ПО КАКИМ ЗАКОНАМ ЖИВУТ ПЛАНЕТЫ?
Можно сказать о законах "жизни" планет, если иметь в виду, что жизнь — это движение. Если бы планеты остановились, прекратили бы по каким-то причинам свой бег по круговым орбитам, то упали бы на Солнце. Немецкий ученый Иоганн Кеплер (1581—1630) открыл законы движения планет. Путем вычислений он доказал, что планеты движутся не по окружностям, как думали Галилей, Коперник, а по эллипсам — замкнутым кривым, форма которых несколько отличается от круга.
Первый закон Кеплера — эллиптическое движение планет. Солнце находится не в центре эллипса, а в особой точке, называемой фокусом. Из этого следует, что расстояние планеты до Солнца не всегда одинаковое. Кеплер нашел, что скорость, с которой движется планета, тоже не всегда одинакова: подходя ближе к Солнцу, планета движется быстрее, а отходя дальше от него — медленнее. Эта особенность движения планет составляет второй закон Кеплера.
Коперник с достаточной для его времени точностью определил расстояния планет от Солнца. Периоды обращения планет также уже были известны. Кеплер установил строгую зависимость между временем обращения планет и их расстоянием от Солнца.
В этом суть третьего закона Кеплера. Законы Кеплера применимы не только к движению планет, но и к движению их естественных и искусственных спутников. Открытие законов движения планет потребовало от Кеплера многих лет упорной и напряженной работы. Но он занимался также и другими вопросами астрономии, особенно его привлекали кометы. Ученые последующих поколений, оценившие значение трудов Кеплера, назвали его "законодателем" неба, так как именно он определил те законы, по которым совершается движение небесных тел в Солнечной системе.
Он оставил в наследство человечеству три закона Кеплера, которые сегодня изучают во всех школах мира.
Можно сказать о законах "жизни" планет, если иметь в виду, что жизнь — это движение. Если бы планеты остановились, прекратили бы по каким-то причинам свой бег по круговым орбитам, то упали бы на Солнце. Немецкий ученый Иоганн Кеплер (1581—1630) открыл законы движения планет. Путем вычислений он доказал, что планеты движутся не по окружностям, как думали Галилей, Коперник, а по эллипсам — замкнутым кривым, форма которых несколько отличается от круга.
Первый закон Кеплера — эллиптическое движение планет. Солнце находится не в центре эллипса, а в особой точке, называемой фокусом. Из этого следует, что расстояние планеты до Солнца не всегда одинаковое. Кеплер нашел, что скорость, с которой движется планета, тоже не всегда одинакова: подходя ближе к Солнцу, планета движется быстрее, а отходя дальше от него — медленнее. Эта особенность движения планет составляет второй закон Кеплера.
Коперник с достаточной для его времени точностью определил расстояния планет от Солнца. Периоды обращения планет также уже были известны. Кеплер установил строгую зависимость между временем обращения планет и их расстоянием от Солнца.
В этом суть третьего закона Кеплера. Законы Кеплера применимы не только к движению планет, но и к движению их естественных и искусственных спутников. Открытие законов движения планет потребовало от Кеплера многих лет упорной и напряженной работы. Но он занимался также и другими вопросами астрономии, особенно его привлекали кометы. Ученые последующих поколений, оценившие значение трудов Кеплера, назвали его "законодателем" неба, так как именно он определил те законы, по которым совершается движение небесных тел в Солнечной системе.
Он оставил в наследство человечеству три закона Кеплера, которые сегодня изучают во всех школах мира.
КАК ПРОИСХОДИТ ДВИЖЕНИЕ ПЛАНЕТ?
В солнечной системе движутся 9 больших планет, их спутники, малые планеты (их называют астероиды), кометы. Изучение их движения выявило общие для всех небесных тел закономерности: орбиты планет почти круговые (эллиптически лежат почти в одной плоскости).
Вокруг Солнца все планеты вращаются в одну сторону. Если бы мы посмотрели на Солнечную систему с Северного полюса мира (т.е. от Полярной звезды), то мы увидели бы, что все планеты обращаются вокруг Солнца против часовой стрелки. Большинство спутников и кольца планет обращаются вокруг своих планет в том же направлении, в котором планеты обращаются вокруг Солнца. Орбиты спутников планет также являются эллиптическими. То же самое можно сказать и об орбитах астероидов. Все планеты и спутники вращаются вокруг собственных осей и почти все, за исключением Урана и Венеры, в ту же сторону, т.е. против часовой стрелки. Все планеты подразделяются на внутренние и внешние. Внутренние — это Меркурий и Венера, их орбиты лежат внутри орбиты Земли, все остальные — внешние. Орбита Земли, например, лежит внутри орбиты Марса. (Для Марса — Земля внутренняя планета.) Взаимное расположение планет астрономы называют конфигурацией. Конфигурации внутренних и внешних планет совершенно различны, т.е. с Земли планеты наблюдаются по-разному, условия их видимости разные. Внутренние планеты могут занимать положение между Землей и Солнцем и наблюдаются часто в виде полумесяца. Наблюдать Меркурий или Венеру можно сразу после захода Солнца на западе вблизи горизонта или непосредственно перед восходом на востоке. Внешние планеты никогда не имеют фазы в виде полумесяца, наблюдать их можно на любом угловом расстоянии от Солнца. В противостоянии они находятся на прямой линии, проходящей через Солнце, Землю и планету, поэтому видны в полночь.
