Відношення діаметра сонця до діаметра землі. Розмір та маса сонця

Сонце – центральний об'єкт нашої зіркової системи. У ньому зосереджена практично вся її маса – 99%. Визначити розмір небесного світила можна за допомогою спостереження, геометричних моделей та точних розрахунків. Вченим необхідно не тільки знати діаметр Сонця за кілометри, а також його кутові розміри, а й відстежувати активність зірки. Її вплив на нашу планету дуже великий – потоки заряджених часток сильно впливають на магнітосферу Землі.

Як визначити діаметр Сонця за кілометри

Визначення діаметра Сонця завжди займало людей, які цікавляться астрономією. З давніх часів людина спостерігала за небом і намагалася скласти уявлення про видимі на ньому об'єкти. З їхньою допомогою створювалися календарі і передбачалися багато природних явищ. Небесним тілам протягом тисячоліть надавалося містичне значення.

Місяць та Сонце стали центральними об'єктами вивчення. За допомогою супутника Землі вдалося дізнатися про точні розміри зірки. Діаметр Сонця було визначено за допомогою «Чіток Бейлі». Так називається оптичний ефект, що відбувається у фазі повного сонячного затемнення. Коли краї сонячного та місячного дисків збігаються, світло пробивається через нерівності місячної поверхні, утворюючи червоні крапки. Вони допомогли астрономам визначити точне положення краю сонячного диска.

Найбільш детально було проведено дослідження цього явища в Японії у 2015 році. Дані кількох обсерваторій були доповнені інформацією із місячного зонда «Кагуя». У результаті було розраховано, скільки діаметр Сонця складає за кілометри - 1 мільйон 392 тис. 20 км. Для астрономів важливими є й інші параметри світила.

Кутовий діаметр Сонця

Кутовий діаметр об'єкта – це кут між лініями, що йдуть від спостерігача до діаметрально протилежних точок на його краях. В астрономії він вимірюється у хвилинах (′) та секундах (″). Під ним мається на увазі не плоский кут, а тілесний (об'єднання всіх променів, що виходять із крапки). Кутовий діаметр зірки дорівнює 31'59”.

Протягом доби Сонце змінює свої розміри (2,5-3,5 рази). Однак така видимість є лише психологічним феноменом. Ілюзія сприйняття полягає в тому, що кут, під яким видно Сонце, не змінюється в залежності від його положення на небі.

Однак небо видається людині не півсферою, а куполом, який краями примикає до горизонту. Тому проекція зірки з його площину здається різною за величиною.

Існує й інше пояснення. Усі предмети з наближенням до горизонту стають менше. Однак Сонце не змінює своїх розмірів. Через це здається, ніби воно стає більшим. Цікавий психологічний ефект легко перевірити: варто виміряти діаметр Сонця за допомогою мізинця. Його розміри в зеніті та на горизонті будуть однакові.

Дослідження Сонця

До винаходу телескопа астрономи не мали уявлення про будову світла небесного. У Європі лише у 17 столітті були відкриті сонячні плями. Вони є фотосфери, що вирвалися на поверхню. магнітні поля. Заважаючи руху речовини у місцях викиду, вони створюють зниження температури лежить на поверхні Сонця. У цей час Галілей визначив період звернення Сонця навколо своєї осі. Його зовнішній шар робить повний оборот за 25,38 діб.

Будова Сонця:

• водень – 70%;
• гелій – 28%;
• інші елементи – 2%.

У ядрі зірки відбувається ядерна реакція перетворення водню на гелій. Тут температура сягає 15 млрд. градусів. На поверхні вона дорівнює 5780 градусів.

Після появи космічних апаратів робилося безліч спроб дослідження небесного світила. Американські супутники, запущені в космос у період з 1962 по 1975 роки, вивчали Сонце в ультрафіолетовому та рентгенівському спектрі хвиль. Серія була названа Орбітальною сонячною обсерваторією.

У 1976 році було запущено західнонімецький супутник КА Helios-2, який наблизився до зірки на відстань 43,4 млн км. Він призначався на дослідження сонячного вітру. З цією ж метою в 1990 році вирушив до космічний простірСонячний зонд Ulysses.

НАСА у 2018 році планує запустити супутник Solar Probe Plus, який наблизиться до Сонця на 6 млн. кілометрів. Така відстань стане рекордною за останні десятиліття.

Порівняння з іншими небесними тілами

При визначенні розмірів сонця допомагає порівняння з іншими небесними об'єктами. Цікаве порівняння у перспективі. Наприклад, діаметр Сонця дорівнює 109 діаметрів Землі, 9,7 діаметрів Юпітера. Гравітація на Сонці перевищує земну гравітацію у 28 разів. Людина тут важила б 2 тонни.

Маса зірки становить 333 тис. мас Землі. Полярна зірка більша за Сонце в 30 разів. Серед небесних світилвоно має середні розміри. До гігантів Сонцю ще далеко. Найбільша зірка VY Canis Majoris має 2100 діаметрів Сонця.

Вплив на землю

Життя Землі можливе лише з відривом 149,6 млн. км. від Сонця. Усі живі організми отримують від нього необхідне тепло, а фотосинтез виробляється рослинами лише за участю світла. Завдяки цій зірці можливі такі погодні явища, як вітер, дощ, пори року та ін.

Відповідь на питання про те, який діаметр Сонця потрібен для нормального розвитку життя на такій планеті, як Земля, проста - саме така, як зараз. Магнітне поле нашої планети часто відбиває «атаки сонячного вітру». Завдяки йому на полюсах з'являється північне та південне сяйво. У період виникнення сонячних спалахіввоно може з'являтися навіть поблизу екватора.

Значна дія світила і на клімат нашої планети. У період з 1683 по 1989 були найхолодніші зими. Це було з зменшенням активності зірки.

Погляд у майбутнє

Діаметр Сонця змінюється. Через 5 млрд. років воно виробить все водневе паливо та стане червоним гігантом. Збільшившись у розмірах, воно поглине Меркурій та Венеру. Потім Сонце стиснеться до розмірів Землі, перетворившись на білу карликову зірку.

Розміри зірки, що визначає життя на нашій планеті, є одними з найцікавіших даних не тільки для вчених, а й звичайних людей. Розвиток астрономії дозволяє визначати далеке майбутнє небесних тіл та сприяє накопиченню відомостей для метеослужби. Також стає можливим освоєння нових планет, підвищується рівень безпеки Землі від зіткнення з невеликими небесними тілами.

Небо над головою – найдавніший підручник геометрії. Перші поняття, такі як точка та коло, – звідти. Швидше, навіть не підручник, а задачник. У якому відсутня сторінка із відповідями. Два кола однакового розміру - Сонце і Місяць - рухаються небом, кожен зі своєю швидкістю. Інші об'єкти - крапки, що світяться - рухаються всі разом, немов вони прикріплені до сфери, що обертається зі швидкістю 1 оборот в 24 години. Щоправда, серед них є винятки – 5 точок рухаються як їм заманеться. Для них підібрали особливе слово – «планета», по-грецьки – «бродяга». Скільки існує людство, воно намагається розгадати закони цього вічного руху. Перший прорив стався в III столітті до н.е., коли грецькі вчені, взявши на озброєння молоду науку – геометрію, змогли отримати перші результати про будову Всесвіту. Про це й йтиметься.

Щоб мати уявлення про складність завдання, розглянемо такий приклад. Уявимо собі кулю, що світиться, діаметром 10 см, що нерухомо висить у просторі. Назвемо його S.Навколо нього на відстані трохи більше 10 метрів звертається маленька кулька Zдіаметром 1 міліметр, а довкола Zна відстані 6 см звертається зовсім крихітна кулька L,його діаметр – чверть міліметра. На поверхні середньої кульки Zживуть мікроскопічні істоти. Вони мають певний розум, але залишати межі своєї кульки не можуть. Все, що вони можуть, - дивитися на дві інші кулі - Sі L.Постає питання, чи можуть вони дізнатися діаметри цих куль і виміряти відстані до них? Скільки не думай, справа, здавалося б, безнадійна. Ми намалювали сильно зменшену модель Сонячна система (S -Сонце, Z -Земля, L -Місяць).

Ось таке завдання стояло перед давніми астрономами. І вони вирішили її! Більше 22 століть тому, не користуючись нічим, крім найелементарнішої геометрії - на рівні 8 класу (властивості прямої та кола, подібні трикутники та теорема Піфагора). І, звичайно, спостерігаючи за Місяцем та за Сонцем.

