Извечные тайны неба

Солнце движется вокруг центра Галактики со скоростью около 250 ^км/_с и совершает один обход вокруг него почти за 250 млн. лет. Высказывались предположения, что смена геологических эпох, наступление ледниковых периодов и другие гигантские катаклизмы в истории Земли связаны именно с «космическим климатом», т. е. с положением Солнца относительно ядра Галактики. Подобно тому, как из-за наклона земной оси ежегодное обращение Земли вокруг Солнца приводит к регулярной смене времен года, так и обращение Солнца вокруг ядра Галактики вызывает будто бы аналогичные изменения, только в гораздо более крупных масштабах. Эти предположения пока не подтверждены и не опровергнуты. Они остаются гипотезой.

Солнце – звезда, сердце нашей планетной системы. Сила тяготения Солнца заставляет обращаться вокруг него и Землю, и другие планеты.

Солнце – это гигантский пылающий газовый шар. Объем его превосходит объем Земли в 1 300 000 раз. Температура внутри Солнца может достигать 15 000 000 К.

Астрономы обнаружили на Солнце все те же химические элементы таблицы Менделеева: водород, кислород, азот, углерод, которые были хорошо известны ученым на Земле. Только однажды в 1868 г. сразу несколько астрономов обнаружили в солнечных протуберанцах ранее неизвестный химический элемент. От греческого слова гелиос – «солнце» – новый элемент назвали гелием. В 1895 г. гелий был обнаружен в составе газов, выделенных из минерала клевеита, а впоследствии в небольших дозах в земной атмосфере. Теперь он с успехом служит наполнителем в многочисленных светящихся рекламных трубках.

За счет чего Солнце способно непрерывно излучать в окружающее пространство чудовищный поток лучистой энергии?

Аллегорическое изображение Солнца из книги Кая Юлия Гигина «Poeticon Astronomicon», отпечатанной в Венеции в 1482 г. Книга вышла из-под станка Эрхарда Ратдольта, нюрнбергского печатника, работавшего у прославленного астронома Региомонтана – автора астрономических «Эфемерид» (1474 г.), которыми пользовался Христофор Колумб и многие другие мореплаватели. Перебравшись в Венецию, Ратдольт основал собственную типографию – крупнейшую по изданию научной литературы. «Calendarium» Региомонтана, опубликованный Ратдольтом в Венеции в 1476 г., был первой в истории книгой с титульным листом.

Будь Солнце просто раскаленным газовым шаром, оно остыло бы всего за несколько десятков миллионов лет. Но растительная жизнь на Земле – так свидетельствует геология – существует по крайней мере миллиард лет. Жизнь нуждается в солнечной энергии. И стало быть, за последний миллиард лет энергия Солнца не истощилась.

Геологические изыскания не оставляют места для тревог, что Солнце остывает. Больше того, по данным геологов, например, древнейшие оледенения бывали даже более мощными, чем последующие.

Астрономы долго искали источник неиссякающей солнечной энергии – то «горючее», которое непрерывно обогревает всю Солнечную систему. Обнаружить его удалось в связи с успехами ядерной физики. В центральной области солнечного шара в силу колоссальных температур и давлений ядра атомов с сорванными электронными оболочками тесно прижимаются друг к другу, и в этих условиях начинает идти термоядерная реакция превращения водорода в гелий. В глубоких недрах Солнца идет та самая реакция, о которой тщетно мечтали средневековые алхимики, – реакция превращения одного химического элемента в другой.

Солнце – сгусток пылающей материи – является колоссальным природным реактором. В течение миллиардов лет этот реактор перерабатывает собственное вещество.

Современная наука также сумела воспроизвести эту «солнечную» реакцию, но, к сожалению, еще не научилась управлять ею. Мы знакомы с ней только в неуправляемой форме, при взрыве; реакция превращения водорода в гелий происходит при взрыве водородной бомбы.

Исследования показали, что при термоядерной реакции превращения водорода в гелий выделение энергии на каждый грамм «употребленного» водорода составляет 6-10¹¹ Дж. Нетрудно рассчитать, зная общее солнечное излучение, что «сгорание» водорода на Солнце идет со скоростью 5 миллионов тонн в секунду.

Термоядерная реакция превращения водорода в гелий идет только в центральной части, в глубинной «топке» Солнца. Подавляющая же часть солнечного вещества в этой реакции не участвует и энергии не выделяет. Поэтому, если колоссальный общий поток солнечной энергии сопоставить с его колоссальной массой, то окажется, что количество излучаемой энергии, приходящееся на единицу массы, например, на 1 г солнечного вещества в среднем исчезающе мало. Как заметил однажды советский астрофизик В. Г. Курт, поток солнечной энергии, приходящийся в среднем на единицу массы Солнца, равен потоку энергии, выделяемой такой же по массе кучей прелых листьев в лесу.

Солнце расходует водород и стареет. Первоначально – около 5 млрд лет назад – водород составлял около 70 % от всей массы Солнца. Теперь, по расчетам, содержание его в центральной части Солнца, его «термоядерной топке» снизилось до 30-40 %. Этого хватит еще на несколько миллиардов лет.