Почему Солнце все еще не сгорело?
Солнце считается средней звездой в Млечном Пути с возрастом в 4.5 млрд. лет. Несмотря на свою непримечательность, это важный объект для землян, получающих нужные порции нагрева для жизни. Стоит радоваться, что эта звезда продолжает давать нам необходимую энергию в течение продолжительного периода времени. Но откуда у звезды столько топлива? И почему она не гаснет?
Этими вопросами стали активно интересоваться астрономы в 19 веке. На тот момент люди понимали всего два метода, при которых могла генерироваться солнечная энергия:
- звезда формировала тепло и свет за счет гравитационных сокращений (притягивала себя в центр и высвобождала энергию), что должно привести к постепенному сокращению размеров.
- химическая реакция, напоминающая огонь на Земле (вспомните, как зажигаете спичку или разводите костер).
Полагаясь на эти варианты, исследователи пытались понять, как долго Солнце сможет гореть. Но выводы не сходились с тем фактом, что звезда продолжает существовать миллиарды лет. Если бы Солнце сжималось или сгорало, то звездное топливо должно было закончиться еще до того, как на нашей планете появились первые люди. Выходит, существует скрытый механизм.
Вот тут на выручку пришел Альберт Эйнштейн с его известной формулой E = mc 2 . По сути, он объяснил: объекты с массой обязаны располагать соответствующим энергетическим запасом. В 1920-х гг. возникло новое предположение: Солнце способно трансформировать массу в энергию. Но здесь не срабатывает классический принцип горения, как в печи (материал сгорает, предоставляя тепло). Скорее речь идет о масштабной атомной электростанции.
Наша звезда вмещает огромный объем атомов водорода. Нейтральный атом водорода включает протон (+) и электрон (-). Когда атомы водорода сталкиваются, их внешние электроны вытесняют друг друга, что не позволяет встретиться протонам.
Однако солнечное ядро настолько раскаленное, что атомы вращаются с огромной кинетической энергией, позволяющей преодолеть силу, связывающую их вместе. Таким образом, электроны отделяются от протонов, которые соприкасаются и создают термоядерный синтез.
Последовательность ядерного синтеза внутри звезд
Атомы внутри солнечного ядра постоянно врезаются друг в друга. Чаще всего 4 протона водорода сливаются, создавая атом гелия. Но масса этих протонов не теряется (во Вселенной ничего не исчезает), а трансформируется в примечательный энергетический выброс (каждую секунду излучается 3.9 х 10 26 Вт).
Эффективность термоядерного синтеза – главная причина, по которой Солнцу так долго удается излучать тепло. Наша звезда массивная и относительно молодая, а значит, использовала лишь половину своего внутреннего водорода.
Но звезде суждено «умереть». Ядро трансформирует весь водород в гелий и тогда конец. Но это произойдет лишь через 5 млрд. лет, так что еще многим поколениям землян можно наслаждаться солнечным светом.
Источник
Когда погаснет Солнце? Астрономия для чайников
Родина нашей планеты – Солнечная система. Земля – третья планета от нашей ближайшей звезды, желтого карлика по имени Солнце. В нашей планетарной системе всего одна звезда, что нельзя назвать редкостью, но современные исследования показывают, что звездам «комфортнее» в паре, а то и целой группе, вращающихся звезд вокруг общего центра масс.
Что такое наше Солнце? Она относится к распространённому типу звезд, и не имеет выдающейся массы среди наблюдаемых соседей. Считается, что наша звезда в «самом расцвете сил», в середине своего жизненного цикла. Ей около 5 миллиардов лет. Если принять за аксиому, что Вселенная возникла 14 миллиардов лет назад, то Солнце сформировалось через 9 миллиардов лет после Большого взрыва.
