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
Как измерить массу Земли и массу Солнца?
Простая и надежная методика измерения массы космических тел — как узнать сколько весит Солнце, зная лишь силу притяжения между космическими телами
Как можно измерить вес (точнее, массу) Солнца, если даже реальный размер нашей “домашней звезды” настолько велик, что просто не укладывается в голове? Наверняка тут должен быть какой-то секрет… И подумав так, вы будете правы и не правы одновременно.
На первый взгляд, идея измерить массу Солнца, кажется фантастикой. На самом деле для этого не понадобится ничего, кроме простейших вычислений
С одной стороны, никакого секрета в деле измерения массы любого небесного тела сколько угодно большого размера, конечно же нет. С другой стороны, без определенных хитростей тут, конечно, не обойтись.
Давайте сразу условимся – говоря, что “нам нужно определить массу Солнца”, мы имеем ввиду “определить количество вещества входящего в состав Солнца”.
Для начала измерим массу Земли
Переформулировав задачу таким образом, мы сразу же получим зацепки ведущие к решению. Первым делом нам нужно определить величину силы притяжения возникающей между любыми двумя массами.
Принцип этого определения следующий:
Представьте себе очень при очень чувствительные равноплечие весы с двумя чашками. В каждой чашке (А и Б) пускай лежит некий груз имеющий совершенно одинаковую массу. Весы в таком случае, будут прибывать в полном равновесии.
Теперь мы берем третье тело (В) масса которого нам также известна, и помещаем его под тело А. Взаимное притяжение между А и В, ожидаемо заставляет чашку весов А опуститься вниз. Для сохранения равновесия нам срочно необходимо добавить к массе Б очень небольшую, но опять же вполне измеримую массу Г.
Как вычислить массу планеты Земля, не выходя из дома?
Вас может заинтересовать
А вот теперь самое интересное: поскольку сила, с которой вся Земля притягивает тело Г, равна взаимному притяжению между А и В, можно без труда определить массу Земли, которая оказывается равной 6,59 х 10 21 тонн.
А теперь измерим массу Солнца!
Земля по своей орбите движется примерно так, как если бы невидимая нить соединяла ее с Солнцем. Действительно, гравитационное притяжение подобно натяжению нити, так что Земля все время движется к Солнцу, вместо того чтобы «улететь» по прямой линии, что будет, если эта “нить” вдруг оборвется. Можно сказать, что, двигаясь вокруг Солнца, Земля все время «падает» на него.
Этому “падению” соответствует отклонение ее орбиты от прямой линии, составляющее около 3 мм в секунду. Еще со времен Галилея известно, что на поверхности Земли в первую секунду своего падения всякое тело проходит 4,9 м. Расстояния 3 мм и 4,9 м прямо пропорциональны соответствующим гравитационным ускорениям, т. е. силам, действующим на единичную
массу со стороны Солнца на расстоянии Земли и Земли на ее поверхности.
Отсюда, зная, что гравитационное ускорение прямо пропорционально массе и обратно пропорционально квадрату расстояния от центра тела, можно легко вычислить, что масса Солнца в 329 390 раз больше массы Земли.
Воспользовавшись значением массы Земли, полученным выше, находим, что масса Солнца составляет 2.24 х 10 27 тонн. Полностью это немыслимое число можно записать, как 2 240 000 000 000 000 000 000 000 000 тонн.
Влияние силы тяготения на движение Земли. Путь А-С представляет собой путь пройденный Землей по орбите за 1 секунду (30 км), при этом отклонение от прямой линии B-C составит всего 3 миллиметра
Теперь уже можно вычислить и среднюю плотность Солнца, т. е. его массу, поделенную на массу воды, занимающей тот же объем.
Поскольку один кубический сантиметр воды весит один грамм, мы просто должны разделить массу Солнца (в граммах) на его объем (в кубических сантиметрах). Получим в результате число 1,42.
Иными словами, в среднем некоторый объем солнечного вещества должен весить приблизительно столько же, сколько ком битумного угля, занимающего такой же объем.
Естественно, “среднее значение” на то и среднее, чтоб представлять некую золотую середину между солнечным ядром (где плотность вещества в 10 раз превышает плотность стали) и веществом солнечной короны (где плотность падает почти до величины космического вакуума). Тем не менее, в общем и целом данная методика расчетов абсолютно верна и может с успехом применяться при расчете массы любого небесного тела – хоть астероида, хоть звезды.
