Текст книги "Земля и небо"
Автор книги: Александр Волков
сообщить о нарушении
Текущая страница: 10 (всего у книги 12 страниц)
Солнечные пятна
В старину люди считали, что Солнце – самое совершенное небесное светило, какое только может существовать в природе.
– У Солнца нет недостатков! – говорили ученые.
И вдруг… какое разочарование! Галилей направил на Солнце зрительную трубу, предварительно закоптив ее стекло, и увидел на нем темные пятна, которые нельзя видеть простым глазом.
Когда он объявил о своем открытии, ему сначала не поверили. Рассказывают, что Галилей пришел к одному ученому, поклоннику старины, и рассказал про солнечные пятна.
Ученый покачал головой и поучительно ответил:
– Брат мой, я много раз читал и перечитывал старинные книги и могу тебя уверить, что в них не говорится ни о чем подобном. Ступай с миром и знай, что пятна, о которых ты говоришь, существуют у тебя в глазах, а не на Солнце!
Но потом пришлось согласиться, что пятна на Солнце есть. С тех пор, когда хотят оправдать недостатки какого-нибудь выдающегося человека, говорят:
– И на Солнце есть пятна!
Солнечные пятна и протуберанцы.
Что такое солнечные пятна? Некоторые астрономы предполагают, что это огромные области с пониженной температурой, которые образуются на солнечной поверхности. Но от чего они происходят, точно еще не выяснено.
Пятна менее нагреты, чем окружающее их пространство, потому они и кажутся темными. Но не думай, что среди пятен можно спасаться от окружающей жары. Сумели определить, что температура пятен немного ниже 4500 градусов. Это всего на 1500 градусов холоднее окружающего пространства. А темными пятна кажутся, как говорят, по контрасту.
Зажги в темной комнате спичку – она ослепит тебя своим светом. Поставь горящую спичку перед сильной электрической лампой, и пламя спички покажется темным. То же происходит и с солнечными пятнами.
Размеры пятен огромны. Бывают пятна до сотни тысяч километров длиной и шириной. Если бы какое-нибудь тело величиной с Землю упало на такое пятно, оно исчезло бы в нем, как пробковый шарик, брошенный в костер.
Некоторые пятна скрываются вскоре после появления. А другие существуют по нескольку недель и даже месяцев.
Наблюдая за этими долговечными пятнами, астрономы открыли интересное явление. Оказалось, что Солнце, как предвидел еще Джордано Бруно, вращается вокруг оси. Значит, у Солнца есть полюсы и экватор. Но не надо думать, что на солнечном полюсе холоднее, чем на солнечном экваторе.
Солнце вращается вокруг своей оси не так, как Земля. Оно газообразное, и разные его части вращаются с разной скоростью. У экватора вращение быстрее, а у полюсов оно замедляется. Экваториальная область делает полный оборот вокруг солнечной оси примерно за 25 земных суток, а ближе к полюсам время обращения увеличивается до 30 суток.
Долго наблюдая солнечные пятна, астрономы заметили, что количество их то увеличивается, то уменьшается. Оказалось, что солнечные пятна периодичны. Период их примерно одиннадцать лет.
Тебе, конечно, приходилось слышать о северных сияниях, а если ты живешь на Севере нашей страны, то даже видишь их собственными глазами. Причину северных, или полярных, сияний ученые долго не могли определить.
Ломоносов писал: «Весьма вероятно, что северные сияния рождаются от происшедшей на воздухе электрической силы».
Это предположение ученые сумели доказать только в наше время.
Оказалось, что полярные сияния всего чаще и ярче бывают именно в те годы, когда на Солнце больше всего пятен. Солнечные пятна выбрасывают в пространство огромные потоки заряженных частиц. Некоторые из этих частиц долетают до Земли и вызывают полярные сияния, при которых воздух начинает светиться.
От потоков таких частиц, выбрасываемых солнечными пятнами, на Земле возникают магнитные бури.
Магнитная буря совсем не схожа с обыкновенной. Небо может быть безоблачным, в воздухе ни малейшего ветерка, поют птицы… А стрелка компаса вертится во все стороны и никак не может стоять в правильном положении – так, чтобы указывать одним концом на север, а другим на юг.
Если ты отправишься в лес за грибами в пасмурный день и возьмешь компас, чтобы не заблудиться в лесу, магнитная буря может причинить тебе маленькую неприятность.
Северное сияние, наблюдаемое с арктической станции.
