Спокойное Солнце

К оглавлению
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 
34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 
51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 
68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 
85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 
102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 
119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 
136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 
153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 
170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 

Возможна ли жизнь на Земле без Солнца? Чтобы ответить на этот вопрос, представим себе то, чего на самом деле быть не может. Вообра­зим, что Солнце вдруг исчезло или что какая-то огромная заслонка преградила путь его лучам к нашей планете. Тогда Земля внезапно погру­зится во мрак. Луна и планеты, отражающие солнечные лучи, также перестанут светить. Лишь тусклый свет далеких звезд будет осве­щать Землю. Зеленые растения погибнут, так как они могут усваивать углерод из воздуха только под воздействием солнечных лучей. Животным нечем будет питаться, и они начнут вымирать от голода. Помимо этого, все живое станет замерзать от страшного холода, который быстро распространится по Земле. Воздух, океаны и суша очень скоро отдадут мировому пространству ту энергию, которую они постоян­но получают от Солнца. Перестанут дуть ветры, и замерзнут все водоемы. Начнет сжижаться воздух, и на Землю польется дождь из жидкого кислорода и азота. В результате наша планета покроется слоем льда из твердого воздуха. Сможет ли в таких условиях существовать жизнь? Конечно, нет.

К счастью, ничего этого быть не может и каж­дый день Солнце посылает на Землю свои жи­вотворные лучи, нагревая сушу, воды и воздух,

Вода испаряется под дейст­вием солнечных лучей. Под­нимаясь вверх, пары кон­денсируются в облака.

заставляя испаряться водоемы, приводя к обра­зованию облаков и ветров, способствуя выпаде­нию осадков, Давая тепло и свет животным и ра­стениям.

Энергия Солнца огромна. Даже та ничтож­ная ее доля, которая попадает на Землю, ока­зывается очень большой. Энергия солнечных лучей, падающих на квадратный метр земной поверхности, может заставить работать двигатель мощностью около двух лошадиных сил, а вся Земля в целом получает от Солнца в десятки тысяч раз больше энергии, чем могли бы вырабо­тать все электростанции мира, если бы они рабо­тали на полную мощность.

С Земли Солнце кажется нам сравнительно небольшим. Его легко заслонить горошиной на расстоянии вытянутой руки. Если подобный опыт выполнить с большой точностью, то можно рассчитать, что расстояние до Солнца в 107 раз превышает его диаметр. А поперечник у Солнца очень велик, он в 109 раз больше диаметра Земли, который, как известно, состав­ляет около 13 тыс. км. Теперь легко высчитать размеры Солнца и величину расстояния до него в километрах.

Зная расстояние до Солнца и количество энергии, которое доходит от него к нам, можно определить количество энергии, излучаемое его поверхностью. Чем ближе мы подходим к источ­нику света, тем более концентрированным ока­зывается его излучение. Если бы Земля была к Солнцу вдвое ближе, то она получала бы от него в 4 раза больше энергии, чем сейчас.

Таким же путем, если подойти вплотную к поверхности Солнца, можно найти, что мощ­ность излучения возрастет в 46 тыс. раз.

Представьте себе, что каждая площадочка на Солнце величиной с клеточку в школьной тет­ради подогревается двумя обычными электро­плитками, и вы получите примерное представ­ление о мощности излучения поверхности Солн­ца. Из физики известно, что такую мощность излучения имеет тело, нагретое до темпера­туры около 6000°. Следовательно, такова тем­пература поверхности Солнца. Поэтому 1 см2 поверхности Солнца излучает больше 6 квт энергии.

По массе Солнце в 333 тыс. раз больше Земли, а по объему оно больше в 1 млн. 301 тыс. раз. Поэтому плотность Солнца меньше плотности Земли. В среднем Солнце раза в полтора плот­нее воды. Но это только в среднем. Внутри

Солнца вещество сильно сжато давлением выше­лежащих слоев и раз в десять плотнее свинца. Зато наружные слои Солнца в сотни раз раз­реженнее воздуха у поверхности Земли.

Давление — это вес всех слоев, расположен­ных над площадкой в один квадратный санти­метр. Если из Солнца вырезать вдоль диаметра столбик вещества сечением в 1 см2 и взвесить его с помощью воображаемых весов, как это показано на рисунке, то потребуется гиря с массой в двести тысяч тонн! В недрах Солнца, где сила тяжести во много раз больше, чем на Земле, такая гиря будет в тысячи раз тя­желее. Поэтому давление в недрах Солнца превышает 100 млрд, атмосфер.

При таком огромном давлении температура возрастает до значения, превышающего 10 млн. градусов! Оказывается, что в этих условиях вещество находится в газообразном состоянии. Однако по своим свойствам этот газ сильно отличается от обычных знакомых нам газов, например воздуха. Дело в том, что в нем почти

все атомы полностью теряют свои электроны и превращаются в голые атомные ядра. Свобод­ные электроны, оторвавшиеся от атомов, ста­новятся составной частью газа, называемого в этих условиях плазмой.

Условная схема, изображающая влияние на Землю солнечных явлений, сопровождающих вспышку. Вспышка — белый выступ на Солнце, изображенном в левой верхнем углу (размер вспышки сильно пре­увеличен). Стрелки, идущие от вспышки к Земле, соответствуют различным излучениям вспышки: желтая — видимое излучение вспышки, голубая — рентгеновское и ультрафиолетовое излучение (оно усиливает ионизацию в ионосфере, что отмечено увеличением густоты красных точек). Это усиление ионизации приводит к поглощению радиоволн. Бе­лые точки, идущие от вспышки, — поток частиц (корпускул), приводящих к возникновению поляр­ного сияния. Белые пунктирные линии — силовые линии магнитного поля; между ними — радиацион­ный пояс. Искривление силовых линий магнитного поля, вызываемое потоком частиц, — причина магнитной бури. Тонкая красная стрелка — радио­излучение вспышки.

Частицы плазмы, нагретой до 10 млн. гра­дусов, движутся с огромными скоростями в сот­ни и тысячи километров в секунду! При этом вследствие чрезмерного давления частицы сильно сближаются, а отдельные ядра атомов иногда даже проникают друг в друга. В моменты такого проникновения происходят ядерные реакции,

Атом гелия имеет чуть меньшую мас­су, чем четыре ато­ма водорода, кото­рые пошли на его об­разование. Этот де­фект массы и выде­ляется в недрах Солнца в виде энер­гии.

являющиеся источником неиссякаемой энергии Солнца.

На этой странице схематически изображе­но, как происходит одна из таких реакций. Она приводит к превращению водорода в ге­лий, причем на промежуточных этапах этой реакции образуются ядра тяжелого водо­рода — дейтерия, обозначенные латинской бук­вой D, а также изотопа атома гелия, отличаю­щегося от обычного гелия тем, что его масса не в четыре, а только в три раза превышает мас­су атома водорода.

В основном Солнце состоит из тех же самых химических элементов, что и Земля. Однако водорода на Солнце несравненно больше, чем на Земле. Можно сказать, что Солнце почти целиком состоит из водорода, в то время как всех остальных элементов значительно меньше. Поэтому водород является основным источником энергии, излучаемой Солнцем за счет ядерных реакций.

За все время своего существования, кото­рое, по-видимому, составляет не менее 6 млрд. лет, Солнце не израсходовало еще и половины своих запасов водородного ядерного топлива, В течение почти всего этого времени излучение Солнца примерно такое же, как и те­перь. Так оно будет светить еще много миллиар­дов лет — до тех пор, пока в недрах Солнца весь водород не превратится в гелий.