Очерки о Вселенной
Шрифт:
Так исследования последних десятилетий обнаружили универсальность метеоритного вещества, его распространенность во Вселенной.
Убедившись в чрезвычайной распространенности пылевого вещества во Вселенной, в том, что это один из основных элементов мироздания, мы можем быть подготовлены и к тому, что именно из этого материала формируются по крайней мере некоторые миры, хотя в пространстве между звездами существует, помимо пыли, также и огромное количество разреженного газа, также могущего быть материалом для формирования других небесных тел.
Когда же в телескоп астроном покажет вам в сияющей дали
Часть 2. Мир газа
В известной нам части Вселенной газ является преобладающей формой вещества. В мировом пространстве разреженный газ образует облака колоссальных размеров, называемые туманностями, а уплотненный в огр&мные раскаленные шары он образует звезды, подобные нашему Солнцу. Разреженнейший газ заполняет пространство между звездами.
Строение вещества в форме газа более просто, чем в твердых телах,- в мировом пространстве газы состоят из атомов и простейших молекул, там нет минералов, горных пород и органических веществ.
Изучение небесных газообразных тел очень расширяет наши представления о строении и поведении вещества вообще. Оно дополняет выводы, получаемые в физических лабораториях, так как позволяет наблюдать вещества в таких состояниях, при таких давлениях и температурах, которые неосуществимы в лабораториях. Так изучение гигантских небесных тел позволяет проникнуть в тайны мельчайших частиц вещества, в недра атомов. Изучение газовых миров раскрывает нам не только законы развития материального мира, но и приносит практическую пользу, так как знание законов природы необходимо для ее покорения и изменения.
Глава 6. Ближайшая к нам звезда - Солнце
Первое знакомство
Солнце! Животворящее, ясное, красное, лучезарное! Сколько эпитетов дается тебе! Ты и источник жизни на Земле, ты и глава планетной семьи, ты и ближайшая к нам звезда, ибо каждая звезда - солнце. Можно подойти к Солнцу с разных точек зрения. Есть что сказать о нем и метеорологу, и радисту, и врачу, и ботанику, и химику, и поэту, не говоря уже об астрономах. Много явлений обнаружено на Солнце, и описания многих из них напоминают те, которые делаются в метеорологических обсерваториях при регистрации перемены погоды, сложных движений атмосферных масс. Лишь будущему, но надеемся, близкому, предстоит теоретически охватить эти факты и уложить их в стройную картину физической природы Солнца.
Мы наблюдаем бурные изменения на Солнце, но причина их нам часто далеко еще не ясна, хотя общее строение Солнца нам уже довольно хорошо известно и за последние годы теория солнечных явлений сильно продвинулась вперед. Солнце
Раскаленный газовый шар, излучающий потоки тепла и света, единственный их источник в Солнечной системе, - вот что такое ближайшая к нам звезда.
Рис. 114. Один из крупнейших в мире инструментов для исследования Солнца - башенный солнечный телескоп Крымской обсерватории
Нам известна энергия Солнца по той ее доле, которая падает на Землю с расстояния в полтораста миллионов километров. С учетом поглощения в атмосфере на квадратный сантиметр поверхности, перпендикулярной к солнечным лучам, за минуту падает энергия, которой достаточно, чтобы нагреть два грамма воды на 1 градус. Эта величина несколько меняется с изменением расстояния от Земли до Солнца и, вероятно, в связи с явлениями, протекающими на нашем центральном светиле. До того как были заподозрены колебания в излучении Солнца, эту величину назвали «солнечной постоянной». Геофизики определяют ее прямыми опытами почти ежедневно, например, наблюдая нагревание воды в особых сосудах, выставленных навстречу солнечным лучам.
Умножив солнечную постоянную на величину поверхности сферы с радиусом в полтораста миллионов километров, мы узнаем полное излучение Солнца. Оно составляет 5,43•1027 калорий в минуту. Если эту мощность теплового излучения перевести в механическую мощность, то она составит 5•1023 лошадиных сил. Эту величину трудно себе представить и, может быть, лучше сказать, что если бы мы могли мгновенно обложить Солнце слоем льда толщиной 12 м, то уже через минуту этот слой растаял бы. Если бы мы могли от Земли к Солнцу перебросить мост в виде ледяной колонны толщиной 3 км и могли сосредоточить на нем все излучение Солнца, то уже через секунду он бы растаял, а еще через 8 секунд обратился бы в пар.
Солнечный свет создает на Земле освещение, в 465 000 раз более яркое, чем освещение полной Луны, и чтобы его заменить, нужно 135 000 стандартных (международных) свечей, поставленных на расстоянии 1 м.
Зная расстояние до Солнца и его видимый угловой диаметр (1/2°), мы легко узнаем его линейные размеры. Диаметр Солнца больше земного в 109 раз, поверхность в (109)2, или в 12 000 раз, и объем в (109)3, что составляет 1 300000 раз. (В километрах диаметр Солнца составляет 1 390 600, но число это мало наглядно.)
Разделив полное излучение Солнца на величину его поверхности, мы узнаем, что один ее квадратный сантиметр светит как 50 000 международных свечей. Поверхность Солнца в 10 000 раз ярче расплавленной платины и в 10 раз ярче пламени электрической дуги. Доля света в общем потоке энергии, идущем от Солнца, характеризуется величиной 8 свечей на ватт, тогда как для обычных электрических ламп накаливания она составляет не более 2 свечей на ватт.
Такой высокий коэффициент светового полезного действия солнечного вещества обязан его высокой температуре.