А вот во время сильных магнитных бурь на всем земном шаре перестает работать коротковолновая сеть радио, и это очень большая неприятность. У первой советской дрейфующей станции единственной связью с Родиной было коротковолновое радио. И случалось, что радиосвязь прерывалась на два-три дня, а виноваты оказывались большие группы солнечных пятен, проходившие в эти дни по той стороне солнечного диска, которая была обращена к Земле.
Замечено также, что солнечные пятна влияют на нашу земную погоду. Когда на Солнце больше пятен, на Земле бывает больше гроз. Предполагают, что чередование дождливых и засушливых годов тоже связано с периодичностью солнечных пятен. Но это вопрос сложный, он еще мало изучен.
Люди – дети Солнца, но лишь в последние годы стало известно, до какой степени мы зависим от могучего светила, удаленного от Земли на 150 миллионов километров.
Так весной 1960 года на Солнце произошла грандиозная вспышка, отмеченная земными приборами. За ней последовала сильная магнитная буря и перерыв связи между Европой и Америкой. И в те же дни во много раз возросло число смертных случаев от сердечных заболеваний.
Есть очень опасная сердечная болезнь – инфаркт миокарда. Наука открыла гибельное влияние солнечных вспышек на сердечников. Причины его пока еще таинственны, но медицина вплотную подходит к их познанию. Найдено средство борьбы с «солнечной опасностью». На время солнечных вспышек надо помещать больных в специальные палаты, защищенные металлическими экранами от магнитных волн. В некоторых больницах такие палаты уже оборудованы…
Вскрыта зависимость между солнечной активностью и распространением гриппа и других болезней. Стало возможно предсказывать эпидемии, связывая их с циклами солнечной деятельности. Много удивительного и непознанного в нашем мире! Но человек смело открывает его тайны.
Солнечные затмения
В прежние времена солнечные затмения устрашали людей еще больше, чем лунные: люди понимали, что им грозит гибель, если Солнце навсегда исчезнет с неба.
Полное солнечное затмение.
Солнце считалось добрым богом, дающим жизнь всему, что обитает на Земле. И вдруг в ясный безоблачный день на Солнце начинает надвигаться черная, зловещая тень. Она распространяется все шире и шире… Вот уже захватила половину. Вот Солнце стало узким серпом наподобие Луны… и исчезло!
Люди в ужасе. Они думают: наступил последний день Земли, гибнет Вселенная. Животворное Солнце угасло. Должно быть, его уничтожили враждебные силы.
Но тут люди испытывают чувство невыразимой радости: после немногих минут темноты показывается блистающий краешек Солнца. Еще полчаса, и оно снова сияет на небе во всем своем великолепии.
Во время солнечных затмений даже в животном мире наступает волнение и беспокойство. Коровы мычат, овцы блеют, собаки жалобно воют… Ночные птицы вылетают на добычу, а дневные отправляются в гнезда спать.
Солнечные затмения, подобно лунным, бывают полные и неполные. Здесь описано полное затмение. Неполное затмение не производит на людей такого сильного впечатления – просто сила солнечного света уменьшается, но так бывает и в пасмурные дни.
В главе «Лунные затмения» говорилось о том, что астрономы еще в древности научились предсказывать затмения.
Отчего происходят солнечные затмения.
Между лунными и солнечными затмениями большая разница. Лунное затмение можно наблюдать со всех точек Земли, где в это время видна Луна, так как она скрывается в земной тени.
Солнечное затмение получается оттого, что Луна становится между Землей и Солнцем; лунная тень падает на Землю, а так как и Солнце, и Луна, и Земля движутся в пространстве, то лунная тень бежит по земной поверхности с большой быстротой. Только в тех местах, куда падает полоса лунной тени, и видно солнечное затмение.
Ты спросишь: как может маленькая Луна закрыть огромное Солнце? Тут все дело в расстояниях, на которых находятся от нас Луна и Солнце, – ведь Солнце можно закрыть и копеечной монетой, если поднести ее близко к глазу.
Поперечник Солнца в 400 раз больше поперечника Луны, зато Луна в 400 раз ближе к нам, чем Солнце. Поэтому Солнце и Луна представляются людям почти одинаковой величины: иногда Солнце немного больше, иногда немного больше Луна.
Когда центры Земли, Луны и Солнца оказываются на одной прямой линии, наступает полное солнечное затмение, если только в это время Луна кажется больше Солнца. А если Луна кажется меньше, то получается интересное и редкое явление: кольцеобразное солнечное затмение. Во время такого затмения Луна закрывает середину Солнца, а по краю остается блестящий ободок в виде кольца.
Если Луна проходит чуточку в стороне от прямой линии, на которой находятся центры Солнца и Земли, то затмение получается неполное, или, как говорят, частное.
