Pentru ca focul să ardă mult timp, lemne de foc trebuie aruncate constant în el. Cu toții știm despre asta. Dar întrebarea este, de ce nu iese soarele? De ce soarele arde multe miliarde de ani și încă strălucește puternic și încălzește fierbinte? Ce fel de combustibil nu permite soarelui să iasă? Și de ce soarele este mereu atât de fierbinte? Câte de ce sunt întrebat de micile noastre „de ce”. Ei bine, hai să încercăm să răspundem la întrebările lor.

Odată, cu mult timp în urmă, oamenii de știință credeau că cărbunele arde, dar după ce au calculat câți ani ar putea dura acest combustibil pentru soare, au fost surprinși că tot cărbunele ar fi trebuit să se ardă de mult și apoi să se stingă.

Timpul a trecut, iar soarele nici nu s-a gândit să iasă și parcă râde de oamenii de știință: „Aha! Nu pot ghici secretul meu principal! Nu trebuie să-mi cunoști cele mai adânci secrete, este suficient să te țin de cald.” — Ce vrei să spui de ce? - oamenii de știință au fost și mai surprinși, „dacă îți rezolvi secretul, atunci pe pământul nostru poți crea mulți sori artificiali mici! La urma urmei, energia ta solară este foarte ieftină în comparație cu alte tipuri de energie.

De exemplu, oamenii trebuie să extragă cărbune de sub pământ și să-l încarce pe platforme uriașe de cale ferată. Conduceți această cantitate de neconceput de cărbune către centralele electrice, astfel încât acestea să genereze electricitate. Și atunci, resursele planetei nu sunt nesfârșite, în fiecare an, cărbunele și gazele de pe pământ devin din ce în ce mai puține. Rezervele lor dispar din ce în ce mai repede pentru că omenirea are nevoie din ce în ce mai multă energie. Și rezervele tale de energie solară sunt nesfârșite. Și pentru a obține energie solară, nu trebuie să săpați puțuri adânci pentru petrol sau să construiți mine subterane pentru cărbune. De aceea trebuie să știm pe ce fel de lemn de foc magic arzi tu, soarele.

Într-adevăr, dacă s-ar găsi un astfel de „lemn de foc”, atunci toată tehnologia pământului ar începe să funcționeze, doar pe energia soarelui. Această energie ar încălzi și ne-ar lumina casele, ar deveni un asistent indispensabil în cultivarea legumelor și fructelor.

Dar totuși, oamenii de știință noștri au reușit să rezolve ghicitoarea. Ei au învățat să transforme materia, eu o transform unul în celălalt. De exemplu, hidrogenul gazos, oamenii de știință transformă heliul în gaz. Sau heliul este transformat în carbon solid. Și dacă trebuie să transformați carbonul solid în magneziu metal, o fac și ei. Ele pot transforma magneziul în siliciu, iar siliciul în sine în siliciu obișnuit, din care se pot face destul de multe lucruri necesare.

Oamenii de știință, în ciuda dificultăților, au obținut rezultate foarte bune și au descoperit că atunci când o substanță este transformată în alta, foarte un numar mare de! Oamenii de știință numesc asta o reacție. Și aceasta este o descoperire uriașă în știința terestră. Imaginați-vă că în loc de munți uriași de cărbune, un mic bob de mazăre - o substanță - va fi încărcat pe navă. Când această substanță de mazăre este transformată într-o altă substanță, va elibera atât de multă energie încât va fi suficientă pentru o călătorie foarte lungă.

Dar, din păcate, până acum toate acestea sunt în teorie, pentru că pentru ca astfel de transformări să devină realitate sunt necesare astfel de condiții speciale, încă imposibil de creat. Dar oamenii de știință sunt sigur că vor găsi ceva. Și vor crea aceleași condiții ca la soare, într-un recipient mic. La urma urmei, la soare apar constant reacții similare: hidrogenul este transformat în heliu, iar heliul este transformat în carbon, ... prin urmare, soarele nu se răcește foarte mult timp și este puțin probabil să se răcească în viitorul apropiat . El este sortit să ardă multe miliarde de ani!

Cred că nu este un secret pentru nimeni că soarele nostru și stelele pe care le vedem noaptea pe cer sunt aceleași. Doar că stelele „nopții” sunt mai departe de noi decât soarele.

