Почему солнечный. Как работает и греет солнце. Гелиотерапия: использование солнечного света для лечения
После долгой зимы мы рвемся на море, к теплу и свету. И в отпускной эйфории забываем, каким опасным может быть солнце. Оно дарит нам загар, повышает настроение, но одновременно вызывает множество заболеваний.
Вопреки поговорке, солнце не всем на планете светит одинаково. В некоторых странах ультрафиолетовое излучение намного сильнее, чем в других. Всемирная организация здравоохранения даже разработала специальный УФ-индекс, который оценивает интенсивность ультрафиолетового излучения по шкале от 1 до 11. Чем выше показатель, тем опаснее солнце. Любимые россиянами Греция, Кипр, Вьетнам, Таиланд, Испания и Куба набирают по этому индексу 8–10 единиц. А это значит, что отпуск на этих курортах может быть опасным для здоровья. Чтобы привезти из путешествия фотографии и сувениры, а не болезни, нужно придерживаться правил – носить одежду, максимально прикрывающую тело, защищать голову при помощи шляпы или панамы, не забывать про солнцезащитный крем и не выходить на улицу в полуденные часы.
Солнце может провоцировать самые разные заболевания, и если вы все-таки не убереглись, отнеситесь к первым симптомам внимательно.
Рак кожи
Что это такое?
Рак кожи – очень опасное для жизни и, увы, одно из самых распространенных онкологических заболеваний. Чаще оно поражает людей старше 50 лет. Однако в группу риска входят люди любого возраста со светлой кожей, веснушками и большим количеством родинок, те, в чьей семье уже были случаи рака кожи и все, кто злоупотребляет солнечными ваннами.
Первые признаки
Чтобы заметить эту болезнь в самом начале, внимательно следите за поведением родинок. Нормальные родинки однородны по цвету, симметричны и совершенно безболезненны. Все асимметричные и крупные (больше 6–7 мм в диаметре) – бомбы замедленного действия, которые могут переродиться в злокачественные меланомы. Если вы заметили, что одна из родинок начала менять цвет или форму, если ощущается жжение или отек – это повод для беспокойства. Первым признаком рака могут быть и долго (больше 2 месяцев) не заживающие язвы, а также светлые, черные, синеватые или красные пятна с неровными границами. Развитый рак кожи выглядит как неглубокая язва, покрытая чешуйками.
Что делать?
Рак кожи, выявленный на ранней стадии, успешно поддается лечению, но многие люди игнорируют первые признаки этого заболевания и обращаются к врачам, когда ситуация становится критической. При первых же подозрениях нужно немедленно отправляться к дерматологу, который, если потребуется, даст направление к онкологу. Ни в коем случае не занимайтесь самолечением.
Солнечный ожог
Что это такое?
Ультрафиолет разрушает клетки поверхностных слоев кожи и мельчайшие капилляры, которые их питают. Солнечные лучи наиболее опасны с 10 до 15 часов. К тому же те, кто загорает на пляже, рискуют гораздо больше, чем дачники, – ультрафиолетовые лучи имеют свойство отражаться от песка и воды.
Первые признаки
Основной признак ожога – покраснение и болезненность кожи. Обожженные места саднят и иногда отекают. Через несколько дней возникает зуд, появляются волдыри или корочки. Если солнечный ожог очень сильный, может повыситься температура.
Что делать?
Примите прохладный душ без мыла и мочалки – они только усилят раздражение. Осторожно промокните кожу мягким полотенцем и нанесите успокаивающий гель или лосьон – например, с экстрактом алоэ. И не пытайтесь вскрыть волдыри – таким образом можно занести инфекцию.
Солнечный удар
Что это такое?
Долгое пребывание под солнцем или просто на жаре приводит к солнечному или тепловому удару. Это практически одно и то же, разве что при солнечном ударе у человека перегревается голова, при тепловом – тело.
Первые признаки
При перегреве система терморегуляции дает сбой, и температура тела повышается до 40С или даже выше. Лихорадка сопровождается тошнотой и рвотой, головокружением, шумом в ушах, слабостью, болью в мышцах и иногда – потерей сознания. Характерный признак теплового удара – прекращение потоотделения.
Что делать?
