Günəş niyə parlayır? Günəş niyə bu qədər il parlayır? Günəş niyə parlaq işıq saçır
Günəş Yerdən 150 milyon kilometr uzaqlıqdadır. Sözün hərfi mənasında belə kosmik məsafəyə baxmayaraq, planetimizdəki bütün həyati proseslər Günəşdən asılıdır.
Bu göy cismi Yerdəki işıq və istilik mənbəyidir.
Günəş nədir?
Quruluşuna görə, içərisində və səthində milyardlarla il ərzində həddindən artıq yüksək temperatur saxlanılan nəhəng qaz topudur. Günəş daim hidrogeni heliuma çevirir.
Alimlər bu prosesi termonüvə reaksiyası adlandırırlar. Hidrogen Günəş nüvəsinin kütləsinin 74%-ni, helium isə bu kütlənin 25%-ni təşkil edir. Bir kimyəvi element digərinə çevrildikdə, hidrogen hissəcikləri daha ağır hissəciklərə birləşir və eyni zamanda istilik və işıq şəklində böyük miqdarda enerji ayrılır.
Termonüvə reaksiyası necə baş verir?
Yüksək temperatur səbəbindən Günəşdəki qazların hissəcikləri - atomların nüvələri və sərbəst elektronlar çılğın sürətlə hərəkət edir. Atomun hər nüvəsində proton və neytron adlanan hissəciklər var. Protonların müsbət elektrik yükü var, neytronların isə heç bir yükü yoxdur. 
Müxtəlif elementlərin atomları bir-birindən tikinti üçün bir növ "tikinti bloku" kimi xidmət edən proton və neytronların sayına görə fərqlənir. Hidrogen atomunun hər nüvəsində bir proton, helium atomunda isə iki proton və iki neytron var.
Dörd hidrogen nüvəsi birləşdikdə bir helium nüvəsi, fotonlar və digər kiçik hissəciklər əmələ gəlir. Bütün istiqamətlərə səpilən işığı təmsil edən fotonlardır.
Alimlərin fikrincə, Günəş nüvəsində hər saniyədə təxminən dörd milyon ton maddə şüa enerjisinə çevrilir. Bu enerji kosmosda dağılır və Yerə çatır.
Qeyd etmək lazımdır ki, günəş nüvəsinin yaxınlığında temperatur təxminən 14 milyon dərəcədir və planetimizə çatan radiasiya gücü təxminən 1000 vattdır. kvadrat metr səthlər.
Günəş niyə qışda yayda olduğu kimi isinmir?
Günəş işığının Yerə təsirinin effektivliyi gündüz saatlarının nə qədər davam etməsindən, atmosferin vəziyyətindən və günəş şüalarının Yerə hansı bucaq altında düşməsindən asılıdır. Yer səthinin istilik tutumu da vacibdir. 
Yayda Günəş yüksək qalxır, onun şüaları Yerə demək olar ki, şaquli şəkildə düşür və istilik daha sürətli baş verir. Qışda Günəş üfüqdə alçaq olur, onun şüaları tangensial keçir və Yerdə istilik xeyli zəif hiss olunur.
Qışda Günəş şüaları atmosferin daha sıx təbəqəsindən keçməlidir və bu, yer səthinin qızdırılması prosesini xeyli ləngidir.
İsti avqust və sərt fevral
Günəş şüalarının maillik bucağı və Yerin istiləşməsi də onunla əlaqədardır ki, avqustun orta enliklərdə yayın həddindən artıq isti ayına, fevralın isə qışın ən sərt ayına çevrilir. Su və torpaq dərhal qızmır, lakin yığılmış istiliyi saxlayır. İyun və iyul aylarında Günəş Yerdən maksimum hündürlüyünə qalxır və istilik səthə dərindən nüfuz edir.
İyun və iyul aylarının yığılmış istiləri qorunub saxlanılır, üstünə avqustun istisi də əlavə olunur. Əks proses də oxşar şəkildə baş verir: dekabr və yanvar aylarında soyumuş torpaq fevral ayında həddindən artıq aşağı temperatura malikdir.
Çoxları vaxtaşırı sual verir: günəş sönəndə nə olacaq? Alimlər cavab verirlər: yaxın gələcəkdə belə bir dönüşdən qorxmaq lazım deyil. Günəş yalnız onun üzərində mövcud olan bütün hidrogeni sərf etdikdən sonra sönə bilər və onun heliuma çevrilməsi prosesi dayanır. 
Ancaq varlığı boyu günəş sistemi Günəşdəki hidrogenin yarısından az hissəsi heliuma çevrilmişdir. Beləliklə, Günəş çox uzun müddət parlayacaq və isinəcək.
Günəş olmadan Yer üzündə həyatın olmayacağını insanlar çoxdan başa düşürdülər, çünki o, uca olduğundan, ona sitayiş olunurdu və Günəş gününü qeyd edərək, tez-tez insan qurbanları verirdilər. Onlar onu izlədilər və rəsədxanalar yaradaraq, Günəşin gündüz niyə parladığı, işığın təbiəti, Günəş nə vaxt batdığı, haradan doğduğu, Günəşin ətrafında hansı cisimlərin olduğu kimi sadə görünən sualları həll etdilər və öz cisimlərini planlaşdırdılar. alınan məlumatlar əsasında fəaliyyət göstərir.