В солнечной системе движутся 9 больших планет, их спутники, малые планеты (их называют астероиды), кометы. Изучение их движения выявило общие для всех небесных тел закономерности: орбиты планет почти круговые (эллиптически лежат почти в одной плоскости).
Вокруг Солнца все планеты вращаются в одну сторону. Если бы мы посмотрели на Солнечную систему с Северного полюса мира (т.е. от Полярной звезды), то мы увидели бы, что все планеты обращаются вокруг Солнца против часовой стрелки. Большинство спутников и кольца планет обращаются вокруг своих планет в том же направлении, в котором планеты обращаются вокруг Солнца. Орбиты спутников планет также являются эллиптическими. То же самое можно сказать и об орбитах астероидов. Все планеты и спутники вращаются вокруг собственных осей и почти все, за исключением Урана и Венеры, в ту же сторону, т.е. против часовой стрелки. Все планеты подразделяются на внутренние и внешние. Внутренние — это Меркурий и Венера, их орбиты лежат внутри орбиты Земли, все остальные — внешние. Орбита Земли, например, лежит внутри орбиты Марса. (Для Марса — Земля внутренняя планета.) Взаимное расположение планет астрономы называют конфигурацией. Конфигурации внутренних и внешних планет совершенно различны, т.е. с Земли планеты наблюдаются по-разному, условия их видимости разные. Внутренние планеты могут занимать положение между Землей и Солнцем и наблюдаются часто в виде полумесяца. Наблюдать Меркурий или Венеру можно сразу после захода Солнца на западе вблизи горизонта или непосредственно перед восходом на востоке. Внешние планеты никогда не имеют фазы в виде полумесяца, наблюдать их можно на любом угловом расстоянии от Солнца. В противостоянии они находятся на прямой линии, проходящей через Солнце, Землю и планету, поэтому видны в полночь.
КАК ВОЗНИКЛИ ПЛАНЕТЫ?
Долгое время люди думали, что мир создан сразу, целиком, по воле сверхъестественных сил, богов и с тех пор не изменяется, а существует таким, каким мы его видим. Можно просто сказать: "Мир создан Богом именно так, а не иначе", и больше не ставить никаких вопросов. Но всегда были и есть люди, которые страстно желали узнать причины происхождения различных небесных тел и всей Вселенной. Человечество постепенно накапливало знания о мире, постигало законы природы и переставало слепо верить легендам. Вокруг нас много загадок, на которые ученые упорно ищут ответы. Обсуждают, проверяют разные научные предположения (гипотезы). Например, как возникли планеты? Проблемой происхождения и эволюции небесных тел занимается космогония. Первые космогонические гипотезы имели большое значение, они пытались объяснить происхождение небесных тел как результат естественного процесса, а не одновременного акта божественного творения.
Например, по одной из них, предложенной в конце XVIII века французским ученым П.Лапласом, предполагалось, что Солнце и планеты возникли из вращающейся туманности, состоящей из разреженного газа. Силы тяготения сжимали газовое облако, постепенно превращая его в будущее Солнце и несколько расположенных вокруг него газовых колец, из концентрической системы которых впоследствии образовались планеты. Однако в XX веке от этой гипотезы пришлось отказаться. После открытия и изучения Урана оказалось, что эта гипотеза неверна, так как планета Уран, в отличие от других планет, вращается вокруг своей оси в противоположную сторону.
По другой гипотезе планеты никогда не были раскаленными газовыми телами, подобными Солнцу, а должны были образоваться из холодных, твердых частиц вещества, которые притягивались друг к другу, объединялись, уплотнялись. Особенно быстро росли в размере и массе крупные частички. Постепенно образовывались гигантские комки вещества, которые стали планетами.
Следующая гипотеза говорит о том, что планеты произошли в результате катастрофы, когда с Солнцем столкнулась комета, или вблизи Солнца пролетела какая-то звезда. Из раскаленного вещества Солнца отделились спутники, которые, постепенно остывая, стали планетами.
Выдвигаются новые гипотезы. Какая из них самая верная? Пока окончательно разобраться в том, как возникла Солнечная система не удалось никому. Может быть это дело недалекого будущего? Кто-нибудь напишет "биографию" нашего космического дома от рождения?
Долгое время люди думали, что мир создан сразу, целиком, по воле сверхъестественных сил, богов и с тех пор не изменяется, а существует таким, каким мы его видим. Можно просто сказать: "Мир создан Богом именно так, а не иначе", и больше не ставить никаких вопросов. Но всегда были и есть люди, которые страстно желали узнать причины происхождения различных небесных тел и всей Вселенной. Человечество постепенно накапливало знания о мире, постигало законы природы и переставало слепо верить легендам. Вокруг нас много загадок, на которые ученые упорно ищут ответы. Обсуждают, проверяют разные научные предположения (гипотезы). Например, как возникли планеты? Проблемой происхождения и эволюции небесных тел занимается космогония. Первые космогонические гипотезы имели большое значение, они пытались объяснить происхождение небесных тел как результат естественного процесса, а не одновременного акта божественного творения.
