Почему мы видим звезды белыми?

Почему мы видим звёзды

Самым большим парадоксом является то, что этот мир всё же познаваемый. (с) Впрочем, это не парадокс, а, скорее, диагноз.

Сторонники лунного заговора или лунной аферы уверены: раз первые космонавты видели звёзды в космосе и красочно их живописали (Леонов), то и американские астронавты просто обязаны их видеть тоже. Но те говорят: мол, с орбиты Луны и с поверхности Луны видели только Солнце, Землю и чёрный космос. (См. по запросу "Интервью Нила Армстронга ВВС 1970). Значит, американцы не были на Луне, и точка. Так и появилась эта пресловутая "звёздная слепота". нет, не астронавтов, а нас с вами.

Однако и наши учёные (или считающие себя таковыми) не знают и знать не хотят, что звёзды в дальнем космосе видны только в телескопы. Не знают они, что между ближним космосом и дальним есть одна существенная разница, поэтому они по-прежнему убеждены: видеть и фотографировать звёзды "лунным" астронавтам всегда что-то мешало: то свет внутри кабины, то яркий свет, отсвечивающий от поверхности Луны, то запотевшие стекла скафандров, то не та настройка и не то положение фотокамер. Вот тут о "зёздной слепоте" и "лунной амнезии" целая наука, считающая, что американцы просто не умеют смотреть на звёзды: http://www.skeptik.net/conspir/moonhoax.htm И при этом они всегда упускают из виду тот факт, что в программу подготовки "лунных" астронавтов входила ориентация платформы по звёздам и занятия в планетарии, а сам Нил Армстронг был хорошим знатоком звёздного неба и совершал тренировочные полёты на высоте 40000 футов, позволяющие видеть и находить "реперные" звёзды даже днём. Так что, давайте-ка подумаем вместе. Итак, почему даже те учёные, которые знают, что американцы на Луне были, не верят астронавтам и фотодокументам?

Как известно, хорошего теоретика даже новый опыт не переубедит и ничто не вразумит. А теоретики — в той или иной степени — это и мы с вами. Видите ли, фундаментальная наука наша считает свет потоком особых частиц — фотонов, и этому потоку в почти пустом космосе якобы ничто существенное не мешает. Значит, ничто не может помешать и людям видеть звёзды из открытого космоса. Более того, якобы хорошо видеть звёзды с Земли нам мешает только атмосфера, которая рассеивает и ослабляет их свет. Такая вот железная логика. Только вот к действительности эта логика никакого отношения не имеет. Где ошибка?

Итак, мы смотрим на звёзды с Земли и видим их через атмосферу. У атмосферы, как и у любого прозрачного вещества или прозрачной среды, есть оптические свойства. А всё, что реально существует, можно измерить. Нас интересует конкретный вопрос профессору на засыпку — "Чему равна оптическая сила атмосферы по отношению именно к звёздам, если геометрические угловые размеры многих из них, в следствие огромных до них расстояний, меньше диаметра простейшего атомного ядра?".

Постараемся обойтись без высшей математики и тригонометрии. Известно, что видимый или визуальный размер Сириуса до 18 угловых секунд, а его истинный или геометрический угловой размер всего 0,006 у. с, ведь расстояние до него 8,58 световых года. Следуя простой логике, законам геометрии и оптики, если смотреть на Сириус из космоса, то его размер и будет всего 0,006 угловых секунды. Отсюда: атмосфера может увеличивать размеры самых близких и самых ярких звёзд до 3000 раз (18 : 0,006). Всё просто. Но не всё, что просто, есть истина. Действительно ли у атмосферы есть сильное увеличительное свойство?

Известно: чем ярче сама звезда, тем большей она нам видится; чем меньше угол склонения звезды, тем она тоже и ярче, и больше (больше самой себя, находящейся выше). Последнее может объясняться только тем, что свет от низких звёзд проходит гораздо более длинный путь в плотных слоях атмосферы, прежде чем он попадает в глаза наблюдателю (толщина плотного слоя атмосферы до 12 км). Получается: путь луча света звезды в атмосфере длиннее, а звезда от этого только ярче и больше. Для теоретиков это парадокс, хотя все астрономы и любители звезд знают, что так оно и есть. К примеру, в августе яркие и большие звезды большого ковша Большой Медведицы у горизонта видят все, а в конце зимы, когда это созвездие будет чуть ли не в зените, очень маленький и тусклый ковшик Большой Медведицы не каждый и найдёт. Это факт, а с фактами нужно считаться; факты нужно использовать. Вывод: атмосфера не только увеличивает звезды, но и усиливает их блеск или яркость. Даже не спорьте. Но на сколько увеличивает?

"Одна угловая секунда равна диаметру человеческого волоса, видимому с 10-ти метров, или диаметру футбольного мяча на расстоянии в 45 километров" (Википедия). И кто у нас тут зрячий такой. Только математики да теоретики, которые утверждают, что человеческий глаз способен видеть один-единственный фотон, то есть один электромагнитный импульс от одного атома нагретого тела. Смех, да не только.

