con la temperatura del gas. Para temperaturas mayores, las moléculas de gas se mueven más rápido. En un planeta con poca masa, la velocidad de escape es menor que en uno con una masa mayor. Por lo tanto, un planeta más cercano al sol (a una temperatura más alta) necesita ser de mayor tamaño si quiere conservar las mismas moléculas de gas en su atmósfera que un planeta que está más lejos (más frío). Puede ver por qué la atmósfera de la Tierra podría atrapar y retener agua, oxígeno, dióxido de carbono, amoníaco, nitrógeno metano y otros gases mientras no puede atrapar hidrógeno y helio (porque son más livianos y, por lo tanto, a la misma temperatura pueden moverse tan rápido como necesario para escapar de la Tierra). Mientras tanto, la Luna, que tiene el mismo calor proveniente del Sol que la Tierra, ya que es menos masiva, no puede retener casi ningún gas (tal vez un poco de xenón). Titán, es una luna enorme, por lo que puede retener muchas moléculas gaseosas como el nitrógeno y el oxígeno (que a su vez hacen que la presión sea lo suficientemente alta como para retener también volátiles como el metano en forma líquida en la superficie). Pero, ¿por qué Ganimedes no tiene la misma atmósfera que Titán si son básicamente del mismo tamaño? Debido a que Ganímedes está más cerca del Sol, una temperatura más alta significa que las moléculas se mueven más rápido y, por lo tanto, escapan fácilmente de su atracción.

Como se puede ver los complejos procesos de las atmósferas de una luna o un planeta lo cambian todo (erosión, procesos de reciclaje, corrosión química, etc…) ya su vez esa diversidad de atmósferas proviene de una diversidad de masas y distancias al Sol.

Creo que el Sistema Solar es un sistema caótico, dinámica, geológica, químicamente, etc. Caos significa que por una pequeña diferencia en las condiciones iniciales el sistema evolucionará en diferentes estados divergentes exponencialmente. Los planetas y las lunas pueden haber comenzado como objetos similares, pero la historia y la dinámica caótica del sistema han evolucionado hacia entornos completamente diferentes. No solo eso, sino que la verdad es que los planetas no comenzaron como iguales, sino que eran muy diferentes desde el principio, así que imagina qué tan lejos está Venus para convertirse en Titán, o Io para convertirse en Tierra.

También hay procesos y condiciones que son especialmente adecuados para la divergencia. Por ejemplo: la Tierra es muy dinámica, mientras que Marte, Venus, Mercurio, la Luna y otros no lo son en absoluto. ¿Por qué? porque en la Tierra el agua puede existir en 3 estados diferentes de la materia. Podemos encontrar agua líquida, vapor de agua y hielo en diferentes regiones y estaciones. Y eso se debe a que la Tierra está a una temperatura promedio y su atmósfera tiene la presión justa para permitir esto. Las condiciones de la Tierra están muy cerca del punto triple del agua (donde coexisten los tres estados de la materia), por eso tenemos un ciclo del agua en la Tierra, con ríos y glaciares erosionando el paisaje y las nubes regulando el clima.

Marte, Venus, Mercurio, todos tienen temperaturas y presiones donde esto no puede suceder, no solo en el agua sino en muchos compuestos presentes allí. ¿Sabes dónde puede pasar esto? ¡En Plutón! Esto fue muy sorprendente, Plutón muestra una variedad de terrenos y características geológicas que supera todas las expectativas. Ahora sabemos que esto se debe a que Plutón es extremadamente dinámico (como la Tierra) y pueden ocurrir muchos procesos de erosión y geoquímicos, pero esto no se debe al agua (ya que Plutón tiene baja presión y bajas temperaturas), sino a causa del nitrógeno y ¡Neón! Ambos elementos tienen su punto triple dentro del rango de condiciones de Plutón y, por lo tanto, se esperan ríos de neón, glaciares de nitrógeno y neblinas en este planeta enano.

De hecho, es una pregunta interesante. Qué increíbles son las leyes de la naturaleza que permiten una variedad extrema incluso entre hermanos. Me pregunto cómo podría ser un planeta alrededor de cualquier otra estrella, nuestras categorías simplistas de Júpiter calientes, mini-Neptuno, super-Terras, etc… son tan primitivas y restrictivas. Las maravillas que nos esperan en este cosmos complejo y diverso está más allá de nuestra comprensión.


El sistema solar

El orden del capítulo en Gr 8 Planet Earth y más allá en CAPS es el siguiente:

Aunque este es el orden en CAPS y es la forma en que se ha ordenado el contenido aquí en estos libros de trabajo, sugerimos comenzar con el Capítulo 3 sobre 'Mirar en el espacio' primero y luego continuar con los otros dos capítulos. Esto tiene más sentido conceptualmente para aprender primero cómo vemos el espacio y luego pasar a mirar los objetos que se han observado en nuestro sistema solar y más allá, haciendo uso de una variedad de telescopios.

En el sexto grado, los alumnos cubrieron material sobre el sistema solar, y en el séptimo grado, se centraron en el sistema del Sol, la Tierra y la Luna. Los estudiantes deben estar familiarizados con el hecho de que el Sol es una estrella ubicada en el centro del sistema solar y deben comprender que los planetas orbitan alrededor del Sol. También deben ser conscientes de que hay dos tipos de planetas: planetas rocosos más pequeños y gigantes gaseosos más grandes. En este capítulo, se presenta el sistema solar con más detalle y se resume la explicación física de los dos tipos de planetas. Compararán las propiedades de los diferentes planetas, información que luego utilizarán para explicar por qué la Tierra es actualmente el único planeta apto para la vida en nuestro sistema solar. Los principales objetivos de este capítulo son garantizar que los alumnos comprendan lo siguiente:

  • El Sol es una estrella y produce calor y luz (energía) a través de reacciones nucleares.
  • Los planetas, planetas enanos y asteroides orbitan alrededor del Sol, mantenidos en sus órbitas por la fuerza de la gravedad.
  • Los diferentes planetas tienen diferentes propiedades y características observadas.
  • La Tierra está ubicada en una zona especial alrededor del Sol, donde la vida es posible.

La sección 1.1 cubre las propiedades del Sol, la sección 1.2 presenta todos los demás objetos del sistema solar y la sección 1.3 cubre nuestro lugar especial en el sistema solar.

Mapas conceptuales: Los mapas conceptuales de estos libros de trabajo se crearon en Siyavula utilizando un programa de código abierto llamado CMapTools. Puede descargar el programa desde este enlace si desea utilizarlo para crear sus propios mapas conceptuales. [Enlace] http://cmap.ihmc.us/download/

¿Crees que es importante enseñar astronomía a los alumnos en la escuela? Lea este interesante e informativo artículo que detalla los beneficios y aplicaciones de la astronomía. http://www.iau.org/public/themes/why_is_astronomy_important/

Ciencia ciudadana le ofrece una oportunidad inspiradora, gratuita y de fácil acceso para llevar la ciencia real al aula. Obtenga más información sobre cómo incorporar ciencia real en su salón de clases con los proyectos de ciencia ciudadana de Zooniverse en ZooTeach: [enlace] http://www.zooteach.org/ .. ZooTeach es un sitio web donde los maestros y educadores pueden compartir planes de lecciones y recursos de alta calidad que complementar los proyectos de ciencia ciudadana de Zooniverse.

