Астрология


Последнии записи



  • Солнце И его значение для Солнечной системы

    Одним из главных объектов современных астрономических исследований бы Солнце - ближайшая к нам заря, наше дневное светило, от которого непосредственно зависит существование жизни на Земле.

    В свое время большой русский ученый К. А. Тімірязєв говорил, что человек имеет право величать себя сыном Солнца. И, действительно, вся наша жизнь тесно связана с солнечной энергией. Мы пользуемся ею буквально на каждом шагу - не только тогда, когда загораем, но и когда едим, сжигаем топливо, потому что и в минеральных видах топлива, и в еде сконцентрирована преобразованная энергия нашего дневного светила.

    Интересно, что свою зависимость от Солнца люди поняли сызвека. Они не знали природу дневного светила, не имели ни наименьшего представления о закономерностях явлений, которые на нем происходят, но на основе своего практического опыта понимали, что без Солнца не может быть и жизнь. Не удивительно, что они боготворили Солнце, молились ему, приносили жертвы - Солнце было одним из самых первых и самых могучих божеств.

    Изучение Солнца и зрение. Исследование Солнца - одно из центральных заданий современной астрофизики. Это объясняется, с одной стороны, тесной связью, которая существует между деятельностью Солнца и земными процессами, а из второго - тем обстоятельством, что Солнце - типичная заря.

    Согласно данным современной астрофизики около 98 % того вещества, которое сосредоточено в разных космических объектах, приходится на заре. Изучая Солнце - ближайшую к нам и потому наиболее доступную для исследования зорю, мы много узнаем о зорях вообще. Таким образом, значение исследований Солнца выходит за пределы сугубо "солнечной астрономии".

    Но справедливым является и противоположное: изучая другие зори, мы много узнаем и о Солнце. Другими словами при исследовании нашего дневного светила астрономы также широко пользуются уже знакомым нам методом сравнения.

    Напомним, что в основе этого метода лежит одно у важнейших положений материалистической диалектики о связи общего, отдельного и единичного. Отдельное не существует иначе, как в той связи, которая ведет к общему. Внутренние закономерности отдельного, единичного, частичного - планеты, зари, галактики или любого другого объекта окружающего мира - могут быть понятны лишь в том случае, если мы будем рассматривать этот объект как часть общего: огромному количеству планет, зрение, галактик и т. д.

    С другой стороны, как подчеркивал В. І. Ленин, "общее существует лишь в отдельном, через отдельное" '. Это значит, что познание общих закономерностей строения и эволюции планет, зрение, галактик и т. д. может быть достигнуто лишь на основе изучения и сравнения свойств разных представителей соответствующего класса объектов, подобных по своей природе.

    Солнце и зори - "черные ящики". При изучении Солнца и зрение астрономы сталкиваются с очень серьезной трудностью. Дело в том, что электромагнитные излучения, которые несут информацию о физических процессах, которые происходят на этих небесных телах, рождаются в их поверхностных слоях. Тома, наблюдая Солнце и другие зори в разных диапазонах электромагнитных волн, мы не достаем сведений о процессах, которые происходят в их недрах. Тем временем именно эти процессы порождают внутрисолнечную и внутризвездную энергию.

    Таким образом, астрономы имеют дело с ситуацией, которое получило в кибернетике название ситуации "черного ящика". "Черный ящик" - объект, внутреннего строения которого

    Мы не знаем. Известны только "входные сигналы" - то, которое поступает в "черный ящик" извне, и "исходные сигналы" - то, которое выходит из него наружу. Задание заключается в том, чтобы за соотношением входных и исходных сигналов построить теоретическую модель внутреннего "строения" "черного ящика".

    Для решения этого задания существует два пути. Первый - путь наблюдений. Наблюдать те входные сигналы, которые поступают к "черному ящику" естественным образом, независимо от нас, и регистрировать то, которое происходит на выходе. Второй путь - экспериментальный: самим подавать на вход разные сигналы и сравнивать с тем, которое происходит на выходе.

    Относительно Солнца и зрение второй путь, по крайней мере в настоящее время, неосуществимый. Более того, мы не знаем и таких естественных процессов, внешних относительно Солнца и зрение, которые могли бы существенно влиять на состояние этих небесных тел. Исключение составляют лишь некоторые физические процессы, которые происходят в двойных системах, но они в основном связаны с зорями особенного типа - нейтронными звездами.