Конечно, ни сам волос, ни мяч человек с таких расстояний не увидит, то есть для него одна угловая секунда — это просто "оптический нуль". Но если это будет не волос, а тонкая вольфрамовая нить под напряжением, и не мяч, а мощная дуговая лампа таких же размеров, то человек их запросто увидит в темноте и с бОльших расстояний. но с большим трудом поверит в то, что так «толсто» светится невидимая нить или невидимая точка.

К примеру, Челябинский метеорит хорошо было видно с расстояния почти в 500 километров, несмотря на то, что на улице было уже почти совсем светло. Сам видел его из Свердловской области, но принял за самолёт с очень ярким прожектором, идущий на вынужденную посадку километрах в 15-ти к юго-востоку. А если бы это падал холодный каменный валун весом в тонну (это 0,3 куб. метра всего), то его бы не смогли увидеть и сами челябинцы. Так что, атмосфера действительно может увеличивать звёзды и источники яркого света с нуля до видимых размеров, как бы приближая источники яркого света к наблюдателю. То есть, только благодаря атмосфере и особенностям распространения яркого света в ней, и, возможно, особенностями восприятия глазом и мозгом человека света ярких источников мы и можем видеть точечные светящиеся объекты и звёзды.

Объединяем все факты и делаем вывод: у Луны нет атмосферы, поэтому даже с обратной стороны Луны в фазе её полнолуния человек невооружённым глазом звёзды не увидит, так как их истинные или геометрические угловые размеры в тысячи и в миллионы раз меньше его оптического нуля. Орбитальные телескопы видят звёзды только благодаря их большим зеркалам, линзам и чувствительной электронике. Сравните размеры: диаметр главного зеркала орбитального телескопа «Хаббл» — 240 сантиметров (площадь фокусирующей поверхности 45238 см2); диаметр хрусталика человеческого глаза – 1 сантиметр (площадь фокусирующей поверхности 0,78 см2). Световая чувствительность оптических приборов — глаза или телескопа — определяется, во-первых, площадью фокусирующих поверхностей, а уже потом и всем остальным. И она у "Хаббла" в 58000 раз больше, чем у человеческого глаза. Так что, смотреть на звёзды в телескоп и смотреть на звёзды невооружённым глазом — это две большие разницы.

С освещённой стороны Луны звёзды тоже хорошо видны, но — только в телескоп. Американцы в одну из своих миссий ("Аполлон-16") специально проводили такой эксперимент по поиску исчезнувших звёзд и сделали через телескоп 178 снимков на камеру в ультрафиолетовом, то есть в самом ярком и чувствительном для фотоплёнки, диапазоне частот. Только так они узнали, что звёзды в дальнем космосе всё же видны. Эти фотографии вы можете посмотреть по запросу "Фотографии звёзд с поверхности Луны. NASA".

Так что, астронавты, раз звёзд не видели, на Луне действительно были. Но почему-то никто из сторонников и противников лунной аферы так и не вспомнил даже об астрономической рефракции, о которой он должен был узнать ещё в 4-м классе. Разве учитель никому из них не говорил о том, что мы видим звёзды лишь благодаря атмосфере. И не видим их днём лишь по причине её дневной засвеченности всего лишь одной звездой — Солнцем. Похоже, что уже не говорил. Что ж.

"Рефракция" — это преломление и рассеивание луча света в прозрачной среде; "астрономическая рефракция" — преломление в атмосфере световых лучей от небесных светил и изменение их положения на небосводе, которое особенно значительное на малых углах склонения светил. Причём чем плотнее среда, тем показатели преломления и рассеивания света больше. По причине рефракции и возникает дневная засвеченность плотных слоёв атмосферы. И по этой же причине Солнце и Луна на своих восходах и закатах бывают больше в 2,5-3,5 раза, чем в зените, и всегда несколько выше, чем они есть на самом деле (это увеличение очень сильно зависит от состояния атмосферы, поэтому существуют народные приметы для предсказания погоды). Причин тут две: 1) само преломление или искривление луча света; 2) свет от низких светил, как уже говорилось, проходит более длинный путь в плотных слоях атмосферы и на этом пути больше рассеивается. По этой же причине очень низкое полуденное солнце совсем не греет, и у нас бывает зима.

А ещё учебники говорят, что "рефракция является причиной размытости границ изображений видимых светящихся объектов". Так вот, эта "размытость" и является причиной увеличения изображений "точечных светящихся объектов" или звёзд с "оптического нуля" до видимых размеров. Стало быть, мы видим звёзды на Земле только по причине их "увеличительной размытости" в атмосфере и не видим их из дальнего космоса потому, что там этой "размытости" просто нет. Действительно, всё просто. А познанное, как известно, всегда проще непознанного.

Простой опыт. Берём линзу для чтения мелких текстов и половину линзы заклеиваем или просто прикрываем бумажкой. Подносим её к тексту мелким шрифтом. и видим в центре увеличенные и очень чёткие буквы, а по краям линзы видим просто огромные, словно размытые и искривлённые вверх буквы, иногда светящиеся по краям всеми цветами радуги. Теперь прикладывает линзу к фотографии звёздного неба. и имеем наглядное представление о вышесказанном. Действительно, атмосфера увеличивает звёзды и искривляет звёздный небосвод, как увеличительная линза. Следовательно, мы видим звёзды лишь благодаря оптическим свойствам атмосферы. Кто с этим спорит — тот ничего не стоит. А спорят с этим только горе-теоретики.