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Siyavula también ha creado un variedad de libros de texto para otros grados y materias, y vamos a producir más. Estos libros de texto y libros de trabajo son con licencia abierta y disponible gratuitamente para que lo use, descargue, copie, reelabore y redistribuya. Los libros de texto de Siyavula que están disponibles actualmente son:


P: ¿Por qué muchas galaxias, nuestro sistema solar y los anillos de Saturno y # 8217 son completamente planos?

Físico: Esta puede ser la respuesta más corta hasta ahora: & # 8220accretion & # 8220.

Acreción: hacer cosas planas durante miles de millones de años.

La acreción es el proceso en el que la materia colapsa gravitacionalmente a partir de una nube de polvo o gas o (generalmente) ambos. Antes de pensar en lo que hace una gran nube de gas cuando choca contra sí misma, vale la pena pensar en lo que sucede con solo dos grupos de polvo cuando se topan entre sí.

La mayoría de las colisiones son inelásticas, lo que significa que pierden energía y que las partículas y las trayectorias # 8217 son & # 8220 promediadas & # 8221 un poco. En el caso más extremo, las cosas se mantendrán juntas.

En una colisión perfectamente elástica, los objetos rebotarán aproximadamente en el mismo ángulo en el que entraron. La mayoría de las colisiones son no elástico, lo que significa que perder la energía y el ángulo entre los objetos y las trayectorias # 8217 disminuyen después de una colisión. En el caso inelástico más extremo, las partículas se pegarán. En el caso de partículas diminutas, esto es más común de lo que cree.

La sal de mesa, en gravedad cero, se aglutina espontáneamente debido a las fuerzas electrostáticas (haga clic en la imagen para ver la película).

Con el tiempo, las colisiones liberan energía (como calor y luz). Esta pérdida de energía hace que la nube se contraiga físicamente, ya que perder energía significa que los trozos de polvo y gas se mueven más lentamente (y eso significa caer en órbitas cada vez más bajas). Pero las colisiones también hacen que las cosas sean & # 8220 de media & # 8221 sus trayectorias. Entonces, si bien una gran nube hinchada puede tener trozos de polvo y gas viajando en todas direcciones, durante la acreción eventualmente se asientan en el mismo plano de rotación promedio.

Cada átomo de gas y mota de polvo se mueve a lo largo de su propio bucle orbital, arrastrado por la influencia gravitacional colaborativa de todos los demás átomos y motas (no hay ningún punto donde se origine la gravedad). Si bien el camino de cada uno de estos es bastante aleatorio, siempre hay una rotación neta en alguna dirección. La idea es que cualquier nube en el espacio comienza con al menos un pequeño poco de giro. Esto no es un gran reclamo: verter café en una taza, y al menos algunos pedacitos estarán girando. Esa misma turbulencia aparece de forma natural en todas las escalas más grandes que una taza de café en el universo (aunque normalmente no mucho más pequeñas). Entonces, en promedio, cualquier nube girará en alguna dirección.

Las cosas en la nube continuarán chocando unas con otras hasta que cada parte de ella haya hecho una de estas tres cosas: 1) escapó, 2) cayó al centro, o 3) se mueve con la corriente. La mayor parte de la nube termina en el centro. Por ejemplo, nuestro Sol constituye el 99,86% de la materia del sistema solar. Lo que deja de chocar y sigue el flujo forma el anillo. Todo lo que no esté en el plano del anillo debe estar en una órbita que lo atraviese, lo que significa que seguirá golpeando cosas y perdiendo energía. Eventualmente, el objeto & # 8220 en órbita incorrecta & # 8221 se encontrará co-orbitando con todo lo demás en el anillo, o perderá suficiente energía cinética para caer en el planeta o estrella de abajo. Por cierto, todavía hay & # 8217 lote de basura & # 8220 no afiliada & # 8221 en nuestro sistema solar que & # 8217 todavía está esperando & # 8220 unirse & # 8221 a un planeta.

Esos anillos son lugares bastante emocionantes en sí mismos. Dentro de ellos es probable que haya & # 8220 grumos & # 8221 de mayor densidad que atraigan el material circundante. Eventualmente, esto se convierte en discos de acreción más pequeños dentro del disco más grande. Nuestro sistema solar se formó como un disco con todos los planetas formándose dentro de ese disco en el & # 8220plano de la eclíptica & # 8221. Uno de esos bultos se convirtió en Júpiter, que tiene su propio conjunto de lunas que también se formaron en un disco de acreción alrededor de Júpiter. De hecho, las lunas de Júpiter están distribuidas de manera muy parecida al resto del sistema solar (todas orbitando en el mismo plano) que ayudaron a los primeros astrónomos a comprender primero todo el sistema solar. Es difícil ver cómo los planetas se mueven desde una posición ventajosa en la superficie de uno de esos planetas en movimiento (la Tierra), por lo que es bueno tener un ejemplo simple en caja como Júpiter.

Los planetas siempre se encuentran dentro del mismo plano, & # 8220 la eclíptica & # 8221. Dado que la Tierra también está en este plano, la eclíptica aparece como una banda en el cielo donde se encuentran el Sol y todos los planetas. Del mismo modo, las lunas de Júpiter también se encuentran en un avión.

Dicho todo esto, esos bultos agregan un elemento de caos a la historia. Los planetas y las lunas no se limitan a orbitar alrededor del Sol, sino que también interactúan entre sí. A veces, esto conduce a cosas asombrosas como planetas impactando entre sí y grandes explosiones. Una de las principales teorías detrás de la formación de nuestra Luna es uno de esos impactos. Pero estas interacciones pueden, en ocasiones, lanzar objetos más pequeños a órbitas extrañas fuera del plano. Saber que los planetas tienden a encontrarse en el mismo plano hace que el trabajo de los astrónomos sea mucho más fácil. Desde la Tierra, la eclíptica aparece como una banda delgada de la que ninguno de los otros planetas se aleja. Plutón fue el segundo planeta enano encontrado (después de Ceres) porque orbita cerca del plano de todos los demás planetas y está dentro de esta banda. El planeta enano Xena y su luna Gabriel orbitan camino fuera de la eclíptica, que es una gran parte de por qué no se encontraron hasta 2005 (el cielo es un lugar grande después de todo). Los nombres oficiales de Xena y Gabriel son & # 8220Eris & # 8221 y & # 8220Dysnomia & # 8221 respectivamente, pero apoyo las etiquetas del descubridor original & # 8217s, porque son increíbles. Entonces las cosas pueden tener órbitas inestables, pero deben hacerlo camino la mierda por ahí donde inevitablemente no se topan con otra cosa. Xena suele estar dos veces más lejos que Plutón, lo que en sí mismo es definitivamente una mierda.