В первую очередь – спрятаться в темное и прохладное место и выпить воды или съесть несколько ломтей арбуза. Чтобы понизить температуру, нужно протереть тело полотенцем, смоченным в ледяной воде. Не курите, не пейте алкоголь и постарайтесь не напрягаться, пока не почувствуете себя значительно лучше. Полное восстановление после солнечного удара наступает через 2–3 дня постельного режима. Если эта неприятность настигла ребенка или пожилого человека, особенно страдающего какими-либо сердечно-сосудистыми заболеваниями, то лучше сразу же вызвать «Скорую помощь».
Обезвоживание
Что это такое?
Когда мы потеем, мы вместе с потом теряем не только воду, но и некоторые важные вещества-электролиты – ионы натрия и калия. Они помогают организму удерживать воду. Недостаток электролитов быстро приводит к обезвоживанию.
Первые признаки
При 1–2% обезвоживании появляется сильная жажда и головная боль. При обезвоживании на 3–5% к этим симптомам добавляется тошнота, головокружение и слабость.
Что делать?
Срочно выпить воды. Кофе, чай, алкогольные коктейли и пиво только усугубят ситуацию, ведь все они являются мочегонными. Не стоит пить и покупные соки – в них нередко содержатся красители, отдушки и консерванты, которые тоже ускоряют процесс обезвоживания.
Фотодерматоз
Что это такое?
Долгое лежание в шезлонге может спровоцировать аллергию у людей, которые страдают заболеваниями внутренних органов или нарушениями в работе эндокринной системы. Фотодерматоз могут вызвать и некоторые лекарства – нестероидные противовоспалительные препараты, сульфаниламиды, хинидин, гризеофульвин, амиодарон, фторхинолон, тетрациклин. В редких случаях в появлении аллергии на солнце виноваты духи или эфирные масла, особенно цитрусовые.
Первые признаки
Примерно через сутки после первого выхода на пляж кожа начинает зудеть, появляются отеки или мелкая сыпь. Если аллергия на солнце возникает несколько раз, то это в конечном итоге может привести к экземе.
Что делать?
Купить солнцезащитный крем с высоким фактором защиты и легкий платок, чтобы прикрывать руки и плечи. Зудящие участки нужно смазать мазью или кремом с ланолином. Снять воспаление поможет аспирин, а с зудом справятся антигистаминные препараты.
Потница
Что это такое?
На жарком солнце мы начинаем потеть. Пот скапливается в протоках потовых желез, роговой слой кожи набухает и намертво закупоривает эти протоки. Из-за этого начинается воспаление. Чаще всего люди сталкиваются с этой неприятностью при акклиматизации в жарких странах.
Первые признаки
При потнице на спине, шее и животе появляется сыпь в виде мелких пузырьков с прозрачным содержимым. Иногда этот процесс сопровождается жжением или зудом. Через несколько дней пузырьки лопаются, подсыхают и на их месте остается участок шелушащейся кожи, которая продолжает чесаться.
Что делать?
Сама по себе потница неприятна, но не опасна. Хуже то, что раздраженная и травмированная кожа становится «воротами» для серьезных инфекций – к примеру, стафилококка и стрептококка. При первых признаках потницы нужно обратиться к дерматологу. Народные средства тут малоэффективны. Потницу лечат антибиотиками и специальными мазями.
Чтобы предотвратить появление потницы, в жарком климате нужно носить просторную одежду из натуральных тканей, как можно чаще принимать душ и постараться не пользоваться антиперспирантами, закупоривающими поры.
Солнечный лишай
Что это такое?
Виновник появления солнечного лишая – грибок, который может годами жить на коже, почти никак себя не проявляя. Заражение обычно происходит через чужую одежду, полотенца или плохо выстиранное постельное белье. Солнечный лишай – не самое заразное кожное заболевание, он чаще цепляется к людям с ослабленным иммунитетом – например, после долгой болезни или сильного стресса. Кроме того, он любит влажную среду, и потому в группе риска – люди с сильной потливостью.
Первые признаки
На незагорелой коже грибок может быть совершенно невидимым, хотя в некоторых случаях он проявляет себя в виде желтоватых, розовых или коричневатых пятен. Иногда эти пятна покрываются чешуйками сухой кожи и зудят. Но чаще всего грибок становится заметным после приобретения загара, поэтому его и называют солнечным лишаем. Он выглядит, как светлые пятна неправильной формы. Ультрафиолетовые лучи не проходят через пораженные области, и кожа не загорает. Обычно этот грибок селится на спине, груди и плечах, реже – на животе и голове.