Alimlər Günəş sistemindəki yeganə ulduzda “yağışlı mövsüm” və “quru mövsüm”ü çox xatırladan fəsillərin olduğunu bilmirdilər. Günəşin aktivliyi şimal və cənub yarımkürələrində növbə ilə artır, on bir ay davam edir və eyni vaxtda azalır. Fəaliyyətinin on bir illik dövrü ilə yanaşı, yer kürəsinin həyatı birbaşa asılıdır, çünki bu zaman ulduzun bağırsaqlarından güclü maqnit sahələri atılır və planet üçün təhlükəli olan günəş pozuntularına səbəb olur.
Günəşin planet olmadığını öyrənmək bəzilərini təəccübləndirə bilər. Günəş nəhəng, işıqlı qaz topudur, onun daxilində termonüvə reaksiyaları daim baş verir, enerji buraxır, işıq və istilik verir. Maraqlıdır ki oxşar ulduz günəş sistemində mövcud deyil və buna görə də özünü onun cazibə zonasında tapan daha kiçik ölçülü bütün obyektləri özünə cəlb edir, nəticədə onlar günəş ətrafında bir traektoriya boyunca fırlanmağa başlayırlar.
Təbii ki, kosmosda günəş sistemi öz-özünə yerləşmir, onun bir hissəsidir süd Yolu, nəhəng ulduz sistemi olan qalaktikalar. Süd Yolunun mərkəzindən Günəş 26 min işıq ili ilə ayrıldığı üçün Günəşin onun ətrafında hərəkəti 200 milyon ildə bir inqilabdır. Ancaq ulduz bir ay ərzində öz oxu ətrafında fırlanır - və hətta onda da bu məlumatlar təxminidir: bu, komponentləri müxtəlif sürətlə fırlanan plazma topudur və buna görə də başa çatdırmaq üçün nə qədər vaxt lazım olduğunu söyləmək çətindir. inqilab. Beləliklə, məsələn, ekvator bölgəsində bu 25 gündə, qütblərdə - 11 gün daha çox olur.
Bu gün məlum olan bütün ulduzlar arasında bizim Luminary parlaqlıq baxımından dördüncü yerdədir (ulduz günəş aktivliyini göstərdikdə, söndüyündən daha parlaq olur). Bu nəhəng qaz kürəsi öz-özlüyündə ağ rəngdədir, lakin atmosferimiz qısa spektrli dalğaları udduğuna və Günəş şüasının Yer səthinə yaxın səpələndiyinə görə Günəşin işığı sarımtıl olur, ağ rəng isə yalnız bir yerdə görünə bilər. mavi səmanın fonunda aydın, gözəl gün.
Günəş sistemindəki yeganə ulduz olan Günəş həm də öz işığının yeganə mənbəyidir (çox uzaqdakı ulduzları nəzərə almasaq). Günəş və Ayın planetimizin səmasında ən böyük və ən parlaq cisimlər olmasına baxmayaraq, onların arasındakı fərq böyükdür. Günəş özü işıq yaydığı halda, Yerin peyki tamamilə qaranlıq obyekt olmaqla, sadəcə olaraq onu əks etdirir (həmçinin deyə bilərik ki, biz Günəşi gecələr, onun işıqlandırdığı Ay səmada olarkən də görürük).
Günəş parladı - gənc bir ulduz, onun yaşı, alimlərin fikrincə, dörd milyard yarım ildən çoxdur. Buna görə də, əvvəllər mövcud olan ulduzların qalıqlarından əmələ gələn üçüncü nəsil ulduza aiddir. O, haqlı olaraq ən çox hesab olunur böyük obyekt Günəş sistemi, çünki çəkisi Günəş ətrafında fırlanan bütün planetlərin kütləsindən 743 dəfə çoxdur (planetimiz Günəşdən 333 min dəfə yüngül və ondan 109 dəfə kiçikdir).
Günəşin atmosferi
Günəşin yuxarı təbəqələrinin temperatur göstəriciləri Selsi üzrə 6 min dərəcəni keçdiyi üçün o bərk bədən deyil: belə yüksək temperaturda istənilən daş və ya metal qaza çevrilir. Alimlər bu yaxınlarda belə qənaətə gəliblər, çünki əvvəllər astronomlar ulduzun yaydığı işıq və istiliyin yanma nəticəsində yarandığını irəli sürmüşdülər.
Astronomlar Günəşi nə qədər çox izləyirdilərsə, o, bir o qədər aydınlaşırdı: onun səthi bir neçə milyard ildir ki, son həddə qədər qızır və bu qədər uzun müddət heç nə yanmaz. Müasir fərziyyələrdən birinə görə, atom bombasında olduğu kimi Günəşin daxilində də eyni proseslər baş verir - maddə enerjiyə çevrilir və termonüvə reaksiyaları nəticəsində hidrogen (ulduzda payı təxminən 73,5%) çevrilir. heliuma (demək olar ki, 25%).
