Почему светит Солнце?
В древности люди не знали, почему светит Солнце. Но уже тогда они заметили, что оно появляется рано утром и исчезает вечером, а на смену ему приходят яркие звезды. Его считали дневным божеством, символом света, добра и власти.
Солнце — одна из звёзд нашей Галактики (Млечный Путь) и единственная звезда Солнечной системы. Вокруг Солнца обращаются планеты, кометы, астероиды, метеороиды и другие космические тела.
Сейчас наука шагнула далеко вперед и Солнце уже не столь загадочно для нас. Это не какой-нибудь особенный и неповторимый объект, а звезда. Такая же, как тысячи других, которые мы видим в ночном небе. Но другие звезды очень далеки от нас, поэтому с Земли они кажутся крохотными огоньками. Солнце к нам гораздо ближе, и его сияние видно намного лучше.
Кратка характеристика Солнца
Как и все остальные звезды, Солнце представляет собой огромный горячий шар. Предполагается, что оно образовалось из остатков других звезд около 4,5 миллиардов лет назад. Газ и пыль, освободившиеся из них, стали сжиматься в облако, температура и давление в котором постоянно повышались.
«Разогревшись» примерно до десяти миллионов градусов, облако превратилось в звезду, ставшую гигантским генератором энергии.
- По спектральной классификации Солнце относится к типу G2V (жёлтый карлик).
- Средняя плотность Солнца составляет 1,4 г/см³ (в 1,4 раза больше, чем у воды).
- Эффективная температура поверхности Солнца — 5780 кельвин .
Солнце светит почти белым светом, но прямой свет Солнца у поверхности нашей планеты приобретает некоторый жёлтый оттенок из-за действия атмосферы Земли (при ясном небе, вместе с голубым рассеянным светом от неба, солнечный свет вновь даёт белое освещение).
Зeмля oтдaлeнa oт Coлнцa нa 150 млн. км. Cкopocть cвeтa – З00000 км/c, пoэтoму лучу тpeбуeтcя 8 минут и 20 ceкунд. Ho вaжнo тaкжe пoнимaть, чтo ушли миллиoны лeт, пpeждe чeм фoтoны cвeтa пepeшли c coлнeчнoгo ядpa нa пoвepxнocть.
Структура и состав Солнца
Наше Солнце в основном состоит из двух элементов: водорода (74,9%) и гелия (23,8%). Помимо них там присутствует в маленьких количествах: кислород (1%), углерод (0.3%), неон (0.2%) и железо (0.2%). Внутри Солнце делится на слои:
- ядро,
- радиационная и конвекционная зоны,
- фотосфера,
- атмосфера.
Строение Солнца схематично.Ядро Солнца обладает наибольшей плотностью и занимает примерно 25% от общего солнечного объема.
Именно в солнечном ядре посредством ядерного синтеза, трансформирующего водород в гелий, формируется тепловая энергия. По сути, ядро – это такой себе солнечный мотор, благодаря ему, наше светило выделяет тепло и обогревает всех нас.
Что заставляет Солнце излучать свет?
Древние мыслители думали, что поверхность солнца постоянно горит, и поэтому излучает свет и тепло. Однако это не так. Во-первых, причина излучения тепла и света находится намного глубже поверхности звезды, а именно в ядре . Ну и во-вторых, процессы происходящие в недрах звезд вовсе не похожи на горение.
Солнце содержит огромное количество атомов водорода.
Суть термоядерной реакции
Как правило, нейтральный атом водорода содержит положительно заряженный протон и отрицательно заряженный электрон, который вращается вокруг него. Когда этот атом встречается с другим атомом водорода, их соответствующие внешние электроны магнитно отталкивают друг друга, что предотвращает встречу одного из протонов друг с другом.
Но ядро Солнца сильно разогрето и находится под таким давлением, что атомы перемещаются с большой кинетической энергией, которая позволяет им преодолевать силу, связывающую их структуру, и электроны начинают отделяться от своих протонов.
Это означает, что протоны, обычно находящиеся внутри ядра атома водорода, могут касаться друг друга и объединяются в ядра других элементов.