Источник
Размеры Земли в сравнении с объектами нашей галактики
Нам сложно порой осознать насколько большой является Вселенная, ее планеты и звезды, особенно, по сравнению с нашей Землей.
Британский астроном Джон Брэди (John Brady) попытался наглядно показать масштабы объектов в нашей галактике, наложив континенты Земли и наш мир на небесные тела.
Многие объекты настолько большие, что довольно сложно показать их действительные размеры.
Размеры планеты Земля в сравнении
Нейтронная звезда
Нейтронная звезда по сравнению с северо-восточной частью Англии
Нейтронная звезда — довольно странный и необычный объект. Хотя ее диаметр составляет всего 20 километров, ее масса в 1,5 раза больше Солнца, так как она невероятно плотная.
Настолько плотная, что чайная ложка весила бы миллиард тонн. А если бы вы стояли на ее поверхности, то почувствовали силу тяжести, которая в 200 миллиардов раз больше, чем на нашей планете.
Кроме того, нейтронная звезда обладает способностью вращаться, и скорость самой быстрой нейтронной звезды составляет 716 раз в секунду.
Гора Олимп на Марсе
Марсианский вулкан Олимп помещается в штат Аризона
Хотя Марс — относительно небольшая планета, здесь находится самый большой вулкан в Солнечной системе — гора Олимп. Она в 3 раза выше горы Эверест, достигая 624 км в ширину и 26 км в высоту.
На вершине этой невероятной структуры находится кальдера диаметром 80 км.
Спутник Юпитера Ио
Сравнение спутника Юпитера — Ио с Северной Америкой
Спутник Ио является самым вулканическим телом в Солнечной системе. Его диаметр составляет 3636 км, а размер приближен к размеру спутника Земли — Луне. Ио просто крошечный по сравнению с Юпитером, находясь на расстоянии 350 000 км от него (или 2,5 Юпитеров).
Из-за гравитационного притяжения Юпитера ядро Ио расплавлено, а вулканы на поверхности извергают лаву, покрывая Ио желтой серой. Потоки лавы настолько высокие, что, если бы они происходили на Земле, то они были выше Международной космической станции.
Размеры звезд и планет Солнечной системы
Планета Марс
Северная Америка по сравнению с Марсом
Планета Марс не такая большая, как может показаться. Если бы вы решили полететь с одной стороны Марса на другую, это заняло бы 8 часов. Диаметр Марса составляет 6792 км на экваторе, а от полюса до полюса он на 40 км меньше.
Марс является второй самой маленькой планетой в Солнечной системе после Меркурия. На самом деле масса суши Марса почти такая же, как на Земле, и хотя он намного меньше Земли, на нем нет океанов.
Сатурн
На изображении можно увидеть насколько Сатурн превосходит Землю по размерам.
По ширине колец Сатурна поместилось бы 6 планет Земля.
По диаметру основного диска Сатурна может поместиться почти 10 планет Земля, а если можно было бы заполнить пространство внутри Сатурна, в него уместилось бы 764 Земли.
Кольца Сатурна
Вот как бы выглядела наша планета, если бы вместо диска Сатурна поместили Землю
Ледяные кольца Сатурна состоят из миллиардов частиц, начиная от крошечных зерен до глыб размером с гору.
Кольца достигают 1 км в толщину, а расстояние от внутреннего кольца до внешнего составляет 282 000 км, и это три четверти расстояния от Земли до Луны.
Юпитер
Размеры Северной Америки на фоне Юпитера
Юпитер — самая большая планета в Солнечной системе, и его масса больше, чем все планеты и спутники вместе взятые.
Диаметр Юпитера составляет 142 984 км на экваторе. Это в 11 раз больше диаметра нашей планеты. Молнии на Юпитере в 1000 раз сильнее, чем на Земле, а скорость ветра в верхних слоях атмосферы может достигать 100 метров в секунду.
Кроме того, это самая быстро вращающаяся планета, которая совершает оборот вокруг своей оси за 10 часов (Земля совершает оборот вокр у г своей оси за 24 часа).
Солнце
Земля по сравнению с Солнцем
Солнце составляет 99,86 процентов массы всей Солнечной системы, а это значит, что наша Земля, другие планеты и спутники — просто мелкий щебень, оставшийся после формирования Солнца 4,5 миллиарда лет назад.
Обычное солнечной пятно легко затмевает своими размерами Землю. По диаметру Солнца может поместиться 109 планет Земля, а чтобы заполнить объем Солнца, потребовалось бы 1 300 000 Земель.
