Наше дневное светило
Наше дневное светило, Солнце, могучий источник энергии. Ежесекундно с его поверхности излучается такое количество тепла, которого было бы вполне достаточно, чтобы растопить слой льда толщиной в тысячу километров, окружающий шар, равный по размерам Земле.
Уже около 100 лет назад ученые задумывались над тем, каким образом восполняются запасы энергии, столь щедро излучаемо» Солнцем в мировое пространство. На первых порах наиболее естественным казалось, что энергия нашего дневного светила не пополняется н оно расходует лишь некоторый ее первоначальный запас. Ио в таком случае Солнце должно было бы заметно остывать и его возраст не мог бы превышать нескольких тысяч лет. Расчеты показывают, что температура Солнца ежегодно падала бы на 2%, а следовательно, непрерывно уменьшалось бы количество тепла и света, поступающее на Землю. Между тем тщательные ежедневные измерения, проводившиеся и течение ряда лет на специальных горных станциях, говорят о том, что поток светового si теплового излучения Солнца практически не меняется.
А это в свою очередь означает, что энергия Солнца постоянно восполняется каким-то могучим источником. В свое время высказывалось предположение, что таким источником является непрерывное сжатие Солнца, происходящее под действием сил тяготения. Сжатие действительно должно приводить к разогреванию. Но и этого источника хватило бы всего лишь на 20 млн. лет. Между тем геологические данные убедительно свидетельствуют о том, что наша планета существует уже не менее 5 млрд. лет. По меньшей мере таким же должен быть и возраст Солнца.
Только современная физика, проникнув в тайны строения атомного ядра и научившись разбираться в сложнейших ядерных превращениях, пролила новый свет на загадку солнечной энергии. Правда, мы не имеем возможности непосредственно наблюдать, что происходит в недрах Солнца. Но об этих внутренних превращениях мы можем судить по тем .процессам, которые протекают па солнечной поверхности, по тем периодическим изменениям, которые там происходят.
В настоящее время можно считать установленным, что в недрах Солнца при колоссальных температурах в десятки миллионов градусов и чудовищных давлениях протекают так называемые термоядерные реакции, сопровождающиеся выделением огромного количества энергии. Одной из таких реакции является, например, объединение, или синтез, ядер водорода в ядра гелия.
При этом четыре ядра атома водорода в результате длинной цепи ядерных превращений образуют одно ядро атома гелия. Но почему подобный процесс связан с выделением энергии? За счет чего она вырабатывается?
Каждое ядро атома водорода, вступающее в реакцию, обладает массой, равной единице. Но если бы мы определили массу образовавшегося из них ядра атома гелия, то обнаружили бы странную недостачу. Вновь рожденное ядро обладало бы массой всего лишь в 3,97 единицы. Куда же исчезли 0,03 единицы массы? Оказывается, реакция ядерного синтеза связана с переходом части вещества в различного рода излучения, которые также являются одной из форм существования материи. Подобные превращения связаны с выделением значительного количества энергии. Каждую секунду в недрах нашего дневного светила 564 млн. т водорода превращаются в 560 млн. т гелия. Остальные 4 млн. т водорода переходят в излучение.
Таким образом, деятельность Солнца связана с непрерывной потерей нашим дневным светилом некоторой части своей массы. Величина этой потери, выражается астрономическими цифрами. Но вспомним, что из каждых четырех единиц массы ядер атомов водорода в итоге реакции терялось всего лишь 0,03 единицы, т. е. около 3%, а это означает, что относительная потеря массы нашим дневным светилом ничтожна. Масса Солнца никогда не исчерпается. Термоядерная реакция в его недрах будет происходить до тех пор, пока имеются запасы водорода. В настоящее время они составляют около 50% массы Солнца. Этого должно хватить по меньшей мере на несколько десятков миллиардов лет. Таким образом, человечество на долгие времена обеспечено солнечными светом и теплом.
Интересно, между прочим, заметить, что относительное выделение энергии нашим дневным светилом, т. е. выделение энергии па единицу массы, не так уж велико. Если подсчитать суточный выход энергии на 1 кг солнечного вещества, то окажется, что он составляет всего около 5 калорий. Любопытно, что человеческое тело в результате тех жизненных процессов обмена веществ, которые протекают в человеческом организме, ежесуточно выделяет 25 калорий на один килограмм, т. е. в пять раз больше, чем Солнце.
|
|
Читайте в рубрике «Звезда Солнце»: |