Например, по одной из них, предложенной в конце XVIII века французским ученым П.Лапласом, предполагалось, что Солнце и планеты возникли из вращающейся туманности, состоящей из разреженного газа. Силы тяготения сжимали газовое облако, постепенно превращая его в будущее Солнце и несколько расположенных вокруг него газовых колец, из концентрической системы которых впоследствии образовались планеты. Однако в XX веке от этой гипотезы пришлось отказаться. После открытия и изучения Урана оказалось, что эта гипотеза неверна, так как планета Уран, в отличие от других планет, вращается вокруг своей оси в противоположную сторону.
По другой гипотезе планеты никогда не были раскаленными газовыми телами, подобными Солнцу, а должны были образоваться из холодных, твердых частиц вещества, которые притягивались друг к другу, объединялись, уплотнялись. Особенно быстро росли в размере и массе крупные частички. Постепенно образовывались гигантские комки вещества, которые стали планетами.
Следующая гипотеза говорит о том, что планеты произошли в результате катастрофы, когда с Солнцем столкнулась комета, или вблизи Солнца пролетела какая-то звезда. Из раскаленного вещества Солнца отделились спутники, которые, постепенно остывая, стали планетами.
Выдвигаются новые гипотезы. Какая из них самая верная? Пока окончательно разобраться в том, как возникла Солнечная система не удалось никому. Может быть это дело недалекого будущего? Кто-нибудь напишет "биографию" нашего космического дома от рождения?
НА ЧЕМ ДЕРЖИТСЯ ЗЕМЛЯ?
Почему тела не улетают с поверхности вращающейся Земли? На чем держатся планеты? Почему они движутся вокруг Солнца, а не улетают от него прочь? Ответов на эти вопросы долгое время не было. Открытием истины мы обязаны великому английскому ученому И.Ньютону. Он пришел к мысли о существовании сил тяготения между всеми телами Вселенной, В результате открытия Ньютона выяснилось, что множество, казалось бы, разнородных явлений — падение свободных тел на Землю, видимые движения Луны и Солнца, океанские приливы и т.д. — представляют собой проявления одного и того же закона природы: закона всемирного тяготения. Между всеми телами Вселенной, говорит этот закон, будь то песчинки, горошинки, камни или планеты, действуют силы взаимного притяжения (или силы гравитации, как еще их называют). На первый взгляд, закон кажется неверным: мы что-то не замечали, чтобы притягивались друг к другу окружающие нас предметы. Земля притягивает к себе любые тела, в этом никто не усомнится. Но, может быть, это особое свойство Земли? Нет, это не так. Притяжение двух любых предметов невелико и лишь поэтому не бросается в глаза. Тем не менее в результате специальных опытов его можно обнаружить.
Закон всемирного тяготения, и только он, объясняет устойчивость Солнечной системы, движение планет и других небесных тел.
Земля держится на орбите силами притяжения Солнца. Круговое движение планет происходит так же, как круговое движение камня, закрученного на веревке. Силы гравитации — это невидимые "канаты", заставляющие небесные тела двигаться по определенным путям.
Великий Ньютон не только утверждал существование сил тяготения, но и открыл закон тяготения, т.е. показал, от чего зависят эти силы.
Почему тела не улетают с поверхности вращающейся Земли? На чем держатся планеты? Почему они движутся вокруг Солнца, а не улетают от него прочь? Ответов на эти вопросы долгое время не было. Открытием истины мы обязаны великому английскому ученому И.Ньютону. Он пришел к мысли о существовании сил тяготения между всеми телами Вселенной, В результате открытия Ньютона выяснилось, что множество, казалось бы, разнородных явлений — падение свободных тел на Землю, видимые движения Луны и Солнца, океанские приливы и т.д. — представляют собой проявления одного и того же закона природы: закона всемирного тяготения. Между всеми телами Вселенной, говорит этот закон, будь то песчинки, горошинки, камни или планеты, действуют силы взаимного притяжения (или силы гравитации, как еще их называют). На первый взгляд, закон кажется неверным: мы что-то не замечали, чтобы притягивались друг к другу окружающие нас предметы. Земля притягивает к себе любые тела, в этом никто не усомнится. Но, может быть, это особое свойство Земли? Нет, это не так. Притяжение двух любых предметов невелико и лишь поэтому не бросается в глаза. Тем не менее в результате специальных опытов его можно обнаружить.
Закон всемирного тяготения, и только он, объясняет устойчивость Солнечной системы, движение планет и других небесных тел.
Земля держится на орбите силами притяжения Солнца. Круговое движение планет происходит так же, как круговое движение камня, закрученного на веревке. Силы гравитации — это невидимые "канаты", заставляющие небесные тела двигаться по определенным путям.
Великий Ньютон не только утверждал существование сил тяготения, но и открыл закон тяготения, т.е. показал, от чего зависят эти силы.
ПОЧЕМУ ЗЕМЛЯ НЕ ПАДАЕТ НА СОЛНЦЕ?
Действительно, странно: Солнце огромными силами тяготения удерживает около себя Землю и все другие планеты Солнечной системы, не дает им улететь в космическое пространство. Странно, казалось бы, то, что Земля около себя удерживает Луну. Между всеми телами действуют силы тяготения, но не падают планеты на Солнце потому, что находятся в движении, в этом-то и секрет. Все падает вниз, на Землю: и капли дождя, и снежинки, и сорвавшийся с горы камень, и опрокинутая со стола чашка. А Луна? Она вращается вокруг Земли. Если бы не силы тяготения, она улетела бы по касательной к орбите, а если бы она вдруг остановилась, то упала бы на Землю. Луна, вследствие притяжения Земли, отклоняется от прямолинейного пути, все время как бы "падая" на Землю. Движение Луны происходит по некоторой дуге, и пока действует гравитация, Луна на Землю не упадет. Так же и с Землей — если бы она остановилась, то упала бы на Солнце, но этого не произойдет по той же причине. Два вида движения — одно под действием силы тяготения, другое по инерции — складываются и в результате дают криволинейное движение.