No toda la materia forma discos de acreción. Para que un disco se forme, la materia involucrada tiene que interactuar. El gas y el polvo hacen un gran trabajo con eso. Pero una vez que se han formado, las estrellas apenas interactúan. Por ejemplo, cuando (¡no si!) Las galaxias de Andrómeda y la Vía Láctea chocan entre sí, es & # 8217s De Verdad Es poco probable que las estrellas se choquen entre sí (son demasiado pequeñas y están muy separadas). Sin embargo, las nubes de gas gigantes en cada una deberían chocar entre sí y provocar una ráfaga de formación de nuevas estrellas. En cuatro mil millones de años, el cielo será especialmente bonito.


Calentamiento global 1-2-3

La lección de nuestra historia de dos planetas conduce directamente al subtítulo de este capítulo, en el que digo que el calentamiento global es tan fácil como 1-2-3. Con esto quiero decir que a pesar de todos los argumentos que pueda escuchar en los medios, la ciencia básica del calentamiento global se puede resumir en tres declaraciones simples, que encarnan dos hechos científicos indiscutibles y la conclusión inevitable que se desprende de ellos:

  1. Hecho: El dióxido de carbono es un gas de efecto invernadero, por lo que nos referimos a un gas que atrapa el calor y hace que un planeta (como la Tierra o Venus) sea más cálido de lo que sería de otra manera.
  2. Hecho: La actividad humana, especialmente el uso de combustibles fósiles 2, con lo que nos referimos al carbón, el petróleo y el gas, todos los cuales liberan dióxido de carbono cuando se queman, está agregando significativamente más de este gas que atrapa el calor a la atmósfera de la Tierra.
  3. Conclusión inevitable: Deberíamos suponer el aumento de la concentración de dióxido de carbono para calentar nuestro planeta, y el calentamiento se vuelve más severo a medida que agregamos más dióxido de carbono.

Observe la inevitabilidad de la conclusión: mientras ambos hechos sean ciertos, y les mostraré por qué no hay duda científica sobre ninguno de ellos, entonces realmente no hay forma de evitar la conclusión de que debería esperarse el calentamiento global.

Por supuesto, saber que se espera el calentamiento global no nos dice cuán grave o inminentemente seremos afectados, y por sí solo deja abierta la posibilidad de que otros factores (como la retroalimentación climática) puedan mitigar o incluso contrarrestar el calentamiento esperado. al menos en algunas escalas de tiempo. Discutiremos el debate sobre estos temas en el capítulo 2. Sin embargo, primero centraremos nuestra atención en la evidencia que respalda nuestros dos hechos.


Planetas terrestres vs jovianos

Entonces, ¿cuál es la diferencia entre los planetas terrestres y jovianos? Su principal diferencia es su composición. Los planetas terrestres están cubiertos con superficies sólidas, mientras que los planetas jovianos se caracterizan por superficies gaseosas. Estos planetas terrestres de nuestro sistema solar son Mercurio, Venus, Tierra y Marte. Los planetas jovianos son Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.

Se teoriza que los planetas terrestres tienen un núcleo metálico denso (similar al de la Tierra) que está rodeado de materiales de silicato. Los planetas jovianos son planetas masivos con núcleos de menor densidad. Su atmósfera puede estar compuesta de helio, hidrógeno, metano y amoníaco. Se teoriza que estos planetas tienen un núcleo hecho de roca fundida. El dióxido de carbono y el nitrógeno se encuentran en abundancia en los planetas terrestres.


P: ¿Por qué se necesitan miles de años para que la luz se escape del Sol?

Físico: La declaración original es a menudo algo así como, & # 8220Se necesitan decenas de miles de años para que un fotón llegue desde el núcleo a la superficie del Sol, pero solo ocho minutos para llegar del Sol a la Tierra & # 8221. Este es uno de esos grandes hechos que a los entendidos les encanta contar, como & # 8220 ¿sabías que solo usamos el 10% de nuestro cerebro? & # 8221. Desafortunadamente, como lo del 10%, hay detalles detrás de este hecho que lo hacen algo menos interesante y, en última instancia, falso o ni siquiera incorrecto.

Un fotón serpentea aleatoriamente fuera del Sol.

El cálculo detrás de la estadística de muchos miles de años es el siguiente:

-Un fotón viaja, en promedio, una distancia particular, d, antes de ser brevemente absorbido y liberado por un átomo, que lo dispersa en una nueva dirección aleatoria.

-Dado dy la velocidad de la luz, c, puede calcular el paso de tiempo promedio y el tamaño del paso de espacio (con qué frecuencia el fotón & # 8220 pasos & # 8221 y qué tan lejos & # 8220 pasos & # 8221 cada vez).

-El tamaño del Sol se calcula en términos de tamaño de paso. Suceden algunas matemáticas sorprendentemente complicadas, que involucran & # 8220 movimiento browniano & # 8221 y probabilidades. Finalmente,

-Se encuentra el tiempo medio que tardaría en llegar a la superficie del Sol.

La matemática detrás de esto es similar (idéntica) a la matemática detrás de cosas como Plinko, o la ruina del jugador. El cálculo es un poco complicado (es por eso que a veces se usa como ejemplo), pero la conclusión es que un fotón tarda entre muchos miles y muchos millones de años en vagar borracho hasta la superficie del Sol. Si está muriendo de curiosidad, entonces uno de esos cálculos se incluye en la respuesta gravy (la última parte de esta publicación).

Sin embargo, este resultado es un poco engañoso. Primero, porque hace algunas suposiciones matemáticas sutiles, y segundo, porque hace algunas suposiciones físicas masivas (falsas). Dentro del Sol, los fotones se intercambian continuamente, se dividen en muchos, se reúnen en uno, se dispersan y, por lo general, no se mantienen en una sola pieza. En lugar de pensar que los fotones en el Sol son como pinballs que rebotan entre átomos con forma de pateador, piense en los fotones como si fueran café desbordado y los átomos como tazas.

Puedes pensar en el interior del Sol como este, un montón de tazas que se desbordan entre sí en una cosa de arte gigante. No tiene sentido hablar de cuánto tiempo tarda el café en la taza del medio del arte en salir del arte, pero tiene sentido hablar de cuánto tiempo antes de que se agote la mitad, o antes de que al menos parte de ella salga.

Después de ser creado en un evento de fusión en el núcleo, lo primero que hace un nuevo lote de fotones es romperse en cientos de fotones de menor energía. Hablando de cuánto dura un fotón cualquier cosa en el Sol durante más de alrededor de un nanosegundo es un poco engañoso, porque en ese tiempo casi todos los fotones del Sol se han roto y / o combinado con otros fotones, dejándolos mezclados.

La primera parte más pequeña de la energía de un fotón generada en el núcleo llega a la superficie en un par de minutos y es arrastrada por los fotones creados allí. La estadística de muchos miles de años es útil porque expresa cuándo aproximadamente la mitad de la energía original de un fotón se desangra al espacio. La última energía del fotón y # 8217 nunca es completamente liberado en el espacio (es & # 8217 es una & # 8220 última pasta de dientes en el tubo & # 8221 tipo de cosa).

La foto del café es de aquí.