    Таким образом, Солнце и зори - это "черные ящики" без входа. В этой связи задание их изучения очень усложняется. Создавать модели их внутреннего строения придется только по результатам наблюдения "исходных сигналов", то есть процессов, которые происходят в поверхностных слоях этих небесных светил.

    Однако в последние годы появилась возможность использовать новый канал информации, которая дает ведомости непосредственно из центральных районов Солнца. Идет речь о так называемой нейтринну астрофизике. Если источником энергии Солнца являются термоядерные реакции, то в ходе их должны рождаться нейтрино - элементарные частицы, которые имеют колоссальную проникающую способность. Свободно пронизывая толщу солнечного вещества, они выходят в космическое пространство, и определена их часть достигает Земли. Регистрируя поток солнечных нейтрино, мы можем судить о процессах, которые идут в недрах Солнца. За последние годы созданы специальные приборы для регистрирования солнечных нейтрино, и добыто первые, правда еще противоречивые, данные. Создаются новые, более совершенные нейтринні детекторы. И ученые упования на нейтринний канал информации большие.

    Развитие нейтринної астрофизики - это еще один пример расширения возможностей изучения Вселенной благодаря развитию новых методов исследования.

    Солнце и жизнь Земли. "Вся доступная нам природа образует некоторую систему, некоторую совокупную связь тел, причем мы понимаем здесь под словом тело все материальные реальности, начиная со звезды и кончая атомом. " '

    Одно из проявлений этой общей взаимосвязи - взаимосвязь солнечных и земных процессов, влияние на земные явления так называемой солнечной активности.

    За последние десятилетия накоплено большое количество данных, которые свидетельствуют о том, что колебания солнечной активности оказывают определенное влияние на большинство геофизических процессов, а также на явления, которые происходят в биосфере нашей планеты, то есть в животном и растительном мире Земли, в том числе в организме человека.

    В частности, многие исследователи приходят к выводу о зависимости между состоянием солнечной активности и разными аномалиями в процессах погоды и климата. Было отмечено, что в периоды максимума солнечной активности происходит интенсивный обмен воздушными массами между тропическим и полярным районами нашей планеты. Теплый воздух проникает далеко на север, а холодное - на юг. Погода становится неустойчивой, а атмосферные явления приобретают иногда достаточно бурного характера.

    Сравнивание в течение длительного времени специальных "карт солнечной активности" с метеорологическими данными показало, что вскоре после прохождения активных районов через центр солнечного диска в земной атмосфере нередко возникают сильные возмущения, которые ведут к образованию циклонов и антициклонов и к резким изменениям погоды. Есть также основания допускать, что активные явления на Солнце влияют и на такие геофизические явления, как извержение вулканов, землетрясения, колебания уровней моров и океанов. Они могут даже вызывать изменения скорости суточного вращения нашей планеты.

    Однако физический механизм, который связывает колебание солнечной активности и процессы, которые происходят в атмосфере Земли, ее недрах и биосфере, пока что остается неясным. В этом направлении ведутся настойчивые исследования.

    Еще в тридцатые годы по инициативе советского ученого профессора О. Л. Чижевського был осуществлен длительный эксперимент из сопоставления данных об уровне солнечной активности с состоянием большого количества пациентов медицинских заведений. При этом выяснилось, что периоды усиления активности Солнца совпадают с резким ростом сердечных заболеваний. Аналогичные наблюдения, проведенные уже в наше время, показали, что значительная часть обострений разных заболеваний, совпадает с прохождением солнечных пятен через центральную часть диска Солнца. Было также замечено, что солнечные вспышки влияют на состояние нервной системы человека. Даны, какие свидетельствуют о том, что солнечная активность оказывает определенное влияние на физические и химические процессы, которые происходят в так называемых коллоидных системах. А такие системы представляют основу биологических объектов.

    Исследования последних лет показали, что изменения магнитных полей на Солнце отражаются на состоянии межпланетного магнитного поля. При этом "передаточной инстанцией" является так называемый солнечный ветер потоки солнечной плазмы, которая двигается от нашего дневного светила и пронизывает пространство Солнечной системы. А межпланетное магнитное поле опять же при участии солнечного ветра в свою очередь влияет на состояние земного магнетизма.

