Почему светит солнце

Приветствуем Вас, дорогие читатели, на нашем сайте!

Здесь вы сможете узнать множество интересных и зажигательных историй, множество фактов и объяснений в мире. На нашем сайте вы найдете много полезной и интересной информации из различных областей науки, спорта, природы, животных и многое многое другое.
Читайте и делитесь с друзьями!

В данной статье мы с Вами узнаем — Почему светит солнце.

Наше Солнце — довольно обычная звезда для Млечного Пути — не самая яркая, не самая большая и имеет возраст всего 4,5 миллиарда лет. На настоящий момент Солнце единственная известная нам звезда, чьи свет и тепло поддерживают жизнь на единственной обитаемой планете, нам известной.

К счастью для нас, Солнце еще светило в тем времена, когда несколько сотен тысяч лет назад появились первые люди. Но откуда у Солнца может быть столько топлива? Почему оно до сих пор не погасло, как свеча или костер? И когда же наша звезда окончательно выгорит?

Содержание статьи:

Состав и устройство Солнца

Солнце представляет собой раскаленный газообразный шар, превышающий массой земную более чем в 1,3 млн. раз. В центре расположено ядро, температура которого переваливает 15000000 градусов.

Оно выполняет функцию ядерного реактора. Следуя от него к поверхности, разграничивают несколько зон: лучистого переноса, конвективную, фотосферу, хромосферу, корону. В состав Солнца входят:

водород (74%)
гелий (25%)
еще 60 наименований элементов (примерно 1%).

История

Одним из первых, кто попытался подойти к объяснению природы Солнца с научной точки зрения был древнегреческий астроном и математик Анаксагор, согласно словам которого Солнце – раскаленный металлический шар. За это философ был заключен в тюрьме. Прежде, чем в 17-м веке началось инструментальное изучение Солнца, было еще немало предположений о природе солнечного света, вплоть до находящихся на поверхности постоянно горящих лесов.

С 17-го века ученым открывается такое явление как солнечные пятна, появляется возможность вычислить период вращения Солнца. Становится ясно, что наша звезда является неким физическим телом со сложной структурой. В 19-м веке возникает спектроскопия, при помощи которой удается разложить солнечный луч на составные цвета. Таким образом, благодаря линиям поглощения, Фраунгоферу удается обнаружить новый химический элемент, входящий в состав звезды, — гелий.

В середине 19 века ученые уже пытались описать свечение Солнца более сложными научными гипотезами. Так Роберт Майер предположил, что звезда нагревается за счет бомбардировки метеоритами. Несколько позже, в 1853-м году, возникла более правдоподобная идея так называемого «механизма Кельвина — Гельмгольца», согласно которой Солнце нагревалось по причине гравитационного сжатия. Однако, в таком случае возраст светила был бы значительно меньше, нежели на самом деле, что противоречило некоторым геологическим исследованиям.

Почему светит Солнце — что говорит наука

Ясное дело, что наука должна была как-то объяснить тот факт, что Солнце светит. . .

Надеюсь, что также понятно и то, что ни одна из гипотез не подтверждена фактами. Существует лишь общепринятая теория, которая на данный момент наиболее логична с научной точки зрения.

Долгое время за основу принималась гипотеза, что Солнце светит за счёт горения чистейшего углерода, который сгорает целиком, выделяя при этом тепловую и световую энергию.

Так считалось до тех пор, пока элементарный подсчёт не показал, что при том количестве тепла и света, которое распространяет вокруг себя Солнце, весь этот углерод должен был-бы выгореть за 6000 лет! В то время, как данные многих других наук свидетельствуют, что количество лет, в течение которых Солнце освещает и обогревает Землю никак не менее нескольких миллиардов.

Тогда появилось предположение, что на Солнце непрерывно падают метеориты. Если предположить, что вокруг Солнца нет никакой атмосферы, то торможение метеоритов происходит прямо в солнечном веществе, и оно при этом разогревается до высокой температуры…

Однако расчет показывает, что даже если вес всех метеоритов, упавших на Солнце, равен весу самого Солнца, что совершенно невероятно, то все равно оно светило бы лишь около миллиона лет.

Наука оказалась бессильна объяснить причину столь долгого горения Солнца до тех пор, пока в XX веке английский астроном Артур Эддингтон не высказал предположение, что источником солнечной энергии является термоядерный синтез. Впоследствии эта гипотеза получила дальнейшее развитие и было подсчитано, что оставшихся на Солнце запасов водорода, при условии, что половина его расходуется на термоядерный синтез, хватит примерно на 30 млрд лет неослабевающего обогрева и освещения Земли. Таким образом, термоядерный процесс может быть именно тем, практически неиссякаемым (с нашей точки зрения), источником энергии, который и позволяет существовать всей солнечной системе.

Свечение Солнца

С каждой секундой в центре происходит сгорание более легкого водорода, которое преобразует его в тяжелый гелий. Для формирования 1 гелиевого ядра требуется слияние 4 водородных. Этот процесс идентичен реакциям в атомной бомбе, только медленней. И называется он термоядерным синтезом.