Responder salsa: Solo porque es interesante verlo presentado al menos de una o dos formas, al menos una vez, aquí & # 8217s algunas de las matemáticas detrás de las estadísticas de caminatas aleatorias y & # 8220escapes & # 8221. Este no es el método más directo, pero funciona. Además, los fotones no se comportan de esta manera, por lo que esto es más un cálculo de & # 8220 qué pasaría si & # 8221.

Si una partícula viaja, en promedio, una distancia de Δx en una dirección aleatoria (50/50 para izquierda / derecha) cada Δt tiempo, entonces la probabilidad, P (x, t), de que la partícula esté en un lugar particular en un el tiempo particular satisface la ecuación:

Este último salto, de un proceso de tiempo discreto a un proceso continuo donde se puede aplicar el cálculo, solo funciona cuando Δx y Δt son muy pequeños. En este caso, el camino libre medio es Δx = d = 0.01m, lo que significa que a la velocidad de la luz, Δt = d / c = 3 & # 21510-11 s, y. Para un fotón que comienza en x = 0 cuando t = 0, la solución de la ecuación es:.

Entonces, queremos calcular la probabilidad de que en algún momento, T, una partícula haya pasado más allá de -R & ltx & ltR, donde R es el radio del Sol. Aquí & # 8217s un lindo truco: imagina que el Sol sigue funcionando para siempre, de modo que nada especial (matemáticamente difícil) suceda en R.

Queremos saber cuál es la probabilidad de que la trayectoria de un fotón incluya x = R (esto corresponde a alcanzar la superficie). Tenga en cuenta que si la trayectoria de un fotón lo lleva más allá de x = R, entonces debe haber estado en la línea X = R en algún punto.

La curva de campana más grande es la probabilidad de encontrar el fotón en esa ubicación después de un tiempo t. La región rosa es la probabilidad de que el fotón haya llegado ax = R en cualquier momento hasta T.

Ahora, dado que se supone que el fotón tiene la misma posibilidad de ir en cualquier dirección, entonces la mitad de los fotones que llegan ax = R estarán a la derecha y la otra mitad a la izquierda. Entonces, la probabilidad total de llegar a x = R es el doble de la probabilidad de estar en el lado opuesto de x = R. Just so that it looks fancy, let’s say the probability of escape after some time T is . The whole argument above is a description of why there’s a 𔄚” in front of . This can be expressed in terms of the error function, , as . That re-expression doesn’t change anything, but it does help get everybody on the same page.

We can now say that a photon (starting at the center of the Sun, moving at the speed of light, and scattering off of atoms on average every d distance, while hypothetically not being cambió by those scatterings) is 50% likely to have escaped the Sun when , which happens when .

Plugging in meters, meters/second, and meters, you can solve for T and find that T = 1,100,000 years. However, there are different mean free distances in different parts of the Sun (due mostly to different densities), which makes that whole last calculation much more difficult (or you can just run a quick computer simulation). Different people will run through this calculation (or something similar) and get wildly different amounts of time because we may have been using different mean free distance. These folk seem to think the “true time”, taking into account what we know about densities in the Sun, should be somewhere in the 100 thousand year range. But again keep in mind that actual photons don’t behave this way.

If you’ve read this far, you may be interested in where there were errors in the big calculation. “Jumping to calculus” introduces a tiny, diminuto error, but that decreases rapidly if Δx and Δt are small compared to the scale of the problem (e.g., Δt = 3吆 -11 seconds vs. T = 1.1 million years). Also, I’ve ignored the fact that 1) passing -R also means escaping the Sun, and 2) the Sun is a sphere and not a line segment. What I very, very subtly did was “project” the random movement of the photon onto the radial direction, and then only keep track of that direction (“radial” = “out from the center”). This has the effect of changing the equation. This new form can be approximated by varying d with x. One effect is a “bump” near x=0 that makes it hard to drift back to the exact center, but throughout the region where the photons spend most of their time the effect is principalmente just a replacement of d by . I’ve also ignored the time spent being absorbed, which is the same as assuming that the Sun’s index of refraction is 1.

Overall the errors introduced are smaller than the errors introduced by the range in different quoted values of d (and the fact that it’s assumed to be constant). Still, it involves some cute math.


Exploring space: Why’s it so important?

Carol Beckles isn't buying into all the space exploration hype. She’s a single, middle-class mother of three living in a modest, cozy three-bedroom home in Atlanta’s suburbs. She foots the college bill of her oldest daughter Tiffany, who – like her mom – wishes she got more government help to pay for tuition.

“It’s definitely hard. From the time that I was a senior (in high school) I had to start figuring out how I was going to pay for this,” said Tiffany who sits close beside her mom.

A mere mention of taxpayers’ dollars going to NASA makes Carol cringe. “I don’t see the use. What are we going out there to do?” she asked. CNN commenters often share these sentiments one recently identified himself/herself as "waste of tax dollars."

It’s been asked since space exploration began in the late 1950s. Some people argue that some –- if not all –- funding for space exploration could be used to revitalize the economy, fix the education system, or solve undersea mysteries, among other Earth-related issues.

“We need to be researching the bottom of the oceans just as much,” said CNN’s space and science meteorologist Chad Myers. “There could be things at the bottom of the Earth that we don’t know about.”

According to a 2010 CNN/ORC poll, 50% of Americans agreed that the money spent for the space shuttle program - which ended last year - should be spent elsewhere. And in a 2009 Gallup poll, the percentage of Americans who believe the U.S. space program should be scrapped jumped four points: From 4% to 8% in an 11-year period (1998-2009).

The numbers reveal that some question the purpose of space exploration. NASA chief scientist Waleed Abdalati said the government’s financial contribution to NASA has been beneficial to humans and will continue to set breakthroughs in technology.

“By sending astronauts to space and trying to understand their biological responses to space environment, we’ve learned a lot about understanding human beings,” said Abdalati. “A lot of the instrumentation in an emergency room, for example, is traceable to investments by NASA to monitor and understand human health and performance in a space-related environment.”

Human benefits from space exploration

The birth of the space age has spurred on a plethora of new ideas and ground-breaking technologies that are used in day-to-day living.

Salud: During the early Apollo missions, scientists needed precise images of the moon’s surface in order to land the first man on the moon. In the 1960s, NASA’s Jet Propulsion Laboratory created digital image processing, an innovative technology that uses computers to enhance images of the moon. In the medical field, scientists and researchers found that this technology could be used to enhance images of organs in humans. Today, digital image processing is used in Magnetic Resonance Imaging and CT scans.

Medicamento: Before Dan Carter joined NASA in 1985, developing large amounts of protein crystal was a challenge. He and colleagues discovered that space-produced crystal could be used to make the atomic components of albumin(PDF), an essential human protein. They founded a called New Century Pharmaceuticals in 1997. Their findings helped lead to the development of a cancer drug combination approach and skin care products.