    В результате исследований советского астрофизика члена-корреспондента АН СССР Е. Р. Мустеля и ряду других ученых была выявлена зависимость процессов, которые происходят в нижних слоях воздушной оболочки Земли - тропосфере, - от физического состояния потоков солнечных частиц в околоземном пространстве. Не вызывает сомнений роль корпускулярных излучений 00Н-ця и в возникновении магнитных бур. Солнечные корпускулярные потоки, которые являются особенно интенсивными в периоды усиления активности дневного светила, двигаются в пространстве, захватывая с собой магнитные поля. Встречая на своем пути Землю, магнитные поля таких потоков начинают взаимодействовать с магнитным полем нашей планеты, вызывая его возмущение, а также существенно влияя на физическое состояние верхних слоев земной атмосферы. В частности, в атмосфере возникают дополнительные электрические токи, изменяется электрический потенциал планеты. Вследствие этого мы оказываемся в переменном электрическом поле, которое может негативно отражаться на состоянии живых организмов.

    С другой стороны, нельзя не учитывать и такого существенного фактора, как приспосабливаемая живых организмов к внешним условиям. Исходя из того, что мы знаем о нашем дневном светиле, колебание солнечной активности не е чем-то характерным только для нашей эпохи. По-видимому, подобные явления происходили на Солнце всегда, по крайней мере в те последние четыре миллиарда лет, в течение которых на Земле развивалась жизнь.

    Но в таком случае в процессе естественного отбора и борьбы за существование живые организмы нашей планеты должны были приспособиться к колебаниям солнечной активности и произвести относительно них определенную стойкость. Почему же изменения уровня активности нашего дневного светила могут влиять на биосферу?

    Возможно, объяснение заключался в том, что солнечная активность влияет лишь на те организмы, которые в данный момент времени по той или другой причине находятся в неустойчивом состоянии.

    Однако исчерпывающий ответ на этот вопрос можно дать только тогда, когда будут выяснены все звенья передаточного механизма, который связывает солнечную активность и биосферу нашей планеты.

    Надо обратить внимание и на то обстоятельство, что наши современные знания о солнечно-земных связках имеют в основном статистический характер. Нам известно, что, когда на Солнце происходят колебания уровня активности, то на Земле наблюдается ряд определенных геофизических явлений и явлений в биосфере. Но, как и в случае с влиянием, солнечной активности на погоду, физический механизм, что связывает эти два ряды явлений, пока что остается неясным.

    Познание этого механизма помогло бы глубже понять взаимосвязь разных мировых процессов. Дело в том, что световое излучение и радиоволны приносят сведения об активных явлениях на Солнце намного раньше, чем корпускулярные потоки, порожденные этими явлениями, преодолевают расстояние к земной орбите. И когда бы мы знали закономерности солнечно-земных связей, то могли бы заранее прогнозировать земные последствия солнечных процессов и в случае необходимости принимать соответствующие меры.

    Использование солнечной энергии. В проблемы Солнце - Земля есть еще одна сторона, которая имеет чрезвычайно важное значение для человечества. Идет речь о возможностях использования солнечной энергии.

    Солнце излучает огромное количество энергии. И хоть на долю нашей планеты приходится всего лишь одна двухмиллиардная ее часть, это очень много. В течение всего лишь нескольких десятков суток от Солнца поступает на Землю такое же количество энергии, которое можно сравнить с энергией всех существующих на Земле запасов топлива.

    Вполне естественно, что перед наукой и техникой стоит вопрос о практическом использовании солнечной энергии. Первые успешные шаги в этом направлении уже сделаны. Как известно, электрическую энергию для питания бортовой аппаратуры искусственных спутников Земли, орбитальных и межпланетных станций производят полупроводниковые солнечные батареи - прямые преобразователи солнечной энергии в электрическую.

    Действуют солнечные установки и на Земле. Это в основном разные водонагреватели, предназначенные преимущественно для бытовых потребностей. Создаются и первые экспериментальные станции промышленного назначения. При этом самым перспективным является применение полупроводниковых преобразователей солнечной энергии. Но поскольку коэффициент полезного действия современных солнечных полупроводниковых батарей сравнительно невысокий, то создание подобных установок в настоящее время является экономически нецелесообразным.

    Однако ученые и инженеры работают над совершенствованием солнечных батарей, и можно допускать, что со временем солнечное излучение станет одним из важнейших источников электрической энергии. Рассматриваются также проекты орбитальных солнечных электростанций, способных сделать существенный взнос в энергетический баланс земной цивилизации.