При ближайшем рассмотрении Солнце выглядит гранулированным, а всего насчитывается до 4 миллионов таких гранул по диаметру диска Солнца, каждая из них размером до 1000 км.
За 1 секунду Солнце выпускает больше энергии, чем было произведено за всю историю человечества. Оно теряет 4 миллиарда материала ежесекундно, но может прожить еще 5 миллиардов лет.
Но стоит помнить, что Солнце — это всего одна из сотен миллиардов звезд в нашей галактике Млечный путь.
Источник
Солнце во сколько раз больше Земли: сравнение по разным параметрам
Солнце – сердце нашей звездной системы. Это тело – шар раскаленного газа, несущий примкнувшие к нему планеты вокруг центра галактики со скоростью около 200 км/с. Даже относительно всех, вместе взятых тел системы Солнце огромно – оно превышает общую массу в 750 раз. Глядя на светило с нашей родной планеты, сложно понять, во сколько раз диаметр Солнца больше Земли.
Размер
Для далекого от мира звезд человека наше светило кажется невероятно огромным, однако специалисты относят его к желтым карликам – таких тел в Галактике просто «пруд пруди». И до сих пор считалось, что оно никак не выделяется среди аналогичных звезд. Но последние годы ученые обнаруживают характеристики, отличающие его от светил того же класса, что и Солнце. Например, оно излучает меньше лучей ультрафиолетового спектра, чем его «собратья». Относительно подобных звезд наше светило имеет большую массу. Кроме того, относясь к переменным звездам, яркости своей заметно не меняет наше Солнце.
Во сколько раз больше Земли наше светило, давно известно, хотя это и сложно осознать человеку. Его диаметр составляет 1392 тысячи километров. Чтобы примерно понять, Солнце во сколько раз больше Земли, нужно представить дом в 5 этажей, высота которого порядка 13,5 метров – это диаметр светила. Рядом с ним лежит шарик, составляющий всего 12,5 см в диаметре – это Земля. Так, наглядно, проще представить себе разницу между этими небесными телами.
Интересно! Если сравнивать светило с черной дырой, расположенной в середине Галактики, то разница будет еще более впечатляющей. В этом случае в виде дома следует представлять уже дыру. А Солнце рядом с ним — примерно как гречневое зернышко.
Диаметры
Радиус нашей звезды – 696 тысяч километров, тогда как нашей планеты – всего 6,371 тыс. Несложно подсчитать, Солнце во сколько раз больше Земли. По линейным размерам оно превышает нашу планету в 109 раз.
Понять же, во сколько раз масса Солнца больше Земли, сложно: светило «весит» два триллиона квадриллионов, тогда как наша планета – 6 секстиллионов. Разница между этими числами в 333 тысячи раз. Это означает, что Солнце в 333 раза «тяжелее» Земли.
Для наглядности можно представить себе нашу планету в виде пшеничного зернышка, весящего около 0,065 грамма. При таких условиях Солнце бы весило около 20 кг – 4 пятилитровые бутылки воды.
Гравитация
Ускорение свободного падения на светиле составляет 274 м/с, что в 28 раз больше земного тяготения. Таким образом, худенькая девушка, попавшая на Солнце и не сгоревшая (представим, что такое возможно), будет весить в два раза больше, чем самый тяжелый человек на Земле (его вес порядка 500 кг).
Объем
Плотность нашей планеты и звезды совершенно различны. Поэтому многих интересует, Солнце во сколько раз больше Земли по объему, ведь пропорции тел по объему не соответствуют пропорциям по весу или линейным размерам. Звезда имеет размер 1.412 х 1018 км3, тогда как голубая планета –10,8321·1011 км3.
Чтобы представить, насколько в реальности Солнце тяжелее Земли на единицу объема, достаточно перевести числа в более простые, понятные человеку. Для этого нужно взять планету и «взболтать» ее, добиваясь однородности состава. Аналогичным образом «поступить» с Солнцем. После этого от каждого тела «отрезать» по кусочку, равному кубическому метру (1 м в ширину, 1 м в дину, 1 м в высоту). Если взвесить получившиеся доли, то куб планеты Земля будет весить порядка 28 тонн, тогда как кубик Солнца – 400 тонн.
Проведя подобные вычисления и измерения несложно понять, что звезда нашей системы по всем параметрам превышает место нашего обитания, и уравнять их никак не получится. Если же сравнивать Солнце со светилами других систем нашей Галактики, оно окажется далеко не самым горячим, не самым большим, не самым массивным. Какие открытия относительно нашей и иных звезд ждут нас в дальнейшем – пока остается только гадать.
Источник