Над рішенням працювали кілька вчених. Ми виділимо двох. Це математик Ератосфен, який виміряв радіус земної кулі, і астроном Аристарх, який обчислив розміри Місяця, Сонця та відстані до них. Як вони це зробили?

Як виміряли земну кулю

Те, що Земля не пласка, люди знали давно. Давні мореплавці спостерігали, як поступово змінюється картина зоряного неба: стають видно нові сузір'я, інші, навпаки, заходять за горизонт. Кораблі, що спливають вдалину, «йдуть під воду», останніми ховаються з виду верхівки їх щоглів. Хто перший висловив ідею про кулястість Землі, невідомо. Швидше за все - піфагорійці, які вважали кулю найдосконалішою з фігур. Через півтора століття Аристотель наводить кілька доказів того, що Земля - ​​куля. Головне з них: під час місячного затемнення на поверхні Місяця виразно видно тінь від Землі, і ця тінь кругла! З того часу постійно робилися спроби виміряти радіус земної кулі. Два простих способувикладено у вправах 1 і 2. Виміри, щоправда, виходили неточними. Аристотель, наприклад, помилився більш ніж у півтора рази. Вважається, що першим, кому вдалося зробити це з високою точністю, був грецький математик Ератосфен Кіренський (276-194 до н. Е..). Його ім'я тепер усім відоме завдяки решету Ератосфена -способу знаходити прості числа (рис. 1).

Якщо викреслити з натурального ряду одиницю, потім викреслювати всі парні числа, крім першого (самого числа 2), потім усі числа, кратні трьом, крім першого з них (числа 3), і т. д., то в результаті залишаться одні прості числа . Серед сучасників Ератосфен був відомий як найбільший вчений-енциклопедист, який займався не лише математикою, а й географією, картографією та астрономією. Він довгий час очолював Олександрійську бібліотеку – центр світової науки на той час. Працюючи над складанням першого атласу Землі (мова, звичайно, йшла про відому на той час її частину), він задумав провести точне вимірюванняземної кулі. Ідея була такою. В Олександрії всі знали, що на півдні, у місті Сієна (сучасний Асуан), один день на рік, опівдні, Сонце досягає зеніту. Зникає тінь від вертикального жердини, на кілька хвилин висвітлюється дно колодязя. Відбувається це у день літнього сонцестояння, 22 червня – день найвищого становища Сонця на небі. Ератосфен направляє своїх помічників у Сієну, і ті встановлюють, що рівно опівдні (сонячним годинником) Сонце знаходиться точно в зеніті. Одночасно (як написано в першоджерелі: «у той же час»), тобто опівдні сонячним годинником, Ератосфен вимірює довжину тіні від вертикального жердини в Олександрії. Вийшов трикутник ABC (АС- жердина, АВ- Тінь, рис. 2).

Отже, сонячний промінь у Сієні ( N) перпендикулярний поверхні Землі, а значить, проходить через її центр - точку Z. Паралельний йому промінь у Олександрії ( А) складає кут γ = ACBз вертикаллю. Користуючись рівністю навхрест лежачих кутів при паралельних, укладаємо, що AZN= γ. Якщо позначити через lдовжину кола, а через хдовжину її дуги AN, Отримуємо пропорцію . Кут γ у трикутнику АВСЕратосфен виміряв, вийшло 7,2 °. Величина х -нічим іншим, як довжина шляху від Олександрії до Сієни, приблизно 800 км. Її Ератосфен акуратно обчислює, виходячи із середнього часу руху верблюжих караванів, які регулярно ходили між двома містами, а також використовуючи дані бематистів -людей спеціальної професії, які вимірювали відстані кроками. Тепер залишилося вирішити пропорцію, отримавши довжину кола (тобто довжину земного меридіана) l= 40 000 км. Тоді радіус Землі Rдорівнює l/(2π), це приблизно 6400 км. Те, що довжина земного меридіана виражається настільки круглим числом в 40 000 км, не дивно, якщо згадати, що одиниця довжини в 1 метр і була введена (у Франції наприкінці XVIII століття) як одна сорокамільйонна частина кола Землі (за визначенням!). Ератосфен, звичайно, використовував іншу одиницю виміру - стадій(близько 200 м). Стадій було кілька: єгипетський, грецький, вавилонський, і з яких користувався Ератосфен - невідомо. Тому важко судити, напевно, про точність його вимірювання. Крім того, неминуча помилка виникала в силу географічне положеннядвох міст. Ератосфен міркував так: якщо міста знаходяться на одному меридіані (тобто Олександрія розташована точно на північ від Сієни), то опівдні в них настає одночасно. Тому, зробивши виміри під час найвищого становища Сонця у кожному місті, ми маємо отримати правильний результат. Але насправді Олександрія та Сієна – далеко не на одному меридіані. Зараз у цьому легко переконатися, глянувши на карту, але Ератосфен такої можливості не мав, він якраз і працював над складанням перших карт. Тому його метод (абсолютно вірний!) призвів до помилки у визначенні радіусу Землі. Тим не менш, багато дослідників впевнені, що точність вимірювання Ератосфена була висока і що він помилився менш ніж на 2%. Поліпшити цей результат людство змогло лише через 2 тисячі років, у середині ХІХ століття. Над цим працювала група вчених у Франції та експедиція В. Я. Струве у Росії. Навіть в епоху великих географічних відкриттів, у XVI столітті, люди не змогли досягти результату Ератосфена і мали невірне значення довжини земного кола в 37000 км. Ні Колумб, ні Магеллан не знали, які справжні розміри Землі та які відстані їм доведеться долати. Вони вважали, що довжина екватора на 3 тисячі км менша, ніж насправді. Знали б, може, й не попливли б.

У чому причина такої високої точності методу Ератосфена (звісно, ​​якщо він користувався потрібним стадія)? До нього виміри були локальними,на відстанях, осяжних людським оком, тобто не більше 100 км. Такі, наприклад, способи у вправах 1 і 2. При цьому неминучі помилки через рельєф місцевості, атмосферні явища і т. д. Щоб досягти більшої точності, потрібно проводити вимірювання глобально, на відстанях, порівнянних із радіусом Землі. Відстань у 800 км між Олександрією та Сієною виявилася цілком достатньою.

Вправи
1. Як вирахувати радіус Землі за такими даними: з гори висотою 500 м проглядаються околиці на відстані 80 км?
2. Як вирахувати радіус Землі за такими даними: корабель заввишки 20 м, відпливши від берега на 16 км, повністю зникає з виду?
3. Двоє друзів - один у Москві, інший - у Тулі, беруть по метровому жердину і ставлять їх вертикально. У момент, протягом дня, коли тінь від жердини досягає найменшої довжини, кожен із них вимірює довжину тіні. У Москві вийшло асм, а в Тулі - bдив. Виразіть радіус Землі через аі b.Міста розташовані на одному меридіані на відстані 185 км.

Як видно з вправи 3, досвід Ератосфена можна виконати і в наших широтах, де Сонце ніколи не буває в зеніті. Щоправда, для цього потрібно дві точки обов'язково на одному меридіані. Якщо ж повторити досвід Ератосфена для Олександрії та Сієни, і при цьому зробити виміри в цих містах одночасно (зараз для цього є технічні можливості), то ми отримаємо правильну відповідь, при цьому не буде важливо, на якому меридіані знаходиться Сієна (чому?).

Як виміряли Місяць та Сонце. Три кроки Аристарха

Грецький острів Самос в Егейському морі – тепер глуха провінція. Сорок кілометрів завдовжки, вісім - завширшки. На цьому крихітному острові в різні часи народилися три найбільших генія - математик Піфагор, філософ Епікур та астроном Аристарх. Про життя Аристарха Самоського відомо мало. Дати життя є приблизними: народився близько 310 до н.е., помер близько 230 до н.е. Як він виглядав, ми не знаємо, жодного зображення не збереглося (сучасна пам'ятка Аристарху в грецькому місті Салоніки – лише фантазія скульптора). Багато років провів в Олександрії, де працював у бібліотеці та в обсерваторії. Головне його досягнення – книга «Про величини та відстані Сонця та Місяця», – на одностайну думку істориків, є справжнім науковим подвигом. У ній він обчислює радіус Сонця, радіус Місяця та відстані від Землі до Місяця та до Сонця. Зробив він це поодинці, користуючись дуже простою геометрією та всім відомими результатами спостережень за Сонцем та Місяцем. На цьому Аристарх не зупиняється, він робить кілька найважливіших висновків про будову Всесвіту, які набагато випередили свій час. Невипадково його назвали згодом «Коперником античності».