Tecnologías de la información: Captured by satellites, NASA’s Earth Observing System Data and Information System collects and archives information of the Earth’s atmosphere, oceans and vegetation on a daily basis. The massive amount of data accumulated has reached 4.5 petabytes. That’s equivalent to completely filling 90 million four-drawer file cabinets with paper, according to NASA’s 2010 “Spinoff” publication(PDF). To provide convenient access to the large data repositories, NASA partnered with Archivas Inc. to create a high-tech software program that can hold large amounts of information. Hospitals, cell-phone providers, businesses and organizations now use this same technology to store information.

Comunicaciones: Satellites play an instrumental role in how we communicate and navigate the world. In the 1960s companies including AT&T and RCA partnered with NASA and other space agencies to build and place satellites in the Earth’s orbit. Global positioning systems, television networks, radio stations and cell-phone carriers are all dependent on satellites to keep the world connected.

GPS in particular arose as a result of Sputnik, the Soviet satellite that launched in 1957. Changes in radio frequency helped U.S. scientists track where Sputnik was because of the Doppler effect - that is, a shift in the frequency of sound or light waves corresponds to a change in position. This principle led to a Navy navigation system called TRANSIT intended for submarines. GPS for continuous navigation was developed as a Defense Department initiative in the 1970s, leading to the launch of the first GPS satellite in 1978. The system was complete in 1995 (More about this from Time.com).

Ambiente: When the Saturn 1B launch stand (used in several Apollo missions) was disassembled, it was stored away in an open field. No one knew until years later that the launch stand was coated with a paint containing polychlorinated biphenyls (PCBs), a toxic chemical that was seeping into the Earth’s soil. Quinn and her colleagues created the Activated Metal Treatment System (AMTS), a paste-like solvent solution that extracts PCBs from paint without removing the paint itself. The innovative system has been redesigned since then to remove many forms of contamination and pesticides on land.

Transporte: The parachute shrouds that landed the Vikings on Mars have a fibrous material used in automobile tires. These state-of-the-art tires were originally developed by Goodyear Tire and Rubber Company. Now the tires, famously called radial tires, are manufactured in factories around the world. They are five times more durable than steel and have an expected tread life 10,000 miles greater than conventional tires.

Seguridad Pública: Those powerful rocket launchers that propel spacecrafts into deep space are now fighting fires. Rory Groonwald, chief engineer at Orbital Technologies Corporation, partnered with the U.S. Air Force Fire Rescue Research Group to design a similar high-pressured system that suppresses fires in seconds. The technology also reduces water usage because the extreme force creates fines water droplets as opposed to an excessive flow.

Espuma de memoria: For anyone who gets a better night’s sleep from a foam mattress, NASA’s to thank. The administration originally developed the polyurethane-silicon plastic to reduce harsh impact when spacecrafts landed. Now the famed foam is used in everything from automobiles and airplanes to helmets and horseback saddles.

We also have advanced water filtration systems for astronauts as a result of the space program.

In 2012, NASA was allocated $18.7 billion(PDF) from the federal government (less than 1% of the entire U.S. budget) for further research and exploration. $3.8 billion of that will go specifically to space exploration. By comparison, the Department of Defense got $670 billion and another $69.8 billion went to education.

Even with a limited budget (the smallest budget of any major agency), President Obama emphasized at a 2010 conference at the Kennedy Space Center that space exploration has been key to America’s position as a world leader.

“For pennies on the dollar, the space program has improved our lives, advanced our society, strengthened our economy, and inspired generations of Americans,” he said.

If re-elected, he plans to pump an additional $6 billion in NASA’s budget over the next three years.

Carol does not know for sure if Tiffany’s post-secondary education in business administration will lead her to a job in the field. She does know though, that the opportunities for her will be greater if she stays in college, so she said she will continue to invest in her daughter's education.

In the same way, said Abdalati, society must continue to invest in space exploration.

“There’s value to making these investments. It’s very easy to look at the challenges we face financially as a nation and consider alternative investments, but if we don’t carve out a small fraction of the national budget to support exploration, we lose something tremendously important and, in fact, we step back as a society.”

CNN's Elizabeth Landau contributed to this report

Sonarapagado (448 Responses)

carol is an idiot, 10 billion spent each month for the wars since 03, nasa is minisucle compared to that.

Agree. I vote that we instead cut funding to educate everyone whose IQ is in the lower 20th percentile. Our need for more teachers would be lessened, and class teacher/student ratios would improve as well as the average score of all standardized tests. Also employment will go up as this lower 20th percentile would have to settle for minimum wage jobs. This would then also help deplete the number of jobs available to illegal immigrants. So much WIN here.

You still wouldn't save any taxpayer money because the Chicago teachers' union would demand that all that slashed funding be given to them instead. Afterall 3 months of vacation time and $75,000+ per year in pay is not enough for people who were too stupid to major in Engineering or something else serious.

@Greg. You can not be serious. My wife is a teacher and I take offense to your comments. I can tell you, they do not get 3 months off. Any vacation they get during the school year is used to prepare for the upcoming weeks and the 2 months they get in summer is often not all time off. Some of it is spent prepping the classroom for the following year.
There is nothing more important than teaching the children of this nation so they can grow up to want to become engineers or as you say "something else serious" (like more teachers in my opinion). It's obvious from your irrational argument that you fail to see the irony of your statement. It takes teachers to teach engineers. In other words, engineers aren't just born as such. They must grow up in an environment that fosters such a willingness to create and learn. An environment that every child deserves.

Greg, you are a moron. I taught for 9 years and now I own my own business. Teaching is much a much harder job than what I do now and I make more money and work when and how I want. Teachers deserve everything they want and unless you want to do what they do shut your mouth. Lets get back to the to the topic. I can tell that the woman in the article probably votes the same as Greg does haha! And just to be clear, exploration of space is the MOST important thing we do.

The key is the last sentence in the first paragraph: "Tiffany, who – like her mom – wishes she got more government help to pay for tuition." Nuff said.

I wish I had government help to get through school too. But I did what used to be known as the American thing and I busted my a s s to work my way through school. Now I have a well paying job and I resent those people who think I owe them higher taxes so they can coast through it all. Get off it and work your way through school. It takes more time and effort but guess what? It actually means more to you when you made it happen yourself.

thank you cheapseats, people need to learn how to work like the rest of us. (Im not really a crook, just a screenname) But you're right, people expect the government to give people money when all they do is sit on their butts and do nothing all day. They don't even look for jobs! They sit, watch TV and keep tabs on their mail box.

Ultimately, man must learn to live in space. At any time in the future, perhaps tomorrow, the Earth could become uninhabitable for man and every other organism on the planet. We think we have eons ahead of us, but there is also a theory that the conditions that make life possible may only exist in a tiny window of time. I cringe a little when I hear about 'space exploration'. Exploration is important, but the primary goal needs to be survival of life itself. We need to establish self-sufficient colonies in space as soon as possible. We are the first generation to possess the technology to make it possible. If we fail to do so, we may be condemning life on Earth to extinction.

mr osler got it correct
earth already got wiped out by an asteroid & after millions of years we finally have the technology to stop that but she doesnt think its important . whata loser she is.
all i did was go to fafsa.gov & got all my school paid for plus extra to live on, couldnt be simpler

everything on earth is wiped out every 100,000 years who says we are any different, we need to escape earth or some day we will be the fossil being dug up

100% Agree. The human species needs backup.