Yerdəki Günəşin gec-tez sönəcəyi ilə bağlı şayiələr əsassız deyil: nüvədə hidrogenin miqdarı qeyri-məhdud deyil. Yandıqca ulduzun xarici təbəqəsi genişlənəcək, nüvəsi isə əksinə azalacaq, nəticədə Günəşin həyatı sona çatacaq və o, dumanlığa çevriləcək. Bu proses tezliklə başlayacaq. Alimlərin fikrincə, bu, beş-altı milyard ildən tez olmayacaq.
Daxili quruluşa gəlincə, ulduz qaz kürəsi olduğu üçün planetlə yalnız nüvənin olması ilə birləşir.
Nüvə
Məhz burada bütün termonüvə reaksiyaları baş verir, istilik və enerji əmələ gətirir ki, bu da Günəşin bütün sonrakı təbəqələrini keçərək onu günəş işığı və kinetik enerji şəklində tərk edir. Günəş nüvəsi günəşin mərkəzindən 173.000 km məsafəyə (təxminən 0,2 günəş radiusu) qədər uzanır. Maraqlıdır ki, nüvədə ulduz öz oxu ətrafında yuxarı təbəqələrə nisbətən daha sürətli fırlanır.
Parlaq ötürmə zonası
Nüvədən radiasiya ötürmə zonasında çıxan fotonlar plazma hissəcikləri ilə (neytral atomlardan və yüklü hissəciklərdən, ionlardan və elektronlardan əmələ gələn ionlaşmış qaz) toqquşur və onlarla enerji mübadiləsi aparır. O qədər çox toqquşma var ki, bir fotonun bu təbəqəni keçməsi bəzən təxminən bir milyon il çəkir və bu, plazma sıxlığının və onun temperatur göstəricilərinin xarici sərhəddə azalmasına baxmayaraq.
taxoklin
Radiasiya ötürmə zonası ilə konvektiv zona arasında çox nazik təbəqə var ki, burada maqnit sahəsi – güc xətləri elektromaqnit sahələri plazma axınları ilə çəkilərək onun intensivliyini artırır. Burada plazmanın strukturunu əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdirdiyinə inanmaq üçün hər cür əsas var.
konvektiv zona
Günəş səthinin yaxınlığında maddənin temperaturu və sıxlığı Günəşin enerjisinin yalnız reradiasiyanın köməyi ilə ötürülməsi üçün qeyri-kafi olur. Buna görə də, burada plazma fırlanmağa başlayır, burulğanlar əmələ gətirir, enerjini səthə ötürür, zonanın xarici kənarına yaxınlaşdıqca, daha çox soyuyur və qazın sıxlığı azalır. Eyni zamanda, onun üstündə yerləşən, səthdə soyumuş fotosferin hissəcikləri konvektiv zonaya keçir.
Fotosfer
Fotosfer Günəşin Yerdən günəş səthi şəklində görünə bilən ən parlaq hissəsi adlanır (şərti olaraq belə adlanır, çünki qazdan ibarət cismin səthi yoxdur, ona görə də belə adlanır. atmosferin bir hissəsi).
Ulduzun radiusu (700 min km) ilə müqayisədə fotosfer qalınlığı 100 ilə 400 km arasında olan çox nazik təbəqədir.
Məhz burada günəş fəaliyyətinin təzahürü zamanı işıq, kinetik və istilik enerjisinin sərbəst buraxılması baş verir. Fotosferdə plazmanın temperaturu başqa yerlərə nisbətən aşağı olduğundan və güclüdür maqnit şüalanması, orada günəş ləkələri əmələ gəlir və günəş alovları kimi məşhur bir fenomenə səbəb olur.
Günəş alovlarının qısamüddətli olmasına baxmayaraq, bu müddət ərzində həddindən artıq böyük miqdarda enerji ayrılır. Və o, yüklü hissəciklər, ultrabənövşəyi, optik, rentgen və ya qamma şüalanması, həmçinin plazma axınları şəklində özünü göstərir (planetimizdə onlar maqnit fırtınaları insan sağlamlığına mənfi təsir göstərən).
Ulduzun bu hissəsindəki qaz nisbətən nadirdir və çox qeyri-bərabər fırlanır: onun ekvator ətrafında dövrəsi 24 gün, qütblərdə isə otuz gündür. Fotosferin yuxarı təbəqələrində minimum temperatur göstəriciləri qeydə alınmışdır ki, bunun sayəsində 10 min hidrogen atomundan yalnız birində yüklü ion var (bununla belə, hətta bu bölgədə plazma kifayət qədər ionlaşmışdır).
Xromosfer
Xromosfer, qalınlığı 2 min km olan Günəşin yuxarı qabığı adlanır. Bu təbəqədə temperatur kəskin yüksəlir, hidrogen və digər maddələr aktiv şəkildə ionlaşmağa başlayır. Günəşin bu hissəsinin sıxlığı adətən aşağı olur və buna görə də onu Yerdən ayırmaq çətindir və bunu yalnız Günəş tutulması zamanı, Ay fotosferin daha parlaq təbəqəsini əhatə edəndə görünə bilər ( Bu zaman xromosfer qırmızı rəngdə parlayır).