Что делать?
Обратиться к дерматологу, который сможет точно определить природу светлых пятен на коже. Солнечный лишай нередко путают с витилиго, вылечить которое крайне сложно. Если же некрасивые пятна – результат деятельности грибка, то лечение будет простым и относительно быстрым. Отлично помогают противогрибковые мази – такие как клотримазол и низорал. Их нужно наносить на пораженные участки один раз в день на протяжении двух недель, а через месяц повторить курс. 5%-ный салициловый спирт тоже неплохо помогает справиться с солнечным лишаем – им нужно протирать пятна утром и вечером в течение двух недель.
Весенний конъюнктивит
Что это такое?
Весенний конъюнктивит может провоцировать яркое солнце, хотя причиной может быть и ослабление иммунитета, и аллергия. Чаще всего это заболевание поражает детей и молодых людей.
Первые признаки
Сначала появляется ощущение «соринки в глазу», раздражение и светобоязнь. Глаза краснеют, слезятся и чешутся. Конъюнктивит проявляется в трех формах – конъюнктивальной, роговичной и смешанной. В первом случае на внутренней поверхности верхнего века возникают бело-розовые новообразования-наросты, чем-то напоминающие бородавки. Они сильно раздражают глаз и даже могут привести к травмам роговицы. Роговичная форма сопровождается выделениями из глаза и помутнением роговицы. А смешанная, как ясно из названия, объединяет признаки двух первых форм.
Что делать?
Срочно обратиться к офтальмологу, который назначит промывание глаза специальными растворами, содержащими лодоксамид, кромолин или новокаин для снятия зуда, а также противовоспалительные препараты. В сложных случаях поможет лазеротерапия и рентгенотерапия, а в критической ситуации показано даже хирургическое вмешательство. Чтобы не доводить до такого, купите хорошие очки с защитой от УФ-лучей.
Ухудшение зрения
Что это такое?
Если долго гулять под ярким солнцем, прежде всего, может пострадать ваша способность рассматривать детали, что необходимо для чтения и вождения автомобиля. Это происходит из-за длительного воздействия ультрафиолетовых лучей на фоторецепторы сетчатки глаза. А в худшем случае можно получить ожог роговицы (фотокератит). Особенно опасно яркое солнце в горах, где атмосфера тоньше и ультрафиолетовые лучи более вредные для глаз или у водоемов, где солнце, отражаясь от воды, и усиливает свое свечение.
Первые признаки
Появляется ощущение рези, боли, чрезмерное слезотечение и покраснение глаз. Может произойти даже временная потеря зрения.
Симптомы ожога роговицы сами проходят через 2–3 дня. Однако длительное и многократно повторяющееся воздействие ультрафиолетовых лучей на незащищенную роговицу может привести к ее помутнению и окончательному ухудшению зрения.
Что делать?
При появлении симптомов ожога роговицы уйдите в темное помещение. При первой возможности обратитесь к врачу-офтальмологу, он назначит глазные капли, которые снимут симптомы заболевания. Носите шапку с козырьком и солнцезащитные очки даже в пасмурную погоду. Степень защиты от ультрафиолета должна быть не менее 400 единиц. Включите в рацион красные и оранжевые фрукты и овощи, а также темно-зеленую зелень. В них содержится лютеин и зеаксантин – каратиноиды, необходимые для защиты глаза. Под действием ультрафиолета эти вещества разрушаются, защищая фоторецепторы, поэтому необходимо восполнять их запас.
Нарушение цикла
Что это такое?
Под воздействием солнца женские половые гормоны вырабатываются интенсивнее. Поэтому овуляция происходит чаще и повышается вероятность забеременеть. Однако для тех, кто не планирует в ближайшее время стать родителем, влияние жары превращается в сбой менструального цикла, что доставляет массу неудобств, особенно на отдыхе или в дороге. К тому же надо быть особенно бдительной, чтобы не забеременеть.
Первые признаки
Кровотечение начинается внезапно и не в те дни, в которые вы ожидаете
Что делать?
Берите в поездку с собой всегда средства гигиены, даже если по вашим расчетам очередная менструация не скоро. Если у вас есть какие-то женские заболевания, не стоит загорать под прямыми лучами солнца. Обратитесь к врачу, возможно, он назначит оральные контрацептивы, которые одновременно предотвратят нежелательную беременность и стабилизируют ваш цикл.