Stele- Acestea sunt acumulări uriașe sferice de gaz fierbinte. De regulă, stelele constau din mai mult de 99% din gaz, fracțiunile de procent rămase reprezintă un număr mare de elemente (de exemplu, există aproximativ 60 dintre ele în soarele nostru). Temperatura suprafețelor diferitelor tipuri de stele variază de la 2.000 la 60.000 de grade Celsius.

Ce face ca stelele să emită lumină? Gânditorii antici credeau că suprafața soarelui arde în mod constant și, prin urmare, iradia lumină și căldură. Cu toate acestea, nu este. În primul rând, motivul emisiei de căldură și lumină este mult mai profund decât suprafața stelei, și anume în miez. Și în al doilea rând, procesele care au loc în adâncurile stelelor nu seamănă deloc cu arderea.

Procesul care are loc în interiorul stelelor se numește. Pe scurt, fuziunea termonucleară este procesul de transformare a materiei în energie, iar o cantitate incredibilă de energie este eliberată dintr-o cantitate minimă de materie.

Din punct de vedere științific, aceasta este o reacție în care nuclee atomice mai ușoare - de obicei izotopii hidrogenului(deuteriu și tritiu) se contopesc în nuclee mai grele - heliu. Pentru ca această reacție să aibă loc, este necesară o temperatură incredibil de ridicată - câteva milioane de grade.

Această reacție are loc în soarele nostru: la o temperatură centrală de 12.000.000 de grade, 4 atomi de hidrogen se contopesc într-un nucleu de heliu și se eliberează o cantitate inimaginabilă de energie: căldură, lumină și electromagnetism.

Cum ai putut ghici soarele pentru totdeauna, se va „arde singur” în timp. Oamenii de știință cred că încă mai există suficientă materie în ea pentru aproximativ 4-6 miliarde de ani, adică. undeva atâta timp cât a existat deja.

E greu de crezut, dar acele stele care strălucesc noaptea de pe cer și Soarele care ne luminează ziua, sunt una și aceeași. De ce Soarele strălucește ziua și nu noaptea ca stelele „normale”? Să ne scufundăm în știință.

Detalii despre soare

Soarele este steaua cea mai apropiată de planeta noastră. Soarele este centrul sistemului nostru planetar, care și-a luat numele de la numele stelei - Solar.

Distanța de la Pământ la Soare este de aproximativ 150.000.000 de kilometri. Masa unei stele numită Soare este de 330.000 de ori mai mare decât masa planetei noastre. În același timp, Soarele nu este un corp solid, ca Pământul, ci este o acumulare sferică de gaze fierbinți.

Dacă cineva nu crede în natura gazoasă a Soarelui, atunci imaginați-vă: temperatura de la suprafața sa este de aproximativ 6000 de grade Celsius. Miezul (partea centrală) a Soarelui este încălzit la milioane de temperaturi. Niciun material, aliaj sau element cunoscut în prezent de știință nu va putea menține o stare solidă la asemenea temperaturi.

De ce strălucește soarele: o explicație științifică

Se credea că Soarele strălucește din cauza arderii elementelor care alcătuiesc compoziția sa. Dar, conform estimărilor brute, chiar și cele brute, nu se poate „arde” de miliarde de ani, Soarele ar fi trebuit să se stingă cu mult timp în urmă, după ce a pierdut masa, rupând astfel echilibrul gravitațional în sistemul de planete și lăsându-le să plutească. liber peste întinderile Galaxiei. Dar acest lucru nu se întâmplă, Soarele strălucește de miliarde de ani și nu se gândește să se usuce. Ce face soarele să strălucească?

Oamenii de știință au descoperit și au demonstrat că strălucirea Soarelui este rezultatul eliberării de cantități colosale de energie obținută ca urmare a proceselor termonucleare care au loc în acesta.

Procesele termonucleare sunt remarcabile prin faptul că atunci când materia este consumată, este eliberată de milioane de ori mai multă energie decât în ​​timpul arderii. Da, de aceea energia termonucleară este viitorul, minusul ei este complexitatea declanșării reacției. Pentru a începe o reacție termonucleară necesită o cantitate uriașă de energie și tipuri complexe de consumabile, cum ar fi uraniul sau plutoniul sintetic.

De ce soarele strălucește ziua și nu noaptea?