Обчислення Аристарха можна умовно розбити втричі кроку. Кожен крок зводиться до простого геометричного завдання. Перші два кроки дуже елементарні, третій - трохи складніше. У геометричних побудовах ми позначатимемо через Z, Sі Lцентри Землі, Сонця та Місяця відповідно, а через R, R sі R l- їх радіуси. Усі небесні тіла вважатимемо кулями, які орбіти - колами, як і вважав сам Аристарх (хоча, як ми тепер знаємо, це зовсім так). Ми починаємо з першого кроку, і для цього трохи спостерігаємо за Місяцем.

Крок 1. У скільки разів Сонце далі, ніж Місяць?

Як відомо, Місяць світить відбитим сонячним світлом. Якщо взяти кулю і посвітити на неї з боку великим прожектором, то в будь-якому положенні освітленої виявиться рівно половина поверхні кулі. Кордон освітленої півсфери - коло, що лежить у площині, перпендикулярній до променів світла. Таким чином, Сонце завжди висвітлює рівно половину поверхні Місяця. Видима нам форма Місяця залежить від того, як розташована ця освітлена половина. При молодого місяцяКоли Місяць зовсім не видно на небі, Сонце висвітлює його зворотний бік. Потім освітлена напівсфера поступово повертається у бік Землі. Ми починаємо бачити тонкий серп, потім - місяць («Місяць, що росте»), далі - півколо (ця фаза Місяця називається «квадратурою»). Потім з кожним днем ​​(вірніше, ніч від ночі) півколо доростає до повного Місяця. Потім починається зворотний процес: освітлена напівсфера від нас відвертається. Місяць «старіє», поступово перетворюючись на місяць, повернутий до нас лівою стороною, подібно до літери «С», і, нарешті, в ніч молодик зникає. Період від одного молодика до іншого триває приблизно чотири тижні. За цей час Місяць здійснює повний оберт навколо Землі. Від молодика до половини Місяця минає чверть періоду, звідси і назва "квадратура".

Чудовий здогад Аристарха полягав у тому, що за квадратури сонячні промені, що висвітлюють половину Місяця, перпендикулярні до прямої, що з'єднує Місяць із Землею. Таким чином, у трикутнику ZLSкут при вершині L -прямий (рис. 3). Якщо тепер виміряти кут LZS, Позначимо його через α, то отримаємо, що = cos α. Для простоти ми вважаємо, що спостерігач у центрі Землі. Це не сильно вплине на результат, оскільки відстані від Землі до Місяця і Сонця значно перевершують радіус Землі. Отже, вимірявши кут між променями ZLі ZSпід час квадратури, Аристарх обчислює відношення відстаней до Місяця та Сонця. Як одночасно застати Сонце та Місяць на небосхилі? Це можна зробити рано-вранці. Складність виникає з іншого, несподіваного приводу. За часів Аристарха не було косинусів. Перші поняття тригонометрії з'являться пізніше, у роботах Аполлонія та Архімеда. Але Аристарх знав, що таке трикутники, і цього було достатньо. Накресливши маленький прямокутний трикутник Z"L"S"з тим самим гострим кутом α = L"Z"S"і вимірявши його сторони, знаходимо, що і це відношення приблизно дорівнює 1/400.

Крок 2. У скільки разів Сонце більше за Місяць?

Щоб знайти ставлення радіусів Сонця і Місяця, Аристарх приваблює сонячні затемнення (рис. 4). Вони відбуваються, коли Місяць загороджує Сонце. При частковому, або, як кажуть астрономи, приватному, затемнення Місяць лише проходить диском Сонця, не закриваючи його повністю. Часом таке затемнення навіть не можна розглянути неозброєним оком, Сонце світить, як у звичайний день. Лише крізь сильне затемнення, наприклад, закопчене скло, видно, як частина сонячного диска закрита чорним колом. Набагато рідше відбувається повне затемнення, коли Місяць на кілька хвилин повністю закриває сонячний диск.

В цей час стає темно, на небі з'являються зірки. Затемнення наводили жах на давніх людей, які вважалися провісниками трагедій. Сонячне затемнення спостерігається по-різному у різних частинах Землі. Під час повного затемнення на поверхні Землі виникає тінь від Місяця – коло, діаметр якого не перевищує 270 км. Лише у тих районах земної кулі, якими проходить ця тінь, можна спостерігати повне затемнення. Тому в тому самому місці повне затемнення відбувається вкрай рідко - в середньому раз на 200-300 років. Аристарху пощастило - він зміг спостерігати повне сонячне затемнення на власні очі. На безхмарному небі Сонце поступово почало тьмяніти і зменшуватись у розмірах, встановилися сутінки. На кілька хвилин Сонце зникло. Потім проглянув перший промінь світла, сонячний диск почав зростати, і незабаром Сонце засвітило на повну силу. Чому затемнення триває такий короткий час? Аристарх відповідає: причина в тому, що Місяць має самі видимі розміри на небі, що і Сонце. Що це означає? Проведемо площину через центри Землі, Сонця та Місяця. Перетин, що вийшов, зображено на малюнку 5 a. Кут між дотичними, проведеними з точки Zдо кола Місяця, називається кутовим розміромМісяця, або його кутовим діаметром.Також визначається кутовий розмір Сонця. Якщо кутові діаметри Сонця та Місяця збігаються, то вони мають однакові видимі розміри на небі, а при затемненні Місяць дійсно повністю загороджує Сонце (рис. 5). б), але лише на мить, коли збігаються промені ZLі ZS. На фотографії повного сонячного затемнення (див. рис. 4) ясно видно рівність розмірів.

Висновок Аристарха виявився напрочуд точним! Насправді середні кутові діаметри Сонця і Місяця відрізняються лише на 1,5%. Ми змушені говорити про середні діаметри, оскільки вони змінюються протягом року, оскільки планети рухаються не колами, а еліпсами.

З'єднавши центр Землі Zз центрами Сонця Sта Місяця L, а також з точками торкання Рі Q, отримаємо два прямокутні трикутники ZSPі ZLQ(Див. рис. 5 a). Вони подібні, оскільки вони мають пару рівних гострих кутів β/2. Отже, . Таким чином, відношення радіусів Сонця та Місяця одно відношенню відстаней від їх центрів до центру Землі. Отже, R s/R l= κ = 400. Незважаючи на те, що їх видимі розміри рівні, Сонце виявилося більше Місяцяу 400 разів!

Рівність кутових розмірів Місяця та Сонця – щасливий збіг. Воно не випливає із законів механіки. У багатьох планет Сонячної системи є супутники: у Марса їх два, у Юпітера - чотири (і ще кілька десятків дрібних), і всі вони мають різні кутові розміри, що не співпадають із сонячним.

Тепер ми приступаємо до вирішального та найскладнішого кроку.

Крок 3. Обчислення розмірів Сонця та Місяця та відстаней до них

Отже, нам відоме відношення розмірів Сонця та Місяця та відношення їхніх відстаней до Землі. Ця інформація відносна: вона відновлює картину навколишнього світу лише з точністю до подоби Можна видалити Місяць і Сонце від Землі в 10 разів, збільшивши у стільки ж їх розміри, і видима з Землі картина залишиться такою ж. Щоб знайти реальні розміри небесних тіл, треба співвіднести їх із якимось відомим розміром. Але з усіх астрономічних величин Аристарху поки що відомий лише радіус земної кулі. R = 6400 км. Чи допоможе це? Хоч у якомусь із видимих ​​явищ, що відбуваються на небі, з'являється радіус Землі? Не випадково кажуть «небо та земля», маючи на увазі дві несумісні речі. І все ж таки таке явище є. Це – місячне затемнення. З його допомогою, застосувавши досить хитромудру геометричну побудову, Аристарх обчислює ставлення радіусу Сонця до радіусу Землі, і ланцюг замикається: тепер ми одночасно знаходимо радіус Місяця, радіус Сонця, а заразом і відстані від Місяця та від Сонця до Землі.

За місячного затемнення Місяць йде в тінь Землі. Сховавшись за Землю, Місяць втрачає сонячне світло, і, таким чином, перестає світити. Вона не зникає з поля зору повністю, оскільки невелика частина сонячного світла розсіюється земною атмосферою і доходить до Місяця в обхід Землі. Місяць темніє, набуваючи червоного відтінку (через атмосферу найкраще проходять червоні та помаранчеві промені). На місячному диску у своїй чітко видно тінь Землі (рис. 6). Кругла форма тіні ще раз підтверджує кулястість Землі. Аристарха цікавив розмір цієї тіні. Щоб визначити радіус кола земної тіні (ми зробимо це з фотографії малюнку 6), досить вирішити просте вправу.