Tac
Tac Günəşin son xarici, çox isti qabığıdır və planetimizdən ümumi müddət ərzində görünəndir. günəş tutulması: parlaq haloya bənzəyir. Digər vaxtlarda çox aşağı sıxlıq və parlaqlıq səbəbindən onu görmək mümkün deyil.
O, çıxıntılardan, hündürlüyü 40.000 km-ə qədər olan isti qaz fəvvarələrindən və yüklü hissəciklər axınından ibarət günəş küləyi əmələ gətirərək böyük sürətlə kosmosa gedən enerji püskürmələrindən ibarətdir. Maraqlıdır ki, planetimizin bir çox təbiət hadisələri günəş küləyi ilə əlaqələndirilir, məsələn, Şimal şəfəqi. Qeyd etmək lazımdır ki, günəş küləyi özü son dərəcə təhlükəlidir və əgər planetimiz atmosfer tərəfindən qorunmasaydı, o zaman bütün canlıları məhv edərdi.
yer ili
Planetimiz Günəş ətrafında təxminən 30 km/s sürətlə hərəkət edir və onun tam çevrilmə müddəti bir ildir (orbitin uzunluğu 930 milyon km-dən çoxdur). Günəş diskinin Yerə ən yaxın olduğu nöqtədə planetimiz ulduzdan 147 milyon km, ən uzaq nöqtədə isə 152 milyon km məsafədədir.
Yerdən görünən "Günəşin hərəkəti" bütün il boyu dəyişir və onun trayektoriyası Yerin oxu boyunca şimaldan cənuba qırx yeddi dərəcə mailliklə uzanan səkkiz rəqəminə bənzəyir.
Bu, Yerin oxunun orbitin müstəvisinə perpendikulyar olan sapma bucağının təxminən 23,5 dərəcə olması və planetimizin Günəş ətrafında fırlanması səbəbindən Günəşin şüalarının gündəlik və saatda (hesablanmayan) olması ilə əlaqədardır. gündüzün gecəyə bərabər olduğu ekvator) eyni nöqtədə onların düşmə bucağını dəyişir.
Şimal yarımkürəsində yayda planetimiz Günəşə doğru əyilir və buna görə də Günəş şüaları yer səthini mümkün qədər intensiv şəkildə işıqlandırır. Ancaq qışda günəş diskinin səmadan keçən yolu çox aşağı olduğundan Günəş şüası planetimizə daha dik bucaqla düşür və buna görə də yer zəif isinir.
Orta temperatur payız və ya yaz gələndə və Günəş qütblərdən eyni məsafədə olduqda təyin olunur. Bu zaman gecələr və gündüzlər təxminən eyni müddətə malikdir - Yer kürəsində qışla yay arasında keçid mərhələsi olan iqlim şəraiti yaranır.
Belə dəyişikliklər hətta qışda, qış gündönümündən sonra, Günəşin səma boyu hərəkət trayektoriyası dəyişdikdə və yüksəlməyə başlayanda baş verməyə başlayır.
Ona görə də yaz gələndə günəş günə yaxınlaşır yaz bərabərliyi, gecə ilə gündüzün uzunluğu eyni olur. Yayda, iyunun 21-də, yay gündönümü günü, günəş diski üfüqdən yuxarı ən yüksək nöqtəyə çatır.
yer günü
Günəşin gündüz niyə parladığı və haradan doğduğu sualına cavab axtarmaq üçün səmaya yer insanı nöqteyi-nəzərindən baxsanız, tezliklə Günəşin şərqdən doğduğuna əmin ola bilərsiniz. qərbdə onun quruluşunu görmək olar.
Bu, planetimizin təkcə Günəş ətrafında hərəkət etməməsi, həm də öz oxu ətrafında fırlanması, 24 saat ərzində tam bir inqilab etməsi səbəbindən baş verir. Yerə kosmosdan baxsanız, görə bilərsiniz ki, o, Günəşin əksər planetləri kimi, saat əqrəbinin əksinə, qərbdən şərqə doğru fırlanır. Yer üzündə dayanıb səhər Günəşin harada göründüyünü seyr edəndə hər şey güzgü şəklində görünür və buna görə də Günəş şərqdən çıxır.
Eyni zamanda maraqlı mənzərə müşahidə olunur: Günəşin harada olduğunu müşahidə edən insan bir nöqtədə dayanaraq Yerlə birlikdə şərq istiqamətində hərəkət edir. Eyni zamanda, planetin qərb tərəfində yerləşən hissələri bir-birinin ardınca tədricən Günəş işığını işıqlandırmağa başlayır. Belə ki. məsələn, ABŞ-ın şərq sahilində günəşin doğuşunu qərb sahilində günəş doğmadan üç saat əvvəl görmək olar.
Yerin həyatında günəş
Günəş və Yer bir-biri ilə o qədər bağlıdır ki, səmadakı ən böyük ulduzun rolunu qiymətləndirmək çətindir. İlk öncə planetimiz Günəş ətrafında formalaşdı və həyat yarandı. Həmçinin Günəşin enerjisi Yer kürəsini qızdırır, Günəş şüası onu işıqlandıraraq iqlim əmələ gətirir, gecələr sərinləyir, Günəş çıxandan sonra yenidən qızdırır. Nə deyə bilərəm, hətta onun köməyi ilə hava həyat üçün lazım olan xüsusiyyətləri əldə etdi (Günəş şüası olmasaydı, buz bloklarını və donmuş torpaqları əhatə edən maye azot okeanı olardı).