Totul este simplu aici. Însuși fenomenul nopții este întoarcerea unei părți a planetei cu „spatele” la Soare. Și din moment ce planeta se rotește uniform în jurul axei sale, iar revoluția durează aproximativ 24 de ore, este ușor de calculat timpul alocat nopții - 12 ore. Deci, se dovedește că jumătate din Pământ este întors spre Soare timp de 12 ore și îl luminează, iar în restul de 12 ore se află pe cealaltă parte a globului, neluminat de Soare. Se pare că atunci când Soarele strălucește, avem zi, iar când Soarele nu luminează partea noastră de Pământ, avem noapte. Fenomene precum dimineața și seara sunt efecte secundare cauzate de natura ambiguă a luminii și efectul concomitent al difracției.

Așa că, știind acum de ce strălucește Soarele, ar trebui să afli și tu cât de mult mai are să ne facă pe plac. Este vorba despre aproximativ 5 miliarde de ani, după ce a pierdut aproximativ un procent din masa sa, Soarele își va pierde stabilitatea și se va stinge.

Stelele radiază cantități uriașe de căldură și lumină timp de multe miliarde de ani, ceea ce necesită un consum mare de combustibil. Până în secolul al XX-lea, nimeni nu-și putea imagina ce fel de combustibil era. Cea mai mare problemă în fizică a fost marea întrebare - de unde își iau stelele energia? Tot ce puteam face a fost să privim în sus spre cer și să ne dăm seama că există o „gaură” uriașă în cunoștințele noastre. Pentru a înțelege secretul stelelor, era nevoie de un nou motor de descoperire.

Era nevoie de heliu pentru a debloca secretul. Teoria lui Albert Einstein a demonstrat că stelele pot obține energie din interiorul atomilor. Secretul stelelor este ecuația lui Einstein, care este formula E \u003d ms 2. Într-un fel, numărul de atomi care alcătuiesc corpul nostru este energie concentrată, energie comprimată, energie comprimată în atomi (particule de praf cosmic) care alcătuiesc universul nostru. Einstein a demonstrat că această energie poate fi eliberată prin ciocnirea a doi atomi. Acest proces se numește fuziune termonucleară, această forță este cea care hrănește stelele.

Imaginați-vă, dar proprietățile fizice ale unei particule mici, subatomice, determină structura stelelor. Datorită teoriei lui Einstein, am învățat cum să eliberăm această energie în interiorul atomului. Acum oamenii de știință încearcă să simuleze sursa energiei stelare pentru a câștiga putere asupra puterii fuziunii în laborator.

În interiorul zidurilor laboratorului, lângă Oxford, în Anglia, se află mașina pe care Andrew Kirk și echipa sa o transformă într-un laborator „vedetă”. Această instalație se numește Tokamak. Practic, este o sticlă magnetică mare care conține o plasmă foarte fierbinte care poate simula condiții precum interiorul unei stele.

În interiorul Tokamak, atomii de hidrogen se opun unul altuia. Pentru a împinge atomii unul împotriva celuilalt, tokamak-ul îi încălzește până la 166 de milioane de grade, temperatură la care atomii se mișcă atât de repede încât nu pot evita să se ciocnească unii cu alții. Încălzirea este o mișcare, mișcarea particulelor încălzite este suficientă pentru a depăși forța de respingere. Călătorind cu mii de kilometri pe secundă, acești atomi de hidrogen se ciocnesc unul de altul și se combină pentru a forma un nou element chimic, heliu, și o cantitate mică de energie pură.

Hidrogenul cântărește puțin mai mult decât heliul, în procesul de ardere masa se pierde, masa pierdută este transformată în energie. Un tokamak poate suporta fuziunea unei fracțiuni de secundă, dar în interiorul unei stele, fuziunea nucleelor ​​nu se oprește de miliarde de ani, motivul este simplu - dimensiunea stelei.

O stea trăiește prin gravitație. De aceea stelele sunt mari, uriașe. Pentru a comprima o stea, ai nevoie de o forță uriașă de atracție pentru a elibera o cantitate incredibilă de energie, suficientă pentru fuziunea termonucleară. Acesta este secretul stelelor, de aceea ele strălucesc.