Вправа 4.На площині дана дуга кола. За допомогою циркуля та лінійки побудуйте відрізок, що дорівнює її радіусу.

Виконавши побудову, знаходимо, що радіус земної тіні приблизно в рази більший за радіус Місяця. Звернемося тепер до малюнку 7. Сірим кольором зафарбовано область земної тіні, в яку потрапляє Місяць під час затемнення. Припустимо, що центри кіл S, Zі Lлежать на одній прямій. Проведемо діаметр Місяця M 1 M 2 , перпендикулярний прямий LS.Продовження цього діаметра перетинає загальні дотичні кола Сонця та Землі в точках D 1 та D 2 . Тоді відрізок D 1 D 2 приблизно дорівнює діаметру тіні Землі. Ми дійшли наступного завдання.

Завдання 1.Дано три кола з центрами S, Zі Lлежачи на одній прямій. Відрізок D 1 D 2 , що проходить через L, перпендикулярний прямий SL, а його кінці лежать на загальних зовнішніх дотичних до першого та другого колах. Відомо, що відношення відрізка D 1 D 2 до діаметра третього кола дорівнює t, а відношення діаметрів першого і третього кола рівне ZS/ZL= κ. Знайдіть відношення діаметрів першого та другого кіл.

Якщо вирішити це завдання, то буде знайдено відношення радіусів Сонця та Землі. Значить, буде знайдено радіус Сонця, а з ним і Місяця. Але вирішити її не вдасться. Можете спробувати - у задачі не вистачає одного цього. Наприклад, кута між загальними зовнішніми дотиками до перших двох кіл. Але навіть якщо цей кут був би відомий, рішення використовуватиме тригонометрію, яку Аристарх не знав (ми формулюємо відповідне завдання у вправі 6). Він знаходить простіший вихід. Проведемо діаметр A 1 A 2 першого кола та діаметр B 1 B 2 другий, обидва - паралельні відрізки D 1 D 2 . Нехай C 1 та З 2 - точки перетину відрізка D 1 D 2 з прямими A 1 B 1 і А 2 У 2 відповідно (рис. 8). Тоді як діаметр земної тіні візьмемо відрізок C 1 C 2 замість відрізка D 1 D 2 . Стоп, стоп! Що означає «візьмемо один відрізок замість іншого»? Вони ж не рівні! Відрізок C 1 C 2 лежить усередині відрізка D 1 D 2 , значить C 1 C 2 <D 1 D 2. Так, різні відрізки, але вони майже рівні.Справа в тому, що відстань від Землі до Сонця в багато разів більша за діаметр Сонця (приблизно в 215 разів). Тому відстань ZSміж центрами першого та другого кола значно перевершує їх діаметри. Значить, кут між загальними зовнішніми дотиками до цих кіл близько на нуль (насправді він приблизно 0,5 °), тобто дотичні «майже паралельні». Якби вони були точно паралельні, то точки A 1 та B 1 збігалися б з точками торкання, отже, точка C 1 збіглася б з D 1 , а C 2 с D 2 , і значить, C 1 C 2 =D 1 D 2 . Таким чином, відрізки C 1 C 2 та D 1 D 2 майже рівні. Інтуїція і тут не підвела Аристарха: насправді відмінність між довжинами відрізків становить менше сотої частки відсотка! Це – ніщо в порівнянні з можливими похибками вимірів. Забравши тепер зайві лінії, включаючи кола та їх спільні дотичні, приходимо до такого завдання.

Завдання 1".На бічних сторонах трапеції А 1 А 2 З 2 З 1 взяті точки B 1 та У 2 так, що відрізок У 1 У 2 паралельний підставам. Нехай S, Z u L- середини відрізків А 1 А 2 , B 1 B 2 та C 1 C 2 відповідно. На підставі C 1 C 2 лежить відрізок М 1 М 2 із серединою L. Відомо, що та . Знайдіть А 1 А 2 /B 1 B 2 .

Рішення.Оскільки , то , отже, трикутники A 2 SZі M 1 LZподібні до коефіцієнта SZ/LZ= κ. Отже, A 2 SZ= M 1 LZ, і тому точка Zлежить на відрізку M 1 A 2 . Аналогічно, Zлежить на відрізку М 2 А 1 (Рис. 9). Оскільки C 1 C 2 = t · М 1 М 2 і , то.

Отже,

З іншого боку,

Значить, . З цієї рівності відразу отримуємо, що .

Отже, відношення діаметрів Сонця та Землі одно , а Місяця та Землі одно .

Підставляючи відомі нам величини κ = 400 і t= 8/3, отримуємо, що Місяць приблизно 3,66 разу менше Землі, а Сонце в 109 разів більше Землі. Тому що радіус Землі Rнам відомий, знаходимо радіус Місяця R l= R/3,66 та радіус Сонця R s= 109R.

Тепер відстані від Землі до Місяця і Сонця обчислюються за один крок, це можна зробити з допомогою кутового діаметра. Кутовий діаметр Сонця і Місяця становить приблизно півградуса (якщо бути зовсім точним, 0,53 °). Як стародавні астрономи його вимірювали, про це попереду. Опустивши дотичну ZQна коло Місяця, отримуємо прямокутний трикутник ZLQіз гострим кутом β/2 (рис. 10).

З нього знаходимо , Що приблизно дорівнює 215 R l, або 62 R. Аналогічно, відстань до Сонця дорівнює 215 R s = 23 455R.

Все. Розміри Сонця та Місяця та відстані до них знайдені.

Вправи
5. Доведіть, що прямі A 1 B 1 , A 2 B 2 і дві загальні зовнішні дотичні до першої та другої кіл (див. рис. 8) перетинаються в одній точці.
6. Розв'яжіть задачу 1, якщо додатково відомий кут між дотичними між першим і другим колом.
7. Сонячне затемнення може спостерігатися в одних частинах земної кулі та не спостерігатися в інших. А місячне затемнення?
8. Доведіть, що сонячне затемнення може спостерігатися тільки під час молодика, а місячне затемнення - тільки під час повного місяця.
9. Що відбувається на Місяці, коли на Землі відбувається місячне затемнення?

Про користь помилок

Насправді все було дещо складніше. Геометрія тільки формувалася, і багато звичних нам ще з восьмого класу школи речі були на той час зовсім не очевидні. Аристархові знадобилося написати цілу книгу, щоб викласти те, що ми виклали на трьох сторінках. І з експериментальними вимірами теж все було непросто. По-перше, Аристарх помилився з виміром діаметра земної тіні під час місячного затемнення, отримавши відношення t= 2 замість. Крім того, він начебто виходив з невірного значення кута β - кутового діаметра Сонця, вважаючи його рівним 2°. Але ця версія спірна: Архімед у своєму трактаті «Псаміт» пише, що, навпаки, Аристарх мав майже правильне значення в 0,5°. Однак найжахливіша помилка відбулася на першому кроці, при обчисленні параметра κ - відношення відстаней від Землі до Сонця та до Місяця. Замість κ = 400 у Аристарха вийшло κ = 19. Як можна було помилитися більш ніж у 20 разів? Звернемося ще раз до кроку 1, рисунок 3. Для того щоб знайти відношення κ = ZS/ZL, Аристарх виміряв кут α = SZLі тоді κ = 1/cos α. Наприклад, якщо кут α дорівнював би 60°, то ми отримали б κ = 2, і Сонце було б удвічі далі від Землі, ніж Місяць. Але результат виміру виявився несподіваним: кут α виходив майже прямим. Це означало, що катет ZSу багато разів перевершує ZL. У Аристарха вийшло α = 87 °, і тоді cos α = 1/19 (нагадаємо, що всі обчислення у нас - наближені). Справжнє значення кута і cos α =1/400. Так похибка вимірювання менш ніж у 3 ° призвела до помилки у 20 разів! Завершивши обчислення, Аристарх дійшов висновку, що радіус Сонця дорівнює 6,5 радіусів Землі (замість 109).