Интересный факт: каждую секунду на Солнце сгорает 700 млрд тонн водорода. В конечном итоге сгорающая материя превращается в энергию. Последняя распространяется в виде тепла, электромагнитного импульса и, наконец, видимого света. В среднем, с 1 м² площади Солнца производится мощность свечения в 62000 кВт. Столько под силу 5 млн. лампочек (100-ваттным).

Гравитация на поверхности Солнца в 28 раз больше земной. Если человек на земле весит 70 кг, на Солнце он будет весить 1960 кг. Образование гелиевых ядер (протонно-протонный цикл) растягивается во времени из-за разреженности солнечных частиц (они долго отталкиваются друг от друга прежде, чем слиться). Однако их невероятно огромное количество способствует бесконечности процесса. Кстати, свечение имеет желтый свет (это подтверждается специальной аппаратурой). Преломляясь сквозь космическую толщу, он виден людям белым.

Свет Солнца

Основное количество видимого света производится в фотосфере. Это непрозрачная оболочка, которую отождествляют с поверхностью Солнца. Температура в Цельсиях фотосферы — 5 000 градусов, но есть на ней и более «холодные» области, называемые пятнами. В верхних оболочках температура вновь увеличивается.

Наше светило относится к жёлтым карликам. Это далеко не самая старая и не самая крупная звезда во Вселенной. В своей эволюции она достигла примерно половины пути и проживет в таком состоянии ещё около пяти миллиардов лет. Затем Солнце превратится в красного гиганта. А после сбросит внешнюю оболочку и станет тусклым карликом.

Свет, который оно излучает сейчас, практически белого цвета.

Но с поверхности нашей планеты он виден жёлтым, так как рассеивается и проходит через слои земной атмосферы. Близким к реальному цвет излучения становится в очень ясную погоду.

Взаимодействие с Землёй

Расположение Земли и Солнца относительно друг друга неодинаково. Наша планета постоянно движется вокруг звезды по своей орбите. Полный оборот она делает за один год или примерно за 365 дней.

За это время она преодолевает расстояние в 940 миллионов километров. На самой планете движение не ощущается, хотя каждый час она проходит примерно 108 километров. Последствия такого путешествия проявляются на Земле в виде смены времен года.

Однако сезоны определяет не только движение вокруг Солнца, но и наклон земной оси. Относительно орбиты она наклонена на 23,4 градуса, поэтому разные уголки планеты освещаются и согреваются звездой не одинаково. Когда Северное полушарие повернуто к Солнцу, там лето, а в Южном полушарии в это же время зима. Через полгода всё меняется с точностью наоборот.

Мы часто говорим, что Солнце появляется днём. Но это лишь выражение, ведь оно и создает нам день. Его лучи пробиваются через атмосферу, освещая планету с утра до вечера.

Их яркость настолько сильна, что остальных звезд днем мы просто не видим. Ночью Солнце не перестает светить, просто Земля поворачивается к нему то одним, то другим боком, ведь она вращается не только по орбите, но и вокруг собственной оси. Полный оборот она делает за 24 часа.

Незаменимая энергия

От нашей планеты расстояние до Солнца составляет 8,31 световых лет или же в 1,496·10 километров, чего вполне достаточно для существования жизни. Более близкое расположение сделало бы Землю похожей на безжизненную Венеру или Меркурий. Впрочем, уже через миллиард лет звезда должна стать горячее на 10%, а ещё через 2,5 млрд. лет она сможет буквально иссушить все живое на планете.

В настоящее время температура светила подходит нам идеально. Благодаря этому, на нашей планете появилось огромное разнообразие жизненных форм, начиная от растений и бактерий, заканчивая человеком. Все они нуждаются в солнечном свете и тепле, и легко умрут при длительном их отсутствии.

Свет звезды способствует фотосинтезу растений, при котором вырабатывается жизненно важный кислород. Её ультрафиолетовое излучение усиливает работу иммунитета, способствует выработке витамина D, помогает самоочищению атмосферы от вредных веществ.

Неравномерное прогревание Земли Солнцем создает движение воздушных масс, что, в свою очередь, создает климат и погоду на планете.

Свет от звезды влияет на установление циркадных ритмов у живых организмов. То есть, вырабатывается строгая зависимость их активности от смены времени суток. Так, одни животные активны только днём, другие только ночью.

Сколько еще будет светить Солнце?

Физики надеются, водородных запасов «древнему Ярилу» хватит еще на 5-6 млрд. лет. А после окончания срока небесное тело ожидает судьба белого карлика (знакомых тускло светящихся звезд на небе). Такой исход связан с предстоящим ускорением вращения вокруг оси зоны ядра и у поверхности.

Постепенно в центре будет столько производиться тепла и энергии, что станет неизбежной череда сжатий (и уплотнений) ядра, а также расширение общих размеров самого тела. Меркурий, Венера поглотятся красным гигантом, и он увеличится до невозможных объемов. Скорость топливных затрат значительно возрастет.

Интересный факт: Солнцу 4,5 млрд лет. Через 5 млрд лет оно превратится в звезду типа красный гигант и расплавит поверхность Земли.

Со временем гелий тоже выгорит, превратившись в более тяжелые составляющие. Утратится внешняя оболочка, а ядро вырастет до габаритов Земли. После этого Светило окончательно остынет.

К тому моменту земной жизни придется сменить либо форму существования, либо территорию. Остается надеяться, что никто из ныне живущих этого не застанет.