The idea that we're going to colonize space is laughable. It would be a thousand times easier for us to colonize the uninhabitable areas of Earth than it would be to colonize Venus, Mars, the Moon, or any other environment outside of our atmosphere. But you don't see permanent residents of Antartica, do you? Nor do you see floating airship cities, nor cities in the Gobi Desert.

It would be cheaper also to engineer methods to prevent extinction events here on Earth. There have been five mass extinction events in the last 500 million years, so they occur about once every 100 million years. None of the extinctions that life here has experienced would be sufficient to wipe humanity out. The only event in Earth's history that was cataclysmic enough to do that was when we collided with another planet (part of which is now our moon), but that was before life existed and is not replicable, because the planetary orbits are now too stable for such an interaction to occur.

Asteroid impacts, flood basalt events, gradual or even sudden environmental change: these are all problems that we can solve without having to blast off to our space colonies. The risk factors we have less ability to address, such as gamma ray bursts, are both incredibly unlikely, and flying off into space probably would not work anyway. If we're going to be hit by a gamma ray burst we better have taken off for another star system several million years ago, or it's going to hit those space ships as well.

The reality is, if humans can make it another million years, we've had a pretty good run. I think it's unlikely we'll get that far, but not because of a natural event. We're going to be the first species to cause our own extinction. Colonizing space is a great plan for 10-100 million years from now, but it is pointless until we prove that we as a species are capable of surviving indefinitely barring an unprecedented extinction event. Right now we can't even keep the Earth's climate stable, and you think we're going to get into a space ship with less than one ten billionth its volume for the next million years without screwing everything up? This Earth is literally one giant spaceship we're riding and if we cannot live in a sustainable manner here, there's no way we're going to be able to do so on a much smaller scale.

I'm not an environmentalist, either. But it is a simple fact that to survive in a space ship for hundreds of thousands to millions of years you'd need to approach 100% recovery and reuse of all matter in that ship. If we can't do that on Earth, where everything is orders of magnitude easier, there's no way we can do it in space.

These points aside, I fully support our space program. I do think that manned space operations are too expensive for the payoff, though. I think we can do the same sort of research for less money using robotic missions. I think the manned space program is just a relic of the Cold War it grants us prestige to say we're sending our citizens into space. But it doesn't result in much science (it took how many years before the ISS had a basic lab in it?).

The space program is a jobs program that has the benefit of doing science that can benefit humanity. Compare this to our defense program, which is a jobs program that creates weapons to kill people. Clearly, the former should receive as much funding as we can afford while the latter should receive as little as necessary to protect our country. As it stands the sums these departments receive are totally askew from what a rational person would assign them. But the funding is based on inertia rather than logic, so on it goes.

The rate at which the population of the world is growing and the rate at which we are going through easily found resources, a day will come when there is very little left for the bulk of the people on this planet. When that happens, the have-nots will destroy the have and there will be no colleges, so tuition will not matter. The time to act is before the crisis. Considering how hard it is to live in space and get anywhere interesting, we better focus on it or figure out how to stop consuming more than mother Earth can supply. Since most religions want us to make lots of babies, about the only hope is to figure out how to survive and thrive in space.

I believe Mankind are the problem. We need not seek to take our problem elsewhere. However, we will find resources to continue our downward spiral within our solar system. Corporations should realize this and contribute to a business of space exploration for profit. NASA should continue to be funded for the scientific advancements needed as corporations do not see long term profit from discovery. Our planet was seeded from space whether by design or accident. We have evolved and produced ous self destructive species which will obliterate itself eventually.

10M each month is a total watse.
Watch SciFi on TV and let the real world take care of families and children.
Wake Up and stop wasting our money on Nas-Car

Thank you for this wonderful insight. Please continue with your wonderful wisdom. Lets spend that 10,000,000 a month to feed kids and make them dependent on a handout every month, because inspiring them to become a scientist and engineer is to much of a hassle, and lets face it when did they REALLY come up with something useful with the sorcery they call math. I mean Steve Jobs must have been such the genius in helping advance the smaller processors and wonderful ways to connect to the mysterious on my magical device they call a MacBook Pro. Please in all seriousness log off. Unless you have something to contribute to the cause of advancing human life and inspiring people to push themselves to work harder, don't talk

She is not an idiot. She is a mom trying to keep her head above water that doesn't see the direct impact that NASA has had on her life. It is hard to see this when money is tight and you her a number like $18 Billion. So while I disagree with her I understand her perspective. Let's cut her a break.

actually, its not hard to see, and she deserves any criticism she gets here. anyone with an education past high school would be able to figure this out. it doesn't take a genius, or someone who is well off to understand simple facts, or use critical thinking skills.

Typical pedantic psychobabble. The benefits of the space program have impacted our daily lives, end of story. If she wants to complain about something else, try the money spent on war, or the one percenters, or whathaveya.

It is a shame that we can't ask Carol for a refund for the money spent by the government on her education. Obviously it was wasted upon her. And I thought that Georgia was one of the better states in terms of available scholarships for students. In Florida, they used some of the proceeds from the state lottery for student scholarships. They were available to anyone who had a decent high school GPA and scored well on the SATs. At least this is how it used to be when I got my bachelors degree 15 years ago.

Carol Beckles needs to understand that funding NASA *is* helping the economy. What, do you think that you just throw a few billion into a box and out pops a Mars lander? That money goes to fund jobs for highly educated and skilled scientists, engineers and technicians at NASA and their sub-contractors that develop the space vehicles, the special materials, and all the math behind the mission. You not only get new technologies that work their way into civilian use, you pay American workers to develop them.

Throwing money at welfare addicts or even paying for her kids college has a very low chance of immediate return. How many college students turn out to be worthless and do nothing? Mucho. 95+% of welfare recipients will never contribute substantially to the US economy or to our society. They take a lot and return very little.

Funding NASA gives jobs to highly skilled American workers and provides near-term returns from R&D on robotics, material science, cosmology, biology, etc.

It's spelled "minuscule."
A little taxpayer-supported education could do you some good, too.

I like to think of NASA as a college for people that are already smart, but are willing to work hard to be even smarter, and get paid to learn about new discoveries. Then they share those discoveries with a bunch of dumber people that don't give a rat's furry butt about anything but themselves, and sometimes, not even that. Doing something stupid = not doing something smart.

Did you know that nearly 30% of students entering college need remedial instruction in English?

Then they should not be allowed into college. After they have reached achievemnt of a real High School grad at night school they can apply to college.

I think a better article would be Why are we not spending more on Space Exploration?

because it's a waste of $. Very, very little is learned that is applied to our society today. It's just the fantasies of little boys and the fiction of comics, books, and movies that makes it interesting. In these economic times it's a waste of $.

¿En serio? So you can just throw your Cell Phone, GPS, Color TV, Computer, Internet, LED bulbs, away? Clearly none of that is needed right?

Completely false. It's a shame, that you're simply too lazy to Google "economic benefits of the us space program".