Активная звезда, внутри нее происходят термоядерные реакции, то есть превращение водорода в гелий, в результате выделяется огромное количество энергии, которое и обеспечивает жизнь на нашей планете. Находится примерно в 150 миллионах километров от Земли. Диаметр звезды 1,4 миллиона километров, масса около 2 на 10 в 30 степени килограммов. Это много для человека, а для Вселенной, это весьма средние и даже низкие показатели. Что бы представить такую массу, скажу, что она почти 333 тысячи раз больше земной.
Как устроено солнце? Звезда имеет ядро диаметром менее 200 тысяч километров, именно внутри ядра при температуре 14 миллионов градусов Кельвина и идет термоядерная реакция. Дальше идут зоны лучистого переноса, где излученные ядром фотоны многократно переизлучаются в разных направлениях. Кстати, поэтому, время которое затрачивают фотоны до выхода из зоны составляет в среднем около 170 тысяч лет, но некоторые не могут перейти в следующую зону и миллионы лет.
Следующая зона называется «Конвективная». В ней переизлучение уже не возможно, и возникает вихревое перемешивание плазмы, как в скоростном миксере. Достигая внешней оболочки она охлаждается, отдавая энергию, поступает глубже, опять нагреваясь. И так постоянно идет перемешивание. Как теплый воздух от батареи в квартире постоянно перемешивается с холодным.
Далее идет уже, так называемая, атмосфера Солнца, она достаточно тонкая не более сотен километров. Состоит из фотосферы и хромосферы. Что бы не запутывать читателя, скажу, что основное излучение нашей звезды исходит из фотосферы. Атмосфера и определяет внешний размер светила. Она конечно не ровная, из нее постоянно извергаются протуберанцы и прочие энергитические выбросы. Область этих явлений составляет Солнечную корону. Обычно ее не видно, но при полном солнечном затмении она огромна и очень эффектна.
Человечество постоянно изучает нашу звезду. На солнечной орбите много спутников, ученые получают огромное количество информации. Фотографии, сведения о солнечном активности в разных областях электромагнитного спектра. Звезда излучает огромное количество энергии, солнечного ветра, обладает мощными магнитными полями. Конечно, отправить станцию на поверхность Солнца невозможно, она погибнет задолго до пункта назначения. Однако, звезду можно изучать довольно близко, внутри орбиты Меркурия.
Что будет происходить с нашей звездой в дальнейшем? Мы думаем, что Солнце пройдет стандартные этапы эволюции для звезд такого типа. Почему я использовал слово «думаем»? Потому, что в самом начальном этапе изменений, жизнь на Земле будет невозможна. Где-то через миллиард лет, светимость Солнца повысится на 11% и возникнет сильный парниковый эффект на Земле, но живые существа могут остаться в океанах.
Запасы топлива для термоядерных реакций внутри звезды не бесконечны. Постепенно количество водорода будет уменьшаться, Солнце будет увеличивать свою температуру и светимость. Через 3,5 миллиарда лет Солнце станет ярче сегодняшнего на 40% и условия на нашей планете будут напоминать венерианские. Горючее будет расходоваться, внешний диаметр звезды увеличиваться, а ядро сжиматься. Через 6,5 миллиардов лет водород в ядре почти закончится и Солнце, увеличившись в полтора раза, станет ярче в два раза чем сейчас.
Примерно через 8 миллиардов лет Солнце разогреется настолько, что запустится термоядерная реакция во внешних оболочках, а в ядре практически прекратиться. По своему размеру светило достигнет орбиты Земли и превратиться в Красного гиганта. Погибнет ли Земля на этом этапе, поглотит ли ее Солнце? Однозначно сказать нельзя. К этому моменту звезда потеряет часть своей массы и из-за ослабления гравитации наша планета перейдет на более дальнюю орбиту. Однако, скорость вращения Солнца уменьшится и увеличатся приливные явления. И если Земля не «упадет» на звезду, то все с ее поверхности будет сорвано, и атмосфера и океаны. Планета станет безжизненной, и скорее всего Солнцу удастся поглотить ее. Другими словами, Земля погибнет через 8 миллиардов лет или чуть раньше.
