А вы любуетесь рассветами и закатами? причины, по которым небо меняет цвет во время этих явлений

Солнце осушит наши океаны через 3,5 миллиарда лет?

Текущий возраст Солнца (время его существования), оценённый с помощью компьютерных моделей звёздной эволюции, равен приблизительно 4,57 млрд лет. К слову, Солнце является молодой звездой третьего поколения. Ученым удалось выяснить, что в самом начале своей жизни Солнце на три четверти состояло из водорода. Этот элемент в ходе термоядерных реакций превращается в гелий. При этом, собственно, выделяется энергия, излучаемая Солнцем. Механизм следующий: масса ядра гелия на 0,7% меньше массы ядер водорода, из которых оно образовалось, а по формуле Эйнштейна (Е = mc^2) эта разница в массе превращается в энергию. Если говорить о массе Солнца, то, по расчётам ученых, такая звезда должна существовать на главной последовательности в общей сложности примерно 10 млрд лет. Таким образом, сейчас Солнце находится примерно в середине своего жизненного цикла. После того как в центре звезды водород будет на исходе, Солнце увеличится в размерах и превратится в красного гиганта, поглотив Меркурий и Венеру. Эти изменения, конечно, драматическим образом скажутся и на нашей планете. Повысится температура Земли, океаны выкипят. Жизнь в той форме, в которой мы её знаем сейчас, станет невозможной. Солнце же в итоге ждет судьба белого карлика. Его гравитационного влияния уже не будет хватать для поддержания оставшихся планет на текущих орбитах. Они, по всей видимости, начнут сталкиваться, что приведет к образованию огромного количества астероидов, состав которых будет напоминать ядра планет. Но это лишь предположение, хотя и основанное на эмпирических данных, которые получены из космоса с помощью телескопа Хаббл. Как будет на самом деле, наше с вами поколение, к счастью, не узнает.

Почему Солнце красное

Закат и восход красного Солнца с давних времён привлекал к себе внимание человечества, а потому люди всеми доступными им методами пытались объяснить, почему солнечный диск, будучи жёлтого цвета, на линии горизонта приобретает красноватый оттенок. Первой попыткой объяснить это явление, стали легенды, за ними появились народные приметы: люди были уверены, что закат и восход красного Солнца ничего доброго не сулит

Например, они были убеждены, что если после восхода Солнца небо будет оставаться красного тона довольно долго, то день будет невыносимо жарким. Другая примета говорила о том, что если перед восходом Солнца небо на востоке будет красного цвета, а после восхода этот цвет сразу пропадёт – быть дождю. Также непогоду сулил и восход красного Солнца в случае, если после его появления на небосклоне оно сразу приобретало светло-жёлтый цвет.

Восход красного Солнца в такой интерпретации вряд ли мог долго удовлетворять пытливый человеческий ум. Поэтому после открытия различных физических законов, в том числе и закона Рэлея, было выяснено, что красный цвет Солнца объясняется тем, что он, как обладающий самой длинной волной, в плотной атмосфере Земли рассеивается намного меньше чем другие цвета.

Поэтому, когда Солнце находится у горизонта, его лучи скользят вдоль земной поверхности, где воздух имеет не только наибольшую плотность, но и чрезвычайно сильную в это время влажность, что задерживает и поглощает лучи. В результате этого сквозь плотную и влажную атмосферу в первые минуты восхода способны пробиться лишь лучи красных и оранжевых цветов.

Коллапс

Независимо от того, как именно произошел коллапс, что послужило ему толчком и сколько рождалось звезд по соседству, дальнейшие события развивались стремительно. За какую-то сотню тысяч лет облако сжалось, что — в соответствии с законом сохранения момента импульса — ускорило его вращение. Центробежные силы сплюснули вещество в довольно плоский диск диаметром в несколько десятков а.е. — астрономических единиц, равных среднему расстоянию от Земли до Солнца сегодня. Внешние области диска стали быстрее остывать, а центральное ядро — еще сильнее уплотняться и нагреваться. Вращение замедляло падение нового вещества к центру, и пространство вокруг будущего Солнца расчистилось, оно стало протозвездой с более или менее различимыми границами.