Астроном, живущий в каком-нибудь городе и ожидающий, когда там случится солнечное затмение, может прождать много лет. Особенно редко повторяются в одной местности полные солнечные затмения.
Но, как всегда, из правил бывают исключения. В городе Кзыл-Орда (на берегу Сырдарьи) наблюдались два полных солнечных затмения с промежутком меньше чем в 4 года: 21 сентября 1941 года и 9 июля 1945 года.
А вот еще более удивительное предсказание вычислителей: на острове Завьялова (в северной части Охотского моря) на протяжении всего 16 лет будут наблюдаться четыре полных солнечных затмения: 22 августа 2408 года, 10 апреля 2415 года, 13 августа 2417 года и 31 марта 2424 года! Надо полагать, что астрономы XXV века будут частыми гостями на пустынном островке, затерянном среди холодных волн северного моря.
Очень много наблюдений удалось сделать советским астрономам во время полного солнечного затмения 19 июня 1936 года. Любопытно, что это затмение прошло полосой двухсоткилометровой ширины почти через всю территорию СССР – от берегов Черного моря и до Тихого океана. Путь более чем в 7000 километров лунная тень пробежала всего за 2 часа 20 минут. Это означает, что скорость, с которой передвигается затмение, составляет более 50 километров в минуту, почти километр в секунду.
Пока у людей еще нет таких скоростных самолетов, на которых можно гнаться за солнечным затмением и наблюдать его в продолжение 2–3 часов. Астрономы поступают иначе: они размещаются во многих пунктах земного шара, через которые проходит затмение. Затмение 1936 года наблюдали двадцать восемь советских экспедиций и несколько иностранных. Во время полных солнечных затмений можно наблюдать чрезвычайно интересные вещи, которые нельзя заметить в обычное время.
Солнечная корона
Солнце в старину называли царем планет. Цари носили короны. Есть корона и у Солнца.
О том, что у Солнца есть корона, астрономы впервые узнали во время полных солнечных затмений.
Солнце окружено атмосферой, которая состоит из фотосферы, хромосферы и короны…
Нижний слой солнечной атмосферы, из которого исходит все излучение Солнца, называется фотосферой. Ее высота 100–300 километров. Температура на границе фотосферы около 4500 °C. Фотосфера рождает солнечные пятна.
Выше фотосферы находится хромосфера Солнца, которая простирается на высоту около 14 000 километров. Далее идет солнечная корона.
Короной называется сияние, которое простирается вокруг Солнца на высоту в несколько сот тысяч километров.
Корона светится слабо; яркость короны вдвое меньше яркости полной Луны. Свет Солнца затмевает нежное сияние короны. Но когда весь диск Солнца закроется Луной, на темном небе появляется корона.
В этой книге уже было рассказано о солнечном ветре. Потоки мельчайших заряженных частиц, корпускул, овевают и нашу Землю. И потому не удивительно, что изменения солнечной активности отражаются на нашем самочувствии и состоянии здоровья.
До изобретения фотографии ученые во время затмений срисовывали солнечную корону, а теперь ее фотографируют, и это гораздо удобнее. Ведь полное солнечное затмение продолжается от двух до восьми минут; за это время с трудом успеешь сделать один рисунок, а снимков можно получить несколько десятков и даже тысяч, можно сделать кинофильм.
Кроме солнечной короны, ученые увидели во время затмения какие-то выступы на краю солнечного диска. Одни выступы походили на облака, другие на фонтаны. Назвали эти выступы протуберанцами, образуются они в хромосфере.
Солнечные протуберанцы
Оказалось, что некоторые из протуберанцев действительно огненные облака, плавающие в солнечной атмосфере. Они очень велики и держатся по нескольку часов и даже суток.
Зато другие протуберанцы – это колоссальные языки и фонтаны раскаленного вещества, вылетающие из Солнца на высоту в сотни тысяч километров. А в 1938 году астрономы видели протуберанец в 1,5 миллиона километров высотой. Это был наибольший из всех протуберанцев, когда-либо наблюдавшихся людьми.
Часть солнечной короны.
Да, много нового узнали люди о Солнце с тех пор, как был изобретен телескоп. Прежде Солнце считали светлым сияющим телом, наподобие колоссального железного шара, раскаленного добела.
Но никакое тело не может быть твердым при очень высокой температуре. Солнце газообразно, а газ непрерывно движется при температуре в тысячи, десятки и сотни тысяч градусов. Миллиарды лет существует Солнце, и за это время оно ни секунды не оставалось спокойным. Беспрерывно бушуют на Солнце бури ужасной силы, перед которыми самый свирепый земной ураган покажется дыханием младенца.