Закон всемирного тяготения, удерживающий в равновесии Вселенную, открыл английский ученый Исаак Ньютон. Когда он опубликовал свое открытие, люди говорили, что он сошел с ума.
Закон тяготения определяет не только движение Луны, Земли, но и всех небесных тел в Солнечной системе, а также искусственных спутников, орбитальных станций, межпланетных космических кораблей.
Действительно, странно: Солнце огромными силами тяготения удерживает около себя Землю и все другие планеты Солнечной системы, не дает им улететь в космическое пространство. Странно, казалось бы, то, что Земля около себя удерживает Луну. Между всеми телами действуют силы тяготения, но не падают планеты на Солнце потому, что находятся в движении, в этом-то и секрет. Все падает вниз, на Землю: и капли дождя, и снежинки, и сорвавшийся с горы камень, и опрокинутая со стола чашка. А Луна? Она вращается вокруг Земли. Если бы не силы тяготения, она улетела бы по касательной к орбите, а если бы она вдруг остановилась, то упала бы на Землю. Луна, вследствие притяжения Земли, отклоняется от прямолинейного пути, все время как бы "падая" на Землю. Движение Луны происходит по некоторой дуге, и пока действует гравитация, Луна на Землю не упадет. Так же и с Землей — если бы она остановилась, то упала бы на Солнце, но этого не произойдет по той же причине. Два вида движения — одно под действием силы тяготения, другое по инерции — складываются и в результате дают криволинейное движение.
Закон всемирного тяготения, удерживающий в равновесии Вселенную, открыл английский ученый Исаак Ньютон. Когда он опубликовал свое открытие, люди говорили, что он сошел с ума.
Закон тяготения определяет не только движение Луны, Земли, но и всех небесных тел в Солнечной системе, а также искусственных спутников, орбитальных станций, межпланетных космических кораблей.
СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ ИЗ КОСМОСА
Солнце излучает свет и теплоту, оно является также источником радиоизлучения, рентгеновского и ультрафиолетового излучения. От Солнца идет поток электрически заряженных частиц. Каждый из этих видов излучения оказывает влияние на жизнь на Земле. Большая часть энергии Солнца рассеивается в космическом пространстве. Земли достигает. лишь миллиардная часть от общего количества энергии, излучаемой Солнцем. От того излучения, которое падает на Землю, отражается и рассеивается около одной трети. Солнечной энергией нагревается атмосфера, поверхность материков и океанов. Использование солнечной энергии могло бы принести большую пользу народному хозяйству. Селиотехникой называют различные устройства и установки, использующие солнечную энергию — солнечные батареи, теплицы, водонагреватели, сушилки, опреснители. Используют сфокусированные солнечные лучи для плавления металлов. Создаются солнечные электростанции. Применить солнечную энергию можно везде, преобразуя ее в электрическую. Этому способствуют полупроводниковые батареи. Они к тому же служат для получения электроэнергии в космосе, являясь источниками электропитания искусственных спутников Земли и автоматических межпланетных станций.
Перспективы использования излучения Солнца для электроснабжения Земли огромны, например, использование космических солнечных электростанций, размещаемых на орбите на высоте 36000 км над поверхностью Земли. Основной элемент космической электростанции — система солнечных батарей и других преобразователей, преобразующих энергию излучения Солнца в энергию электромагнитных волн сверхвысокой частоты, излучение которых передается на Землю в виде сфокусированного луча. На Земле сверхчастотное излучение улавливается приемной антенной, преобразуется в электрический ток промышленной частоты и передается потребителям. Преимущества космических электростанций перед наземными: они экологически чистые, т.е. не загрязняют окружающую среду, безопасны, не расходуют ресурсы полезных ископаемых Земли, экономически очень выгодны, так как имеют большую мощность. Однако главная трудность в реализации проектов космических электростанций — это высокая стоимость доставки в космос элементов электростанции.
Солнце излучает свет и теплоту, оно является также источником радиоизлучения, рентгеновского и ультрафиолетового излучения. От Солнца идет поток электрически заряженных частиц. Каждый из этих видов излучения оказывает влияние на жизнь на Земле. Большая часть энергии Солнца рассеивается в космическом пространстве. Земли достигает. лишь миллиардная часть от общего количества энергии, излучаемой Солнцем. От того излучения, которое падает на Землю, отражается и рассеивается около одной трети. Солнечной энергией нагревается атмосфера, поверхность материков и океанов. Использование солнечной энергии могло бы принести большую пользу народному хозяйству. Селиотехникой называют различные устройства и установки, использующие солнечную энергию — солнечные батареи, теплицы, водонагреватели, сушилки, опреснители. Используют сфокусированные солнечные лучи для плавления металлов. Создаются солнечные электростанции. Применить солнечную энергию можно везде, преобразуя ее в электрическую. Этому способствуют полупроводниковые батареи. Они к тому же служат для получения электроэнергии в космосе, являясь источниками электропитания искусственных спутников Земли и автоматических межпланетных станций.