Основным источником энергии для него еще оставалась гравитация, но в центре уже начались осторожные термоядерные реакции. Первые 50−100 млн лет своего существования будущее Солнце еще не запустилось на полную мощность, и в нем не происходило характерное для звезд главной последовательности слияние ядер водорода-1 (протонов) с образованием гелия. Все это время оно, видимо, было переменной типа Т Тельца: сравнительно холодные, такие звезды весьма неспокойны, покрыты крупными и многочисленными пятнами, которые служат сильными источниками звездного ветра, раздувающего окружающий газопылевой диск.

На этот диск действовала с одной стороны гравитация, а с другой — центробежные силы и давление мощного звездного ветра. Их баланс вызвал дифференциацию газопылевого вещества. Тяжелые элементы, такие как железо или кремний, оставались на умеренном удалении от будущего Солнца, а более летучие вещества (прежде всего водород и гелий, но также азот, углекислый газ, вода) выносились к окраинам диска. Их частицы, оказавшиеся в медленных и холодных внешних областях, сталкивались друг с другом и понемногу слипались, образуя зародыши будущих газовых гигантов внешней части Солнечной системы.

Вы находитесь здесь
13,8 млрд лет назад	Большой взрыв. Рождение, эволюция и гибель звезд предыдущих поколений. Образование молекулярного облака, «звездной колыбели» Солнца.
4,6 млрд лет назад	В плотном центре туманности появляется протозвезда. Возможный взрыв сверхновой запустил коллапс протосолнечной туманности. Около 50 млн лет до рождения Солнца. Солнце — звезда типа Т Тельца. Аккреция протопланетного диска.
4,6−4,55 млрд лет назад	Появление будущих планет — газовых гигантов. Солнцу — от 10 тыс. до 50 млн лет.
4,6−4,5 млрд лет назад	Образование каменистых планет, Земли и Луны.
4,5 млрд лет назад	В возрасте около 100 млн лет Солнце становится звездой главной последовательности.
4 млрд лет назад	Изменение орбит планет-гигантов. Поздняя тяжелая бомбардировка внутренних областей Солнечной системы.
3,8 млрд лет назад	Первая жизнь на Земле. Возраст Солнца — около 800 млн лет.
1,4 млрд лет вперед	Солнцу 6 млрд лет. Оно увеличивается в размерах, и Земля оказывается вне «зоны обитаемости», зато в ее пределы попадает Марс.
2,4 млрд лет вперед	Слияние галактик Млечный Путь и Туманность Андромеды. Ничтожно малая вероятность того, что приблизившаяся звезда нарушит орбиты планет.
5−7 млрд лет вперед	В возрасте 10−12 млрд лет Солнце становится красным гигантом — яркой и холодной звездой. Увеличиваясь, оно поглощает Меркурий, Венеру, Землю. В «зоне обитаемости» — спутник Сатурна Титан.
7 млрд лет вперед	Солнце отбрасывает внешние оболочки, превращаясь в белый карлик массой около трети нынешней и теряя планеты. Солнечной системы не существует, остывшая звезда может существовать еще триллионы лет.*

Что оно скрывает и почему так холодно?

Одной из фундаментальных загадок Солнца является температурная аномалия солнечной короны — проблема нагрева. Корона – последняя внешняя оболочка Солнца. Её температура — от 600 000 до 2 000 000 градусов, а в случае вспышек может достигать десятков миллионов градусов Кельвина. Несмотря на это, корона видна невооружённым глазом только во время полного солнечного затмения. Её яркость невелика, так как плотность вещества в короне очень мала. Парадокс заключается в том, что хотя и в недрах Солнца, где протекают термоядерные реакции синтеза, температура достигает миллионов градусов Кельвина, но между короной и недрами Солнца расположен еще один слой — фотосфера, температура которой на три порядка ниже — всего около 5-6 тысяч градусов Кельвина. Существует более десятка конкурирующих теорий, которые связывают этот эффект с трансформацией энергии магнитного поля в тепловую энергию. Солнечная корона, поскольку ее температура очень велика, интенсивно испускает лучи в ультрафиолетовом и рентгеновских диапазонах. Эти излучения не проходят сквозь земную атмосферу, но сейчас уже ученые могут исследовать их при помощи космических аппаратов.