Так приятно понежиться под теплыми ласковыми лучами солнца. Более того - это очень полезно. Расскажем подробнее о благотворном влиянии ультрафиолета на организм.
ПОВЫШАЕТ УРОВЕНЬ ОКСИДА АЗОТА (NO)
Наша кожа - это хранилище некоторого количества нитратов и нитритов, которые под воздействием ультрафиолета преобразовываются в оксид азота (NO).
Действие оксида азота, этой уникальной молекулы, по-настоящему впечатляет специалистов многих областей: иммунологов, кардиологов, онкологов. И неспроста. Ведь оксид азота:
снижает артериальное давление,
уменьшает риск инфаркта, инсульта,
повышает уровень кислорода в крови,
предотвращает образование тромбов и опухолей,
укрепляет защитные силы организма,
увеличивает выносливость, способствует набору мышечной массы,
усиливает сексуальную энергию,
оказывает противовоспалительное действие (например, уменьшает боль при артрите, артрозе),
повышает остроту реакции, концентрацию внимания, улучшает память.
СПОСОБСТВУЕТ ВЫРАБОТКЕ ВИТАМИНА D
«Солнечный витамин» активно синтезируется под воздействием ультрафиолета из стеринов (органических веществ). А дополнительные источники витамина: петрушка, сливочное масло, молоко, яичный желток, сыр, рыбий жир, рыба жирных сортов.
Действие витамина D:
обеспечивает формирование зубов, нормальный рост костей, предупреждает развитие рахита и остеопороза,
регулирует содержание кальция и фосфора в крови,
поддерживает мышечный тонус,
повышает иммунитет,
влияет на работу щитовидной железы и свертываемость крови,
благотворно воздействует на нервную и сердечно-сосудистую систему,
препятствует росту раковых клеток (в частности, витамин D рекомендуют для профилактики онкологических заболеваний груди, яичников, предстательной железы).
Чтобы получить дневную дозу витамина D, достаточно обычной получасовой прогулки по теплому солнцу с открытым лицом и руками. Превысить норму витамина практически невозможно, конечно, за исключением тех случаев, когда человек часами жарится под прямыми лучами.
ПОВЫШАЕТ УРОВЕНЬ СЕРОТОНИНА
Серотонин - это нейромедиатор головного мозга: передает импульсы между нервными клетками. Гормоном серотонин становится тогда, когда попадает в кровь. Тихая и спокойная радость - это действие серотонина. От него зависит качество сна, аппетит, он влияет на либидо и настроение, уменьшает болевые ощущения.
Грустные мысли можно прогнать, даже просто раздвинув шторы в комнате. А один из проверенных способов повысить себе настроение - прогуляться под яркими лучами солнца.
ОКАЗЫВАЕТ АНТИБАКТЕРИАЛЬНОЕ ДЕЙСТВИЕ
Солнечные лучи улучшают кровообращение, в результате быстрее заживают порезы, раны, проходят высыпания. Кожа становится упругой, приобретает здоровый вид.Но все должно быть в меру. И дружба с солнцем в том числе. Длительное пребывание под палящими лучами не полезно для кожи: она быстро теряет влагу, становится сухой, что приводит к ее раннему старению. Агрессивные солнечные лучи увеличивают риск развития рака кожи. Если не соблюдать меры предосторожности (загорать в утреннее время и после обеда, надевать головной убор, использовать солнцезащитные средства), можно легко получить солнечный удар, ожог, испортить зрение. Поэтому наслаждайтесь солнцем так, чтобы оно приносило вам хорошее настроение и дарило здоровье!
> > Почему Солнце горячее
Солнце – самое горячее место в Солнечной системе: описание для детей, температура в слоях и ядре, ядерный синтез, нагрев атмосферы, движение тепла к Земле.
Расскажем о том, почему Солнце горячее на доступном для детей языке. Данная информация будет полезна детям и их родителям.
Даже для самых маленьких не секрет, что благодаря Солнцу на нашей планете возможна жизнь. Нам повезло, так как Земля находится на правильной позиции: не слишком близко, чтобы сгореть, но и не далеко, чтобы превратиться в ледышку. Солнце – это сфера горячих газов, выделяющих тепло, нагревающее все вокруг. Родители или в учителя в школе должны объяснить детям , что это тепло распространяется на всю . Конечно, чем дальше объекты, тем холоднее у них обстановка. Но почему вырабатывает так много тепла?