Там возникают колоссальные пятна, выбрасывающие в пространство мощные потоки заряженных корпускул; там грохочут чудовищные взрывы, и миллиарды тонн раскаленного газа взлетают со скоростью тысяч километров в секунду. За несколько минут огненный фонтан поднимается на такое расстояние, на каком находится от Земли Луна; и если бы Луна оказалась на его пути, протуберанец окутал бы всю ее огненным покрывалом.
Ученые научились наблюдать протуберанцы не только во время солнечных затмений, но и в любое время. Для этого сконструированы особые телескопы. Специалисты по наблюдению Солнца постоянно следят за протуберанцами, записывают их количество, фотографируют специальными аппаратами, снимают кинокамерами.
Каждый кадр снимается через довольно большой промежуток времени, например через час. Пуская потом ленту с нормальной скоростью, можно видеть, как «живет» протуберанец.
Астрономы нашли, что в те годы, когда на Солнце больше пятен, больше и протуберанцев. Да и появляются они обычно возле солнечных пятен. Вообще на Солнце более спокойные годы сменяются бурными, когда взрывы и извержения солнечного вещества достигают особенной силы. Бурные и спокойные годы вместе составляют период в одиннадцать лет.
Какой кажется наблюдателю солнечная корона во время затмения.
За этот период среднее количество наблюдаемых за год солнечных пятен и их средняя площадь изменяются, то увеличиваясь, то уменьшаясь. Годы с максимумом пятен называются годами активного Солнца.
Температура протуберанцев, окружающих Солнце, около 5000 °C, они темнее солнечного диска, мы их не видим в обычное время. А если бы видели, Солнце казалось бы нам косматым шаром и огромные выступы его оболочки на наших глазах меняли бы свои очертания.
Исследования астрономов показали, что за последний миллиард лет температура Солнца не упала, она все время одинаково высока. Мы с уверенностью можем сказать, что Солнце не остынет в продолжение еще многих миллиардов лет.
Как далеки от нас звезды?
Покинем наш солнечный город и отправимся мысленно путешествовать в далекие края Вселенной.
В этой книжке уже говорилось, что еще в древности люди называли звезды неподвижными. В самом деле, вокруг Земли вращается целиком весь небесный свод (ты теперь знаешь, что это вращение кажущееся). А одна звезда от другой находится все время на одинаковом расстоянии.
Вот созвездие Большая Медведица. Какую фигуру образовывали его семь звезд две тысячи лет назад, такая же она и теперь, такой же останется еще в продолжение нескольких тысяч лет.
Однако неподвижность звезд кажущаяся: они с огромной скоростью несутся в мировом пространстве, но мы не замечаем их передвижений, так как звезды страшно далеки от нас.
В течение нескольких столетий астрономы пытались узнать, насколько далеки от нас звезды, и не могли это сделать.
В 1837 году директор Пулковской обсерватории В. Я. Струве сумел найти расстояние до звезды Беги. Оказалось, что эта звезда примерно в 1700 тысяч раз дальше от нас, чем Солнце!
Важно было сделать первый шаг. Одновременно со Струве и позднее ученые нашли расстояние до многих звезд.
Ближайшую к нам звезду астрономы назвали Проксима, по-латыни это и означает «Ближайшая». Проксима (она находится в созвездии Центавра) – звезда небольшая, ее видно только в хороший телескоп и только с Южного полушария Земли.
Посчитаем, как скоро можно добраться до Проксимы.
А на чем мы отправимся?
Представим себе фантастическую картину.
До Проксимы проложен рельсовый путь, и первый пассажирский поезд ожидает сигнала к отправлению. Мы с тобой, запыхавшись, подбегаем к кассе.
– Есть еще билеты до Проксимы?
– Пожалуйста. – спокойно отвечает кассир.
– Два билета!
– Платите деньги.
– А сколько?
– Сейчас подсчитаю, – говорит кассир. – Так как путь далекий, то начальство дороги установило выгодную для публики цену: по одному рублю за каждый миллион километров.
– Это прямо даром! – радостно удивляемся мы.
– Подождите немного! – улыбается кассир. – Итак, один рубль за миллион километров – это сто пятьдесят рублей за астрономическую единицу. А до Проксимы двести шестьдесят тысяч астрономических единиц, значит… с вас по тридцать девять миллионов рублей, граждане!
Мы пятимся от кассы в испуге.
– А… а как долго будет идти поезд?