Справка: Валерий Михайлович Накаряков — профессор Уорикского Университета (Великобритания), председатель Департамента физики Солнца Великобритании, эксперт в отделе грантов по астрономии, член совета Королевского астрономического общества и автор известного обзора «Корональные волны и колебания» в the Living Reviews of Solar Physic, а также автор более двухсот научных статей в рецензируемых журналах

Основные научные достижения профессора Накарякова связаны с магнитогидродинамической корональной сейсмологией. Текущая деятельность Накарякова, помимо преподавания, включает исследования по физике Солнца, руководство и участие в международных научных проектах Solar Orbiter, АРКА, HiRISE, SPARK и PROBA-3.

Автор текста:

Краснопевцева Екатерина Александровна,

2 августа, 2017 г.

Физика

космос

Подпишись на IQ.HSE

«Описание заката солнца» сочинение

Закат солнца обладает воистину притягивающим волшебством. Его стремятся увидеть, запечатлеть на картинах, фотоснимках, описать словами. В лучах заката люди объясняются в чувствах, делают предложения или же просто, без слов, сидят в обнимку, склонив головы навстречу друг другу. Как жаль, что многие из нас пренебрегают возможностью присоединиться к созерцанию этого настоящего чуда, выбирая более обыденные занятия.

В то время, когда тяжелый, бархатный зной летнего дня, как океанский отлив, медленно, но бесповоротно убегает прочь, все как будто

замирает. Солнце, устав за день честной и совестной работы, перед этим медленно катившись по небосклону, приближаясь к горизонту, словно все ускоряется. Желтое, слепяще яркое днем, оно меняет свой цвет и оттенок на более мягкий и теплый, который словно невесомая шаль укрывает все вокруг. На краткий миг создается атмосфера уюта и покоя, в которую хочется любить и быть любимым.

Вся природа в закатных лучах чудесным образом преображается. Зеленый цвет растений становится все насыщеннее, контрастнее. Все живое, которое вело активную деятельность днем, готовится к отдыху сну. На все вокруг приятно смотреть, да что там,

все вокруг кажется таким родным и дружелюбным, что готов все обнять, прижать к себе и никогда не отпускать.

Но по-настоящему летний закат вы сможете оценить только возле крупного водоема. Отражаясь от водного зеркала солнышко словно бы создает дорожку, тропинку из света, по которой, казалось бы, можно просто взять и побежать в какой-то другой, сказочный мир. Такой мир, в котором нет места заботам и суете, где люди живут счастливо и радостно, а для вас там есть свое место, на которое никто не претендует.

Краткий миг заката, к сожалению, быстро заканчивается, но так хочется его продлить, растянуть. Поэтому люди, встречая закат, собираются намного заранее и терпеливо ждут, когда же все начнется. В современном мире существует множество альтернатив: проекторы, телевизоры с огромными диагоналями, высококлассные акустические системы, но даже всей электронике мира не заменить настоящего, неподдельного, романтического летнего заката.

Умение не только видеть красивое, но и по достоинству его оценить — дано далеко не каждому, но все люди рождаются и проходят почти одинаковый процесс становления и формирования. Конечно, база для внутреннего роста у всех получается разная, но на определенном этапе жизни человек начинает себя корректировать сам. Так почему не делать это в правильном направлении: наслаждаясь вечным и прекрасным? Найдите минутку своего времени и вы, чтобы полюбоваться летним закатом.

Как выглядит Солнце и почему это важно?