Göydəki ən böyük obyektlər olan Günəş və Ay bir-biri ilə aktiv şəkildə qarşılıqlı əlaqədə olmaqla nəinki Yeri işıqlandırır, həm də planetimizin hərəkətinə birbaşa təsir göstərir - əsas nümunəsidir bu hərəkətin axması və axışı var. Onlara Ay təsir edir, Günəş bu prosesdə kənardadır, lakin onun təsiri olmadan da edə bilməz.
Günəş və Ay, Yer və Günəş, hava və su axır, ətrafımızda biokütlə mövcuddur, daim bərpa olunan enerji xammalı, asanlıqla istifadə oluna bilər (səthdə yerləşir, onu sudan çıxarmaq lazım deyil). planetin bağırsaqlarında radioaktiv və zəhərli tullantılar əmələ gətirmir).
90-cı illərin ortalarından etibarən bərpa olunan enerji mənbələrindən istifadə imkanlarına ictimaiyyətin diqqətini cəlb etmək. keçən əsrdə Beynəlxalq Günəş Gününün qeyd edilməsi qərara alındı. Belə ki, hər il mayın 3-də Günəş günündə bütün Avropada insanlara nurani şüasından xeyirxahlıq üçün necə istifadə etməyi, günəşin batması və ya doğuş vaxtını necə təyin etməyi göstərmək məqsədi daşıyan seminarlar, sərgilər, konfranslar keçirilir. Baş verir.
Məsələn, Günəş günündə teleskop vasitəsilə xüsusi multimedia proqramlarına baş çəkə, maqnit pozğunluqlarının böyük sahələrini və günəş aktivliyinin müxtəlif təzahürlərini görə bilərsiniz. Günəş günündə siz bizim Luminary-nin nə qədər güclü enerji mənbəyi olduğunu açıq şəkildə nümayiş etdirən müxtəlif fiziki təcrübələrə və nümayişlərə baxa bilərsiniz. Çox vaxt Günəş Günündə ziyarətçilər günəş saatı yaratmaq və onu hərəkətdə sınaqdan keçirmək imkanı əldə edirlər.
Ulduzlar milyardlarla il ərzində böyük miqdarda istilik və işıq yayırlar ki, bu da böyük miqdarda yanacaq sərfiyyatı tələb edir. XX əsrə qədər heç kim onun hansı yanacaq olduğunu təsəvvür edə bilməzdi. Fizikanın ən böyük problemi böyük sual idi - ulduzlar enerjini haradan alır? Bizim edə biləcəyimiz tək şey göyə baxmaq və biliklərimizdə böyük bir “dəlik” olduğunu başa düşmək idi. Ulduzların sirrini başa düşmək üçün yeni kəşf mühərriki lazım idi.
Helium sirri açmaq üçün lazım idi. Albert Eynşteynin nəzəriyyəsi ulduzların atomların içindən enerji ala biləcəyini sübut etdi. Ulduzların sirri E \u003d ms 2 düsturu olan Eynşteyn tənliyidir. Bədənimizi təşkil edən atomların sayı müəyyən mənada cəmlənmiş enerji, sıxılmış enerji, kainatımızı təşkil edən atomlara (kosmik toz hissəcikləri) sıxılmış enerjidir. Eynşteyn sübut etdi ki, bu enerji iki atomun toqquşması nəticəsində sərbəst buraxıla bilər. Bu proses termonüvə sintezi adlanır, ulduzları qidalandıran bu qüvvədir.
Təsəvvür edin amma fiziki xassələri kiçik, atomaltı hissəciklər ulduzların quruluşunu müəyyən edir. Eynşteynin nəzəriyyəsi sayəsində bu enerjini atomun içinə necə buraxacağımızı öyrəndik. İndi alimlər laboratoriyada birləşmənin gücü üzərində güc qazanmaq üçün ulduz enerjisinin mənbəyini simulyasiya etməyə çalışırlar.
İngiltərənin Oksford yaxınlığındakı laboratoriyanın divarlarının içərisində Endryu Kirk və komandasının "ulduz" laboratoriyasına çevirdiyi maşın var. Bu quraşdırma Tokamak adlanır. Bu, əsasən, ulduzun içi kimi şərtləri simulyasiya edə bilən çox isti plazma saxlayan böyük bir maqnit şüşəsidir.
Tokamakın içərisində hidrogen atomları bir-birinə qarşıdır. Atomları bir-birinə itələmək üçün tokamak onları 166 milyon dərəcəyə qədər qızdırır, bu temperaturda atomlar o qədər sürətlə hərəkət edir ki, bir-biri ilə toqquşmaqdan qaça bilmirlər. Qızdırma bir hərəkətdir, qızdırılan hissəciklərin hərəkəti itələyici qüvvəni aradan qaldırmaq üçün kifayətdir. Saniyədə minlərlə kilometr sürətlə uçan bu hidrogen atomları bir-birinə çırpılır və birləşərək yeni bir atom meydana gətirirlər. kimyəvi element- helium və az miqdarda təmiz enerji.
