Как могли бы герои романа Ж. Верна «Путешествие на Луну», находящиеся в закрытом снаряде, обнаружить, что их корабль покинул пределы земной атмосферы и движется в космическом пространстве?

Для решения этой задачи важно понимать основные физические принципы, связанные с движением тела в атмосфере и в космическом пространстве. Рассмотрим теоретическую часть, которая поможет ответить на вопрос.

1. Атмосфера и её границы
   Земная атмосфера состоит из слоев (тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера, экзосфера), и её плотность уменьшается с высотой. На больших высотах, примерно 100 км над поверхностью Земли (линия Кармана), атмосфера становится настолько разреженной, что можно говорить о переходе к космическому пространству.

2. Сопротивление воздуха
   В атмосфере движение тела сопровождается сопротивлением воздуха. Это сопротивление зависит от скорости, формы тела и плотности воздуха. На большой высоте, где атмосфера разрежена, сопротивление воздуха становится практически незначительным, и движение объекта начинает подчиняться законам космической механики.

3. Гравитация
   Гравитационное притяжение действует на тело независимо от того, находится оно в атмосфере или в космосе. Однако в космическом пространстве тело может двигаться по траектории, близкой к свободному движению по орбите, если достигнута первая космическая скорость. При этой скорости сопротивление воздуха перестает быть фактором.

4. Отсутствие окружающих звуков
   В атмосфере звук распространяется благодаря колебаниям молекул воздуха. В космическом пространстве, где плотность вещества крайне мала, звук распространяться не может. Следовательно, герои романа могли бы заметить, что шумы внешнего пространства исчезли.

5. Изменение ускорения
   При движении через атмосферу и выходе в космос снаряд испытывает различные ускорения (например, торможение из−за сопротивления воздуха или разгон). В космическом пространстве, если двигатель не работает, тело движется равномерно, без изменения скорости. Герои могли бы почувствовать отсутствие переменного ускорения.

6. Масса и инерция
   В космосе действует принцип инерции: если на тело не действуют внешние силы, оно будет продолжать двигаться равномерно и прямолинейно. Если в закрытом снаряде герои начнут проводить эксперименты, например, с легкими предметами, они смогут заметить, что предметы ведут себя иначе, чем на Земле или в атмосфере, где действуют сопротивление и сила тяжести.

7. Наблюдение через иллюминаторы
   Если снаряд имеет окна, герои могли бы заметить изменения в наблюдаемом окружении. В космосе становится видно темное небо, звезды, а Земля начинает выглядеть как шар, окруженный атмосферной оболочкой. В атмосфере же наблюдения будут ограничены облаками, голубым небом и рассеянным светом.

8. Изменение температуры
   В космосе теплообмен происходит иначе, чем в атмосфере. Внутри снаряда температура могла бы изменяться в зависимости от условий внешнего пространства, так как там отсутствует воздух, который способен проводить тепло.

Используя эти физические явления, герои романа могли бы определить, что их снаряд покинул пределы земной атмосферы и оказался в космическом пространстве.