Sinteza în miezul stelei solare generează în fiecare secundă puterea care ar fi suficientă pentru un miliard de bombe nucleare. O stea este o bombă uriașă cu hidrogen. Atunci de ce nu se sparge în bucăți? Faptul este că gravitația comprimă straturile exterioare ale stelei. Gravitația și sinteza duc un mare război, a cărui atracție vrea să zdrobească steaua și energia de fuziune care vrea să arunce steaua din interior, acest conflict și acest echilibru creează o stea.

Aceasta este o luptă pentru putere care continuă de-a lungul vieții unei stele. Aceste lupte pe stele sunt cele care creează lumina și fiecare rază a călătoriei stelare face o călătorie incredibilă, lumina călătorește cu 1080 de milioane de kilometri pe oră. Într-o secundă, un fascicul de lumină poate înconjura pământul de șapte ori, nimic din univers nu se mișcă atât de repede.

Deoarece majoritatea stelelor sunt foarte departe, lumina călătorește sute, mii, milioane și chiar miliarde de ani pentru a ajunge la noi. Când stația spațială care orbitează Hubble privește în colțurile îndepărtate ale universului nostru, vede o lumină care a călătorit de miliarde de ani. Lumina stelei Etequilia pe care o vedem astăzi pornește într-o călătorie - acum 8.000 de ani, lumina Betelgeuse zboară de când Columb a descoperit America - acum 500 de ani. Chiar și lumina Soarelui zboară până la noi timp de 8 minute.

Când soarele sintetizează heliu din hidrogen, se produce o particulă de lumină, un foton. Acest fascicul de lumină are o călătorie lungă și dificilă până la suprafața Soarelui. Întreaga stea o împiedică, când apare un foton se prăbușește în alt atom, alt proton, alt neutron, nu contează, este absorbit, apoi reflectat într-o altă direcție și mișcându-se atât de haotic în interiorul Soarelui, încât trebuie să se spargă. afară.

Fotonul va trebui să se repezi sălbatic, să se prăbușească în atomii gazului de miliarde de ori și să iasă cu disperare. E amuzant, pentru a ieși din miezul Soarelui este nevoie de un foton de mii de ani și doar 8 minute pentru a zbura de la suprafața Soarelui pe Pământ. Fotonii sunt surse de căldură și lumină, datorită cărora viața diversă și uimitoare este susținută pe planeta noastră Pământ!

Un bărbat în creștere este interesat literalmente de orice. El pune întrebări despre tot ce vede. De ce strălucește soarele ziua și stelele noaptea? Și așa mai departe și așa mai departe. Răspunsul la întrebări aparent simple nu este întotdeauna ușor. Pentru că uneori unele cunoștințe speciale nu sunt suficiente. Și cum să explic complexul într-un mod simplu? Nu toată lumea poate face asta.

Ce este o stea?

Fără acest concept, este imposibil de explicat clar de ce soarele strălucește ziua, iar stelele noaptea. Adesea, stelele le apar bebelușilor ca puncte mici pe cer, pe care le compară cu becuri mici sau lanterne. Dacă facem o analogie, atunci ele pot fi comparate cu reflectoare uriașe. Pentru că stelele sunt neînchipuit de uriașe, incredibil de fierbinți și situate la o asemenea distanță de noi, încât par firimituri.

Ce este soarele?

Mai întâi trebuie să spui că Soarele este un nume, ca un nume. Și acest nume este cea mai apropiată stea de planeta noastră. Dar de ce nu este un punct? Și din cauza a ceea ce strălucește soarele ziua, și stelele noaptea, dacă sunt la fel?

Soarele nu pare a fi un punct pentru că este mult mai aproape decât celelalte. Deși este și departe de asta. Dacă măsurați distanța în kilometri, atunci numărul va fi egal cu 150 de milioane. O mașină va parcurge o astfel de distanță în 200 de ani dacă se deplasează fără oprire cu o viteză constantă egală cu 80 km/h. Din cauza distanței incredibil de mare, soarele pare mic, deși este de așa natură încât ar putea conține cu ușurință un milion de planete precum Pământul.

Apropo, soarele este departe de cea mai mare și nu foarte strălucitoare stea de pe cerul nostru. Este pur și simplu situat într-un singur loc cu planeta noastră, iar restul sunt împrăștiate departe în spațiu.

De ce este vizibil soarele în timpul zilei?