– Сейчас высчитаем и это, – успокаивает нас кассир. – Мы отправляем экспресс – триста километров в час. Путь до Солнца занял бы пятьдесят восемь лет, а до Проксимы в двести шестьдесят тысяч раз дальше… Через пятнадцать миллионов лет доедете до цели, товарищи!
– Станции по дороге будут?
– Вряд ли… Разве какая-нибудь комета попадется.
Мы сконфуженно пятимся от кассы.
– В другой раз зайдем, когда будем посвободнее…
Кассир смотрит вслед нам с грустью.
– Видно, не состоится рейс. Все пассажиры убегают…
Оказывается, поезд для межзвездных путешествий совсем неподходящее дело. Мы вспоминаем о ракете. Предположим, что уже изобретено такое горючее, при котором скорость ракеты достигает 20 километров в секунду, 72 000 километров в час.
Сейчас мы с тобой узнаем, нисколько выгоднее лететь на ракете. Скорость ракеты в 240 раз больше скорости поезда, значит, времени понадобится в 240 раз меньше. Делим 15 миллионов на 240.
Фантастические поезда, отправляемые с Земли в мировое пространство.
Однако же! Даже на ракете придется лететь 62 500 лет. Как далеки от нас звезды!
В этой книге уже говорилось, что самое быстрое в мире – световой луч. Каждую секунду он пробегает расстояние в 300 тысяч километров – почти столько же, сколько от Земли до Луны. Вот если бы путешествовать на световом луче!
Расстояние от Земли до Солнца, то есть одну астрономическую единицу, световой луч пробежит за 8 минут 20 секунд. В сутках 1440 минут – это в 173 раза больше, чем 8 минут 20 секунд. Значит, за сутки свет пробегает около 173 астрономических единиц, а за год он проделает путь в 63 000 астрономических единиц, то есть путь, который в 63000 раз больше, чем расстояние от Земли до Солнца.
Расстояние, которое свет проходит за год, астрономы назвали световым годом, и этой огромно, мерой длины измеряют расстояния во Вселенной.
В самом деле, астрономическая единица хороша для Солнечной системы, а когда речь идет о звездных расстояниях, она становится совсем маленькой. Даже до Проксимы 260 тысяч астрономических единиц, а есть звезды, которые в тысячи и даже миллионы раз дальше от Земли. Мерить расстояние до таких звезд астрономическими единицами – это все равно что измерять расстояние от Москвы до Владивостока миллиметрами.
Твердо запомни: год – мера времени, 365 с четвертью суток; световой год – мера длины, 63 000 астрономических единиц.
Сколько световых лет до Проксимы? В одном световом году 63 000 астрономических единиц, а всего до Проксимы 260 тысяч астрономических единиц – это значит, что до нее четыре с лишним световых года.
Вот еще одна фантастическая сценка.
Экспедиция, посланная с Земли до Проксимы, добралась туда. Путешественники взяли с собой мощный радиопередатчик и ведут разговор с Землей.
– Алло, алло! Говорит Проксима! Земля, слышите нас?
– Алло, алло, говорит Земля! Слышим Проксиму хорошо! Как прошло путешествие?
– Очень хорошо! Никаких особенных происшествий по дороге не случилось. Ждем присылки людей и продовольствия.
– А разве вы не нашли там обитаемых планет?
– Пока не нашли. Устроились временно на одной небольшой планете, но природа на ней скудная и пища не годится для земных желудков.
– Хорошо, пришлем пассажирские и транспортные корабли. На этом разговор кончаем. До свиданья, Проксима!
– До свиданья, Земля!
Как ты думаешь, сколько времени займет этот немногословный разговор? Больше 25 лет! Между каждым вопросом и получением ответа на него пройдет больше восьми лет, так как радиоволны летят в пространстве с такой же скоростью, как и свет.
Свет с его колоссальной скоростью, 300 тысяч километров в секунду, мчится от Проксимы до нас больше четырех лет. А есть звезды, которые находятся неизмеримо дальше.
Необъятно велика Вселенная! И почти невозможно представить себе, как далеки от нас даже ближайшие звезды. Быть может, тебе помогут рассказы о поезде, о ракете и о разговоре по радио.
Какой маленькой представляли себе Вселенную древние!
В одной древнегреческой легенде рассказывается, что бог Гефест уронил с неба наковальню, и она летела до Земли девять дней и девять ночей. Древним грекам это расстояние казалось неимоверно большим, а падающий предмет пройдет за девять суток всего 580 тысяч километров – это чуть дальше, чем от Земли до Луны.
Даже Солнечная система в тысячи раз больше, чем вся Вселенная в представлении греков.