Перспективы использования излучения Солнца для электроснабжения Земли огромны, например, использование космических солнечных электростанций, размещаемых на орбите на высоте 36000 км над поверхностью Земли. Основной элемент космической электростанции — система солнечных батарей и других преобразователей, преобразующих энергию излучения Солнца в энергию электромагнитных волн сверхвысокой частоты, излучение которых передается на Землю в виде сфокусированного луча. На Земле сверхчастотное излучение улавливается приемной антенной, преобразуется в электрический ток промышленной частоты и передается потребителям. Преимущества космических электростанций перед наземными: они экологически чистые, т.е. не загрязняют окружающую среду, безопасны, не расходуют ресурсы полезных ископаемых Земли, экономически очень выгодны, так как имеют большую мощность. Однако главная трудность в реализации проектов космических электростанций — это высокая стоимость доставки в космос элементов электростанции.
КАКИЕ ПРИБОРЫ ПОМОГАЮТ ИЗУЧАТЬ СОЛНЦЕ?
Как астрономы изучают Солнце? Им на помощь приходит целый ряд специальных инструментов. Например, спектроскоп используется для изучения раскаленных газов Солнца. Он может объяснить, какие химические вещества определяют цвета, исходящие от Солнца. Другой прибор — спектрограф. Он дает возможность ученым делать постоянные записи спектра солнечного излучения.
Спектрогелиоскоп позволяет астрономам узнать, как различные вещества распределены на Солнце. Каких веществ больше, каких меньше, каково их соотношение. Когда к спектрогелиоскопу присоединяется фотооборудование, он называется спектрогелиограф.
Коронограф — это специальный вид телескопа. С помощью коронографа астрономы могут фотографировать солнечную корону, не дожидаясь затмения Солнца.
Радиотелескоп позволяет ученым изучать радиоволны, излучаемые Солнцем.
Атмосфера Земли поглощает большую часть солнечной радиации, достигающей нашей планеты, поэтому ученые установили приборы выше атмосферы. Это космические зонды. Они помогают больше узнать о Солнце.
Как астрономы изучают Солнце? Им на помощь приходит целый ряд специальных инструментов. Например, спектроскоп используется для изучения раскаленных газов Солнца. Он может объяснить, какие химические вещества определяют цвета, исходящие от Солнца. Другой прибор — спектрограф. Он дает возможность ученым делать постоянные записи спектра солнечного излучения.
Спектрогелиоскоп позволяет астрономам узнать, как различные вещества распределены на Солнце. Каких веществ больше, каких меньше, каково их соотношение. Когда к спектрогелиоскопу присоединяется фотооборудование, он называется спектрогелиограф.
Коронограф — это специальный вид телескопа. С помощью коронографа астрономы могут фотографировать солнечную корону, не дожидаясь затмения Солнца.
Радиотелескоп позволяет ученым изучать радиоволны, излучаемые Солнцем.
Атмосфера Земли поглощает большую часть солнечной радиации, достигающей нашей планеты, поэтому ученые установили приборы выше атмосферы. Это космические зонды. Они помогают больше узнать о Солнце.
МОЖЕТ ЛИ ПОГАСНУТЬ СОЛНЦЕ?
Наше Солнце — это обычная звезда, а все звезды рождаются, живут и умирают. Любая звезда рано или поздно гаснет. К сожалению, и наше Солнце не будет светить вечно.
Когда-то ученые полагали, что Солнце медленно остывает или "сгорает". Однако теперь мы знаем, что если бы это происходило на самом деле, то его энергии хватило бы в лучшем случае на несколько тысячелетий. Очевидно, что это не так.
Если же Солнце не "сгорает", то что же в таком случае происходит с ним? Современная наука располагает подтверждениями теории, согласно которой энергия, излучаемая Солнцем, выделяется в результате реакций, протекающих в его недрах. Суть их сводится к тому, что под воздействием чудовищных температур ядра водорода, соединяясь, образуют ядра атомов гелия. (Частицы одного раскаленного газа превращаются в частицы другого раскаленного газа.) Подобная реакция лежит и в основе действия термоядерного оружия — водородной бомбы, при взрыве которой, как известно, выделяется громадное количество энергии.
Насколько еще хватит запасов водорода на Солнце? Если предположить, что термоядерные реакции и дальше будут протекать такими же темпами, что и сейчас, то Солнце будет светить еще около десяти миллиардов лет. Поэтому нет основания беспокоиться, что оно может погаснуть даже в весьма отдаленном будущем.
Наше Солнце — это обычная звезда, а все звезды рождаются, живут и умирают. Любая звезда рано или поздно гаснет. К сожалению, и наше Солнце не будет светить вечно.
Когда-то ученые полагали, что Солнце медленно остывает или "сгорает". Однако теперь мы знаем, что если бы это происходило на самом деле, то его энергии хватило бы в лучшем случае на несколько тысячелетий. Очевидно, что это не так.