P.S. Военные лётчики начинают видеть днём тёмное небо и одиночные звёздочки на нём уже на высоте 16 километров. Причём видят очень тусклые звёзды из залитых ярчайшим солнечным светом кабин. Так что, где звёзды есть — там они есть, и ничто не мешает их видеть и фотографировать. А видимые невооружённым глазом звёзды есть только в незасвеченной атмосфере. Атмосфера простирается до высот 800-1000 километров. Высота орбиты МКС — 400 километров. С МКС звёзды видно и днём, и ночью. Нам остаётся только признать, что и у очень разреженных верхних слоёв атмосферы есть оптические свойства. И чему тут удивляться, если оптические свойства есть даже у межзвёздного газа? А не благодаря ли этим свойствам свет далёких звёзд до нас доходит. Но если наша наука будет по-прежнему отрицать опыт американцев, мы никогда не узнаем ответ на вопросы "Что такое свет? И как свет далёких звёзд до нас доходит?".

Фото Млечного Пути не моё. Вглядитесь в снимок. и вы увидите не звезды, а "размытости". Кстати, многие из них и не звезды вовсе, а галактики. Но рассматривать их в телескопы лучше с самой высокой горы, а ещё лучше — из космоса. Ну, а просто любоваться ночными звёздами лучше всего из самого глубокого колодца, вырытого на дне самого глубокого ущелья. Любоваться ночью, а не днём, как многие считают. Однако самые яркие звезды лично я видел над тайгой. Над тайгой воздух чист и нет посторонних засветок. Но самих звёзд, пожалуй, было не больше, чем на снимке вверху. Выходит, что фотоплёнка и человеческое зрение примерно равны по своей светочувствительности. А из этого следует: если нет звёзд на снимках ночного неба Луны — значит, и визуально наблюдаемых звёзд на нём нет тоже.

Светящаяся точка: звезда или планета?

Тому, кто не разбирается в астрономии, может показаться, что на звездном небе царит хаос. Между тем ученые давно навели порядок: определили разницу между планетами и звездами, объединили все видимые звезды в созвездия.

Звезды мерцают, а планеты сияют

Еще древние заметили, что на небе есть объекты, непохожие на другие. Пять светящихся точек движутся среди звезд и отличаются от них ровным светом. Это пять видимых невооруженным глазом планет: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. Они находятся к нам гораздо ближе, чем звезды, поэтому мы видим их как диски, а не как мерцающие точки.

звезды

Планеты можно наблюдать на небе не только ночью, но и днем. В телескоп — всегда, но бывают дни, когда они видны без оптических приборов. Чаще всего при дневном свете можно увидеть самую яркую из планет Солнечной системы, Венеру. Парадоксально, что Венеру удобнее наблюдать на улицах мегаполисов, а не на открытой местности. Все дело в том, что высотные здания заслоняют Солнце, и его лучи не слепят глаза.

Почему же звезды постоянно мерцают, а планеты сияют ровным светом? Мерцание, дрожание, изменение цвета, вспышки — все эти явления происходят из-за того, что мощный свет далеких звезд проходит через земную атмосферу. Она состоит из разных слоев, которые отличаются плотностью, температурой и коэффициентом преломления: лучи света много раз меняют свое направление, из-за этого мы и наблюдаем мерцание звезд.

Сириус

Планеты Солнечной системы не так сильно удалены от Земли по сравнению со звездами, они — наши ближайшие соседи. На самом деле, они тоже мерцают, но мерцание это происходит не в одной точке, как у далеких звезд, свет которых доходит до нас в виде пучка, а по всей поверхности. В итоге мы воспринимаем свечение планет как ровное.

Звезды обладают таким мощным свечением, преодолевающим огромные расстояния, потому что в них постоянно происходят термоядерные реакции. Планеты — это твердые тела, они не излучают свет самостоятельно, а только отражают тот, что исходит от звезды, вокруг которой они вращаются.

Созвездия — участки звездного неба

Чтобы как-то ориентироваться на звездном небе, люди еще в глубокой древности разделили его на отдельные созвездия. У разных народов созвездия отличались — не только по названиям, но и по форме. Дело в том, что это разделение неба очень условно: на самом деле, звезды, объединенные в созвездия, никак друг с другом не связаны — какие-то находятся ближе к нам, какие-то очень далеко. Созвездия в привычном для нас виде можно наблюдать только с Земли. Если мы посмотрим на небо с любой другой планеты, картина будет совсем другой.

Созвездие Ориона на старинной звездной карте

В наше время, чтобы не возникало путаницы, астрономы утвердили общую для всех стран карту созвездий. Каждая из видимых с Земли звезд входит в одно из 88 созвездий. Границы созвездий четко расчерчены, поэтому разногласий по поводу того, к какому созвездию отнести ту или иную звезду, не возникает. Самое крупное созвездие — это Гидра, самое маленькое — Южный Крест.

