Аркадий Ликум
Всё обо всем. Том 1
Популярная энциклопедия для детей
Часть 1
МИР ВОКРУГ НАС
Каких размеров Вселенная?
Для человека просто невозможно представить действительные размеры Вселенной. Мы не только не знаем, насколько она велика, но нам даже трудно вообразить, насколько она может простираться.
Если мы начнем удаляться от Земли, мы поймем, почему это так. Земля — это маленькая частичка Солнечной системы. В Солнечную систему входят Солнце, планеты, которые вращаются вокруг Солнца, астероиды, представляющие собой маленькие планеты, и метеоры.
Вся наша Солнечная система в свою очередь является небольшой частью другой большой системы, называемой «галактика». Галактика состоит из миллионов и миллионов звезд, многие из которых значительно больше нашего Солнца и имеют свои солнечные системы.
Итак, все звезды которые мы наблюдаем в нашей галактике и которую мы называем «Млечный Путь», являются «солнцами». Расстояние между ними измеряется в световых годах, а не в километрах. За один год луч света проходит более 11 000 000 000 000 км. Альфа Центавра — самая близкая и яркая звезда — расположена на расстоянии более 46 000 000 000 000 км от нас.
Но давай представим размеры нашей галактики. Считается, что ее диаметр достигает 100 000 световых лет. Это означает 100 000 раз по 11 000 000 000 000 км. Но наша галактика в свою очередь является малой частью другой, более крупной системы.
Вне Млечного Пути, вероятно, есть еще миллионы галактик. Но, возможно, все они вместе образуют еще более значительную систему.
Вот почему нам трудно представить размеры Вселенной. Кстати, ученые полагают, что Вселенная расширяется. Это означает, что расстояние между двумя галактиками за несколько миллиардов лет увеличивается в два раза.
Почему Солнечная система имеет такую форму?
Мы не знаем, почему Солнечная система имеет такую форму. Она могла бы быть иной, как многие другие солнечные системы во Вселенной, устроенные совсем по-другому. Это зависит от того, как они появились. Но человек открыл законы природы, которые позволяют объяснить, как сохраняется нынешняя форма Солнечной системы.
Подобно другим планетам, Земля вращается по орбите вокруг Солнца. Время одного оборота Земли вокруг Солнца мы называем годом. Орбиты других планет больше или меньше орбиты Земли.
Как возникла Солнечная система? Почему у планет такой размер? Почему они движутся по своим орбитам? Астрономы не могут точно ответить на эти вопросы. Они предлагают два вида теорий. Согласно одной, Солнце и планеты в их сегодняшнем виде произошли из огромного облака вращающихся горячих газов. Отростки этого гигантского вращающегося облака пыли и газов и сформировали планеты.
Авторы другой группы теорий считают, что в прошлом Солнце сблизилось с другой звездой. От Солнца отделились большие «куски», которые начали вращаться вокруг Солнца. Эти части Солнца и превратились в планеты.
Не так важно, какая теория права, важно, что нынешняя форма Солнечной системы в какой-то степени случайна. Почему она остается такой? Согласно законам движения планет Кеплера, все планеты вращаются вокруг Солнца по эллиптическим (вытянутым) орбитам; чем ближе планета к Солнцу, тем выше ее скорость движения; время полного оборота зависит от расстояния до Солнца. Закон тяготения Ньютона (а три закона Кеплера являются его составной частью) объясняет, почему притягиваются два предмета. Солнечная система имеет такую форму потому, что в соответствии с некоторыми законами природы существует определенное взаимодействие Солнца и планет.
Почему светит Солнце?
Трудно поверить, но и звезды, которые светят ночью, и Солнце, которое светит днем, одинаковы.
Солнце — тоже звезда, ближайшая к Земле. Мы знаем, что жизнь зависит от Солнца. Без солнечного тепла на Земле не зародилась бы жизнь. Без солнечного света не было бы зеленых растений, животных, человека.
Солнце находится на расстоянии более 172 000 000 км от Земли. Масса Солнца в 1 300 000 раз больше массы Земли. Но, что интересно, Солнце не такое же твердое тело, как Земля.
Доказать это очень просто: температура поверхности Солнца достигает 6000 °C. При такой температуре любой металл или камень превращается в газ, поэтому Солнце должно быть газовым шаром!
В прошлом ученые считали, что солнечный свет, тепло являются результатом горения. Но поверхность Солнца остается горячей уже сотни миллионов лет, а так долго ничто гореть не может.
Сегодня ученые полагают, что Солнце выделяет тепло в результате процессов, аналогичных тем, которые происходят в атомной бомбе. Солнце превращает материю в энергию.
Этот процесс отличается от горения. При горении одна форма материи переходит в другую. При переходе материи в энергию необходимо минимальное количество материи для производства огромного количества энергии. Двадцать восемь граммов материи выделяют энергию, достаточную для того, чтобы расплавить более 1 миллиона тонн скальных пород.
Итак, если наука права, солнце светит потому, что там постоянно происходит превращение материи в энергию. Одного процента массы Солнца достаточно для того, чтобы оно оставалось горячим в течение 150 миллиардов лет!
Почему закаты багряные?
Незабываемые багряные закаты, теплые переливающиеся краски — трудно представить себе более впечатляющую картину. Но иногда, глядя на все это, мы говорим: «Какое багровое солнце!»
В действительности же мы знаем, что Солнце само не стало красным и совсем не изменилось. Просто оно выглядит так в определенное время суток. В это же самое время для человека, живущего несколько тысяч километров западнее, Солнце совсем не выглядит багровым или красным.
На цвет заката влияет слой воздуха, сквозь который проходит луч Солнца. Чем ниже Солнце, тем больший слой атмосферы должен преодолеть солнечный свет.
Но сначала давайте вспомним, что солнечный свет является сочетанием всех цветов. Обычно такое сочетание цветов воспринимается нами как белый цвет. Но в атмосфере присутствуют частички пыли, водяные пары и другие примеси. Когда луч света проходит сквозь атмосферу, различные цвета рассеиваются этими частичками. В атмосфере фиолетовый, синий и зеленый цвета лучше рассеиваются, чем красный и желтый. Когда Солнце низко над горизонтом, в результате рассеивания в атмосфере остается больше красного и желтого цветов, поэтому закат и кажется нам красноватого цвета.
Кстати, голубой цвет неба также объясняется рассеиванием света. Фиолетовый и синий цвет имеют короткие волны и рассеиваются атмосферой раз в десять активнее, чем волны красной части спектра. Это означает, что красные лучи проходят сквозь атмосферу, а лучи голубого цвета рассеиваются в воздухе водой и частичками пыли. Когда мы смотрим вверх именно рассеянный свет придает небу голубой цвет.
Из чего сделана Земля?
Человек начал изучение Луны и других планет — и тем не менее ему неизвестно точное строение Земли.
Приблизительный ответ на этот вопрос таков: Земля представляет собой огромный шар, или сферу, в основном состоящую из твердых скальных пород. Ядро Земли также твердое, так как внутренние породы находятся под чудовищным давлением.
Рассмотрим все это поподробнее. Поверхность Земли — это земная кора толщиной 18–50 км, состоящая из скальных пород. Ее еще называют «литосфера». Верхняя часть коры — это континенты, а углубления в ней занимают воды морей и океанов, внутренних морей и озер. Вся вода земной поверхности: океанов, озер, рек и всех малых водоемов — называется «гидросфера».