Помилки були неминучими з огляду на недосконалі вимірювальні прилади того часу. Найважливіше те, що метод виявився правильним. Незабаром (за історичними мірками, тобто через 100 років) видатний астроном античності Гіппарх (190 – прибл. 120 до н.е.) усуне всі неточності і, слідуючи методу Аристарха, обчислить правильні розміри Сонця і Місяця. Можливо, помилка Аристарха виявилася, зрештою, навіть корисною. До нього панувала думка, що Сонце і Місяць або мають однакові розміри (як і здається земному спостерігачеві), або відрізняються несильно. Навіть відмінність у 19 разів здивувала сучасників. Тому не виключено, що, якби знайде Аристарх правильне ставлення κ = 400, у це ніхто б не повірив, а може бути, і сам учений відмовився б від свого методу, вважаючи результат безглуздим. Відомий принцип говорить, що геометрія - це мистецтво добре міркувати на погано виконаних кресленнях. Перефразовуючи, можна сказати, що наука загалом - це мистецтво робити вірні висновки з неточних, і навіть помилкових спостережень. І Аристарх такий висновок зробив. За 17 століть до Коперника він зрозумів, що в центрі світу знаходиться не Земля, а Сонце. Так уперше з'явилася геліоцентрична модель та поняття Сонячної системи.

Що у центрі?

Уявлення про влаштування Всесвіту, знайоме нам з уроків історії, що панувала в Давньому Світі, полягало в тому, що в центрі світу - нерухома Земля, навколо неї по кругових орбітах обертаються 7 планет, включаючи Місяць і Сонце (яке теж вважалося планетою). Завершується все небесною сферою із прикріпленими до неї зірками. Сфера обертається навколо Землі, роблячи повний оберт за 24 години. Згодом до цієї моделі багаторазово вносилися виправлення. Так стали вважати, що небесна сфера нерухома, а Земля обертається навколо своєї осі. Потім стали виправляти траєкторії руху планет: кола замінили циклоїдами, тобто лініями, які описують точки кола при його русі по іншому колу (про ці чудові лінії можна прочитати в книгах Г. Н. Бермана «Циклоїда», А. І. Маркушевича "Чудові криві", а також в "Кванті": стаття С. Вєрова "Таємниці циклоїди" № 8, 1975, і стаття С. Г. Гіндікіна "Зоряний вік циклоїди", № 6, 1985). Циклоїди краще узгоджувалися з результатами спостережень, зокрема, пояснювали «поп'ятні» рухи планет. Це - геоцентричнасистема світу, у центрі якої – Земля («гея»). У II столітті вона набула остаточного вигляду в книзі «Альмагест» Клавдія Птолемея (87–165), видатного грецького астронома, однофамільця єгипетських царів. Згодом деякі циклоїди ускладнювалися, додавалися нові проміжні кола. Але загалом система Птолемея панувала близько півтора тисячоліття, до XVI століття, до відкриттів Коперника і Кеплера. Спочатку геоцентричної моделі дотримувався і Аристарх. Однак, обчисливши, що радіус Сонця в 6,5 разів більший за радіус Землі, він поставив просте запитання: чому таке велике Сонце має обертатися навколо такої маленької Землі? Адже якщо радіус Сонця більший у 6,5 разів, то його обсяг більший майже у 275 разів! Отже, у центрі світу має бути Сонце. Навколо нього обертаються 6 планет, включаючи Землю. А сьома планета, Місяць, обертається довкола Землі. Так виникла геліоцентричнасистема світу («геліос» – Сонце). Вже сам Аристарх зазначав, що така модель краще пояснює видимий рух планет круговими орбітами, краще узгоджується з результатами спостережень. Але її не прийняли ні вчені, ні офіційна влада. Аристарх був звинувачений у безбожності і зазнав переслідувань. Зі всіх астрономів античності тільки Селевк став прихильником нової моделі. Більше її не прийняв ніхто, принаймні в істориків немає твердих відомостей щодо цього. Навіть Архімед і Гіппарх, які шанували Аристарха і розвинули багато його ідей, не наважилися поставити Сонце в центр світу. Чому?

Чому світ не прийняв геліоцентричну систему?

Як же вийшло, що протягом 17 століть вчені не приймали простої та логічної системи світу, запропонованої Аристархом? І це незважаючи на те, що офіційно визнана геоцентрична система Птолемея часто давала збої, не узгоджуючи результати спостережень за планетами та за зірками. Доводилося додавати все нові кола (так звані вкладені цикли) для «правильного» опису руху планет. Самого Птолемея труднощі не лякали, він писав: «Навіщо дивуватися складному руху небесних тіл, якщо їхня сутність нам невідома?» Однак уже до XIII століття цих кіл накопичилося 75! Модель стала настільки громіздкою, що почали лунати обережні заперечення: невже світ справді влаштований так складно? Широко відомий випадок з Альфонсом X (1226-1284), королем Кастилії та Леона, держави, що займав частину сучасної Іспанії. Він, покровитель наук і мистецтв, що зібрав при своєму дворі п'ятдесят найкращих астрономів світу, на одній з наукових бесід обмовився, що «якби при створенні миру Господь мав мені честь і запитав моєї поради, багато було б влаштовано простіше». Подібна зухвалість не прощалася навіть королям: Альфонс був скинутий і відправлений до монастиря. Але сумніви залишились. Частина можна було б дозволити, поставивши Сонце у центр Всесвіту і прийнявши систему Аристарха. Його праці були добре відомі. Однак ще багато століть ніхто з учених не наважувався на такий крок. Причини були не лише у страху перед владою та офіційною церквою, яка вважала теорію Птолемея єдино вірною. І не тільки в інертності людського мислення: не так просто визнати, що наша Земля – не центр світу, а лише звичайна планета. Все ж таки для справжнього вченого ні страх, ні стереотипи - не перешкоди на шляху до істини. Геліоцентрична система відкидалася з цілком наукових, можна сказати, геометричних причин. Якщо припустити, що Земля обертається навколо Сонця, її траєкторія - коло з радіусом, рівним відстані від Землі до Сонця. Як знаємо, ця відстань дорівнює 23 455 радіусів Землі, т. е. понад 150 мільйонів кілометрів. Отже, Земля упродовж півроку переміщається на 300 мільйонів кілометрів. Гігантська величина! Але картина зоряного неба для земного спостерігача при цьому залишається такою самою. Земля то наближається, то віддаляється від зірок на 300 мільйонів кілометрів, але ні видимі відстані між зірками (наприклад, форма сузір'їв), ні їхня яскравість не змінюються. Це означає, що відстані до зірок повинні бути ще в кілька тисяч разів більшими, тобто небесна сфера повинна мати зовсім неймовірні розміри! Це, між іншим, усвідомлював і сам Аристарх, який писав у своїй книзі: «Обсяг сфери нерухомих зірок у стільки разів більший за обсяг сфери з радіусом Земля-Сонце, у скільки разів об'єм останньої більший за обсяг земної кулі», тобто за Аристархом виходило, що відстань до зірок дорівнює (23 455) 2 R, це понад 3,5 трильйони кілометрів. Насправді відстань від Сонця до найближчої зірки ще приблизно в 11 разів більша. (У моделі, яку ми представили на самому початку, коли відстань від Землі до Сонця дорівнює 10 м, відстань до найближчої зірки дорівнює... 2700 кілометрів!) Замість компактного та затишного світу, в центрі якого знаходиться Земля і який міститься всередині відносно невеликої небесної сфери, Аристарх намалював прірву. І ця безодня злякала всіх.

Венера, Меркурій та неможливість геоцентричної системи

Тим часом неможливість геоцентричної системи світу з круговими рухами всіх планет навколо Землі може бути встановлена ​​за допомогою простого геометричного завдання.

Завдання 2.На площині дано два кола із загальним центром Про, за ними поступово рухаються дві точки: точка Мпо одному колу та точка Vза іншою. Доведіть, що вони рухаються в одному напрямку з однаковою кутовою швидкістю, або в певний момент часу кут MOVтупий.

Рішення.Якщо точки рухаються в одному напрямку з різними швидкостями, то через деякий час промені ОМі OVвиявляться співспрямованими. Далі кут MOVпочинає монотонно зростати до наступного збігу, тобто до 360 °. Отже, деякий момент він дорівнює 180 °. Випадок, коли точки рухаються у різних напрямках, розглядається так само.

Теорема.Ситуація, коли всі планети Сонячної системи рівномірно обертаються навколо Землі по круговим орбітам, неможлива.

Доказ.Нехай Про- Центр Землі, М- центр Меркурія, а V -центр Венери. Згідно з багаторічними спостереженнями, у Меркурія та Венери різні періоди звернення, а кут MOVніколи не перевищує 76 °. З огляду на результату завдання 2 теорема доведена.

Звісно, ​​давні греки неодноразово зустрічалися із подібними парадоксами. Саме тому, щоб врятувати геоцентричну модель світу, вони змусили планети рухатися не по колам, а циклоидами.