Еще несколько сотен миллионов лет Солнце будет дожигать остатки топлива, а когда температура ядра достигнет сто миллионов по шкале Кельвина, начнутся вспышки гелия. В итоге за счет термических пульсаций оболочка нашей звезды будет сорвана, а внутри образуется очень яркий Белый карлик, но размером не больше Земли. И еще миллиарды лет карлик будет остывать и гаснуть, что типично для звезд такого класса.
Почему, сжимаясь, Солнце не взорвется сверхновой? Все очень просто. Его массы просто недостаточно. Ее будущее — Белый карлик, окруженный остатками собственной оболочки, которая превратиться в планетарную туманность.
Источник
Сколько будет гореть солнце?
В принципе ученые сходятся во мнении, что Солнце не горит)
Процессы которые там происходят, только создают иллюзию горения
Наше солнце небольшое (по космическим масштабам), желтое, состав — водород и гелий.
Средняя скорость распада элементов звездного образования такого размера — около 10 миллиардов лет (по некоторым данным 12 миллиардов лет)
Первоначально солнце «горело» более активно, затем перешло в стадию спокойного, мягкого распада.
В данный момент ученые склоняются к мнению, что нашему светилу «гореть» еще больше половины срока жизни — около 5-6 миллиардов лет.
Так же на основе спектральных анализов, были полученные приблизительные данные о всей нашей вселенной — срок прожитой жизни около 50 миллиардов лет. Умирать пока не собирается)
Земля вращается вокруг Солнца, потому что масса Солнца в 333 тысячи раз больше массы Земли и Солнце по закону всемирного тяготения притягивает Землю к себе. Земля с ничтожно малой массой не способна сколь-нибудь существенно сдвинуть огромную массу Солнца, также как человек не способен сдвинуть тело всего-то массой в 1 тонну.
Это может быть грандиозным открытием! Эту планету еще никто не видел, но ее вычислил американский астроном-математик с российским происхождением. Если считать планетой Плутон, то это десятая планета в Солнечной системе. Она находится далеко за поясом Койпера и облаком Оорта, и ее орбита сильно эллиптическая, вытянута. Период обращения вокруг Солнца составляет порядка 15000 тысяч Земных лет. Масса примерно в три раза превышает массу Земли, то есть она по размеру сопоставима с Нептуном, и скорее всего является газовым гигантом.
8 октября 2014 в 10:55 в знаке Овен будет полное лунное затмение. Оно начнется в 15-й лунный день. В большей степени лунное затмение затронет Германию, Англию, Францию и Данию.
Частичное солнечное затмение будет 23 октября 2014 в 21:45 в знаке Скорпиона. Его влияние продолжиется в течение одного года. Затмение в Скорпионе обычно усиливает кризисные и экстремальные ситуации.
«Не ссылаясь на всяких Коперников» я понимаю, как запрет использовать общедоступное любому образованному человеку знание (хотя бы в пределах средней школы). Более того, не может браться в расчет и всё остальное, составляющее и формирующее кругозор современного человека, куда это положение (Земля вращается вокруг Солнца) уже включено как факт, от которого отталкиваются для дальнейших утверждений.
То есть, имеет место некая «изоляция» исходных условий от всего остального знания. Мы имеем дело либо с ребенком, который еще ничего не знает, либо с дикарем, который вырос в джунглях и тоже ничего не знает. В этом случае единственный способ доказать утверждение «Земля вращается вокруг Солнца» — дать им это знание (образовать их), и вопрос решится сам собой. Но «без всяких Коперников» тут не обойтись.
