Читаем Вселенная на ладони полностью

В первой главе мы уже видели, как можно воспользоваться призмой для расщепления белого света на его составные части – отдельные спектры цвета. В начале 1800-х годов немецкий физик Йозеф фон Фраунгофер обнаружил, что цветовой спектр солнечного света не является непрерывным – он содержит серию из более пятисот черных линий, в настоящее время известных как линии Фраунгофера. В 1850-х годах два немецких ученых – Роберт Бунзен и Густав Кирхгоф – дали объяснение этому феномену, показав, почему они там находятся. Как оказалось, эти линии просто-напросто обозначают пропущенные цвета – пробелы в спектре, появившиеся из-за того, что разные вещества, существующие на Солнце, поглощают определенные цвета или частоты спектра солнечного света, не позволяя этим цветам достичь Земли.

Эти линии, по существу, представляют собой химические штрихкоды, скрывающие жизненно важную информацию о том, из чего состоят источники света. Это уникальные отпечатки пальцев Солнца. Разогревая различные химические элементы в лабораторных условиях, Бунзен и Кирхгоф сопоставляли их «линии абсорбции» с такими же для солнечного спектра (для целей своих экспериментов Бунзен изобрел нагревающее устройство, которое с тех времен носит его имя). Оказалось, что Солнце в основном состоит из водорода – самого легкого элемента во Вселенной.

Между тем в 1868 году Солнце поставило астрономам подножку. В тот год французский астроном Пьер Янссен, наблюдая за солнечным затмением, обнаружил линию абсорбции, не соответствующую ни одному из известных элементов. В этот же год английский астроном Норман Локьер заметил идентичные линии, когда наблюдал за Солнцем. Локьер со своим коллегой-химиком Эдвардом Франклендом назвали новый элемент «гелием» от греческого слова helios, что значит «солнце». Позднее этот элемент был найден и на Земле, и это был первый случай, когда элемент сначала обнаружили в космосе. Благодаря новому методу анализа спектральных линий, сегодня известного как метод спектроскопии, теперь мы знаем, что Солнце на 73 % состоит из водорода, на 25 % – из гелия, а остальные 2 % приходятся на другие элементы, такие как кислород, углерод и железо.

Что управляет Солнцем?

Солнце жжет нашу кожу с расстояния почти 150 миллионов километров. Вопрос о том, что является источником энергии этой огромной печи, был одним из самых насущных и животрепещущих для физиков конца XIX века.

Развитие геологии и биологии, в том числе и работы Дарвина по эволюции посредством естественного отбора, послужили намеком на очень старую Землю. С учетом того, что Солнце еще старше, обнаружение источников его энергии становилось еще более затруднительным. Одно дело – установить процесс, способный поддерживать Солнце в течение миллионов лет, и совсем другое – миллиардов

.

Многие викторианские научные светила наотрез отказывались верить в столь широкие временные рамки. Лорд Кельвин – ведущий эксперт в вопросах тепла и энергии – видел источник солнечной энергии в гравитации. Поскольку солнечный материал, из которого оно состоит, сдавливается в направлении его центра, в этом же направлении повышается и давление, и температура. Именно эту конверсию гравитационной энергии в тепловую энергию Кельвин считал источником энергии солнца. Однако, по его подсчетам, солнце должно было растратить всю эту энергию примерно за 30 миллионов лет. Следовательно, оно должно быть моложе, если оно все еще продолжает светить, и по этой причине Кельвин в 1862 году публично отверг предположения Дарвина относительно возраста Земли, который, по мнению автора эволюционной теории, составляет миллиарды лет.

Однако прав оказался Дарвин, а не Кельвин. Недостающее звено в головоломке было найдено в 1905 году, когда Эйнштейн опубликовал свою знаменитую формулу Е = mc2. Согласно этой формуле энергия (Е) и масса (m) в сущности это одно и то же, и вы можете преобразовать одно в другое. Помножив массу на скорость света (с) в квадрате, вы получаете количество энергии, которая имеется в вашем распоряжении. Вместе с тем здесь есть одна загвоздка: высвобождение энергии из массы требует экстремально высокого давления и температуры.