Доказ теореми не зовсім чесний, оскільки Меркурій і Венера обертаються не в одній площині, як у задачі 2, а в різних. Хоча площини їх орбіт майже збігаються: кут між ними – лише кілька градусів. У вправі 10 ми пропонуємо вам усунути цей недолік і вирішити аналог задачі 2 для точок, що обертаються у різних площинах. Інше заперечення: можливо, кут MOVбуває тупим, але ми цього не бачимо, оскільки на Землі у цей час день? Приймаємо і це. У вправі 11 потрібно довести, що для трьохрадіусів, що обертаються, завжди настане момент часу, коли вони будуть утворювати один з одним тупі кути. Якщо на кінцях радіусів – Меркурій, Венера та Сонце, то в цей момент часу Меркурій та Венера будуть видні на небі, а Сонце – ні, тобто на землі буде ніч. Але повинні попередити: вправи 10 і 11 значно складніші за завдання 2. Нарешті, у вправі 12 ми пропонуємо вам, ні багато ні мало, обчислити відстань від Венери до Сонця та від Меркурія до Сонця (вони, звичайно, обертаються навколо Сонця, а не навколо) Землі). Переконайтеся самі, наскільки це просто після того, як ми дізналися метод Аристарха.

Вправи
10. У просторі дано два кола із загальним центром Про, за ними рівномірно з різними кутовими швидкостями рухаються дві точки: точка Мпо одному колу та точка Vза іншою. Доведіть, що в певний момент кут MOVтупий.
11. На площині дано три кола із загальним центром Про, По ним рівномірно з різними кутовими швидкостями рухаються три точки. Доведіть, що у певний момент усі три кути між променями з вершиною Про, спрямованими в ці точки, тупі.
12. Відомо, що максимальна кутова відстань між Венерою та Сонцем, тобто максимальний кут між променями, спрямованими із Землі до центрів Венери та Сонця, дорівнює 48°. Знайдіть радіус орбіти Венери. Те саме - для Меркурія, якщо відомо, що максимальна кутова відстань між Меркурієм і Сонцем дорівнює 28 °.

Останній штрих: вимірювання кутових розмірів Сонця та Місяця

Наслідуючи крок за кроком міркуванням Аристарха, ми втратили лише один аспект: як вимірювався кутовий діаметр Сонця? Сам Аристарх цього робив, користуючись вимірами інших астрономів (мабуть, не зовсім вірними). Нагадаємо, що радіуси Сонця та Місяця він зміг вирахувати, не залучаючи їх кутові діаметри. Подивіться ще раз на кроки 1, 2 та 3: ніде значення кутового діаметра не використовується! Він потрібен лише для обчислення відстаней до Сонця та до Місяця. Спроба визначити кутовий розмір "на око" успіху не приносить. Якщо попросити кілька людей оцінити кутовий діаметр Місяця, більшість назвуть кут від 3 до 5 градусів, що в рази більше за справжнє значення. Дається взнаки обман зору: яскраво-білий Місяць на тлі темного неба здається масивним. Першим, хто провів математично суворий вимір кутового діаметра Сонця і Місяця, був Архімед (287-212 до н.е.). Він виклав свій метод у книзі «Псаміт» («Обчислення піщинок»). Складність завдання він усвідомлював: "Отримати точне значення цього кута - справа нелегка, тому що ні очей, ні руки, ні прилади, за допомогою яких робиться відлік, не забезпечують достатньої точності". Тому Архімед не береться обчислити точне значення кутового діаметра Сонця, він лише оцінює його зверху та знизу. Він поміщає круглий циліндр на кінці довгої лінійки, навпроти ока спостерігача. Лінійка прямує на Сонце, і циліндр присувається до ока доти, доки він не заслонить собою Сонце повністю. Потім спостерігач іде, а на кінці лінійки відзначається відрізок MN, що дорівнює розміру людської зіниці (рис. 11).

Тоді кут α 1 між прямими МРі NQменше кутового діаметра Сонця, а кут α 2 = POQ- Більше. Ми позначили через PQдіаметр основи циліндра, а через О - середину відрізка MN. Отже, α 1< β < α 2 (докажите это в упражнении 13). Так Архимед находит, что угловой диаметр Солнца заключен в пределах от 0,45° до 0,55°.

Неясним залишається, чому Архімед вимірює Сонце, а чи не Місяць. Він був добре знайомий з книгою Аристарха і знав, що кутові діаметри Сонця та Місяця однакові. Місяць виміряти набагато зручніше: вона не сліпить очі і межі її видно чіткіше.

Деякі стародавні астрономи вимірювали кутовий діаметр Сонця, виходячи із тривалості сонячного чи місячного затемнення. (Спробуйте відновити цей спосіб у вправі 14.) А можна зробити те саме, не чекаючи затемнень, а просто спостерігаючи захід Сонця. Виберемо для цього день весняного рівнодення 22 березня, коли Сонце сходить точно на сході, а заходить на заході. Це означає, що точки сходу Еі заходу сонця Wдіаметрально протилежні. Для земного спостерігача Сонце рухається по колу з діаметром EW. Площина цього кола складає з площиною горизонту кут 90° - γ, де γ - географічна широта точки М, В якій знаходиться спостерігач (наприклад, для Москви γ = 55,5 °, для Олександрії γ = 31 °). Доказ наведено малюнку 12. Пряма ZP- Вісь обертання Землі, перпендикулярна площині екватора. Широта точки М- Кут між відрізком ZPта площиною екватора. Проведемо через центр Сонця Sплощину α, перпендикулярну до осі ZP.

Площина горизонту стосується земної кулі в точці М. Для спостерігача, який знаходиться у точці М, Сонце протягом дня рухається по колу в площині з центром Рта радіусом PS. Кут між площиною і площиною горизонту дорівнює куту MZP, який дорівнює 90° - γ, оскільки площина α перпендикулярна ZP, а площина горизонту перпендикулярна ZM. Отже, в день рівнодення Сонце заходить за обрій під кутом 90 ° - γ. Отже, під час заходу сонця воно проходить дугу кола, рівну β/cos γ, де β - кутовий діаметр Сонця (рис. 13). З іншого боку, за 24 години воно проходить по цьому колу повний оборот, тобто 360 °.

Саме шість, а не дев'ять, оскільки Уран, Нептун і Плутон були відкриті набагато пізніше. Нещодавно, 13 вересня 2006 року, за рішенням Міжнародного астрономічного союзу (IAU) Плутон втратив статус планети. Тож планет у Сонячній системі тепер вісім.
Справжньою причиною опали короля Альфонса була, мабуть, звичайна боротьба за владу, але його іронічне зауваження про влаштування світу стало вагомим приводом для його ворогів.

Сонце зігріває та освітлює нашу планету. Життя на ній було б неможливим без енергії світила. Це стосується і людини, і всієї земної флори, фауни. Сонце живить енергією всі процеси, що відбуваються Землі. Земля отримує від Сонця не лише світло та тепло. На життя нашої планети безперервно впливають потоки частинок та різноманітні види сонячного випромінювання.

Вплив Сонця сильно позначається на здоров'я людини. у багатьох викликають погіршення самопочуття.

У цій статті будуть розглянуті загальні відомості про Сонце, а саме склад, температура та маса Сонця, вплив на Землю тощо.

Загальна інформація

Сонце – зірка, найближча до нас. Дослідження Сонця дають інформацію про умови реакцій, що відбуваються в його надрах і на поверхні, дозволяють зрозуміти фізичну природу зоряних тіл, які ми бачимо як безрозмірні блискучі точки. Вивчення процесів, що відбуваються на околицях і на поверхні Сонця, допомагає зрозуміти явища, характерні для навколоземного простору.

Сонце – центр нашої планетної системи, до якої також входять 8 планет, десятки супутників планет, тисячі астероїдів, метеорні тіла, комети, міжпланетний газ, пил. У всій займає 99,866% загальної маси. За астрономічними мірками відстань від Сонця до Землі невелика: світло йде лише 8 хвилин.

Розмір Сонця потребує окремої уваги. Це величезна не лише за розмірами, а й за обсягом зірка. Її діаметр перевищує діаметр Землі у 109 разів, обсяг, у свою чергу – у 1,3 млн. разів.

Приблизна температура поверхні Сонця - 5800 градусів, тому воно світить практично через сильного поглинання і розсіювання короткохвильової ділянки спектра атмосферою Земної кулі пряме сонячне світло поряд з поверхнею нашої планети отримує жовтий відтінок.