Может показаться, что Солнце имеет четкие границы, но это не так. Его плотность постепенно убывает, резкие очертания «шара» мы наблюдаем лишь потому, что всё видимое излучение исходит из небольшого светящегося слоя толщиной не более 320 км — фотосферы. И именно она создаёт иллюзию того, что у Солнца есть «поверхность». Сама фотосфера имеет круглую форму, причем достаточно постоянную. Эта форма зависит от скорости вращения, магнитного поля и потоков плазмы в недрах Солнца. Если взглянуть на нее через телескоп с возможностью достаточного разрешения, то можно разглядеть, что фотосфера имеет гранулированную структуру. Её можно сравнить с кучевыми облаками, на которые смотришь сверху из иллюминатора самолета. При этом картина грануляции не является застывшей. Одни гранулы исчезают, другие появляются, каждая из них живет не более 20 мин. Весь этот процесс напоминает кипение жидкости в кастрюле.

В огромном плазменном шаре Солнца сосредоточено 99,866 % массы всей Солнечной системы. С поверхности Земли Солнце изучают при помощи радио- и оптических методов. Внеатмосферная астрономия позволила значительно расширить исследуемый диапазон частот электромагнитного излучения Солнца. Всё многообразие солнечных явлений, которое было раскрыто благодаря этим методам, свойственно, вероятно, не только Солнцу, но и другим звёздам. Ведь Солнце — всего лишь одна из многочисленных звезд в нашей Галактике, поэтому такие направления, как исследование строения Солнца, его источников энергии, образования солнечного спектра, являются общими для физики звезд в целом. У нас нет возможности наблюдать другие звезды с таким же пространственным разрешением, как Солнце. То есть пока что мы не можем видеть детали на поверхности других звезд, потому что они удалены от нас на световые годы. А поверхности Солнца и его окружение мы можем подвергнуть относительно точному анализу.

Почему облака белые?

Говоря об облаках, известно, что они состоят из микроскопических капелек жидкости, которая рассеивает видимый свет почти равномерно, независимо от длины волны излучения. Тогда рассеянный свет, направленный во все стороны от капельки, рассеивается вновь на других капельках. При этом комбинация излучений всех длин волн сохраняется, и облака «светятся» (отражаются) белым цветом.

Если погода пасмурная, то солнечное излучение доходит до поверхности Земли в незначительном количестве. В случае с большими облаками, или их большим количеством, некоторая доля солнечного света поглощается, потому небо тускнеет и принимает окрас серого цвета.

Влияние облаков

Облака, находящиеся в небе, делают рассвет и закат более красивым и захватывающим. Они ловят разноцветные лучи на восходе или заходе солнца, преломляя их.

Я живу на окраине города. Из выходящих на восток окон моей квартиры я ежедневно наблюдаю восход солнца. Он на самом деле разный. Все зависит от погодных условий и времени года. Дело в том, что справа от моего дома находится море, которое также влияет на то, каким быть рассвету.

Когда-то меня заинтересовал вопрос, почему солнечный рассвет окрашен красно-оранжевым в то время, когда земля покрыта туманом? Все дело в том, что первые лучи восходящего солнца скользят по поверхности земли, покрытой плотным туманом, и пробиваются через чрезвычайно сильную влажность. Происходит поглощение основной части спектра. Человек может увидеть только только красный и оранжевый свет.

Почему облака белые?

Бонусом скажу пару слов о том, почему облака белые. Вдруг вам интересно, тем более, что объяснение такое же. Что есть облака? По сути это капли жидкости. Поэтому в них любой свет рассеивается практически одинаково. Он просто равномерно распространяется по всем капелькам от одной к другой. А какой цвет получается, когда все остальные цвета распределяются одинаково? Правильно, белый. Потому что смешивание длин каждой волны остается неизменным.

При пасмурной погоде излучение нашей звезды значительно уменьшается, поэтому небо тускнеет, а облака становятся серыми.

Надеюсь, вы узнали ответы на все интересующие вас вопросы, и когда-нибудь сами сможете объяснить другим людям, почему небо голубое, закат красный, а облака белые.

Как определить истинный полдень

Зная истинный полдень, можно определить стороны света, ведь именно в этот момент Солнце будет находиться строго в южном или северном направлении, в зависимости от земного полушария, а зная хотя бы одну сторону света — все остальные.

Определить истинный полдень можно разными способами. Далее приведу в пример некоторые простые варианты, не требующие сложных навыков и знаний.