Если вы любите любоваться звездами, то должны знать, что по своему составу и принципу работы – это солнца. В самом начале своего формирования мы видим всего лишь массу вращающихся газов с ядром (центр), сдавливающим атомы (ядерный синтез). Чтобы сделать объяснение для детей максимально запоминающимся, скажите, что это сильное давление вырабатывает температуру в 15 миллионов градусов. То есть, вы сгорите, даже не успев приблизиться.
Чем ближе вы к источнику, тем теплее становится. Более того, у Солнца есть своя «атмосфера», сохраняющая нагрев. Тепловые молекулы выделяются из ядра, перемещаясь вокруг первого слоя (от ядра) – радиационная зона. Они двигаются там миллионы лет, а потом выбираются наружу. Следующий шар – конвективная зона с температурой в 2 миллиона градусов. Они остаются там, медленно производя огромные пузыри ионизированных атомов, из которых появляется горячая плазма. Дальше молекулы переходят в фотосферу.
Наверное, дети уже догадались, что с каждым внешним слоем температура падает. Так вот в фотосфере сохраняется 5500 °С. Это и есть солнечный свет. Когда мы замечаем на Солнце пятна, то это просто более прохладные области. Их центр нагревается до 4000 °С.
Следующий уровень накаляется до 4320 °С – хромосфера. Обычно вы не видите ее свет, потому что он слабее, чем фотосфера. Но он становится заметным в моменты солнечного затмения. Тогда Луна перекрывает фотосферу, и становится заметным красный ободок – хромосфера.
Корона нагревается до высоких температур, вырабатывая огромные плазменные потоки, достигающие максимума в точке короны. Она может приближаться к 2 миллионам градусов. По мере охлаждения короны тепло теряется и выходит в виде солнечного ветра. Нужно объяснить детям , что, чтобы добраться до Земли, солнечному теплу нужно преодолеть 93 миллиона миль. На это уходит 8 минут.
Теперь вы понимаете, почему Солнце горячее и сохраняет собственную температуру. Используйте наши фото, видео, рисунки и подвижные модели онлайн, чтобы лучше разобраться в описании и характеристике звезды. Кроме того, на сайте есть онлайн телескопы, наблюдающие за Солнцем в режиме реального времени, и 3D-модель Солнечной системы со всеми планетами, картой Солнца и видом на поверхность.
Несмотря на простую формулировку вопроса «Почему светит Солнце?» ответ на него требует некоторой базы физических знаний и изложить его в одном предложении – затруднительная задача. Решить ее мы попытаемся ближе к концу статьи, которую начнем с исторической справки.
История
Одним из первых, кто попытался подойти к объяснению природы Солнца с научной точки зрения был древнегреческий астроном и математик Анаксагор, согласно словам которого Солнце – раскаленный металлический шар. За это философ был заключен в тюрьме. Прежде, чем в 17-м веке началось инструментальное изучение Солнца, было еще немало предположений о природе солнечного света, вплоть до находящихся на поверхности постоянно горящих лесов.
С 17-го века ученым открывается такое явление как солнечные пятна, появляется возможность вычислить период вращения Солнца. Становится ясно, что наша звезда является неким физическим телом со сложной структурой. В 19-м веке возникает спектроскопия, при помощи которой удается разложить солнечный луч на составные цвета. Таким образом, благодаря линиям поглощения, Фраунгоферу удается обнаружить новый химический элемент, входящий в состав звезды, — гелий.
В середине 19 века ученые уже пытались описать свечение Солнца более сложными научными гипотезами. Так Роберт Майер предположил, что звезда нагревается за счет бомбардировки метеоритами. Несколько позже, в 1853-м году, возникла более правдоподобная идея так называемого «механизма Кельвина - Гельмгольца», согласно которой Солнце нагревалось по причине гравитационного сжатия. Однако, в таком случае возраст светила был бы значительно меньше, нежели на самом деле, что противоречило некоторым геологическим исследованиям.