Со времен Древней Греции астрономы стали называть звезды в созвездии буквами греческого алфавита. Самой яркой звезде в созвездии присваивалось имя альфа (первая буква алфавита), второй по яркости — бета, и т. д. Но в наше время эти названия не всегда соответствуют уровню яркости. Во-первых, границы созвездий в некоторых случаях изменились, и звезда, которая была в одном созвездии, оказалась в другом. Во-вторых, раньше наблюдения велись невооруженным глазом или с помощью примитивных приборов, и поэтому яркость определялась не очень точно.

Что такое звезды?

Одно из самых красивых зрелищ, которые только есть в нашем мире, — вид звездного неба в темную безлунную ночь. Тысячи звезд алмазными россыпями усеивают небо — яркие и тусклые, красные, белые, желтые… Но что такое звезды? Расскажу об этом совсем просто, так, чтобы понятно было всем.

Звезды — это огромные шары, разбросанные тут и там в космическом пространстве. Вещество в них удерживается силами взаимного притяжения. Эти шары разогреты до такой высокой температуры, что способны излучать свет, благодаря чему мы их и наблюдаем. На самом деле звезды настолько раскалены, что любое вещество, даже самый твердый металл, пребывает на них в виде электрически заряженного газа. Такой газ называется плазмой.

Почему звезды светятся?

Внутри звезд температура гораздо выше, чем на поверхности. В звездном ядре она может достигать 10 миллионов градусов и выше. При таких температурах идут термоядерные реакции превращения одних химических элементов в другие. Например, водород, из которого в основном состоят почти все звезды, в их недрах превращается в гелий.

Именно термоядерные реакции служат основным источником энергии звезд. Благодаря им звезды способны светить на протяжении многих миллионов лет.

Звезды и галактики

Во Вселенной насчитывается больше миллиарда миллиардов звезд. В соответствии с законами природы они собрались в огромные звездные острова, которые астрономы назвали галактиками. Мы живем в одной из таких галактик, имя которой — Млечный Путь.

Млечный Путь и звездное небо

Млечный Путь — галактика, частью которой являются Солнце и все видимые на небе звезды. Фото: Juan Carlos Casado (TWAN, Earth and Stars)

Все звезды, видимые на небе невооруженным глазом или в небольшой телескоп, принадлежат Млечному Пути. Другие галактики тоже можно наблюдать на небе с помощью телескопа, но все они выглядят как тусклые туманные пятнышки света.

Солнце — самая близкая к нам звезда. Она ничем не выделяется на фоне миллионов других звезд, которые можно увидеть в телескоп. Солнце — не самая яркая, но и не самая тусклая звезда, не самая горячая, но и не самая холодная, не самая массивная, но и не самая легкая. Можно сказать, что Солнце — звезда-середняк. И только нам роль Солнца кажется исключительно важной, потому что эта звезда дарит нам тепло и свет. Только благодаря Солнцу на Земле возможна жизнь.

Размеры, масса и светимость звезд

Размеры и масса даже небольших звезд огромны. Например, Солнце в 109 раз больше Земли по диаметру и в 330000 раз массивнее нашей планеты! Чтобы заполнить объем, который занимает в пространстве Солнце, нам потребовалось бы больше миллиона планет размером с Землю!

размеры Солнца и планет

Сравнительные размеры Солнца и планет Солнечной системы. Земля на этой картинке — крайняя левая планета в первом, ближайшем ряду.

Но мы уже знаем, что Солнце обычная, средняя звезда. Есть звезды гораздо крупнее Солнца, как, например, звезда Сириус, самая яркая звезда ночного неба. Сириус в 2 раза массивнее Солнца и в 1,7 раза больше его по диаметру. Он также излучает в 25 раз больше света, чем наша дневная звезда!

Другой пример — звезда Спика, возглавляющая созвездие Девы. Ее масса в 11 раз больше Солнца, а светимость в 13000 раз выше! Вряд ли возможно даже представить себе испепеляюще мощное излучение этой звезды!

Но большинство звезд во Вселенной все-таки меньше Солнца. Они легче и светят гораздо слабее, чем наша звезда. Самые распространенные звезды называются красными карликами, так как излучают в основном красный свет. Типичный красный карлик примерно в 2-3 раза легче Солнца, в 4 или даже 5 раз меньше его по диаметру и в 100 раз тусклее, чем наша звезда.

В нашей галактике порядка 700 миллиардов звезд. Из них не меньше 500 миллиардов окажется красными карликами. Но, к несчастью, все красные карлики настолько тусклые, что ни один из них не виден на небе невооруженным глазом! Чтобы наблюдать их, нужен телескоп или хотя бы бинокль.

Необычные звезды

Помимо красных карликов, которые составляют большинство всех звезд во Вселенной, помимо звезд, похожих на Солнце, а также таких звезд, как Сириус и Спика, существует также небольшая доля необычных звезд, чьи характеристики — размеры, светимость или плотность — сильно отличаются от других звезд.

Белые Карлики

Одной из таких звезд является спутник Сириуса.