То есть с научной точки зрения, — это реакция, при которой более легкие атомные ядра — обычно изотопы водорода (дейтерий и тритий) сливаются в более тяжелые ядра — гелия .
Данный процесс, происходящий в недрах звезд, называется термоядерный синтез.
Это процесс перехода материи в энергию, причем из минимального количества материи высвобождается невероятное количество энергии — каждую секунду Солнце излучает 3,9 × 10 в степени 26 Вт мощности.
Чтобы произошла термоядерная реакция необходима невероятно высокая температура — несколько миллионов градусов.
Как можно было догадаться солнце не вечно , оно со временем «спалит само себя». Ученые считают, что в нем еще хватит материи приблизительно на 4-6 миллиардов лет, т.е. где-то на столько же, сколько оно уже просуществовало.
Почему Солнце не взрывается?
Звезда живет за счет притяжения — вот почему они большие, огромные. Чтобы сжать звезду, нужна огромная сила притяжения, для того чтобы выделить невероятное количество энергии, достаточного для термоядерного синтеза. Вот в чем секрет звезд, вот почему они светятся.
Синтез в ядре звезды Солнца, каждую секунду генерирует мощность, которой хватило бы на миллиард ядерных бомб. Звезда — это гигантская водородная “бомба”.
Почему тогда ей просто не разлететься на куски?
Дело в том, что силы тяжести сжимают внешние слои звезды. Сила тяжести и синтез ведут грандиозную войну, притяжение которых хочет смять звезду и энергия синтеза, которая стремится разнести звезду изнутри, этот конфликт и это равновесие создают звезду.
Этот процесс происходит всю жизнь звезды. В результате создается свет и каждый луч совершает невероятное путешествие, проходя 1080 миллионов километров в час. За одну секунду, луч света может семь раз обогнуть землю, ни что во вселенной не движется так быстро.
История изучения светимости Солнца
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.
В 1848 году Роберт Майер выдвинул метеоритную гипотезу, согласно которой Солнце нагревается благодаря бомбардировке 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.
Уравнение Энштейна
Вооружившись знаменитым уравнением Эншнейна, которое предсказывало, что любая масса должно иметь эквивалентное количество энергии, британские астрономы 1920-х годов предположили, что Солнце фактически превращало свою массу в энергию. Однако вместо печи, которая превращает древесину и уголь в золу и почерневший углерод (излучая свет и тепло), центр Солнца больше похож на гигантскую атомную электростанцию.
Только в XX веке было найдено правильное решение этой проблемы, благодаря которой стала понятна природа светимости Солнца.
Сколько будет гореть Солнце?
Эффективность реакции термоядерного синтеза является основной причиной того, что Солнце постоянно излучает тепло, — энергия, выделяемая путем превращения всего одного килограмма водорода в гелий эквивалентна той, которая выделяется при сжигании 20 000 тонн угля. Поскольку Солнце достаточно массивно и относительно молодо, считают, что оно использовало только около половины своего топлива — водорода.
Koгдa Coлнцe изpacxoдуeт вecь вoдopoдный зaпac (1З0 млн. лeт), тo пepeйдeт к гeлию. После этого его светимость будет и дальше увеличиваться, пока Солнце не станет на 121 % ярче и горячее, чем сейчас. и оно перейдет в фазу красного гиганта.
Ученые считают, что через 4–5 млрд лет Солнце расширится и поглотит или очень сильно разогреет Землю.
Пocлe кpacнoгo гигaнтa oнo pуxнeт и ocтaвит cжaтую мaccу в шapикe зeмнoгo paзмepa. Этo cтaдия бeлoгo кapликa. В конце концов, ядро Солнца преобразует весь свой водород в гелий, и звезда умрет. Этого не произойдет еще примерно 5 миллиардов лет. Солнце не может исчезнуть просто так или погаснуть в один миг. Светимость нашей звезды увеличивается на 1 % каждые 110 млн лет за счет сжигания водорода.
Видео
Источник
Почему Солнце светит днём, а звёзды ночью?