That's unbelievably ignorant. Science and technology is what movies economies and innovation forward. We gave AIG more money for a bailout then we give nasa in four years.

Little boys, comic books, and movies. That is completely ignorant to the fact that we are one out of trillions of other planets, one out of hundreds of billions of other solar systems, and one out of billions of other galaxies. Space exploration in society involves those "fantasy-like ideas," but if you think like a realist, everything else out there is part of the universe we live in and it can provide our ever-curious minds of why us humans are here. Space exploration is really the next thing for humans to do. If your telling me we need to keep adding more and more to the Earth and expand our society and improve technology(which we obviously are), that is just completely selfish. I wouldn't mind if we turned around our society to live simpler, stress-free lives, where the only thing that matters is family, happiness, and spirituality.

Because we have more important things to do, like invade other countries.

Americans pay less than $10 a year per citizen to NASA. That means you could quit smoking (or give cut 2 packs), give up beer, or stop spending money on the NFL and solve all of our financial issues. Oh no – cant do that! I should not be paying 35% of my salary in taxes while rich people get breaks – that's the real issue.

Hey waste of money. really well then I suggest you throw away all of no stick pans, toss out all that Teflon oh throw away all your digital cams, throw away your iridium sunglasses, throw away your gps, throw away your cellphones, throw away your satellite tv forget about getting world news so fast. hmmm yeah real waste oh and forget about our cams in space the we use for surveillance to save our butts.

the earth will die for sure. the whole point of life is to keep life going

if the moon was once part of earth, every natural metal and no carbon based resource that can be found under the ground can be found on the moon. think of all that gold, silver, iron, uranium, all those resources. it could fix our economy.

Yes, we should give it all to the Defense Department to build more bombs so we can blow up more people. I feel safer already!

“Why are you giving Columbus all this money? Solve Hunger then go sailing!” — anonymous Spanish peasant, 1492.

You have bough into the Republican economy problem hook line and sinker. Look at the DOW !! I am willing to bet stores will have record sales come Christmas. More cars are being sold than any other time. The economy is doing just fine, no help from the Republicans. However to help Mitt get elected the prey on stupid people like you that rely on FOX new, Hannity, Beck and Limbaugh for News. Or should I say doom and gloom ever single day. But once Mitt is elected he will take credit for everything. That is until 4 or 8 years pass and everything falls back into the toilet again. If you say things are bad enough times morons like you will believe it. Things are getting better. Things are much much better than 4 years ago. Things will remind good for at least 4 years or until Mitt stars another War to bolster the economy, which he will. That is not speculation that is fact. Yo see the Republicans, Beck, Hannity, Limbaugh and Fox broadcast day after day scare tactics telling their listeners everything is bad. The reason they do this is so they can make more money because for some reason Bad news sells in this country, that is exactly why the Republicans, who actually created the bad new fail to report anything is getting better. Well until Mitt gets into office and then everything will be great, even if it is not. Just like religion they lie to you and because you respect them and they know they can get away with it. You respect and trust Religion and the Republicans because you have been brainwashed your whole life to do so. And your stupidity allows you to turn the tables 180 degrees and say everyone else is lying. We didn't go to the moon, man walked with dinosaurs, WMD's in Iraq. Toucher is ok as long as the USA is hiring other countries to do it for them and not doing it themselves. Letting people die in the streets because Obama care is an elitist, socialist concept, even the Christians who claim to be on the side of helping people are stand up against this. Bt they call themselves patriots. Explain to me how a "Patriot" can protest a soldiers funeral because it has something to do with people being gay ? Tell me how can Christians send entire families back to mexico and let our fruit and vegetable rot on the vine because they are illegal but have been working in the country for 20 + years. Republicans, Beck, Hannity and Limbaugh have screwed up this country so bad it is unbelievable. And then they turn around and blame it on the illegals, the gays and the people whom don't make enough money to eve pay taxes. NO the problem is the rick never having enough. The rich not giving back to there employees. The Republicans not working with the elected president on anything. Limbaugh, Beck, Hannity telling you day in and day out how bad things are and how bad our president is and you being so stupid you believe it. The NRA selling death in record numbers and then saying guns don't kill people, people kill people. 47000 Americans dies last year because of guns you the Republicans are ok with that, The NRA says we need more gun on the street to fight the problem, so they can make more money. And you, the Good Christian Republican believe them. The same Christens that saw how many pastors, bishops and clergy convicted of molesting your children and now it is the boy scouts turn to come clean after years of cover ups. Nope it is all the Democrats fault and Obama was behind it all. No he was not, you have been brainwashed on so many fronts you don't even know where or how to explain it. And it fear of looking weak you wont even try. You will just say with the standard message and vote yet another Republican into office and them blame all the screw up on the democrats. I am better off that I was four years ago. But in the next four years if I have to start carrying a gun just to protect myself, if I see one dirt road closed because the land was sold to some private rick guy to drill on. If I see one young man or woman going off to fight another war for nothing but a presidents ego. I will not be ok. But you will except it and call him great because he lowered your taxes $10 a year. THINK or at least try to think and try to question instead of listening and repeating what you hear mindlessly based on what religion says you should do. Or what Beck, Hannity or Limbaugh said. Disregard what scientists have spent there whole life researching and stick with the so called Fact man walked with dinosaurs, we didn't go to the moon and everything out side of our solar system was put there by the devil to test you. People and laugh at you, but that is because they are stupid. I am going to let you in on a secret. It is not them that are stupid. Religion, Guns, Fear of all sorts of things are what drives a Republican and that is no way to live a free life. I am sure None of the Republicans out there will remotely understand this but it is fact. Some republicans will look back years from now and think a little bit about these things. Some are so far gone they have lost any sort of personal or social responsibility.

You're probably sipping your triple-latte crappachino while typing this in your iPad at your "hip" (overused adjective, as you may know) coffeeshop and infesting the boards wirelessly, all thanks to NASA.

You couldn't possibly be MORE WRONG! Nearly EVER SINGLE bit of electronic convenience and gadgetry that YOU USE EVERY SINGLE DAY has been brought to you courtesy of the SPACE PROGRAM, you clueless fool! Without the Space Program you would NOT have: Microprocessors, digital computers, laptops, ipods, ipads, smart phones, CELL PHONES, Satellite phones, DIGITAL TV, dish TV, satellite communications, DVDs, GPS navigation, velcro, Digital imaging for ALL Medical scanning devices, ultrasound technology, laser angioplasty, pacemakers, ocular screening, flat screen TVs and Computer monitors, pagers, digital scanners, jump drives, 3D imaging, etc. and the list goes on and on and on.


Key Concepts and Summary

​The four giant planets have generally similar atmospheres, composed mostly of hydrogen and helium. Their atmospheres contain small quantities of methane and ammonia gas, both of which also condense to form clouds. Deeper (invisible) cloud layers consist of water and possibly ammonium hydrosulfide (Jupiter and Saturn) and hydrogen sulfide (Neptune). In the upper atmospheres, hydrocarbons and other trace compounds are produced by photochemistry. We do not know exactly what causes the colors in the clouds of Jupiter. Atmospheric motions on the giant planets are dominated by east-west circulation. Jupiter displays the most active cloud patterns, with Neptune second. Saturn is generally bland, in spite of its extremely high wind speeds, and Uranus is featureless (perhaps due to its lack of an internal heat source). Large storms (oval-shaped high-pressure systems such as the Great Red Spot on Jupiter and the Great Dark Spot on Neptune) can be found in some of the planet atmospheres.

