Солнце
Шрифт:
Порой это явление наблюдают и в Азии.
Видимо, раньше люди видели полярные сияния чаще. В деревни даже вызывали пожарные машины, так как казалось, что на севере случился большой пожар.
Теперь ночью города освещены столь ярко, что трудно заметить тусклый свет на небе. Разумеется, полярное сияние возникает и в южном полушарии. Но в этом случае нельзя называть его северным сиянием.
Полярное сияние в Норвегии и Канаде — обычное явление.
Зависит ли излучение Солнца от его возраста?
К счастью для обитателей Земли, Солнце уже миллионы лет светит почти одинаково. Ослабни солнечное излучение
Иногда возникают кратковременные колебания в пределах 0,1 % и изменения, связанные с циклами солнечной активности. Но наряду с ними в последние столетия в жизни Солнца бывали и длительные периоды спокойствия, и бурные времена. Например, до нас дошли свидетельства астрономов прошлого о Солнце в период между 1650 и 1710 годами, который называют еще минимумом Маундера. В это время мощность излучения Солнца не достигала обычной величины. Чрезвычайно редко наблюдались полярные сияния и солнечные пятна. Зимы были долгими и очень холодными. В Европе дети на месяц дольше обычного могли кататься на санках и лепить снежных баб. Противоположным образом вело себя Солнце в Большом средневековом максимуме между 1100 и 1250 годами. Излучение Солнца было особенно мощным и активным. Климат настолько потеплел, что даже в Норвегии можно было возделывать виноградники, а на острове Гренландия, обычно покрытом льдом, зазеленела растительность. Если бы тогда уже у людей были телескопы, то они, очевидно, увидели бы на Солнце огромное количество пятен. Иногда пятна были столь велики, что их можно было различить и невооруженным глазом. Подобные факты приведены в дошедших до нас китайских рукописях XII века. Но пятна всего лишь свидетельствуют об «общем состоянии Солнца».
Чем больше пятен, тем больше выделяется энергии, чаще случаются мощные вспышки и усиливается солнечный ветер.
Есть предположение, что ледниковые периоды в истории Земли возникали из-за подобных, хотя более сильных колебаний в излучении Солнца. Конечно, тому существовало и много других причин, и деятельность Солнца — лишь одна из них.
Солнечная энергия помогает росту растений. А человек и животные существуют благодаря растениям, выращенным Солнцем. Его энергия идет также на преобразование растений в горючие полезные ископаемые: нефть и уголь.
Что делает Земля с солнечной энергией?
Около 36 % солнечной энергии отражается от облаков и земной поверхности, 19 % поглощается атмосферой, 30 % поглощают океаны, а 15 % — континенты. Затем вся поглощенная энергия излучается в виде тепла. Только 0,2 % солнечного тепла переходит в энергию ветра и морских бурь. И только 0,1 % солнечной энергии достаточно, чтобы каждый год на Земле вырастало 200 миллиардов тонн растительной массы. Мы едим фрукты, топим печи дровами, наслаждаемся ароматом цветов, используем морские водоросли для изготовления лекарств. Но все это растет на Земле с помощью Солнца. Частица солнечной энергии хранится и в самих растениях. То же верно для угля и нефти, которые называют горючими полезными ископаемыми. Они — продукты преобразования растительной массы и также возникли благодаря Солнцу.
БУДУЩЕЕ СОЛНЦА
Сколько времени еще будет светить Солнце?