Почему светит Солнце
К верному ответу на данный вопрос впервые подобрался британский физик Эрнест Резерфорд, который предположил, что в Солнце происходит радиоактивный распад и именно он является источником энергии звезды. Позже, в 1920-м году английский астрофизик Артур Эддингтон развил мысль Резерфорда, утверждая, что в ядре Солнца может протекать реакция термоядерного синтеза под действием внутреннего давления собственной массы Солнца. Спустя 10 лет были рассчитаны основные реакции синтеза, порождающие наблюдаемое количество энергии.
Кратко термоядерную реакцию, вследствие которой светит Солнце, можно описать как слияние протонов (ядер водорода) в ядро гелия-4. Так как ядро гелия-4 имеет меньшую массу, чем ядра водорода, то разница энергий (свободная энергия) излучается в виде фотонов – частиц, являющихся электромагнитным излучением.
Термоядерная реакция
Протон-протонные термоядерные реакции синтеза, протекающие внутри звезд с массой Солнца и менее, можно разделить на три цепочки: ppI, ppII, ppIII. Из них на ppl приходится более 84% энергии Солнца. Протон-протонная реакция состоит из трех циклов, где в роли первого выступает взаимодействие двух протонов (двух ядер водорода). Обладая достаточными энергиями, чтобы преодолеть кулоновский барьер, два протона сливаются, в результате чего образуется дейтрон. Так как ядро дейтрона, состоящее из двух протонов, имеет меньшую массу чем два отдельных протона, образуется свободная энергия, за счет которой возникают позитрон и электронное нейтрино, которые излучаются из области, где проходила реакция.
Далее вследствие взаимодействия дейтрона и еще одного протона образуется гелий-3 с выделением энергии в виде электромагнитного излучения. Дальнейшие этапы реакции можно наглядно проследить на представленной ниже схеме.
Реакции, протекающие внутри солнца
Помимо протон-протонной термоядерной реакции синтеза малый вклад в высвобождаемую Солнцем энергию вносит реакция типа протон-электрон-протон 0.23%.
Таким образом, обобщая выше сказанное – Солнце излучает электромагнитные волны различной частоты, в том числе и в области видимого света, которые образованы частицами, рожденными в результате высвобожденной энергии во время протон-протонной (протон-электрон-протонной) реакции термоядерного синтеза.
Доктор педагогических наук Е. ЛЕВИТАН.
Вы уже знаете, что солнечная система сформировалась приблизительно 5 миллиардов лет назад в результате сжатия газово-пылевого облака (см. «Наука и жизнь» № ). размеры её весьма внушительны: диаметр орбиты самой дальней карликовой планеты Плутон составляет 15 триллионов километров, световой луч преодолевает их за 11 часов. между тем солнечная система составляет лишь очень малую часть нашей Галактики - млечного Пути, чей диаметр около 100 тысяч световых лет. мы, земляне, живём практически на полпути от центра Галактики до её края - 27 тысяч световых лет в обе стороны.Cолнце - единственная звезда и центральное тело солнечной системы - вращается вокруг галактического центра со скоростью 220 км/с и совершает полный оборот за 226 миллионов лет - таков для нас галактический год. По сравнению с земным годом (365 дней) размеры Галактики представляются просто грандиозными.
Наука и жизнь // Иллюстрации
Наука и жизнь // Иллюстрации
Смена времён года происходит на Земле во время движения планеты вокруг Солнца.
Жизненный цикл Солнца.
Внутреннее строение Солнца.
Гелиоцентрическая система Коперника
Солнце по-гречески называется Гелиос. Греки считали, что Гелиос живёт на востоке в прекрасном дворце, окружённом временами года - летом, зимой, весной и осенью. Когда утром Гелиос выезжает из своего дворца, звёзды гаснут, ночь сменяется днём. Звёзды вновь появляются на небе, когда вечером Гелиос исчезает на западе, где он пересаживается из колесницы в прекрасную лодку и переплывает море к месту восхода.
В Древней Руси тоже поклонялись богу Солнца. Его называли Ярило и в честь него каждый год весной устраивали празднества и гулянья.
На протяжении очень долгого времени люди считали, что в центре Вселенной покоится неподвижная Земля, а вокруг неё движутся все небесные тела, включая Солнце. (Такая модель называется геоцентрической: греческое слово «geo» означает «Земля».) У астрономов возникала масса трудностей в изучении движения звёзд и планет. Получалось, что они движутся по замысловатым траекториям, выделывая сложные петли и зигзаги. Но вот наконец в XVI веке польский астроном Николай Коперник разработал гелиоцентрическую систему мира. В её основе лежали следующие утверждения:
В центре мира находится не Земля, а Солнце;
Земля вращается вокруг своей оси;
Земля, как и все другие планеты, обращается вокруг Солнца по окружности.