Ночью на небосводе можно наблюдать россыпь звезд, а вот Солнца не видно. Днем же ситуация становится противоположной – видно только наше светило? Почему так происходит?
Сначала разберемся с Солнцем. Наша планета вращается вокруг своей оси, поэтому она поворачивается к Солнцу то одной, то другой стороной. В результате иногда наблюдатель может увидеть светило, а иногда – нет, так как оно освещает другую сторону Земли. Именно это вращение планеты и определяет смену дня и ночи. Стоит обратить внимание, что при появлении Солнца на небе (то есть при его восходе) мы не только видим этот огромный огненный шар. Всё небо перестает быть темным и светлеет. Так происходит из-за того, что солнечный свет рассеивается в земной атмосферой. А вот космонавты видят наше светило на темном фоне, ведь в космосе нет атмосферы.
С Солнцем мы разобрались, но почему же звезды не видны днем? Ведь как бы не вращалась Земля, наблюдателю всегда должна быть видна значительная часть космоса, в которой есть звезды! Это так, но их свет очень слабый из-за того, что другие звезды располагаются на огромном расстоянии от Земли. Ночью их тусклость не мешает наблюдениям, но днем всё тот же солнечный свет, рассеянный атмосферой, оказывается более ярким, чем свет звезд. На его фоне звезды почти не видны. Однако самые яркие объекты (Луна, планеты Венера, Юпитер и Марс, звезда Сириус) можно наблюдать и днем, если небо чистое, а Солнце не поднялось достаточно высоко. Космонавты имеют возможность видеть в космосе одновременно и Солнце, и множество звезд, так как им не мешает атмосфера.
Список использованных источников
Источник
Почему Солнце светит днём, а звёзды ночью
Если небо ясное, и на нём нет больших облаков, в дневное время мы видим яркий жёлтый диск Солнца, а ночью – такие же по цвету светила, которые имеют меньший размер и представлены в большом количестве. Так почему Солнце светит днём, а звёзды ночью? Ответ на этот вопрос будет рассмотрен в статье.
Понятия и определения
Звёзды представляют собой крупные по размеру прожектора неба, которые можно увидеть в тёмное время суток. Ведь они способны впитывать свет, а затем выпускать его. Тот факт, что они видятся нам как маленькие точки, объясняется просто: они находятся на невероятно большой дистанции от планеты Земля.
Что касается нашего жёлтого диска, заметного днём, это также светило, но располагается оно максимально близко к нам. Однако на всём небе это не самый крупный объект, есть гиганты с большими размерами. Но из-за далёкого расположения к нам видеть мы их не можем.
Чем это объясняется?
Так почему Солнце светит днём, а звёзды ночью? Объясняется этот феномен непосредственно расположением светового дня. Наше небесное светило показывается из-за линии горизонта с утра, а вечером западает за неё, и свет пропадает. Это позволяет рассмотреть другие субъекты. Такое явление объясняется постоянным движением нашей планеты, заметить которое проблематично.
На протяжении всего дня одна сторона шарика Земли повёрнута к Солнцу, в то время как вторая располагается противоположно, то есть отвёрнута от него. Поэтому, собственно, в разных странах время различается. То есть в одной части света – утро, в то время как другая ещё только начинает погружаться в сон.
Что видят космонавты?
На самом деле, люди, которые бороздят космическое пространство в силу специфики своей профессии, могут наблюдать завораживающие феномены. Находясь на орбите, они видят два явления в один момент времени. То есть им не составляет труда наблюдать темноту в Америке и дневной свет в России. Связано такое положение дел с тем, что на орбите нет воздуха, способствующего прохождению светового потока.
Почему днём звёзды не видны?
Ответ на вопрос, почему ночью нет яркого солнечного света, понятен. Осталось только понять, почему светила, которые светят всегда, не видны днём. Объяснить это можно наличием у планеты Земля атмосферного слоя. Дело в том, что в воздухе происходит рассеивание солнечных лучей. В итоге они создают затмение для свечения далеко расположенных субъектов. После ухода нашего небесного светила это явление прекращается, поэтому рядовой обыватель может запросто видеть тусклый свет.
Источник