Во сколько раз Солнце превосходит Землю по массе, площади, радиусу и объему?
Солнце является самым массивным объектом в Солнечной системе, и оно значительно больше Земли. Но во сколько раз оно превосходит нашу планету по размерам?
Если говорить о радиусах Земли и Солнца, то у нашей звезды он равен 695 тыс. км, в то время как земной радиус оценивается всего лишь в 6371 км. Таким образом, радиус Солнце превосходит земной аж в 109 раз.
Ситуация изменится, если мы сравним площади поверхностей звезды и планеты. Так как площадь сферы пропорциональна квадрату ее радиуса, то и площадь Земли теоретически должна оказаться в 1092 = 11881 раз меньше площади солнечной поверхности. Однако в реальности ни Земля, ни Солнца не являются абсолютно идеальными сферами, поэтому на самом деле звезда превосходит нашу планету по площади в 11 918 раз.
Сравнение по объему окажется ещё более невыгодным для Земли. Объем Солнца превосходит земной аж в 1 301 019 раз! Это связано с тем, что объем сферы пропорционален уже кубу ее радиуса.
Наконец, можно оценить и массы двух небесных тел. С одной стороны, масса пропорциональна объему. С другой стороны, она также определяется плотностью вещества. Земля состоит из твердых пород, а вот в химическом составе Солнца доминируют самые легкие элементы – водород и гелий. В результате средняя плотность звезды оказывается почти в 4 раза ниже плотности нашей планеты. В итоге же масса Земли меньше солнечной массы в 332 940 раз.
Как же ученые смогли определить массы и размеры Солнца, Земли и других планет? Ещё Эратосфен, живший в Древней Греции, смог достаточно точно оценить радиус Земли, измеряя угол наклона теней в полдень в разных городах. В XVII в. Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения, из которого следовало, что все тела падают на Землю с одинаковым ускорением, причем зависит это ускорение от массы и радиуса Земли. Экспериментально определив ускорение свободного падения и зная (из расчетов Эратосфена) земной радиус, ученые смогли с помощью ньютоновской формулы оценить и массу Земли.
Наконец, с помощью того же закона тяготения можно оценить и массу Солнца, если известен радиус земной орбиты. Впервые он достаточно точно оценен в 1672 г. Джованни Кассино. Диаметр же Солнца можно определить, зная всё то же расстояние между Солнцем и Землей и измерив угловой размер звезды на небе.
Список использованных источников
Источник
Сравнение размеров Солнца и Земли
Для некоторых астрономических расчетов нужно знать, во сколько раз Солнце больше Земли. И на самом ли деле светило больше нашей планеты? Ведь мы видим его на небе в виде небольшого шарика.
Размер Земли и Солнца
Вес самой большой звезды в Солнечной системе составляет 2 октлн т (октиллион — число с 27 нулями по «короткой» шкале степеней тысячи, принятой в большинстве стран мира), и это составляет примерно 99,87% общей массы последней.
Земля весит намного меньше — 6 скстлн т (секстиллионов, это 10 в 21 степени по той же шкале). Простой расчет показывает: Солнце тяжелее нашей планеты в 333 тыс. раз.
Для измерения веса крупных космических объектов используются не тонны, а соответствующий параметр нашего светила — солнечная масса. Например, массивные звезды могут весить 5-10 солнечных масс, а супермассивные черные дыры — до сотни миллионов этих единиц.
Масса Солнца постепенно уменьшается из-за 2 специфических процессов, происходящих внутри него:
- в ядре непрерывно проходят реакции по преобразованию атомов водорода в гелий — это и есть ощущаемое нами тепло, и выделение энергии сопровождается потерей веса светила;
- солнечный ветер систематически выдувает из звезды во внешний космос электроны и протоны.
Второй процесс хорошо знаком ученым — было даже снято видео, как это происходит.
Диаметры объектов
Земля, имеющая средний радиус 6371 км, меньше даже одного солнечного ядра. Если сравнивать диаметры этих 2 объектов, по экваториальной оси Солнца можно расположить 109 наших планет.