Если же Солнце не "сгорает", то что же в таком случае происходит с ним? Современная наука располагает подтверждениями теории, согласно которой энергия, излучаемая Солнцем, выделяется в результате реакций, протекающих в его недрах. Суть их сводится к тому, что под воздействием чудовищных температур ядра водорода, соединяясь, образуют ядра атомов гелия. (Частицы одного раскаленного газа превращаются в частицы другого раскаленного газа.) Подобная реакция лежит и в основе действия термоядерного оружия — водородной бомбы, при взрыве которой, как известно, выделяется громадное количество энергии.
Насколько еще хватит запасов водорода на Солнце? Если предположить, что термоядерные реакции и дальше будут протекать такими же темпами, что и сейчас, то Солнце будет светить еще около десяти миллиардов лет. Поэтому нет основания беспокоиться, что оно может погаснуть даже в весьма отдаленном будущем.
МОЖЕТ ЛИ ВЗОРВАТЬСЯ НАШЕ СОЛНЦЕ?
А что если и наша звезда — Солнце — вдруг вспыхнет сверхновой? Исчезнет сама и нас вычеркнет из Вселенной навсегда? Как говорят ученые, это событие хотя и возможно, но вероятность его очень мала. Свою энергию звезда получает, постепенно превращая водород в гелий, затем в более тяжелые элементы (углерод, кислород, неон и другие) с помощью цепочки термоядерных реакций, которые происходят в недрах звезды. Превращения прекращаются, когда в ядре звезды образуется железо. Звезда с большой массой, как выяснили ученые, сжигает свое горючее гораздо быстрее, чем легкая звезда. Например, масса Сириуса в два раза больше массы Солнца, а его светимость больше солнечной в 28 раз, т.е. запасы горючего Сириуса будут исчерпаны гораздо раньше, чем у Солнца. Если бы Сириус, близко расположенная к нам звезда, взорвался как сверхновая, это было бы грандиозное явление, которое бы повлияло на нашу планету. Ночи стали бы светлые как день, космическое радиоизлучение привело бы к необратимым экологическим изменениям на Земле. Природе Земли был бы нанесен непоправимый вред. В нашей Галактике в среднем одна сверхновая взрывается раз в триста лет. Астрономы всегда начеку, в надежде увидеть развитие этого явления с самого начала. Сверхновые вспыхивают нередко в соседних галактиках. Это, как правило, звезды большой массы. Наше же Солнце — средняя звезда на окраине Галактики, для нас является надежным светилом по крайней мере на ближайшие 5 миллиардов лет, а там посмотрим. Всем, кто наблюдает небо поверхностно, с помощью несовершенных приборов, Вселенная может показаться местом тихим и спокойным. Однако мы живем в мире звезд, постоянно меняющемся, где происходят постоянные превращения звезд в межзвездное вещество и наоборот. Возможно, и наше Солнце родилось из межзвездного вещества, которое осталось от взрыва сверхновой в далеком прошлом. Будем благодарны судьбе за то, что живем возле такой спокойной звезды.
А что если и наша звезда — Солнце — вдруг вспыхнет сверхновой? Исчезнет сама и нас вычеркнет из Вселенной навсегда? Как говорят ученые, это событие хотя и возможно, но вероятность его очень мала. Свою энергию звезда получает, постепенно превращая водород в гелий, затем в более тяжелые элементы (углерод, кислород, неон и другие) с помощью цепочки термоядерных реакций, которые происходят в недрах звезды. Превращения прекращаются, когда в ядре звезды образуется железо. Звезда с большой массой, как выяснили ученые, сжигает свое горючее гораздо быстрее, чем легкая звезда. Например, масса Сириуса в два раза больше массы Солнца, а его светимость больше солнечной в 28 раз, т.е. запасы горючего Сириуса будут исчерпаны гораздо раньше, чем у Солнца. Если бы Сириус, близко расположенная к нам звезда, взорвался как сверхновая, это было бы грандиозное явление, которое бы повлияло на нашу планету. Ночи стали бы светлые как день, космическое радиоизлучение привело бы к необратимым экологическим изменениям на Земле. Природе Земли был бы нанесен непоправимый вред. В нашей Галактике в среднем одна сверхновая взрывается раз в триста лет. Астрономы всегда начеку, в надежде увидеть развитие этого явления с самого начала. Сверхновые вспыхивают нередко в соседних галактиках. Это, как правило, звезды большой массы. Наше же Солнце — средняя звезда на окраине Галактики, для нас является надежным светилом по крайней мере на ближайшие 5 миллиардов лет, а там посмотрим. Всем, кто наблюдает небо поверхностно, с помощью несовершенных приборов, Вселенная может показаться местом тихим и спокойным. Однако мы живем в мире звезд, постоянно меняющемся, где происходят постоянные превращения звезд в межзвездное вещество и наоборот. Возможно, и наше Солнце родилось из межзвездного вещества, которое осталось от взрыва сверхновой в далеком прошлом. Будем благодарны судьбе за то, что живем возле такой спокойной звезды.
ПОЧЕМУ НА СОЛНЦЕ ПЯТНА?