Мы знаем, что наше Солнце имело запас топлива на 10–11 миллиардов лет. Для того чтобы предсказать, сколько еще времени Солнце будет светить, мы должны точно знать, какую часть жизни оно уже прожило. Каков же возраст Солнца? К сожалению, мы не знаем ни одной звезды, которая была бы его «ровесницей». Ведь звезды часто на протяжении миллиардов лет почти не меняются. Но нам известно, что планеты нашей системы возникли одновременно с Солнцем. Ученые установили, что древним земным камням, например метеоритам и лунным камням, не более 5 миллиардов лет. Значит, таков и возраст Солнца. Это подтверждается и другими исследованиями. Выходит, наша звезда прожила только половину своей жизни, и в течение, по крайней мере, 5 миллиардов лет может обеспечивать нас светом, теплом и питанием. Даже если люди будут жить еще 5 миллионов лет, Солнце будет достаточно «молодым», чтобы поддерживать их существование.
Исследуя
Что будет, когда «прогорит солнечная печь»?
В конце своей жизни Солнце не будет просто медленно остывать, как думали раньше. Звезды не умирают тихо, а заканчивают существование в бурной борьбе со смертью. Когда полностью выгорит солнечное ядро, атомный огонь начнет медленно пожирать внешние слои звезды. Солнце, не менявшее на протяжении миллиардов лет своего размера, начнет увеличиваться в объеме и превратится в огромную красную звезду. Этот гигант поглотит Меркурий и Венеру и нагреет Землю до температуры свыше 1000°. Всякая жизнь на нашей планете исчезнет на долгое время, испарится вода океанов и морей. И естественно, не останется ни одного землянина. Затем во внешних слоях Солнца возникнет новый источник энергии: из гелия будут рождаться более тяжелые атомы.
К концу своей жизни Солнце превратится в гигантскую красную звезду.
Но и этот период быстро закончится. Внешняя оболочка Солнца будет сброшена, а ядро сожмется в так называемого белого карлика. Наперсток, заполненный веществом белого карлика, имеет массу в несколько тонн.
Люди занимаются естественнонаучными исследованиями всего около 400 лет.
Откуда же мы знаем, что было с Солнцем и даже о том, что будет через миллиарды лет? Астрономам известно множество звезд на всех стадиях их жизни. Среди них есть такие, каким было молодое Солнце. Есть звезды, похожие на наше светило в годы его зрелости. А наблюдая за некоторыми, мы можем себе представить, как будет бороться Солнце со смертью. Учеными детально исследованы и белые карлики, и еще более плотные нейтронные звезды, словом, то, что остается от нормальных звезд.
Красное Солнце светит над пылающей и высушенной Землей.
Станет пи Солнце черной дырой?
Часто говорят, что Солнце закончит свою жизнь в виде черной дыры. Так называют небольшие, но очень массивные объекты, притяжение которых столь велико, что задерживает вблизи себя даже свет. Поэтому их невозможно увидеть. Плотность вещества в черных дырах составляет миллиарды тонн в кубическом сантиметре.
Иногда черные дыры — это остатки звезд, но только очень больших. Такие же звезды, как наше Солнце, сжимаясь, становятся белыми карликами. В них плотность вещества составляет «всего» несколько тонн в кубическом сантиметре. Они не задерживают вблизи себя свет и хорошо видны в телескоп.
Если бы космонавт мог опуститься на белый карлик и взять ведро его вещества, то в руке он держал бы массу около 10 000 тонн.
Туманность в созвездии Лира. Это последний этап жизни звезды, подобной Солнцу. Она сбросила оболочку, и в центре виден белый карлик, состоящий из сверхплотного вещества.
Может ли Солнце столкнуться с другой звездой?
Такое столкновение маловероятно, потому что звезды расположены очень далеко друг от друга. Если представить Солнце в виде вишенки, то в том же масштабе соседние звезды выглядели бы как яблоки, орехи или вишенки, лежащие на расстоянии в 500 км друг от друга. Планеты, которые вращаются вокруг Солнца по стационарным орбитам, не могут на него упасть. Столкновение с черной дырой, которая засосет и уничтожит наше Солнце, как паук муху, также трудно представить. Ничего подобного еще не происходило с нашими ближайшими звездами, и за последние 5 миллиардов лет Солнце не сталкивалось ни с одним небесным телом.