Многие звезды живут не поодиночке, как наше Солнце, а парами. Такие звезды называются двойными. Точно так же, как Земля и другие планеты Солнечной системы движутся по орбитам вокруг Солнца под действием его притяжения, так и звезда-спутник может обращаться по орбите вокруг главной звезды.

Двойная звезда. Главная звезда и звезда-спутник меньшего размера вращаются вокруг общего центра масс, обозначенного на рисунке красным крестом. Источник: Википедия

На самом деле планеты вместе с Солнцем обращаются вокруг общего центра масс. То же самое происходит и с компонентами двойной звезды — они обе вращаются вокруг общего центра масс (см. gif-рисунок).

В XIX веке у Сириуса, самой яркой звезды ночного неба, был обнаружен очень тусклый спутник, видимый только в телескоп. Его назвали Сириус B (читается как Сириус Б). Вместе с тем оказалось, что его поверхность столь же горячая, как поверхность Сириуса. В то время астрономы уже знали, что тело испускает тем больше света, чем оно горячее. Следовательно, с каждого квадратного метра поверхности спутника Сириуса излучалось столько же света, сколько с квадратного метра самого Сириуса. Почему же спутник был такой тусклый?

Потому что площадь поверхности Сириуса В была гораздо меньше площади поверхности Сириуса А! Оказалось, что размер спутника равен размеру Земли. Вместе с тем его масса оказалась равна массе Солнца! Простые подсчеты показывают, что каждый кубический сантиметр Сириуса B содержит 1 тонну вещества!

Такие необычные звезды назвали белыми карликами.

Красные сверхгиганты

На небе также были найдены звезды огромных размеров и светимостей. Одна из таких звезд, Бетельгейзе, в 900 раз больше Солнца по диаметру и излучает в 60000 раз больше света, чем наше дневное светило! Другая звезда, VY Большого Пса (читается как «вэ-игрек») в 1420 раз больше Солнца по диаметру! Если VY Большого Пса поместить на место Солнца, то поверхность звезды будет находиться между орбитами Юпитера и Сатурна, а все планеты с Меркурия по Юпитер (включая Землю!) оказались бы внутри звезды!

UY Щита

Сравнительные размеры Солнца (слева вверху), Сириуса (белая звезда) и некоторых гигантских звезд. Красный сверхгигант UY Щита, который занимает большую часть картинки, в 1900 раз больше Солнца по диаметру.

Такие звезды называются сверхгигантами. Отличительная особенность гигантских и сверхгигантских звезд состоит в том, что они при всех своих колоссальных размерах содержат лишь в 5, 10 или 20 раз больше вещества, чем Солнце. Это значит, что плотность таких светил очень низка. Например, средняя плотность VY Большого Пса в 100000 раз меньше плотности комнатного воздуха!

И белые карлики, и звезды-гиганты не рождаются такими, а становятся в ходе эволюции, после того, как водород в их недрах переработан в гелий.

Звезды и скрытая масса Вселенной

Еще относительно недавно астрономы полагали, что в звездах содержится почти все вещество во Вселенной. Но в последние десятилетия выяснилось, что львиную долю массы Вселенной составляют таинственная темная материя и еще более таинственная темная энергия. На звезды, таким образом, приходится всего около 2% всей материи (а на планеты, кометы и астероиды и того меньше!). Но именно эти 2% мы и способны наблюдать, так как именно они излучают свет! Трудно представить, насколько унылым местом была бы Вселенная, если бы в ней не было звезд!

Почему звезды светятся ночью, а днём их не видно?

Почему звезды светятся ночью, а днём их не видно?

В 2013 году в астрономии произошло удивительное событие. Учёные увидели свет звезды, которая взорвалась… 12 000 000 000 лет назад, в Тёмные Века Вселенной — так в астрономии называют временной отрезок длительностью в один миллиард лет, прошедший после Большого Взрыва.

Когда звезда умерла, нашей Земли ещё не существовало. И лишь теперь земляне увидели её свет — миллиарды лет блуждавший по Вселенной, прощальный.

Почему звёзды светятся?

Звёзды светятся по причине своей природы. Каждая звезда — это массивный шар из газа, который удерживается гравитацией и внутренним давлением. Внутри шара идут интенсивные реакции термоядерного синтеза, температура — миллионы кельвинов.

Такое строение и обеспечивает чудовищное сияние космического тела, способное преодолеть не только триллионы километров (до ближайшей от Солнца звезды Проксима Центавры — 39 триллионов километров), но и миллиарды лет.

Почему звезды светятся ночью, а днём их не видно?

Самые яркие звёзды, наблюдаемые с Земли, — Сириус, Канопус, Толиман, Арктур, Вега, Капелла, Ригель, Альтаир, Альдебаран, другие.

От яркости звёзд напрямую зависит их видимый цвет: всех превосходят по силе излучения звёзды голубые, за ними следуют бело-голубые, белые, жёлтые, жёлто-оранжевые и оранжево-красные.

Почему звёзды не видны днём?