Одним из обвинений, предъявленных Великому Галилею "великой" инквизицией, было изучение им с помощью телескопа пятен на "чистейшем лике божественного светила". Пятна на заходящем или на неярком Солнце, видимом сквозь облака, люди замечали еще задолго до изобретения телескопов. Но Галилей "посмел" о них громко заявить, доказать, что эти пятна не кажущиеся, а реальные образования, что они появляются то в большем, то в меньшем количестве, что они перемещаются по солнечному диску. Эти открытия позволили Галилею сделать вывод о том, что Солнце "живет" активной жизнью, что оно вращается вокруг своей оси. Фотосфера (слои Солнца, дающие наиболее яркий свет) в сильные телескопы видна не ровно сияющей, а имеющей как бы зернистое строение. Эти чередующиеся белые и слегка темноватые зерна называют гранулами. Гранулы — это массы раскаленных газов, выталкиваемых из еще более горячих солнечных глубин. Гранулы постоянно исчезают и появляются вновь: вещество, из которого состоит Солнце, находится в постоянном движении. Видимую поверхность Солнца иногда сравнивают с кипящей рисовой кашей. Ученые определили размер каждой "рисинки" — около 1500 км. Пятна — это области фотосферы, где температура значительно ниже. По контрасту с очень яркой фотосферой пятна кажутся темными, хотя тоже светятся, т.е. излучают энергию. Температура средней части пятна (самой темной и самой "холодной") около 4500° С. Пятна появляются группами, изменяются, распадаются на отдельные части, исчезают. Диаметр отдельных пятен превосходит диаметр Земли. В основном пятна появляются вблизи экватора Солнца. Движение пятен на Солнце происходит с разной скоростью: чем дальше от экватора, тем скорость движения пятна меньше. Это говорит о том, что Солнце вращается не как твердое, а как газообразное тело. Многолетние наблюдения позволили обнаружить в жизни Солнца закономерность: в среднем через каждые 11 лет количество пятен достигает максимума, затем снижается. Иногда на Солнце пятен не бывает совсем. Такой год называют годом Минимума солнечной активности (год спокойного Солнца). В годы Максимума солнечной активности (возмущенное Солнце) около пятен видны более яркие, чем окружающая фотосфера, участки — факелы. Иногда они встречаются и там, где пятен нет. Это более горячие области фотосферы. Солнечная активность воздействует на землю. Солнечно-земные связи, помимо астрономии, исследуют и другие науки — геофизика, биология, медицина.
Одним из обвинений, предъявленных Великому Галилею "великой" инквизицией, было изучение им с помощью телескопа пятен на "чистейшем лике божественного светила". Пятна на заходящем или на неярком Солнце, видимом сквозь облака, люди замечали еще задолго до изобретения телескопов. Но Галилей "посмел" о них громко заявить, доказать, что эти пятна не кажущиеся, а реальные образования, что они появляются то в большем, то в меньшем количестве, что они перемещаются по солнечному диску. Эти открытия позволили Галилею сделать вывод о том, что Солнце "живет" активной жизнью, что оно вращается вокруг своей оси. Фотосфера (слои Солнца, дающие наиболее яркий свет) в сильные телескопы видна не ровно сияющей, а имеющей как бы зернистое строение. Эти чередующиеся белые и слегка темноватые зерна называют гранулами. Гранулы — это массы раскаленных газов, выталкиваемых из еще более горячих солнечных глубин. Гранулы постоянно исчезают и появляются вновь: вещество, из которого состоит Солнце, находится в постоянном движении. Видимую поверхность Солнца иногда сравнивают с кипящей рисовой кашей. Ученые определили размер каждой "рисинки" — около 1500 км. Пятна — это области фотосферы, где температура значительно ниже. По контрасту с очень яркой фотосферой пятна кажутся темными, хотя тоже светятся, т.е. излучают энергию. Температура средней части пятна (самой темной и самой "холодной") около 4500° С. Пятна появляются группами, изменяются, распадаются на отдельные части, исчезают. Диаметр отдельных пятен превосходит диаметр Земли. В основном пятна появляются вблизи экватора Солнца. Движение пятен на Солнце происходит с разной скоростью: чем дальше от экватора, тем скорость движения пятна меньше. Это говорит о том, что Солнце вращается не как твердое, а как газообразное тело. Многолетние наблюдения позволили обнаружить в жизни Солнца закономерность: в среднем через каждые 11 лет количество пятен достигает максимума, затем снижается. Иногда на Солнце пятен не бывает совсем. Такой год называют годом Минимума солнечной активности (год спокойного Солнца). В годы Максимума солнечной активности (возмущенное Солнце) около пятен видны более яркие, чем окружающая фотосфера, участки — факелы. Иногда они встречаются и там, где пятен нет. Это более горячие области фотосферы. Солнечная активность воздействует на землю. Солнечно-земные связи, помимо астрономии, исследуют и другие науки — геофизика, биология, медицина.
ГЕЛИЙ — СОЛНЕЧНЫЙ ГАЗ
Интересна история открытия гелия. Она похожа на научный детектив.
В 1868 году английский физик Джозеф Норман Локвер с помощью прибора спектроскопа изучал Солнце. Этот прибор позволяет выявлять наличие отдельных элементов, т.е. каждому химическому элементу соответствует определенная линия спектра.
В спектре Солнца Локвер заметил неизвестную желтую линию; она могла соответствовать только новому элементу, неизвестному до сих пор на Земле! Новый элемент назвали "гелий" — от греческого слова "гелиос", что означает Солнце.
В этом же году французский астроном П.Жансен обнаружил в спектре хромосферы яркую желтую линию.
Ученые принялись искать этот элемент на Земле. Английский химик У.Рамзай, наблюдая спектр излучения газов, выделившихся из редкого минерала клевеита, в 1895 году обнаружил в нем желтую линию гелия. Со временем в результате многих экспериментов обнаружилось, что в нашей атмосфере присутствует гелий. Но его количество столь мало, что на 247 350 кубических метров воздуха приходится всего лишь один кубический метр гелия.