Эти размеры центрального объекта Солнечной системы составляют:
- диаметр — около 1,391 млн км;
- радиус — около 695,5 тыс км.
При этом в сравнении с другими звездными телами наш желтый карлик считается относительно небольшим. Например, он меньше Альфа Ориона, красного супергиганта Бетельгейзе, в 1000 раз, а одной из звезд созвездия Большого Пса, красного гипергиганта VY, — в 2000 раз.
По аналогии с солнечной массой существует солнечный радиус — соотношение габаритов крупных астрономических объектов и нашего светила.
Сравнение гравитации
Солнце имеет наибольшую в своей системе гравитацию из-за своей массы — это значение в 28 раз выше земного.
Предмет массой 100 кг на солнечной поверхности весил бы 2,8 т. Для живых существ это явилось бы смертельным — их бы раздавило притяжением.
При этом сама звезда не сжимается — этому противостоят:
- «кипящая температура»;
- высокое давление;
- проходящий внутри светила ядерный синтез.
Солнечная гравитация настолько сильна, что удерживает на своей орбите даже находящийся на расстоянии около 6 млрд км от звезды Плутон.
И если бы не Облако Оорта, которое обволакивает нашу систему со всех сторон, Солнце могло бы притягивать объекты, расположенные даже на расстоянии до 2 световых лет от него.
Объем светила и планеты
Чтобы заполнить объем Солнца (1,4 нониллиона куб. км, число с 30 нулями) объектами, равными по размеру нашей планете, потребуется примерно 1,3 млн таких тел.
Объем нашего желтого карлика — величина постоянная. Но только до того момента, пока светило не выработает все водородное топливо в своем ядре.
Затем звезда начнет расширяться, превращаясь в красного гиганта. Она увеличится настолько, что поглотит орбиту Меркурия, а затем Венеры, впоследствии максимально приблизившись к Земле, возможно, поглотив и ее. Такое положение дел будет сохраняться несколько миллионов лет, в течение которых Солнце будет больше своего теперешнего размера в 200 раз.
Затем звезда сожмется и сравнительно быстро превратится в белого карлика. Сейчас ученые спорят о том, какой небесный объект тогда станет больше — Солнце или Земля.
Источник
Размеры Солнца: масса, диаметр, радиус
Солнце — это колоссальный раскалённый шар, в центре которого происходит освобождение энергии из водорода. Водород трансформируется в гелий, а излучаемая энергия выделяется в космическое пространство. Люди в древности не зря обожествляли светило. Именно его энергия обеспечивает существование жизни на Земле.
Размеры Солнца
Диаметр
Солнце (Гелиос) — это ближайшая к нашей планете звезда. Она относится к категории «Жёлтых карликов». Подобно другим светилам, Гелиос не имеет прочной поверхности. Его первичным слоем принято считать фотосферу, излучающую энергию. А потому диаметр Солнца — ни что иное, как диаметр его фотосферы.
Измерить масштабы светила можно простым доступным способом. Для эксперимента необходимо тёмное помещение, куда солнечный луч проникает через маленькое отверстие. Плотную белую бумагу достаточно поставить напротив луча, и на поверхности листа появится крошечное изображение Солнца. Чем дальше будет бумага от отверстия, тем больше будет пятно. На расстоянии 107 см его диаметр составит 1 см. При удалении на 214 см возрастёт до 2 см. То есть диаметр настоящего светила в 107 раз меньше расстояния до Земли и составляет 1400000 км.
Учёные смогли определить точный диаметр Солнца в километрах, базируясь на эффекте под названием «Чётки Бейли». Чётками называют красные точки по окружности солнечного диска, которые становятся видимыми во время затмения. С их помощью астрономы точно выделили положение светила и смогли измерить его размеры.
Анализ исторических данных, дополненный регулярным современным мониторингом, показал, что диаметр Солнца подвержен изменениям. Так, в XVII веке светило было на 2 тыс.километров шире нынешнего. Астрономы установили, что звезда расширяется и сжимается в течение 160 минут. За этот же период меняется количество выбрасываемой энергии.