Всему виной — ближайшая к нам звезда Солнце, в систему которой и входит Земля. Хотя Солнце не самая яркая и не самая большая звезда, расстояние между ней и нашей планетой настолько незначительно с точки зрения космических масштабов, что солнечный свет буквально заливает Землю, делая невидимым всё прочее слабое свечение.

Почему звезды светятся ночью, а днём их не видно?

Для того чтобы воочию убедиться в сказанном выше, можно провести простой опыт. Проделайте в картонной коробке дырки, а вовнутрь пометите источник света (настольную лампу или фонарик). В тёмной комнате дыры станут светиться как маленькие подобия звёзд. А теперь «включите Солнце» — верхний комнатный свет — «картонные звёзды» исчезнут.

Это упрощённый механизм, полностью объясняющий тот факт, что днём нам не виден звёздный свет.

Видны ли звёзды днём со дна шахт, глубоких колодцев?

Днём звёзды, хоть и не видны, всё так же на небе — они, в отличие от планет, статичны и всегда находятся в одной и той же точке Вселенной.

Существует легенда, что дневные звёзды можно увидеть со дна глубоких колодцев, шахт и даже высоких и достаточно широких (чтобы поместился человек) печных труб. Она считалась правдой рекордное количество лет — от Аристотеля, древнегреческого философа, жившего в IV веке до н. э., до Джона Гершеля, английского астронома и физика XIX века.

Казалось бы: что проще — слезь в колодец и проверь! Но по какой-то причине легенда жила, хотя оказалась ложной абсолютно. Звёзд из глубины шахты не видно. Просто потому, что для этого нет никаких объективных условий.

Почему звезды светятся ночью, а днём их не видно?

Возможно, причина появления столь странного и живучего утверждения — опыт, предложенный Леонардо да Винчи. Чтобы увидеть реальный образ звёзд, наблюдаемый с Земли, он делал маленькие отверстия (размером со зрачок или меньше) в листе бумаги и прикладывал к глазам. Что он видел? Крошечные светящиеся точки — без дрожания и «лучей».

Оказывается, лучистость звёзд — заслуга строения нашего глаза, в котором хрусталик искривляет свет, обладая волокнистым строением. Если мы смотрим на звёзды через малое отверстие, мы пропускаем в хрусталик такой тонкий луч света, что он проходит через центр, почти не искривляясь. И звёзды предстают в истинном обличии — как крошечные точки.

Почему светят звезды?

Почему светят звезды?

Звёзды

Почему светят звёзды? – один из тех вопросов, которые на первый взгляд кажутся простыми и звучат по-детски, но в то же время хранят за собой массу информации, известной не каждому взрослому человеку. И если вы задались им – добро пожаловать в эту статью.

Развитие научной мысли

Как и в случае с любым очевидным вопросом, гипотезы о причине свечения звёзд копились в умах людей на протяжении долгих веков. Если абстрагироваться от мифических, бытовых и религиозных объяснений этого феномена и сконцентрировавшись на научных, можно заметить, что люди всегда пытались применить к звёздам выводы самых недавних научных открытий. С развитием химии идея об известном всем горении заменилась на теорию об экзотермических реакциях, а современные физика и астрономия, начиная с двадцатого века и вовсе предоставляют другую трактовку. Именно за ней закреплено право зваться самой современной и передовой и о ней и стоит поговорить.

Физика света

Для начала нужно понять, что означает само слово “светить”. В физическом понимании этого слова свечение – это излучение света (который в данном случае выступает в качестве волны, а не фотонов). Излучение – одно из действий, которые можно производить со светом наряду с отражением и поглощением. На самом деле природа света куда сложна и до сих пор не до конца исследована учёными, но этой дополнительной информации будет достаточно для того, чтобы разобраться в функционировании звёзд.

Почему светят звезды?Устройство звезды

Для лучшего понимания того, почему светят звёзды, попробуем разобраться в том, что такое звёзды в принципе. В простом объяснении, которое наверняка приходилось слышать любому, звёзды – гигантские шары, целиком состоящие из газа. Однако такой вариант всё ещё не объясняет того, почему они излучают свет.

Попробуем углубиться в анатомию звезды подробнее. Стоит оговориться, что существует множество разных типов звёзд и все они выглядят и эволюционирую по-разному. При ответе на заданный выше вопрос нас будет интересовать только определённый отрезок жизни некоторых из этих типов. Итак, изначально звезда состоит из водорода и гелия, которые навсегда остаются основными её составляющими. Но затем в результате ядерных реакций в её ядре образуются всё более и более тяжёлые элементы периодической таблицы – вплоть до железа и дальше.

Современное объяснение

Процесс, описанный выше, широко известен всем под названием “ядерный синтез”, и именно в нём современная наука находит причину того, почему светят звёзды. Дело в том, что одним из его последствий является генерация энергии, которую космическое тело вынуждено излучать во внешнюю среду. Часть из получившегося излучения приходится на видимый спектр – и её может воспринять человеческий глаз. На то, чтобы выбраться из недр звезды свету, вероятно, требуются многие тысячи лет, поэтому светила ещё долго не гаснут даже после полной остановки процессов ядерного синтеза.