Способ №1 — с помощью астрономических данных. Такие данные часто попадаются среди прогнозов погоды в разных печатных и Интернет-изданиях. Нужно поискать время восхода и захода Солнца в той местности, в которой предполагается определять истинный полдень, сложить это время и разделить его пополам. Полученное значение и будет временем истинного полдня.

Способ №2 — с помощью солнечных часов (гномона). Правильно сконструированные, размеченные и установленные солнечные часы достаточно точно показывают время солнечного полдня. На гномоне момент солнечного полдня совпадает с двенадцатью часами дня.

Способ №3 — с помощью навигатора. Навигатор, показывающий направление на географический север, может послужить для определения наступления истинного полдня. Для этого определяют момент, когда центр солнечного диска окажется строго над южным или северным направлением (в зависимости от земного полушария), определенным с помощью навигатора. Это и будет момент истинного полдня.

Магнитный компас для этого способа малопригоден, поскольку показывает направление на магнитные полюса, а не на географические, что может приводить к ощутимым погрешностям. О том, что такое истинный и магнитный полюс, и в чем их отличие, мы подробно рассказывали в отдельной статье.

Способ №4 — с помощью тени от шеста. На ровной горизонтальной площадке в землю строго вертикально втыкается ровный шест. В дообеденное время начинается измерение длины тени, которую отбрасывает на площадку шест. Тень в начале начнет уменьшаться, а затем увеличиваться. Момент перехода от укорачивания тени до ее удлинения и будет соответствовать солнечному полдню.

В этом варианте достаточно засечь время, в которое тень была наименьшей длины.

Данный способ является одним из способов ориентирования и часто рекомендуется в литературе для определения сторон света на местности в солнечную погоду. Его точность напрямик зависит от того, насколько ровная была выбрана площадка и сам шест, а также от того, насколько ровно был установлен этот шест. Также точность метода повышается при увеличении длины шеста (как правило, используют шест длиной 1—2 метра).

Способ №5 — с помощью биссектрисы. Измерения начинают проводить как можно раньше с утра, что делает их более точными. Для этого:

На ровной площадке устанавливается шест аналогично предыдущему способу и отмечается конец его тени.
Измеряется расстояние от места установки шеста до этой точки.
Проводится окружность с радиусом, равным этому расстоянию и центром в точке установки шеста. Теперь остается ждать, когда тень от шеста снова пересечет эту окружность, но уже в другом месте (восточнее).
Как только это произойдет, отмечается вторая точка.
Первая и вторая точки соединяются отрезком — получается своего рода равнобедренный треугольник, у которого третьей вершиной является место установки шеста.
От точки установки шеста проводится биссектриса, которая делит ранее прочерченный между двумя точками отрезок пополам.
На следующий день, когда тень от шеста совпадет с биссектрисой, можно сказать, что наступил истинный полдень.

Этот способ, как и предыдущий, также является одним из методов ориентирования по солнцу.

Из всех этих вариантов только первый может работать при любых метеорологических условиях, в любое время суток и давать быстрый результат. Остальные же работают только в светлое время суток, зависимы от погоды и, как правило, более «медленные».

Теперь, опираясь на все вышесказанное и некоторые другие данные, сделаем общие выводы.

Почему светит Солнце?

Немало философов и учёных пытались ответить на этот, вроде бы простой вопрос. Древнегреческий астроном Анаксагор за свою теорию раскалённого металлического шара умудрился попасть в тюрьму. Ясность наступила с началом XX-го века и открытием явления радиоактивности, а затем возможности проведения управляемой ядерной и термоядерной реакции.

Именно эти открытия приподняли завесу тайны происхождения самого распространённого явления природы. Английские учёные Эрнест Резерфорд и Артур Эддингтон первыми высказали предположение о протекании реакций термоядерного синтеза в глубинах нашего светила.
Благодаря этому, водород Солнца постепенно превращается в гелий, выпуская потоки фотонов, которые мы наблюдаем в качестве света.

Эрнест Резерфорд
Интересный факт: цвет нашего светила – чисто белый, за счёт прохождения слоёв земной атмосферы мы видим его: жёлтым, красным, оранжевым.