For Further Exploration

​Articles​

Jupiter

​Aguirre, Edwin. “Hubble Zooms in on Jupiter’s New Red Spot.” Sky & Telescope (August 2006): 26.

Beatty, J. “Into the Giant.” Sky & Telescope (April 1996): 20. On the Galileo probe.

Beebe, R. “Queen of the Giant Storms.” Sky & Telescope (October 1990): 359. Excellent review of the Red Spot.

Johnson, T. “The Galileo Mission to Jupiter and Its Moons.” Scientific American (February 2000): 40. Results about Jupiter, Io, Ganymede, and Callisto.

Simon, A. “The Not-So-Great Red Spot.” Sky & Telescope (March 2016): 18. On how the huge storm on Jupiter is evolving with time.

Smith, B. “Voyage of the Century.” National Geographic (August 1990): 48. Beautiful summary of the Voyager mission to all four outer planets.

Stern, S. “Jupiter Up Close and Personal.” Astronomía (August 2007): 28. On the New Horizons mission flyby in February 2007.

Saturno

Gore, R. “The Riddle of the Rings.” National Geographic (July 1981): 3. Colorful report on the Voyager mission.

McEwen, A. “Cassini Unveils Saturn.” Astronomía (July 2006): 30. A report on the first two years of discoveries in the Saturn system.

Spilker, L. “Saturn Revolution.” Astronomía (October 2008): 34. On results from the Cassini mission.

Talcott, R. “Saturn’s Sweet Surprises.” Astronomía (June 2007): 52. On Cassini mission results.

Uranus and Neptune

​Cowling, T. “Big Blue: The Twin Worlds of Uranus and Neptune.” Astronomía (October 1990): 42. Nice, long review of the two planets.

Gore, R. “Neptune: Voyager’s Last Picture Show.” National Geographic (August 1990): 35.

Lunine, J. “Neptune at 150.” Sky & Telescope (September 1996): 38. Nice review.


Lyman Alpha has to do with recombination of electrons in hydrogen atoms (from n=2 to n=1). However, with chormospheric temperatures above 10,000, the electrons should be stripped away from the hydrogen atom. Can you explain why this is not so?

You are correct that Lyman Alpha is the n=2 to n=1 transition of the neutral hydrogen atom. One formation mechanism for Lyman Alpha is ionization and recombination. At the temperatures of the solar chromosphere, a substantial fraction of the hydrogen atoms have their electrons stripped away. Some of these electrons then recombine with hydrogen ions, and start to cascade down through the levels until they reach the ground level.

However, even at 20,000 degrees, not all of the hydrogen atoms are ionized. This is because the density is so low that collisions are not frequent enough to knock off the electrons from all the atoms faster than they can recombine. Thus, there is always a population of neutral hydrogen, which also contributes to the Lyman Alpha line.


Top 5 Reasons why Space Exploration is Important for the World


July 20th, 2009 was the 40th anniversary of Apollo 11’s historic flight to the moon, where astronauts Neil Armstrong and Buzz Aldrin became the first human beings to walk on the moon. 40 years ago, space flight inspired such awe that astronauts were hailed as heroes and celebrities by men, women, and children alike. 40 years later none of us, besides the most avid space fanatic, would likely to be able to name one astronaut in service today.

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Despite the tragedies of Space Shuttle Challenger, and later Columbia, where the world is shocked into being reminded of the inherit dangers of sitting on 1 million gallons of rocket fuel, or re-entering the earth’s atmosphere at 1,870 miles per hour. We all see space flight as mundane because the vast majority of space flights since Apollo 11, have been mostly conducting seemingly routine scientific experiments. Now don’t get me wrong, I believe in the importance of science in space, but these experiments don’t exactly inspire awe in the general population like, oh say, a manned mission to Mars would. We also don’t have the fever of beating those damned Ruskies because they might go to space and blow us all up, which we had during the height of the cold war when Apollo 11 touched down on the lunar Sea of Tranquility.

Watching some fantastic documentaries (such as Discovery’s When We Left Earth) celebrating the 40th anniversary this week, I got to thinking about the importance of continuing space exploration. I hear many people decry the importance of NASA and space flight. Most saying that it is a waste of time, and more importantly money. I disagree with such assessments. I often wonder if people threw out the same criticisms of our European ancestors, who dared to explore on wooden ships to discover “the new world.”

In my humble opinion, space exploration is important not only to humanity’s curiosity of the great beyond, but it is also important for the future of the earth and all of us living on it. So here I will count down “Houston style,” my top 5 reasons why space exploration is important for the world.

5. Promote Science Education – The Apollo missions inspired a whole generation of kids who wanted to grow up to be astronauts, rocket scientists, and engineers. We all know that science education has been slightly lacking in the United States as of late. Don’t you think that NASA’s return to the moon, or more importantly the much anticipated manned mission to Mars will again inspire a whole new generation to reach for the stars so to speak? Hago.

4. NASA’s Environmental Research – You would think that the guys who burn a million pounds of rocket fuel wouldn’t be the most environmentally minded people in the world, or out of the world as it may be. However, most people don’t know that NASA does a lot of good environmental research while they are up there looking down at all of us. NASA has done a lot of work in studying air quality, climate change, alternative energy, and near earth objects which as we all know from the movies can destroy the earth any day now without warning, unless we have a group of oil drillers, a nuke, and Bruce Willis.

3. Eliminate Earth Over Population – The current earth population is almost 6.8 BILLION people. Arguably beyond the carrying capacity of the earth already. The big dream is space colonization. We need somewhere to put all these people, or we all might end up living in skyscrapers, see all animal’s habitats destroyed, and smog up the air beyond what is breathable (see: China).

2. Natural Resources – Related to over population, we are burning through the earth’s natural resources pretty quickly. Out in space there is virtually unlimited resources. It is all just a matter of collecting it and bringing it back, which granted will not be an easy task. Still… it is virtually unlimited natural resources! There will be no more excuses for hiking up prices on barrels of oil. (Although hopefully we will have moved far beyond oil by then).

1. Put Ourselves into Perspective – From space earth is really small. From space earth is really fragile. Sometimes I think it would be a good thing to put our place in the universe into perspective. I don’t go into your house light up a stogy, start pulling up your carpet, kick down your door, and then kill your cat. Yet, we as the human species have been doing that to our own home the earth for quite a while now. If we start seeing how small and fragile we are out there floating in space, maybe, just maybe we will not be so prone to abusing our one true home.

Blast Off! Here’s to the men and women who gave their lives to explore the great unknown. We cannot ignore the importance of space exploration, nor be complacent in it’s meaning to all of us. I hope space exploration can continue to inspire, educate, and provide for us in the next 40 years as it has the last 40 years.