Hidrogen heliumdan bir az daha ağırdır, yanma prosesində kütlə itirilir, itirilmiş kütlə enerjiyə çevrilir. Tokamak saniyənin bir hissəsinin birləşməsini dəstəkləyə bilər, lakin ulduzun daxili hissəsində nüvələrin birləşməsi milyardlarla il dayanmır, səbəb sadədir - ulduzun ölçüsü.
Ulduz cazibə qüvvəsi ilə yaşayır. Ona görə də ulduzlar böyükdür, nəhəngdir. Bir ulduzu sıxmaq üçün sizə lazımdır böyük güc cazibə, kifayət qədər inanılmaz miqdarda enerji buraxmaq üçün termonüvə sintezi. Ulduzların sirri budur, ona görə parlayırlar.
Günəş ulduzunun nüvəsindəki sintez hər saniyə bir milyard nüvə bombası üçün kifayət edəcək güc yaradır. Ulduz nəhəng hidrogen bombasıdır. O zaman niyə parçalanmır? Fakt budur ki, cazibə qüvvəsi ulduzun xarici təbəqələrini sıxır. Cazibə və sintez böyük bir müharibə aparır, cazibəsi ulduzu əzmək istəyən və ulduzu içəridən parçalamağa çalışan birləşmə enerjisi, bu münaqişə və bu tarazlıq ulduz yaradır.
Bu, bir ulduzun ömrü boyu davam edən hakimiyyət uğrunda mübarizədir. İşığı yaradan ulduzlar üzərindəki bu döyüşlərdir və ulduz səyahətinin hər şüası inanılmaz səyahət edir, işıq saatda 1080 milyon kilometr yol qət edir. Bir saniyədə bir işıq şüası Yer ətrafında yeddi dəfə dövrə vura bilər, kainatda heç bir şey bu qədər sürətlə hərəkət etmir.
Ulduzların çoxu çox uzaqda olduğundan, işıq bizə çatmaq üçün yüzlərlə, minlərlə, milyonlarla və hətta milyardlarla il yol qət edir. Hubble orbitindəki kosmik stansiyası kainatımızın uzaq guşələrinə nəzər saldıqda, o, milyardlarla ildir səyahət edən işığı görür. Bu gün gördüyümüz Etequilia ulduzunun işığı öz səyahətinə çıxdı - 8000 il əvvəl, Betelgeuse işığı Kolumbun Amerikanı kəşf etdiyi vaxtdan - 500 il əvvəl yoldadır. Hətta Günəşin işığı bizə 8 dəqiqəyə qədər uçur.
Günəş hidrogendən heliumu sintez etdikdə işıq hissəciyi, foton əmələ gəlir. Bu işıq şüası Günəşin səthinə qədər uzun və çətin bir səyahətə malikdir. Bütün ulduz buna mane olur, bir foton yarananda başqa atoma, başqa protona, başqa neytrona çırpılır, fərqi yoxdur, udulur, sonra başqa istiqamətə əks olunur və Günəşin içində elə xaotik hərəkət edir. çıxmaq.
Foton vəhşicəsinə tələsməli, milyardlarla dəfə qaz atomlarına çırpılmalı və ümidsizcəsinə çölə atılmalı olacaq. Gülməli, Günəşin nüvəsindən çıxmaq üçün bir fotonun Günəşin səthindən Yerə uçması minlərlə il və cəmi 8 dəqiqə çəkir. Fotonlar istilik və işıq mənbəyidir, bunun sayəsində Yer planetimizdə müxtəlif və heyrətamiz həyat dəstəklənir!
“Günəş niyə parlayır?” sualının sadə ifadəsinə baxmayaraq. bunun cavabı müəyyən fiziki bilik bazası tələb edir və onu bir cümlə ilə təqdim etmək çətin məsələdir. Tarixi zəminlə başlayacağımız məqalənin sonuna doğru onu həll etməyə çalışacağıq.
Hekayə
Günəşin təbiətinin izahına elmi nöqteyi-nəzərdən yanaşmağa ilk cəhd edənlərdən biri də Günəşin isti metal top olduğunu bildirən qədim yunan astronomu və riyaziyyatçısı Anaksaqordur. Bunun üçün filosof həbs olundu. Günəşin instrumental tədqiqi 17-ci əsrdə başlamazdan əvvəl, səthdə daim yanan meşələrə qədər günəş işığının təbiəti haqqında hələ də çoxlu fərziyyələr var idi.
17-ci əsrdən bəri elm adamları günəş ləkələri kimi bir fenomeni kəşf etdilər, Günəşin fırlanma müddətini hesablamaq mümkün olur. Aydın olur ki, ulduzumuz mürəkkəb quruluşa malik bir növ fiziki bədəndir. 19-cu əsrdə spektroskopiya yarandı, onun köməyi ilə günəş şüasını komponent rənglərinə parçalamaq mümkün oldu. Beləliklə, udma xətləri sayəsində Fraunhofer ulduzun bir hissəsi olan yeni kimyəvi elementi - heliumu aşkarlamağı bacarır.
