Почему у пингвинов не мерзнут лапы? и еще 114 вопросов, которые поставят в тупик любого ученого
Шрифт:
Кит АндерсонКингстон, Тасмания, Австралия
Стандартное время в Великобритании вычисляется по Гринвичскому меридиану. Автор вопроса из Рединга находится на той же широте, что и Гринвич, но на один градус долготы западнее. Следовательно, местный полдень и закат наступают на четыре минуты позже, чем в Гринвиче, а местное время Рединга отстает на четыре минуты от стандартного местного времени, принятого в Великобритании.
Это значит, что в Рединге продолжительность светового дня после полудня, показываемого часами, в среднем дольше продолжительности светового дня до полудня. К востоку от Гринвичского меридиана после полудня световой день в среднем короче, чем утром.
В любой отдельно взятый день продолжительность светового дня утром и после обеда зависит не только от географических широты и долготы, но и от уравнения времени. Это разница во времени между средним Солнцем, по которому устанавливается время на часах, и истинным Солнцем. Она возникает из-за эксцентриситета орбиты вращения Земли вокруг Солнца и наклона оси Земли к плоскости орбиты. Значение уравнения времени меняется на протяжении года от -14 минут до +16 минут, и это основная причина разницы во времени, которую можно определить по солнечным и по обычным часам. Существует также незначительная разница между продолжительностью светового дня до и после полудня, вызванная ежегодным движением Солнца вокруг эклиптики.
Сочетание перечисленных эффектов может создавать разницу между продолжительностью светового дня до и после полудня, для Рединга превышающую полчаса.
Все это не значит, что полуднем назвали не то время: просто стандартная временная система, простота и единообразие которой необходимы для коммуникаций, не может учесть все нюансы сложного движения Солнца.
Дальнейшее удлинение послеполуденных дневных часов и укорачивание их же до полудня во время перехода на летнее время — предсказуемый результат перевода часов на один час.
Дэвид Ле КонтАстрономическое общество Гернси
Полдень по среднему гринвичскому времени — всего лишь середина дня на гринвичском меридиане. Если вы находитесь западнее Гринвича, например в Рединге, где Солнце встает и садится позднее, 12:00 по среднему гринвичскому времени наступают раньше, нежели точно между рассветом и закатом. За 24 часа Солнце проходит путь в 360° — по 15 за час. Я пишу эти строки на севере Лондона (0°10' западной долготы), здесь 12:00 по среднему гринвичскому времени наступают за 24 секунды до полудня. Если бы я жил в Суонси (3°36' западной долготы), 12:00 по среднему гринвичскому времени наступали бы за 16 минут до полудня. Согласно центральноевропейскому зимнему времени 12:00 в Берлине (13°30' восточной долготы) наступают на 6 минут раньше полудня, а в Париже (2°15' восточной долготы) — почти за 50 минут до полудня.
Крайний пример — Лиссабон в Португалии (9° западной долготы), где недавно было принято центральноевропейское время: часы там бьют 12:00 за два с половиной часа до полудня.
Найджел УитлиЛондон, Великобритания
«Почему в ясный день небо голубое?»
Голубизна неба объясняется процессом, который называется рассеянием Рэлея. Солнечный свет встречает на своем пути молекулы воздуха и рассеивается во всех направлениях. Степень рассеивания напрямую зависит от частоты, т. е. от цвета лучей. Голубой цвет, имеющий высокую частоту, рассеивается в десять раз сильнее, чем красный, которому соответствует более низкая частота. Поэтому «фоновым» рассеянным светом, который мы видим в небе, является голубой.
Тот же процесс объясняет красивые красно-оранжевые оттенки неба на закате. Когда Солнце висит низко над горизонтом, его свет проходит через толщу атмосферы по пути к нам. На этом пути голубой свет рассеивается, а красный, менее подверженный рассеянию, остается видимым для нас.
Рик ЭрахоКлекхитон, Западный Йоркшир, Великобритания
Голубой цвет небо имеет благодаря рассеянию Рэлея. Согласно классической физике ускоряющиеся частицы обладают электромагнитным излучением. И наоборот, электромагнитное излучение может влиять на заряженные частицы, вызывая их колебания. Колеблющаяся частица постепенно ускоряется и создает излучение. Мы говорим, что она становится вторичным источником излучения. Этот эффект называется рассеянием падающего излучения.
Атмосфера Земли состоит из различных газов, которые, смешиваясь, образуют воздух. Каждую молекулу воздуха можно рассматривать как электронный излучатель. Распределение электронного заряда каждой молекулы — рассеяние падающего излучения в поперечном сечении. Это территория, на которую должно попасть падающее излучение, чтобы произошло рассеяние. Количество рассеянного излучения будет зависеть от величины поперечного сечения. При рассеянии Рэлея поперечное сечение пропорционально биквадрату частоты падающего излучения. Солнечный свет состоит из различных видимых частот: от низкой (красный цвет) до высокой (голубой). Поскольку голубой цвет имеет более высокую частоту, чем другие видимые компоненты, голубая часть спектра солнечного света будет рассеяна сильнее. Этот рассеянный свет мы видим, поэтому небо кажется нам голубым.
Заодно можно объяснить, почему закаты красные. Когда Солнце садится за горизонт, его свет проходит через атмосферу. Голубой рассеивается сильнее, а красный, имеющий низкую частоту и менее подверженный рассеянию, достигает наблюдателя.
Д. РобертеКафедра физики, Университет Шеффилда, Южный Йоркшир, Великобритания
«Говорят, Великая Китайская стена — единственный рукотворный объект, видимый из космоса. Чтобы объект был виден из космоса, глаз должен воспринимать его как двумерный. Великая Китайская стена невероятно длинная, но очень узкая. Если можно увидеть ее из космоса, значит, видимыми будут и другие объекты, которые можно воспринимать как двумерные — например, пирамида Хеопса, хотя ее суммарная площадь гораздо меньше. Может быть, способность зрения воспринимать предметы меняется из-за влияния большего размера объекта на меньший? Или на самом деле Великую Китайскую стену не видно из космоса?»
Стену из космоса не видно. Общеизвестно, что это одна из современных легенд, вероятно, занимающая второе место в мире по известности после массовых самоубийств леммингов.
Обладатель идеального зрения способен без бинокля или телескопа разглядеть дугу величиной не более 1'. По очень приблизительной оценке ширина Великой Китайской стены 6 метров. Это означает, что ее не разглядеть с высоты около 20 километров, вдвое превышающей высоту горы Эверест. Даже если принять во внимание тень стены, она будет видна лишь на некоторых участках общей протяженностью около 60 километров. Из-за сопротивления воздуха космические корабли не могут летать на такой высоте.
Однако существует множество других рукотворных объектов, видимых из внеземного пространства, самый большой из них — голландские польдеры, или отвоеванные у моря земли. Большие города тоже видны по ночам как скопления уличных огней.
Д. ФискИпсвич, Суффолк, Великобритания
Известно, что человеческому глазу удобнее высматривать длинные объекты, а не короткие, поэтому Великая Китайская стена вполне может быть видна с Луны. Но на некоторых участках стена почти полностью разрушена и часто незаметна даже на Земле, не говоря уже о космосе. X. Дж. Арнольд, специалист по фотографии и опытный астроном, исследовал эту проблему и пришел к выводу, что увидеть стену с Луны физически невозможно.