В 1920 году британский астроном Артур Эддингтон первым описал действительный механизм, поддерживающий энергию Солнца: синтез. Гелий может образоваться в результате слияния атомов водорода под воздействием экстремально высокого давления и температуры, какие отмечаются в центре солнечного шара. Важно, однако, что масса образующегося гелия немного меньше первоначальной массы водорода. Эта недостающая масса и является источником солнечной энергии – именно она преобразуется в энергию Солнца согласно знаменитой формуле Эйнштейна. Ежесекундно на Солнце происходит слияние и последующее превращение 620 миллионов тонн водорода с образованием 616 миллионов тонн гелия. Недостающая масса в 4 миллиона тонн преобразуется в солнечный свет.

Перейти на страницу:

Похожие книги

1917–1920. Огненные годы Русского Севера
1917–1920. Огненные годы Русского Севера

Книга «1917–1920. Огненные годы Русского Севера» посвящена истории революции и Гражданской войны на Русском Севере, исследованной советскими и большинством современных российских историков несколько односторонне. Автор излагает хронику событий, военных действий, изучает роль английских, американских и французских войск, поведение разных слоев населения: рабочих, крестьян, буржуазии и интеллигенции в период Гражданской войны на Севере; а также весь комплекс российско-финляндских противоречий, имевших большое значение в Гражданской войне на Севере России. В книге используются многочисленные архивные источники, в том числе никогда ранее не изученные материалы архива Министерства иностранных дел Франции. Автор предлагает ответы на вопрос, почему демократические правительства Северной области не смогли осуществить третий путь в Гражданской войне.Эта работа является продолжением книги «Третий путь в Гражданской войне. Демократическая революция 1918 года на Волге» (Санкт-Петербург, 2015).В формате PDF A4 сохранён издательский дизайн.

Леонид Григорьевич Прайсман

История / Учебная и научная литература / Образование и наука
Возвратный тоталитаризм. Том 2
Возвратный тоталитаризм. Том 2

Почему в России не получилась демократия и обществу не удалось установить контроль над властными элитами? Статьи Л. Гудкова, вошедшие в книгу «Возвратный тоталитаризм», объединены поисками ответа на этот фундаментальный вопрос. Для того, чтобы выявить причины, которые не дают стране освободиться от тоталитарного прошлого, автор рассматривает множество факторов, формирующих массовое сознание. Традиции государственного насилия, массовый аморализм (или – мораль приспособленчества), воспроизводство имперского и милитаристского «исторического сознания», импульсы контрмодернизации – вот неполный список проблем, попадающих в поле зрения Л. Гудкова. Опираясь на многочисленные материалы исследований, которые ведет Левада-Центр с конца 1980-х годов, автор предлагает теоретические схемы и аналитические конструкции, которые отвечают реальной общественно-политической ситуации. Статьи, из которых составлена книга, написаны в период с 2009 по 2019 год и отражают динамику изменений в российском массовом сознании за последнее десятилетие. «Возвратный тоталитаризм» – это естественное продолжение работы, начатой автором в книгах «Негативная идентичность» (2004) и «Абортивная модернизация» (2011). Лев Гудков – социолог, доктор философских наук, научный руководитель Левада-Центра, главный редактор журнала «Вестник общественного мнения».

Лев Дмитриевич Гудков

Обществознание, социология / Учебная и научная литература / Образование и наука
1612-й. Как Нижний Новгород Россию спасал
1612-й. Как Нижний Новгород Россию спасал

Памятник Кузьме Минину и князю Дмитрию Пожарскому, установленный на Красной площади в Москве, известен всем. Но хорошо ли мы знаем биографии этих национальных героев, исторический контекст, в котором они действовали, идеи, которыми вдохновлялись?В начале XVII века Россия захлебнулась в братоубийственной Смуте. Вопрос стоял о существовании Руси как государства. Интриги верхов и бунты низов, самозванщина, иностранная интервенция, недолгое правление Василия Шуйского, первое и второе народные ополчения, избрание на царство Михаила Романова — обо всем этом рассказывается в книге на большом фактическом материале.Огромную роль в сохранении суверенитета страны сыграл тогда Нижний Новгород. Город не только отбил войска интервентов и узурпаторов, но и подвигом Кузьмы Минина и Дмитрия Пожарского поднял народ на защиту страны в 1612 году.Да, Россию в итоге спасала вся страна. Но без Нижнего могла и не спасти.

Вячеслав Алексеевич Никонов

Публицистика / Учебная и научная литература / Образование и наука