Почему светят звезды?Поправка на расстояние

Более того, в ответе на вопрос о том, почему светят звёзды, стоит поговорить и о расстоянии. Наверняка все, кто сталкивался в жизни с наукой или научной фантастикой, не раз слышали о том, что все космические дистанции измеряются в световых годах – почему-то именно эта мера длины стала самой популярной среди людей и затмила парсеки и астрономические единицы. К тому же помимо лет световыми могут быть любые другие единицы измерения времени: месяцы, дни, минуты и секунды.

Ещё один популярный факт – 8 минут, за которые свет проходит расстояние до Земли от ближайшей к ней звезды – Солнца. Именно так и образованы световые единицы расстояния – они отражают время, необходимое свету чтобы преодолеть эту дистанцию. Если восьмиминутная задержка не слишком влияет на землян, то десятки и сотни тысяч лет, на расстоянии которых расположены некоторые из звёзд ночного неба, кажутся уже гораздо более значимыми. Поэтому за светящейся точкой на небе не всегда можно найти настоящую звезду – многие из них давно окончили свой жизненный цикл. Точно так же многие новые космические объекты в тысячах световых лет от Земли пока ещё не видны с её поверхности.

Подведём итог – звёзды синтезируют в своём ядре всё более и более тяжёлые химические элементы, а выделяющуюся в процессе энергию выбрасывают наружу в виде излучения. Затем получившийся свет преодолевает космические расстояния и считывается глазом ближайшего землянина, который и называет это «свечением». Теперь вы знаете и можете подробно рассказать о том, почему светят звёзды.

Почему звёзды разного цвета?

Мухина Марина Викторовна

Это исследовательская работа ученика 1 класса МОУ СОШ №25.

Цель исследования: выяснить почему звёзды на небе бывают разных цветов.
Методы и приемы: наблюдения, эксперимент, сравнение и анализ результатов наблюдений, экскурсия в планетарий, работа с различными источниками информации.

Полученные данные: Звезды — раскаленные газовые шары. Ближайшая к нам звезда — это Солнце. Все звезды разного цвета. Цвет звезды зависит от температуры на ее поверхности. Благодаря эксперименту, мне удалось выяснить, что нагреваемый металл сначала начинает светиться красным светом, потом желтым и, наконец, белым при увеличении температуры. Также и со звездами. Красные — самые холодные, а белые (или даже голубые!) — самые горячие. Тяжелые звезды — горячие и белые, легкие, немассивные — красные и относительно холодные. По цвету звезды можно определить и ее возраст. Молодые звезды – самые горячие. Они светят белым и голубым светом. Старые, остывающие звезды, излучают красный свет. А желтым светом светятся звезды среднего возраста. Энергия, излучаемая звездами, настолько огромна, что мы можем их видеть на тех далеких расстояниях, на которые они от нас удалены: десятки, сотни, тысячи световых лет!
Выводы:
1. Звезды разноцветны. Цвет звезды зависит от температуры на ее поверхности.

2. По цвету звезды мы можем определить её возраст, массу.

3. Звезды мы можем видеть благодаря огромной энергии, излучаемой ими.

Скачать:

Вложение Размер
Исследовательская работа 79.31 КБ

Предварительный просмотр:

XIV городская научно-практическая конференция школьников

«Первые шаги в науку»

Почему звезды разного цвета?

Автор: Карпов Дмитрий, ученик 1 «А» класса МОУ СОШ №25

Руководитель: Мухина Марина Викторовна, учитель начальных классов

Глава 1. Что такое звезды.

Глава 2. Температура и цвет звезд.

Глава 3.Масса звезды и её цвет. Возраст звезды.

Звездами можно любоваться вечно, они загадочны и привлекательны. Еще с древних времен люди придавали большое значение этим небесным телам. Астрономы от древности и до наших дней заявляют, что расположение звезд на небе особенным образом влияет чуть ли ни на все стороны человеческой жизни. По звездам определяют погоду, составляют гороскопы и предсказания, находят дорогу в открытом море заблудившиеся корабли. Какие они на самом деле, эти сияющие светящиеся точки?

Тайна звездного неба интересна всем ребятам без исключения. Ученые и астрономы провели много исследований, раскрыли много тайн. Про звезды написано много книг, снято много познавательных фильмов, и все же, многие ребята не знают всех тайн звездного неба.

Для меня звездное небо остается загадкой. Чем больше я смотрел на звезды, тем больше вопросов у меня появлялось. Одним из которых был: какого цвета эти мерцающие, завораживающие звезды.

Данный вопрос я решил раскрыть в моей исследовательской работе и поделиться с полученной информацией с моими одноклассниками.

Цель исследования: объяснить, почему звёзды на небе разного цвета.

Задачи, которые я перед собой ставил: 1. поискать ответ на вопрос, беседуя со взрослыми, читая энциклопедии, книги, материалы ИНТЕРНЕТА;

2. провести наблюдения за звездами невооруженным взглядом и с помощью телескопа;

3. с помощью эксперимента доказать, что цвет звезды зависит от её температуры;

4. рассказать о разнообразии звёздного мира своим одноклассникам.

Объект исследования – небесные тела (звезды).

Предмет исследования – параметры звезд.