Радиус
Измерения длительности солнечных затмений и наблюдения за перемещением Меркурия и Венеры на фоне солнечного диска позволили учёным вычислить примерный радиус звезды. Он равен 695990 км.
Приборы на борту космических станций дали возможность уточнить расчёты. Исследования проводились методами гелиосейсмологии. При этом рассматривалось движение так называемых f-волн на поверхности Солнца. Этот способ вычислений дал несколько иной результат — на 300 км меньше (695700 км). Выявленная погрешность может иметь серьёзные последствия для изучения Солнца, его состава и активности.
Радиус будет иметь одинаковое значение во всех направлениях, поскольку Гелиос имеет правильную шарообразную форму.
Сравнение размеров небесных тел
Величину солнечного радиуса в астрономии применяют в качестве меры измерения габаритов других космических объектов:
- Полярная Звезда имеет 30 солнечных радиусов. Следовательно, она в 30 раз превышает параметры Солнца.
- Наша планета выглядит небольшой точкой на фоне главной звезды. Она в 109 раз уступает светилу по размеру.
- Зато крупнейшая планета Солнечной системы – Юпитер всего в 9,7 раза меньше Солнца.
Во Вселенной можно обнаружить звезды – гиганты, превосходящие во много раз наше светило. Крупнейшая звезда VY Canis Majoris, по мнению учёных, имеет 2100 диаметров Гелиоса.
Масса Солнца, её измерение и сравнение
Солнце — крупнейшее небесное тело в нашей звёздной системе (99,86% общей массы). На формирование массы солнца потребовалось почти 5 миллиардов лет.
Для измерения массы небесных тел разработаны три научных метода:
- Гравиметрический. В этом способе применяют параметры измерений силы тяжести, которая характеризует поверхность измеряемого тела.
- Третий закон Кеплера. Практикуется в том случае, если планета обладает, как минимум, одним спутником. Вычисления проводятся с учётом расстояния между планетой и её спутником, а также периода его обращения по орбите. Таким образом выясняется соотношение масс планеты и звезды.
- Анализ заметных воздействий, вызываемых движением одних небесных тел относительно движения других.
В первую очередь с помощью геодезического метода выяснили массу нашей планеты. Она, по оценкам, составила 6*10 24 кг. Затем на основании Третьего закона Кеплера вычислили массу Луны – 73477*10 22 кг. И в завершение узнали, чему равна масса Солнца — 19891*10 30 кг.
Солнечная масса стала абстрактной метрической единицей. Астрономы употребляют её для описания различных космических объектов. Самая гигантская известная звезда, Eta Carinae, оценивается в 150 масс Гелиоса.
Учёные составили прогноз солнечной активности на будущее. Опираясь на наблюдения за другими звёздами, они пришли к выводу, что звезда постепенно израсходует энергию фотосферы. Её размеры небывало расширятся. Ближайшие планеты — Меркурий и Венера будут поглощены. Возможно, что та же участь постигнет и Землю. Солнце преобразуется в Красного гиганта. Вслед за периодом роста последует катастрофическое сжатие. Светило сожмётся примерно до нынешних параметров Земли и будет именоваться Белым карликом.
Видео
Из нашего видео узнаете много интересного о размерах хорошо небесных тел Солнечной системы.
Источник
Неужели Солнце занимает почти все пространство в Солнечной системе? Какова масса солнца по отношению к Солнечной системе?
Солнце – сердце нашей солнечной системы, желтый карлик, раскаленный шар светящихся газов. Его гравитация «скрепляет» солнечную систему, притягивая к своей орбите все: от больших планет до мельчайших крупиц мусора. Какова же масса Солнца?
Удивительные факты о желтом карлике
Солнце – самый большой объект в солнечной системе, его масса – 99,86% от массы всей системы! Остальные 0,14% разделили между собой планеты и астероиды. Любопытно, но несмотря на свою массивность, Солнце не такое большое, как другие типы звезд, поэтому его и прозвали желтым карликом.
Магнитное поле Солнца распространяется даже в самые отдаленные уголки космоса через солнечный ветер – поток электрически заряженного газа.