С открытием Коперника всё встало на свои места: стало понятно, как движутся планеты вокруг Солнца, и нашло объяснение видимое движение Солнца среди звёзд.
Солнце удерживает своим притяжением планеты и их спутники, астероиды, метеориты и прочие тела, которые вращаются вокруг него в одном направлении по эллиптическим орбитам. Самой большой угловой скоростью обладает ближайшая к Солнцу планета Меркурий - она совершает полный оборот вокруг Солнца всего за 88 земных суток; самая удалённая планета Нептун - за 165 лет. Между ними расположились Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн и Уран.
Плутон, открытый в 1930 году, считался планетой до 24 августа 2006 года. В тот день на основании результатов по-следних исследований Международный астрономический союз лишил его этого статуса.
Почему Солнце всходит и заходит?
Земля - третья планета Солнечной системы - совершает полный оборот вокруг Солнца, как известно, за 365 дней. Два раза в году - 21 марта и 23 сентября - Солнце восходит точно на востоке и заходит точно на западе, а день равен ночи (ровно по 12 часов). 21 марта называется днём весеннего равноденствия (начало астрономической весны). 23 сентября - день осеннего равноденствия (начало астрономической осени).
А когда же начинаются астрономические зима и лето? Зима - 22 декабря (самый короткий день зимнего солнцестояния), а лето - 22 июня (самый длинный день летнего солнцестояния). В эти дни Солнце, конечно, не восходит точно на востоке и не заходит точно на западе. Оно появляется летом на северо-востоке, а зимой - на юго-востоке; заходит летом - на северо-западе, а зимой - на юго-западе. Так Солнце прогуливается по небу каждый день на протяжении нескольких миллиардов лет!
Гномон и световая астрономическая линейка
Первым астрономическим инструментом для наблюдений за Солнцем была обыкновенная палка. Ею пользовались когда-то древние астрономы. Палка - инструмент, конечно, очень простой, но если воткнуть её вертикально в землю, то можно наблюдать за тенью, которую она отбрасывает, когда освещается Солнцем. В астрономии её называют «гномон». Чем выше поднимается Солнце, тем короче тень от гномона. Самая короткая тень бывает в полдень, когда Солнце находится на юге, в наиболее высокой точке своего пути.
Люди придумали разные способы, с помощью которых можно определить расстояние до небесных тел - Луны, Солнца, звёзд. Для этого потребовались и математика, и очень точные измерительные приборы, и многое другое. Но самым главным помощником в определении расстояния до звёзд и планет стал световой луч. Проворнее луча нет ничего, только он может за одну секунду пролететь целых 300 тысяч километров. Например, световой луч от Солнца достигает Земли за 8 минут 20 секунд и пролетает за это время почти 150 миллионов километров - именно на таком расстоянии от Солнца находится наша Земля.
Вообразить себе 150 миллионов километров очень трудно, в обычной жизни людям с такими расстояниями не приходится иметь дело. Если человек отправляется из Москвы в Санкт-Петербург, ему предстоит проехать или пролететь всего около 700 километров. Тысячи километров отделяют Москву от Владивостока. Десятки тысяч километров потребуется преодолеть, чтобы совершить кругосветное путешествие. Конечно, быстрее всех Землю облетали космонавты. Например, Юрий Алексеевич Гагарин - первый в мире космонавт - облетел Землю за 108 минут с первой космической скоростью - 8 км/с. А до Солнца даже при второй космической скорости - 11,2 км/с - пришлось бы лететь несколько месяцев.
Когда люди узнали, на каком расстоянии от Земли находится Солнце, они поняли, что оно очень большое. С чем же сравнить Солнце, чтобы понять, как оно велико? Наверное, лучше всего - с Землёй, на которой мы живём. Попробуем вообразить себе большущий пустой шар такой величины, как Солнце, и много «маленьких» шариков размером с Землю. Сколько же «маленьких» шариков поместится в одном большом? Оказывается, 1 миллион 300 тысяч! Диаметр Земли - 12 756,2 километра, а Солнца - в 109 тысяч раз больше. В Солнце сосредоточено около 99,8 процента массы всех тел Солнечной системы, вместе взятых, - это приблизительно 2 10 27 тонн.