  • Чтение специальной литературы и просмотр научно-популярных программ;
  • Исследование звездного неба с применением телескопа и специального программного обеспечения;
  • Эксперимент по изучению зависимости цвета объекта от его температуры.

Результатом моей работы является возникновения интереса к данной теме у моих одноклассников.

Глава 1. Что такое звезды?

Я часто смотрел на звездное небо, состоящее из множества светящихся точек. Особенно хорошо звезды видны по ночам и в безоблачную погоду. Они всегда притягивали мое внимание своим особым, завораживающим сиянием. Астрологи полагают, что они могут влиять на судьбу и на будущее человека. Но вот на вопрос, что они собой представляют, могут ответить немногие.

Изучив справочную литературу, мне удалось выяснить, что звезда – это небесное тело, в котором идут термоядерные реакции, представляющее собой массивный светящийся газовый шар.

Звезды – наиболее распространенные объекты во вселенной. Количество существующих звезд очень сложно представить. Оказывается, только в нашей галактике более 200 миллиардов звезд, а во вселенной громадное число галактик. Невооружённым взглядом на небе видно около 6000 звёзд, по 3000 в каждом полушарии. Звезды находятся от Земли на огромных расстояниях.

Самая известная звезда, которая находится ближе всего к нам – это, конечно же, Солнце. Именно поэтому нам кажется, что оно очень большое по сравнению с остальными светилами. Днём оно своим светом затмевает все остальные звёзды, поэтому мы их не видим. Если Солнце находится от Земли на расстоянии 150 миллионов километров, то другая звезда, которая находится ближе остальных, Кентавра, расположена уже в 42000 миллиардов километров от нас.

Как появилось Солнце? Изучив литературу, я понял, что подобно остальным звёздам, Солнце появилось из скопления космического газа и пыли. Такое скопление называется туманностью. Газ и пыль сжались в плотную массу, которая нагрелась до температуры в 15 000 000 кельвинов. Такая температура держится в центре Солнца.

Таким образом, мне удалось выяснить, что звезды – это газовые шары во Вселенной. Но почему тогда они светятcя разными цветами?

Глава 2. Температура и цвет звезд

Сначала я решил найти самые яркие звёзды. Я предположил, что самая яркая звезда – это Солнце. В связи с отсутствием специальных приборов, светимость звезд я определял невооружённым взглядом, затем с помощью своего телескопа. В телескоп звезды видны как точки той или иной степени яркости без каких–либо деталей. Солнце наблюдать можно только со специальными фильтрами. Но не все звезды можно увидеть, даже в телескоп и тогда я обратился к информационным источникам.

Я сделал следующие выводы: самые яркие звезды: 1. Звезда-гигант R136a12 (область звездообразования 30 Золотой Рыбы ) ; 2. Звезда-гигант VY СМа (в созвездии Большого Пса) 3. Денеб (в созвездии α Лебедь); 4. Ригель (в созвездии β Ориона ); 5. Бетельгейзе (в созвездии α Ориона). Названия звезд мне помог определить папа с помощью программы Star Rover для iPhone. При этом, первые три из звезд имеют голубоватое свечение, четвертая – бело-голубое, а пятая – красновато-оранжевое. Открытие самой яркой звезды ученые сделали с помощью космического телескопа НАСА «Хаббл».

В ходе своего исследования я заметил, что яркость звезд зависит от их цвета. Но почему все звёзды разные?

Давайте рассмотрим Солнце – звезду, видимую невооруженным взглядом. С самого раннего детства мы изображаем её желтым цветом, потому что эта звезда на самом деле желтая. Я стал изучать свойства этой звезды. Температура на её поверхности около 6000 градусов. В энциклопедиях и в ИНТЕРНЕТЕ я узнал и о других звездах. Оказалось, что все звезды разного цвета. Одни из них белые, другие голубые, третьи оранжевые. Есть белые и красные звезды. Оказывается, цвет звезды зависит от температуры на ее поверхности. Самые горячие звезды кажутся нам белыми и голубыми. Температура на их поверхности от 10 до 100 000 градусов. Звезда средней температуры имеет желтый или оранжевый цвет. Самые холодные из звезд – красные. Температура на их поверхности около 3 000 градусов. И эти звезды во много раз горячее, чем пламя костра.

Я с родителями провел такой эксперимент: мы нагрели на газовой горелке железную спицу. Сначала спица была серого цвета. После нагревания она накалилась и стала красной. Температура у неё увеличилась. После охлаждения спица снова стала серого цвета. Я сделал вывод: что при увеличении температуры изменяется цвет звезды. Причем у звезд все не так, как у людей. Люди обычно краснеют, когда им жарко, и синеют, когда холодно. А вот у звезд все наоборот: чем горячее звезда, тем она голубее, а чем холоднее, тем

Как известно, нагреваемый металл сначала начинает светиться красным светом, потом желтым и, наконец, белым при увеличении температуры. Также и со звездами. Красные — самые холодные, а белые (или даже голубые!) — самые горячие.

будут ли снимать продолжение ментовских войн

мультик головоломка 2 серия

нтв сериал ментовские войны

Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector