Простые вопросы. Книга, похожая на энциклопедию

Во время таких вспышек Солнца поток нейтронов и электронов резко возрастает. В зависимости от скорости вылета через сутки-двое поток частиц достигает Земли и попадает в ее магнитное поле. Конфигурация силовых линий магнитного поля Земли такова, что под его действием солнечные протоны и электроны, несмотря на огромную скорость их движения, не могут достичь плотных нижних слоев атмосферы в экваториальных широтах. Однако в приполярных областях такое проникновение оказывается возможным, в том числе и для частиц, отдрейфовавших вдоль силовых линий с экватора.

Так как энергия протонов и электронов велика, они ионизируют и возбуждают атомы и молекулы атмосферы, начинающие излучать свет, который можно наблюдать в южных и северных приполярных областях. Основные газы атмосферы, как известно, азот и кислород. Возбужденные атомы кислорода излучают в зеленой и красной областях видимого спектра, а молекулы азота дают инфракрасные и ультрафиолетовые волны. Так в приполярных широтах и возникают завораживающие картины сияний. Кстати, точно так же объясняются полярные сияния на Юпитере, обнаруженные 27 ноября 1998 года с помощью ультрафиолетового спектрографа знаменитого космического телескопа «Хаббл».

Полярные сияния лишь одно из проявлений солнечных вспышек. Мощнейшие электрические токи, вызванные сложным движением заряженных частиц, создают магнитные поля, и происходит то, что называют магнитной бурей. Особенно сильно возмущается верхний атмосферный слой — ионосфера. Это сильно влияет на жизнь на Земле. Изменяется погода, у людей обостряются заболевания. Атмосферные токи нарушают радиосвязь, выводят из строя электрические приборы. Словом, у людей достаточно оснований считать полярное сияние грозной приметой, что они и делают с древних времен.

Полярные сияния плохо поддаются предсказанию, но поддаются пониманию. В научном эксперименте удалось создать искусственное полярное сияние. Для этого в 1985 году был запущен специальный спутник, на котором находился ускоритель электронов. Он выбросил быстрые электроны в расчетной точке у экватора, а специальные наблюдательные станции в сопряженных точках Южного и Северного полушарий Земли, расположенных по одному меридиану на французском острове Кергелен в Индийском океане и в поселке Согра Архангелькой области, зафиксировали вспышку излучения. Увидеть искусственное полярное сияние воочию, к сожалению, не удалось из-за облачности.

Иногда полярные вспышки бывают так сильны, что их сияние распространяется до средних широт. Может быть, повезет и нам?

Что такое пустота?

С бытовой точки зрения проблемы в определении пустоты нет. Мы всегда с легкостью видим, пусто ли помещение, пуста ли посуда. Пустое место — это где ничего нет. Мало того, его нередко понимали как место, где нет ничего важного, существенного. Например, старцы-пустынники жили в пустынях, где всего-навсего не было людей. С этой точки зрения вся Земля была пустой, пока на ней не появились люди.

В науке же с пустотой не так просто. Аристотель определял пустоту как пространство, не занятое предметами и веществом. При этом он четко отделял вещество от пустоты. Главнейший из основоположников атомистического учения Демокрит утверждал, что и внутри тел есть пустота, поскольку многие тела сжимаемы. Современная наука это подтверждает. Она признает, что все вещества состоят из атомов. Однако она знает и то, что промежутки между атомами могут быть весьма велики. Мало того, сам атом в основном состоит из пустоты. Судите сами. Его размер приблизительно равен 10–8 см. Хотя это и маленькая величина, ядро атома и того меньше — около 10–13 см. То есть сам атом по объему больше своего ядра в миллион миллиардов раз — практически он состоит из пустоты.

Для обозначения такой пустоты, то есть отсутствия атомов, в современной науке используется понятие вакуума. Однако наука оперирует и другими объектами, в частности полями — гравитационным и электромагнитным. Эти поля существуют и в вакууме. Они обладают энергией, которая может передаваться в пространстве. Например, именно так мы получаем энергию от Солнца. Благодаря такой энергии мы видим окружающий мир, так как свет — это электромагнитное поле. Вакуум, следовательно, можно считать носителем энергии.

Таким образом, вакуум и пустота не одно и то же. Современная наука знает и другие объекты — элементарные частицы, из которых, в частности, образуются атомы. Элементарные частицы живут сложной жизнью, могут претерпевать превращения, сопровождаемые генерацией полей. Например, частица и античастица при взаимодействии друг с другом аннигилируют — исчезают, образуя излучение. Непустое пространство превращается в вакуум. Одновременное возникновение в пространстве частицы и античастицы тоже не запрещено, но требуется энергия для их возникновения. Поэтому в вакууме могут появиться частицы.