Почему Солнце светит и греет?
Мы бы не могли существовать, если бы Солнце вдруг перестало светить и греть. На Земле стало бы так холодно, что замёрзла бы не только вода в реках, морях и океанах, но даже и воздух, которым дышат люди, животные и растения. Солнечное излучение поддерживает жизнь на Земле, влияет на погоду и климат, участвует в фотосинтезе.
А светит и греет Солнце потому, что оно очень горячее: у поверхности - почти 6 тысяч градусов, а в центре - 15 миллионов градусов. При такой температуре железо и другие металлы не просто плавятся, а превращаются в раскалённые газы. Значит, Солнце - огромный, массивный шар, состоящий из раскалённого газа. На самом деле на Солнце не могут существовать даже крохотные частички - атомы, из которых вообще состоит всё живое и неживое в природе. Атомы, очень прочные на Земле, на Солнце расщепляются на ещё более мелкие частицы. Каждую секунду в энергию превращается 4,26 миллиона тонн солнечного вещества, но это ничтожное количество по сравнению с массой Солнца. Даже на огромном расстоянии Солнце может растопить льды, поднять температуру воды в реках и морях, согреть или остудить Землю - оно может всё!
Солнце обладает сильнейшим магнитным полем. Изменение магнитного поля - его называют солнечной активностью - вызывает разные эффекты: солнечные пятна, вспышки, солнечный ветер, выбросы в виде протуберанцев - гигантских фонтанов раскалённого газа, которые поднимаются и удерживаются над поверхностью Солнца магнитным полем. Протуберанцы могут достигать в высоту 600 тысяч километров - это примерно в 50 раз больше диаметра Земли, а в ширину - 20 тысяч километров. Таким образом, объём среднего протуберанца в 100 раз больше объёма Земли, но, так как он состоит из разреженных газов, его масса очень мала.
Временами на поверхности Солнца появляются пятна. Их так и называют - «солнечные пятна». Они состоят из газа, но не такого горячего, как само светило. Температура Солнца у поверхности, если вы помните, 6 тысяч градусов, в пятнах -4 или 5 тысяч градусов. Оттого что пятна холоднее, мы видим их более тёмными. Сейчас известно, что пятна - области выхода в атмосферу наиболее сильных магнитных полей.
Ещё у нашего светила есть солнечная корона - внешний слой солнечной атмосферы. Корона состоит из поднимающегося из глубин Солнца раскалённого газа и плазмы и является источником сильного радиоизлучения. Из-за хаотичного изменения плотности, температуры и скорости выбрасываемого вещества возникают ударные волны. Структура короны постоянно меняется. Астрономы в специальные солнечные телескопы наблюдают, как под действием магнитного поля в короне возникают очень красивые фигуры - их называют «лучи», «перья», «опахала», «арки», «петли». Только не пытайтесь смотреть на Солнце в простой бинокль или телескоп - можно ослепнуть. На солнечных телескопах - их называют «внезатменные коронографы» - стоят специальные фильтры, смотреть в них неопасно.
Вокруг солнечной короны «дует» солнечный ветер. Он представляет собой поток ионизированных частиц, в основном гелиево-водородной плазмы, истекающий из короны со скоростью более 1000 км/с в окружающее космическое пространство. Такие нешуточные «бури» и «тайфуны» бушуют вокруг Солнца, не затихая ни на минуту. С солнечным ветром связано много природных явлений на Земле - это, например, полярные сияния и магнитные бури, заставляющие стрелку компаса беспорядочно колебаться.
Каким же образом внутри Солнца всё время поддерживается температура в миллионы градусов? Это очень сложный и важный вопрос, над которым долго размышляли многие астрономы и физики. Сейчас почти все они не сомневаются в том, что в центральной части Солнца идут термоядерные реакции, в результате которых водород превращается в гелий. Причём плотность вещества там в 150 раз больше плотности воды и в 7 раз больше плотности самого тяжёлого металла на Земле - осмия. Такой необыкновенный «костёр» пылает внутри Солнца миллиарды лет и будет пылать ещё по крайней мере столько же. И пока он там пылает, Солнце будет посылать свет и тепло каждому из нас и всему живому на Земле.