Наша Земля вращается на расстоянии 93 миллионов миль от светила . Взаимодействие между планетой и желтым карликом определяет смену времен года, океанские течения, радиационные пояса, погоду и красочные северные сияния. Без интенсивной энергии Солнца на нашей планете не было бы жизни.
Помимо Земли вокруг желтого карлика вращаются еще 7 планет (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун), десятки тысяч астероидов и до трех триллионов комет и ледяных тел.
Кстати, аппараты, которые непрерывно наблюдают за Солнцем, часто фиксируют на поверхности шара темные пятна. Это области интенсивной магнитной активности, которые могут привести к солнечным взрывам.
Тепла Солнца хватает на всех, ведь ядро желтого карлика нагрето до температуры около 27 миллионов градусов по Фаренгейту (15 миллионов градусов по Цельсию!)
Источник
Масса солнца относительно расстояния от земли
Солнечная масса — это масса Солнца. Или, точнее, это 1.989 x 10 30 килограммов — около 333 000 масс Земли.
Астрономы используют солнечную массу в качестве основной единицы массы. Так как большинство вещей в пространстве большие и тяжелые — такие как звезды, галактики и черные дыры — то имеет смысл говорить о таких космических объектах с точки зрения солнечных масс, в отличие от гораздо меньших единицы, таких как килограмм.
Говоря об объектах в терминах солнечных масс также обеспечивает более интуитивное понятие массы объекта по отношению к Солнцу. Сверхмассивная черная дыра в центре галактики Млечный Путь, например, 7.956 х 10 30 кг. Такое огромное количество намного сложнее представить, чем если бы Вы сказали, что черная дыра так же массивна, как и 4 миллиона солнц.
Благодаря сэру Исааку Ньютону, расчет массы Солнца не слишком тяжелая задача. Масса Солнца также определяет силу его гравитации. А его гравитация определяет орбитальное расстояние и скорость планеты Земли.
Например, если бы Солнце было более массивным с более сильным гравитационным притяжением, и если бы Земля была на таком же расстоянии от Солнца, наша планета должна была бы вращаться быстрее или она бы просто упала на Солнце. Если бы Солнце было менее массивным с более слабым гравитационным притяжением, Земля должна была бы вращаться медленнее или она была бы выброшена из Солнечной системы.
Ньютон рассчитал массу Солнца, так как мы знаем скорость Земли и расстояние до Солнца. Астрономы используют базовую геометрию для вычисления этих двух констант. Земля вращается вокруг Солнца со скоростью около 107,000 км/ч, по данным Корнельского университета, а расстояние от Земли до Солнца (называется астрономическая единица) — это 149,597,870 километров по данным Международного союза астрономов.
В конце 1600-х годов Ньютон вычислял относительные массы Солнца и других планет. Его расчеты были в основном правильными, хотя его значения для относительного веса Земли были неточны. Он обнаружил, что Солнце в 169 282 раза массивнее Земли, тогда как точное значение 331 950. Он просчитался, потому что его цифры по расстоянию от Земли до Солнца опирались на неточные измерения солнечного параллакса, что является очевидным сдвигом Солнца в небе, наблюдаемым в разных точках орбиты Земли.
Сегодня, вместо параллакса, астрономы могут точно измерять расстояния между объектами Солнечной системы с помощью радара. Измеряя время, необходимое для того, чтобы радиолокационный сигнал спутника отразился от другой планеты, астрономы могут определить расстояние до этой планеты. Но поскольку Солнце не имеет твердой поверхности, радиолокационных сигналов не оправить. Так, чтобы измерить расстояние Земля-Солнце, астрономы сначала должны измерить расстояния до другого объекта, такого как Венера. Затем, по триангуляции, они могут вычислить расстояние до Солнца.
Подключите это значение и измеренную скорость орбиты Земли к уравнениям Ньютона, и с помощью простой алгебры вы можете вычислить массу Солнца. Предполагая, что круговая Орбита (Орбита Земли близка к окружности), M = (d/G) V 2 , где d-расстояние до Солнца, v — орбитальная скорость Земли, а G — гравитационная константа.
Источник