    Но, по-видимому, особенно привлекательным е овладение механизмом фотосинтеза, удивительного естественного процесса, который происходит в зеленом листке растений, где под действием солнечного излучения по воде и углекислому газу атмосферы синтезируются пищевые вещества и выделяется необходимый для дыхания кислород. Если бы удалось раскрыть закономерности фотосинтеза и научиться осуществлять этот процесс искусственным путем вне растений, то коренным образом изменилось бы существование человека. Тогда большинство жизненно необходимых пищевых продуктов можно было бы производить на специальных фабриках без помощи сельского хозяйства, в заранее запланированных количествах независимо от погодных, климатических и других естественных условий.

    Методические рассуждения. Надо особенно подчеркнуть, что Солнце и его излучение - те космические факторы, от которых в большой степени зависит состояние нашей непосредственной земной среды жизни. Взаимосвязь физических процессов, которые происходят на Солнце, и геофизических явлений, а также явлений в биосфере нашей планеты - одно из проявлений общей взаимосвязи мировых процессов.

    Надо также отметить, что изучение закономерностей солнечно-земных связей принадлежит к числу тех фундаментальных проблем современной астрономии, которые имеют непосредственное практическое значение.

    В мире зрение. Звездное небо на первый взгляд удается неизменным. Из года в год, из столетия в столетие людям сияют одни и те же зори, не изменяются также знакомые очертания созвездий. Однако впечатление это обманчиво. В действительности космические объекты и эволюционируют и перемещаются в пространстве, и только огромные расстояния и относительно небольшая сравнительно с продолжительностью космических процессов длительность человеческого существования не дает нам возможность все эти изменения наблюдать непосредственно.

    Поэтому чуть ли не самым главным заданием современной астрофизики является изучение эволюции космических объектов, условий и закономерностей их возникновения и развития. В этом ключ к пониманию строения того света, в котором мы живем и частью которого мы являемся, осознания того положения, которое в этом мире занимает человек и человечество.

    И вполне естественно, что среди разнообразных проблем эволюции одно из первых мест занимают проблемы происхождения и развития зрение, небесных тел, в которых сосредоточено подавляющее большинство вещества всех космических объектов.

    Согласно данным астрономических наблюдений, а также теории строения и эволюции зрение разные зори имеют разный возраст. В течение своего длительного и сложного пути развития они переходят из одной стадии в другую. Эти стадии связаны главным образом с течением тех физических процессов, вследствие которых происходит выделение энергии и свечение зрение. Идет речь о гравитационном сжатии и термоядерных реакциях. И чем более массивная заря, тем быстрее она преодолевает каждую дежурную стадию.

    Поэтому чем большая масса зари, которую она имеет на том или другом этапе своей эволюции, тем больше должен быть ее возраст. Понятно, оценка возраста зари за ее массой является достаточно приблизительной, поскольку нам неизвестно, находится ли заря в начале или в конце дежурного этапа своей эволюции.

    Есть и другие способы определения длительности существования конкретных зрение, но и они в значительной степени приблизительные. Однако добытые результаты показывают, что эта длительность отличается в достаточно широких пределах. Есть зори молодые и зори стары. Более того, существуют разные поколения зрение. Зори первого поколения формировались в то время, когда окружающая среда складывалась на три четверти из водорода и на одну четверть из гелия. В конце своего существования эти зори, разрушаясь, обогащали среду и более тяжелыми элементами, которые образовались в их недрах в процессе термоядерного синтеза. Поэтому в зорях второго поколения должны содержаться больше тяжелых элементов. Если выходить из этого признака, то наше Солнце принадлежит, очевидно, к зрение второго поколения.

    Методические рассуждения. Средняя продолжительность жизни зрение, которое представляет миллиарды лет, не дает возможность проследить за эволюцией той или другой конкретной зари в течение более-менее значительного периода ее существования. Даже сто и тысяча лет в жизни зари - это мгновение в жизни человека. На помощь астрономам приходит уже знакомый нам метод сравнения. То, чего нельзя достичь путем наблюдений по состоянию одной отдельно взятой зари, можно осуществить, сравнивая между собой зори одного и того же типу, но разного возраста. Такой "вековой ряд" словно бы заменяет состояния отдельной зари, которые идут во времени друг за другом.

    Наибольшую часть своей жизни из момента, когда в их недрах зажигаются термоядерные реакции и к моменту "выгорания" водорода, обычные, "нормальные" зори находятся в устоявшемся состоянии. Поэтому главный интерес для науки представляют начальный и завершающий этапы в их жизни, когда события разворачиваются достаточно бурно - процессы "рождения" и "умирания" этих космических тел.


    Похожие записи: