Юрий Мизун - Тайны будущего. Прогнозы на XXI век

Позднее древние греки пошли значительно дальше, около 434 г. до н. э. Анаксагор высказал мысль, что Солнце представляет собой массу раскаленного камня. За это он был изгнан из Афин. Фалес Милетский предсказал солнечное затмение еще в VI в. до н. э. Он знал, что Луна имеет шарообразную форму, а лунный свет не что иное, как отраженный солнечный свет. Продолжатель Фалеса Пифагор и его ученики разработали модель Солнечной системы, в которой Земля и другие планеты двигались вокруг некоторого центрального тела, которое, правда, отождествлялось не с Солнцем (как это есть на самом деле), а с неким «центральным огнем», который остается невидимым. Но уже в III в. до н. э. Аристарх четко сформулировал, что все планеты, в том числе и Земля, движутся именно вокруг Солнца. Поразительно, что эта истина была повторно возвращена людям Коперником в 1543 г. Аристарх решил также вопрос, почему день сменяется ночью. Он понял, что это происходит вследствие вращения шарообразной Земли вокруг своей оси. Но отцом современной астрономии считают не Аристарха, а Гиппарха, жившего во II в. до н. э. Он измерил (естественно, приближенно) диаметр земного шара, расстояние до Луны и ее объем. Гиппарх объяснил истинную причину солнечных затмений. Он разработал метод определения расстояния до Солнца. Метод сам по себе был правильным, но достижимая точность измерений в то время была недостаточной, чтобы получить правильные величины. Расстояние от Земли до Солнца, определенное Гиппархом, оставалось без изменений вплоть до 1620 г. Последующие изменения этой величины были фактически произвольными. Так, Кеплер в 1620 г. увеличил данные Гиппархом величины размеров Солнца и расстояния от Земли до Солнца в три раза. Никаких явных оснований для этого не было. После этого эти величины увеличивались столь же произвольно еще несколько раз. И только в 1672 г. астроном Кассини установил минимальное расстояние от Земли до Солнца. Эта величина была правильной. Она отличается от современной всего на 10 %. Это было подтверждено наблюдениями за Венерой, когда она проходила по диску Солнца. Смысл этих наблюдений состоит в следующем.

Речь идет именно о Венере не случайно. Наблюдениями было установлено, что угол между лучом зрения на Солнце и на Венеру не превышает 45°. Из равнобедренного треугольника Земля — Венера — Солнце можно без труда установить, что его боковая сторона (то есть расстояние Земля — Венера или Венера — Солнце) равна 0,7 расстояния от Земли до Солнца. Значит, если измерить расстояние от Земли до Венеры, то можно определить и расстояние от Земли до Солнца. Расстояние от Земли до Венеры можно определить так. Когда Венера находится точно между Землей и Солнцем, то мы ее «видим» на диске Солнца. В этом случае определить расстояние до Венеры можно точно так же, как определяют расстояние до объекта, находящегося на земле за каким-то непреодолимым препятствием (озером, рекой). Для этого из двух пунктов проводят измерения углов между лучом зрения на объект и линией, соединяющей точки наблюдения. Зная три элемента треугольника (основание и два прилегающих к нему угла), можно определить все другие его элементы, а значит, и истинное расстояние до объекта. Значит, чтобы определить расстояние до Венеры, надо вести наблюдения за ней из двух по возможности сильно удаленных пунктов. Чем больше эта удаленность, тем выше точность в измерении расстояния.

Зная точно одно расстояние (например, от Земли до Венеры), можно определить все остальные размеры Солнечной системы. Дело в том, что наблюдение углов позволяет составить точную схему системы. Остается только установить ее масштаб. А для этого достаточно знать точно одно расстояние. Удобное положение Венера занимает не часто. Это имело место в последнее время в 1874 и 1882 гг., и в ближайшем будущем это снова произойдет 8 июня 2004 г. и 6 июня 2012 г. Но в принципе, кроме Венеры, можно использовать и положение других планет, например Марса или астероида Эроса.

Мы видим светящийся диск Солнца. Почему он светится? Тот свет, который мы видим, зарождается в центральной части Солнца, которую называют ядром. Там идут ядерные реакции, в которых ядра водорода преобразуются в ядра гелия. При этом излучаются кванты с очень высокой энергией. Такое излучение называют гамма-излучением.

Это гамма-излучение из ядра Солнца пробирается к его поверхности очень медленно. На своем пути оно встречает атомы, которые его поглощают. Но эти атомы тут же вновь излучают кванты. Но энергия их меньше энергии поглощенных квантов. Так на пути к поверхности Солнца кванты света многократно поглощаются и вновь переизлучаются. Поэтому они постепенно теряют свою энергию. Это значит, что частота излучения за время его выхода из ядра Солнца на его поверхность уменьшается. Когда излучение выходит наружу, оно становится видимым. Его мы и воспринимаем как Солнце.

Наблюдая с Земли Солнце, мы не видим, что видимый свет исходит не из поверхности, а из слоя определенной толщины. Этот слой называют фотосферой, то есть сферой света. Толщина фотосферы около 300 км.

Энергия из солнечного ядра к его поверхности переносится не только излучением. Имеется и другой способ передачи энергии от очень сильно нагретого слоя в недрах Солнца (несколько миллионов градусов) к относительно холодной его внешней части (всего 6000 градусов). Один из маститых ученых-специалистов по Солнцу сказал, что в данном случае происходит то же, что и в накаленной сковородке с овсяной кашей. Говоря проще, происходит кипение. В сущности, происходит перемешивание, благодаря которому тепло переносится от более горячих областей к менее горячим. Ученые такое перемешивание называют конвекцией.

Под видимой поверхностью Солнца находится слой солнечного газа, который кипит. Эту зону называют зоной конвекции, перемешивания солнечного вещества. Собственно, это перемешивание можно частично наблюдать с помощью телескопов. Когда горячие струи солнечного газа поднимаются к солнечной поверхности, их верхушки видны как более яркие участки фотосферы. Они горячее, поэтому и ярче. Те газы, которые успели охладиться, более темные. Они опускаются вниз. Яркие области в фотосфере имеют размеры около 700 км. Их называют гранулами. Гранулы прямо на глазах возникают и в течение нескольких минут исчезают.

Солнце не ограничивается тем ярким диском, который мы видим. Во время солнечных затмений, когда свет солнечного диска не режет нам глаза, можно видеть свечение за пределами диска. Это говорит о том, что Солнце имеет свою атмосферу.

Самую нижнюю часть солнечной атмосферы назвали хромосферой, то есть окрашенной сферой. Причиной этого послужила красно-оранжевая окраска газа. Здесь преобладает водород, а он светится красным светом. Плотность газа здесь очень малая, в сотни раз меньше плотности воздуха вблизи поверхности Земли.