19-cu əsrin ortalarında alimlər artıq Günəşin parıltısını daha mürəkkəb elmi fərziyyələrlə təsvir etməyə çalışırdılar. Beləliklə, Robert Mayer ulduzun meteoritlərin bombalanması ilə qızdırıldığını irəli sürdü. Bir qədər sonra, 1853-cü ildə "Kelvin-Helmholtz mexanizmi" adlanan daha ağlabatan bir fikir yarandı, buna görə Günəş cazibə qüvvəsinin daralması səbəbindən qızdırıldı. Ancaq bu vəziyyətdə korifeyin yaşı reallıqdan xeyli az olardı ki, bu da bəzi geoloji tədqiqatlarla ziddiyyət təşkil edirdi.
Günəş niyə parlayır
Bu suala ilk dəfə düzgün cavab verən ingilis fiziki Ernest Ruterford Günəşdə radioaktiv parçalanmanın baş verdiyini və bunun ulduzun enerji mənbəyi olduğunu irəli sürdü. Daha sonra, 1920-ci ildə ingilis astrofiziki Artur Eddinqton Günəşin öz kütləsinin daxili təzyiqinin təsiri altında Günəşin nüvəsində termonüvə birləşmə reaksiyasının gedə biləcəyini iddia edərək, Rezerfordun ideyasını inkişaf etdirdi. 10 ildən sonra müşahidə olunan enerji miqdarını yaradan əsas birləşmə reaksiyaları hesablandı.
Qısaca olaraq, Günəşin parladığı termonüvə reaksiyasını protonların (hidrogen nüvələrinin) helium-4 nüvəsinə birləşməsi kimi təsvir etmək olar. Helium-4 nüvəsi hidrogen nüvəsindən daha kiçik kütləyə malik olduğundan, enerji fərqi (sərbəst enerji) fotonlar - elektromaqnit şüalanma olan hissəciklər şəklində buraxılır.
termonüvə reaksiyası
Kütləsi Günəş və ya daha az olan ulduzların daxilində baş verən proton-proton termonüvə birləşmə reaksiyalarını üç zəncirə bölmək olar: ppI, ppII, ppIII. Bunlardan ppl günəş enerjisinin 84%-dən çoxunu təşkil edir. Proton-proton reaksiyası üç dövrədən ibarətdir, burada birincinin rolu iki protonun (iki hidrogen nüvəsinin) qarşılıqlı təsiridir. Coulomb maneəsini aşmaq üçün kifayət qədər enerji ilə iki proton birləşərək deytron əmələ gətirir. İki protondan ibarət olan deyteron nüvəsi iki fərdi protondan daha az kütləyə malik olduğundan sərbəst enerji əmələ gəlir, bunun sayəsində reaksiyanın baş verdiyi bölgədən yayılan pozitron və elektron neytrino yaranır.
Bundan əlavə, bir deytron və başqa bir protonun qarşılıqlı təsiri səbəbindən, enerjinin formada sərbəst buraxılması ilə helium-3 əmələ gəlir. elektromaqnit şüalanması. Aşağıdakı diaqramda reaksiyanın sonrakı mərhələlərini aydın görmək olar.
Günəş daxilində reaksiyalar
Proton-proton termonüvə birləşmə reaksiyasına əlavə olaraq, Günəş tərəfindən ayrılan enerjiyə kiçik bir töhfə proton-elektron-proton tipli 0,23% reaksiya ilə edilir.
Beləliklə, yuxarıdakıları ümumiləşdirsək, Günəş şüalanır elektromaqnit dalğaları proton-proton (proton-elektron-proton) termonüvə birləşmə reaksiyası zamanı buraxılan enerji nəticəsində yaranan hissəciklər tərəfindən əmələ gələn görünən işıq bölgəsi də daxil olmaqla müxtəlif tezliklərin.
Maddənin dördüncü vəziyyəti.
Altıncı hissə. Günəş niyə parlayır
Günəş niyə parlayır? Bu suala eyni dəqiq cavab bu gün məlumdur. Günəş ona görə parlayır ki, onun dərinliklərində 4 protonun (hidrogen atomlarının nüvələri) bir helium nüvəsinə çevrilməsinin termonüvə reaksiyası nəticəsində sərbəst enerji qalır (çünki helium nüvəsinin kütləsi dördün kütləsindən azdır) protonlar), fotonlar şəklində buraxılır. Görünən diapazonda fotonlar - bu birdir günəş işığı gördüyümüz.
İndi isə alimlərin keçdiyi yolu düşünək və təsəvvür edək. Və eyni zamanda, gəlin düşünək ki, hidrogen Günəşdə tamamilə yandıqda nə baş verəcək? Mütləq çıxacaqmı? Məqaləni sona qədər oxumağı məsləhət görürük - orada çox maraqlı bir fərziyyə irəli sürülür.