Mai întâi trebuie să vă amintiți: când începe ziua? Răspunsul este simplu: când soarele începe să strălucească din spatele orizontului. Fără lumina lui, acest lucru este imposibil. Prin urmare, răspunzând la întrebarea de ce soarele strălucește în timpul zilei, putem spune că ziua în sine nu va veni dacă soarele nu răsare. La urma urmei, de îndată ce trece dincolo de orizont, vine seara și apoi noaptea. Apropo, merită menționat că nu steaua este cea care se mișcă, ci planeta. Iar schimbarea zilei în noapte are loc datorită faptului că planeta Pământ se rotește în jurul axei sale fixe fără oprire.

De ce, atunci, stelele nu se văd în timpul zilei, dacă ele, ca soarele, strălucesc mereu? Acest lucru se datorează faptului că planeta noastră are o atmosferă. Se împrăștie în aer și umbrește strălucirea slabă a stelelor. După setarea sa, împrăștierea se oprește și nimic nu le blochează lumina slabă.

De ce luna?

Deci, soarele strălucește ziua, iar stelele noaptea. Motivele pentru aceasta se află în stratul de aer care înconjoară pământul. Dar de ce luna este uneori vizibilă, alteori nu? Și atunci când este, poate lua diferite forme - de la o semilună subțire la un cerc luminos. De ce depinde?

Se pare că luna în sine nu strălucește. Funcționează ca o oglindă care reflectă razele soarelui spre sol. Și observatorii pot vedea doar acea parte a satelitului care este iluminată. Dacă luăm în considerare întregul ciclu, atunci începe cu o lună foarte subțire, care seamănă cu o litera „C” inversată sau cu un arc din litera „P”. În decurs de o săptămână, crește și devine ca o jumătate de cerc. Pentru saptamana urmatoare, continua sa creasca si in fiecare zi se apropie din ce in ce mai mult de un cerc plin. Următoarele două săptămâni, desenul scade. Și la sfârșitul lunii, luna dispare complet de pe cerul nopții. Mai precis, pur și simplu nu este vizibil, pentru că doar acea parte din ea care s-a îndepărtat de Pământ este iluminată.

Ce văd oamenii în spațiu?

Astronauții aflați pe orbită nu sunt interesați de întrebarea de ce soarele strălucește ziua și stelele noaptea. Și acest lucru se datorează faptului că ambele sunt vizibile acolo în același timp. Acest fapt se explică prin absența aerului, care împiedică trecerea luminii stelelor prin razele împrăștiate ale soarelui. Îi poți numi norocoși, pentru că pot vedea imediat cea mai apropiată stea și pe cele care sunt departe.

Apropo, luminile de noapte diferă în culoare. Și este clar vizibil chiar și de pe Pământ. Principalul lucru este să te uiți cu atenție. Cele mai tari dintre ele strălucesc alb și albastru. Acele stele care sunt mai reci decât precedentele sunt galbene. Soarele nostru este unul dintre ele. Iar cele mai reci emit lumină roșie.

Continuarea conversației despre stele

Dacă la copiii mai mari se pune întrebarea de ce soarele strălucește în timpul zilei și stelele noaptea, atunci puteți continua conversația amintindu-și constelațiile. Ele combină grupuri de stele care se află într-un singur loc pe sfera cerească. Adică ni se par situate în apropiere. De fapt, poate exista o distanță uriașă între ei. Dacă am putea zbura departe de sistemul solar, nu am recunoaște cerul înstelat. Pentru că contururile constelațiilor s-ar schimba foarte mult.

În aceste grupuri de stele s-au văzut contururile figurilor umane, obiectelor și animalelor. În acest sens, au apărut diverse nume. Ursa Major și Minor, Orion, Cygnus, Southern Cross și multe altele. Astăzi există 88 de constelații. Multe dintre ele sunt asociate cu mituri și legende.

Din cauza constelației, își schimbă poziția pe cer. Și unele sunt în general vizibile doar într-un anumit sezon. Există constelații care nu pot fi văzute în emisfera nordică sau sudică.

De-a lungul timpului, constelațiile au pierdut stele minore și a devenit dificil de ghicit din modelul lor cum a apărut numele. Cea mai faimoasă constelație din emisfera nordică - Ursa Major - s-a transformat acum într-o „găleată”. Și copiii moderni sunt chinuiți de întrebarea: „Unde este ursul aici?”