Температура у центральній зоні Сонця сягає 15 млн. градусів. Через досить високу температуру речовина Сонця перебуває в газоподібному стані, а в надрах гігантської зірки атоми хімічних елементів розділені на електрони і атомні ядра, що вільно рухаються.

Маса Сонця - 1,989 * 10 ^ 30кг. Ця цифра перевищує масу у 333 тис. разів. Середня густина речовини дорівнює 1,4 г/см3. Середня вище майже вчетверо. Крім цього, в астрономії існує поняття маса Сонця – одиниця виміру маси, яка застосовується для вираження маси зірок та інших об'єктів астрономії (галактик).

Газоподібна сонячна маса утримується за допомогою загального тяжіння до центру. Верхні шари своєю вагою стискають глибші, і зі збільшенням глибини залягання шару тиск зростає.

Тиск у надрах Сонця досягає значення сотень мільярдів атмосфер, тому речовина в сонячних глибинах має велику щільність.

Це призводить до протікання в надрах Сонця, в результаті водень перетворюється на гелій та виділяє ядерну енергію. Поступово ця енергія просочується через непрозору сонячну речовину спочатку у зовнішні шари, а потім випромінюється у світовий простір.

До складу Сонця входять такі елементи, як водень (73%), гелій (25%) та інші елементи значно меншої концентрації (нікель, азот, сірка, вуглець, кальцій, залізо, кисень, кремній, магній, неон, хром).

Сьогодні ми поговоримо про те, що Земля маленька і розміри інших величезних небесних тіл у Всесвіті. Які ж розміри Землі в порівнянні з іншими планетами та зірками Всесвіту.

Насправді, наша планета дуже-дуже маленька... у порівнянні з безліччю інших небесних тіл, та навіть у порівнянні з тим же Сонцем Земля - ​​горошина (в сто разів менша за радіусом і в 333 тисячі разів за масою), а є зірки в рази, сотні, тисячі (!!) разів більше Сонця… Загалом, ми, люди, і кожен із нас особливо, мікроскопічні сліди буття у цьому Всесвіті, атоми, невидимі для очей істот, які могли б жити на величезних зірках (теоретично, а , Можливо, і практично).

Думки з фільму на тему: нам здається, що Земля велика, це так і є - для нас, оскільки ми самі маленькі і маса нашого тіла незначна в порівнянні з масштабами Всесвіту, деякі навіть ніколи не були за кордоном і здебільшого не залишають. меж будинку, кімнати, а про Всесвіт майже нічого не знають. І мурашки думають, що їхній мурашник величезний, проте ми наступимо на мурахи і навіть не помітимо його. Якби в нас була влада зменшити Сонце до розмірів лейкоциту і зменшити пропорційно Чумацький Шлях, то він дорівнював би масштабам Росії. А є тисячі чи навіть мільйони й мільярди галактик, крім Чумацького Шляху… Це ніяк не вмоститися у свідомість людей.

Щороку астрономи відкривають тисячі (і більше) нових зірок, планет, небесних тіл. Космос - це незвідана область, і скільки ще буде відкрито галактик, зіркових, планетних систем, і цілком можливо, що є безліч подібних до Сонячної систем з теоретично існуючим життям. Ми можемо судити про розміри всіх небесних тіл лише приблизно, і кількість галактик, систем, небесних тіл у Всесвіті невідома. Однак виходячи з відомих даних – Земля не найменший об'єкт, але й далеко не найбільший, є зірки та планети у сотні, тисячі разів більше!!

Найбільший об'єкт, тобто небесне тіло, у Всесвіті не визначено, оскільки людські можливості обмежені, за допомогою супутників, телескопів ми можемо побачити лише малу частину Всесвіту, а що там, у незвіданому дали і за горизонтами, ми не знаємо… можливо, ще більші небесні тіла, ніж виявлені людьми.

Отже, у рамках Сонячної системи найбільший об'єкт – Сонце! Його радіус - 1392000 км, потім йде Юпітер - 139822 км, Сатурн - 116464 км, Уран - 50724 км, Нептун - 49244 км, Земля - ​​12742,0 км, Венера - 12103,6 км. 6780,0 км і т.д.

Декілька десятків великих об'єктів — планети, супутники, зірки та кілька сотень дрібних, це тільки з відкритих, а є не відкритих.

Сонце більше Землі за радіусом - у 100 разів, по масі - у 333 тисячі разів. Ось такі масштаби.

Земля 6-й за розмірами об'єкт Сонячної системи дуже близька до масштабів Землі Венера, а Марс в половину менше.

Земля це взагалі горошина в порівнянні з Сонцем. А решта планет, дрібніших, для Сонця — практично пил…

Однак Сонце зігріває нас незалежно від його розмірів та нашої планети. Чи знали ви, уявляли, ходячи ногами по тлінному ґрунті, що планета наша в порівнянні з Сонцем майже крапка? І відповідно – ми на ній – мікроскопічні мікроорганізми…

Втім, у людей проблем насущних повно, і часом ніколи дивитися далі землі під ногами.

Юпітер більш ніж у 10 разів більший за Землю,це п'ята за віддаленістю від Сонця планета (класифікується як газовий гігант разом із Сатурном, Ураном, Нептуном).

Земля після газових гігантів перший об'єкт за величиною після Сонця в Сонячній системіпотім йдуть інші планети земної групи, Меркурій після супутника Сатурна та Юпітера.

Планети земної групи - Меркурій, Земля, Венера, Марс - планети, що знаходяться у внутрішній області Сонячної системи.

Плутон менше Місяця приблизно в півтора рази, сьогодні його зараховують до карликових планет, він десяте небесне тіло в Сонячній системі після 8 планет і Еріди (карликової планети, приблизно схожої за розмірами на Плутон), складається з льоду та каміння, за площею як Південна Америка , маленька планета, однак і вона за масштабами більша у порівнянні Землі з Сонцем, Земля ще вдвічі менша у пропорціях.

Наприклад, Ганімед - супутник Юпітера, Титан - супутник Сатурна - всього на 1,5 тисячі км менше Марса і більше Плутона і великих карликових планет. Карликових планет і супутників відкритих останнім часом — безліч, а зірок — поготів, більше кількох мільйонів, чи навіть мільярдів.

Об'єктів трохи менше Землі і наполовину менше ніж Земля в сонячній системі кілька десятків, а тих, які трохи менше, — кілька сотень. Уявляєте, скільки всього літає довкола нашої планети? Проте сказати «літає навколо нашої планети» невірно, адже зазвичай кожна планета має якесь відносно зафіксоване місце у системі Сонця.

І якщо летить у бік Землі якийсь астероїд, то можливо навіть обчислити його зразкову траєкторію, швидкість польоту, час наближення до Землі, і за допомогою певних технологій, пристроїв (на кшталт уражень астероїда за допомогою надпотужної атомної зброї з метою руйнування частини метеорита і як наслідок зміна швидкості та траєкторії польоту) змінити напрямок польоту якщо планеті загрожує небезпека.

Однак це теорія, на практиці поки що таких заходів не застосовувалося, а ось випадки несподіваного падіння небесних тіл на Землю були зафіксовані - наприклад, у випадку з тим самим Челябінським метеоритом.

У нашій свідомості Сонце — це яскрава кулька на небі, в абстракції — якась субстанція, про яку ми знаємо за знімками супутників, спостереженнями та дослідами вчених. Проте все, що ми бачимо на власні очі — це яскрава куля на небі, яка зникає на ніч. Якщо порівнювати розміри Сонця та землі, то це приблизно як іграшкова машинка та величезний джип, джип розчавить машинку навіть не помітивши. Так само і Сонце, якби воно мало хоч трохи агресивніші характеристики і нереальну можливість переміщатися — поглинуло б усе на своєму шляху, в тому числі Землю. До речі, одна з теорій загибелі планети в майбутньому говорить, що Сонце поглине Землю.

Ми звикли, живучи в обмеженому світі, вірити тільки тому, що бачимо і приймати як даність тільки те, що у нас під ногами і сприймати Сонце саме як кулька на небі, яка живе заради нас, щоб висвітлювати шлях простим смертним, гріти нас, давати нам енергію, загалом, ми використовуємо Сонце за повною програмою, і думки про те, що ця яскрава зірка несе у собі потенційну небезпеку, здаються безглуздими. І лише одиниці з людей будуть серйозно замислюватися, що є інші галактики, в яких є небесні об'єкти більше за ті, що в Сонячній системі в сотні, а іноді й у тисячі разів.