Tutaq ki, Günəş bütün yanacaq növləri arasında ən kalorili olanı - kül olmadan bütöv yanan ən təmiz karbonu yandırır. Sadə bir hesablama aparaq. Bu “tonqal”ın Yerə nə qədər istilik göndərdiyi məlumdur. Günəş bir topdur, buna görə də bütün istiqamətlərə bərabər istilik yayır. Yerin və Günəşin ölçüsünü bilə-bilə hesablamaq asandır ki, Günəşdən gələn istilik axını saxlamaq üçün hər saniyədə təxminən 12 milyard ton kömür yanmalıdır! Bu rəqəm yer miqyasında böyükdür, lakin Yerdən üç yüz min dəfədən çox ağır olan Günəş üçün bu kömür miqdarı azdır. Yenə də günəşdəki bütün kömür cəmi altı min il ərzində yanmalı idi. Lakin bir çox elmlərin - geologiya, biologiya və s.-nin məlumatları təkzibedilməz şəkildə sübut edir ki, parlaq Günəş ən azı bir neçə milyard ildir ki, planetimizi qızdırır və işıqlandırır.
Günəşin kömürlə yanması fikri rədd edilməli idi. Amma bəlkə də var kimyəvi reaksiyalar, hansında kömür yandırılandan daha çox istilik ayrılır? Tutaq ki, onlar mövcuddur. Ancaq bu reaksiyalar belə Günəşin ömrünü min, iki min il, hətta iki dəfə uzada bilərdi, amma daha çox deyil.
Bəs Günəş uzun müddət özünü yanacaqla təmin edə bilmirsə, o zaman, bəlkə, kosmos bunu kənardan edir? Günəşə davamlı olaraq meteoritlərin düşdüyü iddia edilir. Artıq dedik ki, meteoritlər Yerə yaxınlaşdıqda, Yer atmosferində tormozlanma səbəbindən çox vaxt yolda havanı qızdıraraq tamamilə yanırlar. Günəşin ətrafında atmosfer olmadığını, meteoritlərin ləngiməsinin bilavasitə günəş maddəsində baş verdiyini və yüksək temperatura qədər qızdırıldığını niyə düşünməyək?
Gəlin hesablamalara qayıdaq. Günəşin uzun müddət yanmasını təmin etmək üçün ona neçə meteorit düşməlidir? Hesablama tamamilə inanılmaz bir rəqəm verir: Günəşə düşən bütün meteoritlərin çəkisi Günəşin özünün ağırlığına bərabər olsa belə, o, hələ də cəmi bir milyon il parlayacaq.
Ancaq bəlkə də bir dəfə Günəşə belə çox sayda meteorit düşdü, onu böyük bir temperatura qədər qızdırdı və indi Günəş yavaş-yavaş soyuyur? Bu kimi heç nə! Günəşin indiki kimi bir milyard, milyon və min il əvvəl parlayıb isiddiyinə dair çoxlu sübutlar var. Beləliklə, ikinci fərziyyə də iflasa uğrayır.
Günəş aktivliyinin heyrətamiz sabitliyi Günəşin "yanmasının" səbəbi ilə bağlı üçüncü, ən cazibədar fərziyyəni də basdırdı. Aşağıdakılara gəldi. Ümumdünya cazibə qanununa görə bütün cisimlər bir-birinə yaxınlaşır. Yer Günəş tərəfindən cəlb edilir və onun ətrafında hərəkət edir. Daş Yer tərəfindən cəzb olunur və əlindən azad edilərsə üzərinə düşür.
Təsəvvür edək ki, Günəş qazı olan nəhəng bir gəmidir. Qarşılıqlı cazibə təsirinə məruz qalan bu qazın molekulları, onları bir-birindən uzaqlaşdıran toqquşmalara baxmayaraq, tədricən bir-birini çəkməli və bir-birinə yaxınlaşmalıdır. Daha sonra günəş bütövlükdə kiçilir, içindəki qazın təzyiqi artar və bu, temperaturun artmasına və istiliyin yayılmasına səbəb olardı.
Nəzərə alsaq ki, 100 il ərzində Günəşin diametri cəmi bir neçə kilometr kiçilir, onda bu hadisə Günəşin şüalanmasını tam izah edə bilərdi. Lakin astronomik alətlərin köməyi ilə belə yavaş daralma aşkar edilə bilməz.
Ancaq daha uzun müddət işləyən bir "cihaz" var. Bu alət Yerin özüdür. Mövcud olduğu müddətdə Günəş on dəfə kiçilməli olacaqdı: bütün Günəş sisteminin uzunluğundan dəfələrlə böyük ölçülərdən müasir ölçülərə qədər. Belə sıxılma, şübhəsiz ki, . Bununla belə, Yerin tarixi belə bir şey bilmir. Ən yüksək dağların məhv olduğu, yeni okeanların, bütöv qitələrin doğulduğu böyük geoloji fəlakətləri bilir, lakin bütün bunları Günəşin deyil, Yerin özünün fəaliyyəti ilə tam izah etmək olar.
Beləliklə, Günəşin "yanması"nın səbəbləri haqqında qeyd olunan hər üç fərziyyə əsassız çıxdı. Yerdəki ən mürəkkəb hadisələrin bir çoxunu izah edə bilən elm, Günəşin fəaliyyətinin sirri qarşısında çox uzun müddət əllərini aşağı saldı. İndi məlum oldu ki, bu tapmacanın həllini kosmosun dərinliklərində deyil, Günəşin dərinliklərində axtarmaq lazımdır.
Və burada fövqəlböyük elm - astronomiya fövqəlkiçik elminin - atom nüvəsinin fizikasının köməyinə gəldi.