Но возможна и другая ситуация. Есть оппонент, который знает столько же (а может, и больше), сколько мы, но не считает, что Земля вращается вокруг Солнца. Строго говоря, он в чем-то прав. Солнечная система состоит из группы тел, обладающих различной массой, которые вращаются вокруг некоего центра масс. Не Земля (Венера, Марс и т.п.) вокруг Солнца и тем более не Солнце вокруг Земли, а каждое из них — вокруг этого общего центра. Но поскольку Солнце обладает наибольшей массой, значительно превосходящей массу остальных тел, этот общий центр практически совпадает с самим Солнцем и это упрощение (вращение вокруг Солнца) удобно в использовании. Так ему (оппоненту) и сказать. Это по Ньютону. А если по ТО, где системы отсчета равноправны, можно сказать, что гелиоцентрическая система удобнее геоцентрической (если выбирать из этих двух), ибо не нужно искать «силы», которые «тащат» все остальные галактики вокруг Земли. Я упрощаю, но суть такова.
Если же вернуться к «чистым» исходным условиям, то доказать на ровном месте кому-то, что Солнце намного больше Земли и это она вращается вокруг Солнца, а не наоборот, невозможно. Это противоречит здравому смыслу и не соответствует реальности, наблюдаемой оппонентом. Единственный способ — воспроизвести вместе с ним все необходимые наблюдения и расчеты, подводя его от одного вывода к другому, пока не дойдем до нужного нам, но я не знаю, сколько времени это займет.
Источник
Когда погаснет свет: страшные предсказания о гибели Солнца оказались правдой
Солнце — важный источник космической энергии, который даёт свет и тепло для жизни на нашей планете. С древних времён светилу предсказывали страшное будущее. Лайф разбирался, что для нас Солнце и сможем ли мы без него.
Недавно был День Солнца — праздник, призванный объяснить всем жителям планеты ценность и необычность звезды.
Внутри Солнца температура 15 миллионов градусов по Цельсию
В основном Солнце состоит из водорода (около 73%) и гелия (около 25%), на долю других элементов приходится примерно 2%. У светила нет твёрдой поверхности.
Астроном, старший научный сотрудник Института Штернберга Владимир Сурдин объясняет, что сейчас на Солнце происходят ядерные реакции синтеза: лёгкий водород превращается в гелий и при этом выделяется большая энергия, как в непрерывной водородной бомбе.
На Солнце есть вода
По словам астронома, на Солнце даже есть немного воды.
— В верхних слоях Солнца не так жарко, как внутри, — это пять с половиной тысяч градусов. Но некоторое количество воды там есть. Она не жидкая, а в виде пара, отдельных атомов, — объясняет Владимир Сурдин.
Солнце уже на середине своего жизненного пути
Общий возраст Вселенной — примерно десять миллиардов лет, а возраст Солнца — четыре с половиной миллиарда лет.
Чтобы подсчитать время жизни Солнца, астрономы учли его массу, скорость реакций и выделения ядерной энергии и определили, на сколько хватит солнечного топлива при такой скорости выделения энергии.
Солнце скоро погаснет
— Конечно, Солнце погаснет. Любой костёр догорает, а Солнце — это тоже костёр, только термоядерный — более долгого горения. Но топливо всё же закончится. Правда, не так скоро. Примерно через пять миллиардов лет, — говорит астроном.
Солнце изменит Солнечную систему
— В конце жизни, через пять миллиардов лет, Солнце раздуется раз в 200. На нашем небе оно займёт место в полнебосвода, — рассказывает Владимир Сурдин. — При этом сначала светило съест Меркурий, так как он ближе всех к Солнцу, потом Венеру и вплотную подберётся к Земле.
Солнце проглотит Землю
За четыре с половиной миллиарда лет в центре светила выгорела почти половина запаса водорода. После того как водород окажется на исходе, оно увеличится в размерах и станет красным гигантом. Его горение будет продолжаться в перемещающемся наружу слое.
— Последние расчёты говорят, что оно и Землю проглотит. Сначала жители Земли, конечно, сгорят. Потом Земля нырнёт в недра Солнца. После этого Солнце погаснет, но это для нас уже будет неважно, — рассуждает астроном.
Источник