В результате других опытов было определено, что гелий выделялся из радия и что при распаде некоторых атомных ядер образуются так называемые "альфа-частицы" — ядра атомов гелия, имеющие большую скорость движения.
Метод изучения веществ по спектрам называется спектральным анализом. Он позволил с большой точностью определить химический состав Солнца: 70% массы Солнца составляет водород, 28% — гелий, оставшаяся доля принадлежит более тяжелым химическим элементам. А поскольку атомы водорода наиболее интенсивно излучают красный свет, а атомы гелия — желтый, то состоящая из этих разреженных газов хромосфера Солнца имеет красновато-желтый цвет.
Интересна история открытия гелия. Она похожа на научный детектив.
В 1868 году английский физик Джозеф Норман Локвер с помощью прибора спектроскопа изучал Солнце. Этот прибор позволяет выявлять наличие отдельных элементов, т.е. каждому химическому элементу соответствует определенная линия спектра.
В спектре Солнца Локвер заметил неизвестную желтую линию; она могла соответствовать только новому элементу, неизвестному до сих пор на Земле! Новый элемент назвали "гелий" — от греческого слова "гелиос", что означает Солнце.
В этом же году французский астроном П.Жансен обнаружил в спектре хромосферы яркую желтую линию.
Ученые принялись искать этот элемент на Земле. Английский химик У.Рамзай, наблюдая спектр излучения газов, выделившихся из редкого минерала клевеита, в 1895 году обнаружил в нем желтую линию гелия. Со временем в результате многих экспериментов обнаружилось, что в нашей атмосфере присутствует гелий. Но его количество столь мало, что на 247 350 кубических метров воздуха приходится всего лишь один кубический метр гелия.
В результате других опытов было определено, что гелий выделялся из радия и что при распаде некоторых атомных ядер образуются так называемые "альфа-частицы" — ядра атомов гелия, имеющие большую скорость движения.
Метод изучения веществ по спектрам называется спектральным анализом. Он позволил с большой точностью определить химический состав Солнца: 70% массы Солнца составляет водород, 28% — гелий, оставшаяся доля принадлежит более тяжелым химическим элементам. А поскольку атомы водорода наиболее интенсивно излучают красный свет, а атомы гелия — желтый, то состоящая из этих разреженных газов хромосфера Солнца имеет красновато-желтый цвет.
ИЗ ЧЕГО СОСТОИТ СОЛНЦЕ?
Об этом нам рассказывает спектр солнечных лучей.
Солнечный свет — это смесь из лучей разного цвета. Впервые это установил великий английский физик И.Ньютон. Он взял стеклянную призму и направил на нее луч света. На экране за призмой вместо белой полосы появилась широкая разноцветная полоса. Цвета чередовались в том же порядке, как и у радуги на небе после грозы: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Эту радугу в лабораторных условиях называют спектром. Чередование цветов в спектре наблюдается всегда только в такой последовательности. Запомнить ее помогает мнемоническая (от греческого слова мнемоника — искусство запоминания) фраза: Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан. Первые буквы этих семи слов являются первыми буквами красок радуги.
Если лучи спектра послать на другую призму, то появится белый цвет. На спектре Солнца помимо цветных полос можно увидеть отдельные темные линии. По этим линиям и определили состав солнечной атмосферы.
Оказалось, что на Солнце больше всего водорода, а затем гелия. Открыто там и много других химических элементов (кислород, кальций, железо, магний, натрий и др.) но все вместе они составляют очень малую долю по сравнению с гелием, а тем более водородом.
На Солнце не обнаружено никаких химических элементов помимо тех, которые имеются на Земле. Это указывает на то, что небесные тела состоят из тех же веществ, что и Земля. Но на разных небесных телах одно и то же вещество может находиться в самых различных состояниях и сочетаниях.
Об этом нам рассказывает спектр солнечных лучей.
Солнечный свет — это смесь из лучей разного цвета. Впервые это установил великий английский физик И.Ньютон. Он взял стеклянную призму и направил на нее луч света. На экране за призмой вместо белой полосы появилась широкая разноцветная полоса. Цвета чередовались в том же порядке, как и у радуги на небе после грозы: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Эту радугу в лабораторных условиях называют спектром. Чередование цветов в спектре наблюдается всегда только в такой последовательности. Запомнить ее помогает мнемоническая (от греческого слова мнемоника — искусство запоминания) фраза: Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан. Первые буквы этих семи слов являются первыми буквами красок радуги.
Если лучи спектра послать на другую призму, то появится белый цвет. На спектре Солнца помимо цветных полос можно увидеть отдельные темные линии. По этим линиям и определили состав солнечной атмосферы.
Оказалось, что на Солнце больше всего водорода, а затем гелия. Открыто там и много других химических элементов (кислород, кальций, железо, магний, натрий и др.) но все вместе они составляют очень малую долю по сравнению с гелием, а тем более водородом.
На Солнце не обнаружено никаких химических элементов помимо тех, которые имеются на Земле. Это указывает на то, что небесные тела состоят из тех же веществ, что и Земля. Но на разных небесных телах одно и то же вещество может находиться в самых различных состояниях и сочетаниях.