Люди просто не розуміють, що таке швидкість світла, як пересуваються небесні тіла у Всесвіті, це не формати людської свідомості…

Ми розповіли про розміри небесних тіл у межах Сонячної системи, про розміри великих планет, сказали про те, що Земля 6-й за величиною об'єкт Сонячної системи і що Земля в сто разів менша за Сонце (за діаметром), а за масою в 333 тисячі разів , Однак є у Всесвіті небесні тіла НАМНОГО більше Сонця. І якщо порівняння Сонця і Землі не вміщалося у свідомість простих смертних, те що є зірки проти якими Сонце - кулька - поготів не вміститися у нас.

Однак, як свідчать дослідження вчених, так і є. І це факт, виходячи з отриманих астрономами даних. Є інші зіркові системи, де життя планет існує подібно до нашої, Сонячної. Під «життям планет» мається на увазі не земне життя з людьми чи іншими істотами, а існування планет у цій системі. Так, до питання про життя в Космосі - з кожним роком, удень вчені приходять до висновку, що життя на інших планетах все можливіше, проте це залишається лише припущеннями. У Сонячній системі єдиною близькою за умовами до земних планет є Марс, а ось планети інших зіркових систем не досліджувалися в повноті.

Наприклад:

«Вважається, що землеподібні планети є найбільш сприятливими для виникнення життя, тому їх пошук привертає пильну увагу громадськості. Так, у грудні 2005 року вчені з Інституту космічних наук (Пасадена, Каліфорнія) повідомили про виявлення схожої на Сонце зірки, навколо якої імовірно формуються скелясті планети.

Надалі були виявлені планети, які лише в кілька разів масивніші за Землю і, ймовірно, повинні мати тверду поверхню.

Прикладом екзопланет земного типу можуть бути суперземлі. Станом на червень 2012 року знайдено понад 50 суперземель».

Ось ці суперземлі і є потенційними носіями життя у Всесвіті. Хоча і це питання, оскільки головний критерій класу подібних планет - маса більш ніж в 1 разів більша за масу Землі, проте всі виявлені планети обертаються навколо зірок з меншим тепловим випромінюванням у порівнянні з Сонцем, як правило, білих, червоних і помаранчевих карликів.

Перша суперземля виявлена ​​в населеній зоні в 2007 році - це планета Глізе 581 з біля зірки Глізе 581, планета мала масу близько 5 мас Землі, «віддалена від своєї зірки на 0,073 а. е. і знаходиться в районі «зони життя» зірки Глізе 581». Пізніше було відкрито ще низку планет біля цієї зірки і сьогодні їх називають як планетну систему, сама зірка має низьку світність, у кілька десятків разів менше Сонця. Це було одне із найбільш сенсаційних відкриттів астрономії.

Однак повернемось до теми великих зірок.

Нижче представлені фото найбільших об'єктів Сонячної системи та зірок у порівнянні з Сонцем, а потім із останньою зіркою на попередньому фото.

Меркурій< Марс < Венера < Земля;

Земля< Нептун < Уран < Сатурн < Юпитер;

Юпітер< < Солнце < Сириус;

Сіріус< Поллукс < Арктур < Альдебаран;

Альдебаран< Ригель < Антарес < Бетельгейзе;

Бетельгейзе< Мю Цефея < < VY Большого Пса

І в цьому списку ще найменші зірки і планети (по-справжньому велика в цьому списку, мабуть, тільки зірка VY Великого Пса). Найбільші навіть не можна поставити в порівнянні з Сонцем, оскільки Сонця просто не буде видно.

Як одиниця виміру радіуса зірки використаний екваторіальний радіус Сонця - 695 700 км.

Наприклад, зірка VV Цефея в 10 разів більша за Сонце, а між Сонцем і Юпітером найбільшою зіркою вважається Вольф 359 (одинакова зірка в сузір'ї Лева, слабкий червоний карлик).

VV Цефея (не плутати з однойменною зіркою з «приставкою» А) «Потемніша подвійна зірка типу Алголя в сузір'ї Цефей, яка знаходиться на відстані близько 5000 світлових років від Землі. Компонент А є сьомою за радіусом зіркою, відомою науці на 2015 р. та другою найбільшою зіркою в Галактиці Чумацький Шлях (після VY Великого Пса)».

"Капелла (α Aur / α Возничого / Альфа Возничого) - найяскравіша зірка в сузір'ї Возничого, шоста за яскравістю зірка на небосхилі і третя за яскравістю на небі Північної півкулі".

Капела в 12, 2 рази більше Сонця по радіусу.

Полярна зірка в 30 разів більша за Сонце по радіусу. Зірка у сузір'ї Малої Медвидиці, знаходиться поблизу Північного полюса світу, надгігант спектрального класу F7I.

Зірка Y Гончаків Псів більше Сонця в (!!!) 300 разів! (тобто більше Землі десь у 3000 разів), червоний гігант у сузір'ї Гончих Псів, одна з найкрутіших і найчервоніших зірок. І це далеко не найбільша зірка.

Наприклад, зірка VV Цефея A більша за Сонце за радіусом аж у 1050-1900 разів!І зірка дуже цікава своєю мінливістю та «витіканням»: «Світимість - у 275 000-575 000 разів більша. Зірка заповнює порожнину Роша, та її речовина перетікає на сусідній компаньйон. Швидкість витікання газів досягає 200 км/с. Встановлено, що VV Цефея A – фізична змінна, яка пульсує з періодом 150 діб».

Звичайно, більшості з нас буде не зрозуміла інформація з науковими термінами, якщо лаконічно – зірка розпечена, яка втрачає матерію. Її розміри, силу, яскравість світності уявити просто неможливо.

Отже, 5 найбільших зірок у Всесвіті (визнані такими з нині відомих та відкритих), порівняно з якими наше Сонце - горошина та порошинка:

- VX Стрільця - у 1520 разів більше діаметра Сонця. Надгігант, гіпергігант, змінна зірка у сузір'ї Стрільця, втрачає свою масу через зоряний вітер.

— Зірка WOH G64 із сузір'я Золотої Риби, червоний надгігант спектрального класу M7,5, знаходиться в сусідній галактиці Велика Магелланова Хмара. Відстань до Сонячної системи становить приблизно 163 тис. св. років. Більше за радіус Сонця в 1540 разів.

- NML Лебедя (V1489 Лебедя) більше Сонця по радіусу в 1183 - 2775 разів, - «Зірка, червоний гіпергігант, знаходиться в сузір'ї Лебідь».

«UY Щита – зірка (гіпергігант) у сузір'ї Щита. Знаходиться на відстані 9500 св. років (2900 пк) від Сонця.

Це одна з найбільших та найяскравіших відомих зірок. За оцінками вчених, радіус UY Щита дорівнює 1708 радіусам Сонця, діаметр 2,4 мільярда км (15,9 а. е.). На піку пульсацій радіус може сягати 2000 радіусів Сонця. Обсяг зірки приблизно в 5 мільярдів разів більший за обсяг Сонця».

З цього списку бачимо, що є близько сотні (90) зірок набагато більше Сонця (!!!). І є такі зірки, в масштабі яких Сонце - крупинка, а Земля навіть не пил, а атом.

Справа в тому, що місця в даному списку розподілені за принципом точності визначення параметрів, масі, є приблизно більші зірки, ніж UY Щита, але достеменно не встановлені їх розміри та інші параметри, втім і параметри цієї зірки можуть стати під сумнів. Зрозуміло, що зірки в 1000-2000 разів більші за Сонце існують.

І, можливо, у деяких є чи формуються планетні системи, і хто дасть гарантії, що там не може бути життя… чи ні зараз? Не було чи ніколи не буде? Ніхто… Ми надто мало знаємо про Всесвіт і Космос.

Так, і навіть з представлених на картинках зірок - остання зірка - VY Великого Пса має радіус рівний 1420 радіусів Сонця, а ось зірка UY Щита на піку пульсації близько 2000 радіусів Сонця, і є зірки імовірно більше 2,5 тисячі радіусів Сонця. Такі масштаби неможливо уявити, це справді позаземні формати.

Звичайно, цікаве питання - подивіться на картинку найпершу у статті та на останні фото, де багато-багато зірок - як така кількість небесних тіл співіснує у Всесвіті досить спокійно? Немає вибухів, зіткнень цих самих супергігантів, адже небо, з того, що мабуть для нас, кишить зірками... Насправді - це саме висновок простих смертних, які не розуміють масштаби Всесвіту - ми бачимо спотворену картинку, а насправді місця там усім вистачає , і, можливо, є і вибухи та зіткнення, просто це не призводить до загибелі Всесвіту і навіть частини галактик, адже відстань від зірки до зірки величезна.