Почему звезды светят: физика или химия? Почему звезды светятся ночью, а днём их не видно
В древние времена люди думали, что звезды – это души людей, живые или гвозди, которые удерживают небо. Они придумывали множество объяснений тому, почему ночью звезды светятся, а Солнце долгое время считали совершенно отличным от звезд объектом.
Проблема термических реакций, происходящих в звездах вообще и на Солнце – ближайшей к нам звезде – в частности, давно волновала ученых многих направлений науки. Физики, химики, астрономы пытались разобраться, что приводит к выбросу тепловой энергии, сопровождающемуся мощным излучением.
Ученые-химики считали, что в звездах происходят экзотермические химические реакции, в результате выделяется большое количество тепла. Физики не соглашались с тем, что в этих космических объектах происходят реакции между веществами, так как никакие реакции не смогли бы дать столько света на протяжении миллиардов лет.
Когда Менделеев свою знаменитую таблицу, началась новая эра в изучении химических реакций – были найдены радиоактивные элементы и вскоре именно реакции радиоактивного распада главной причиной излучения звезд.
Споры на время прекратились, так как почти все ученые признали эту теорию наиболее подходящей.
Современная теория об излучении звезд
В 1903 году уже устоявшееся представление о том, почему звезды светят и излучают тепло, перевернул шведский ученый Сванте Аррениус, который теорию электролитической диссоциации. По его теории, источником энергии в звездах являются атомы водорода, которые соединяются между собой и образуют более тяжелые ядра гелия. Эти процессы вызываются сильным давлением газа, высокой плотностью и температурой (около пятнадцати миллионов градусов Цельсия) и происходят во внутренних областях звезды. Эту гипотезу стали изучать другие ученые, которые пришли к выводу, что такой реакции синтеза достаточно, чтобы выделить колоссальное количество энергии, которое производят звезды. Также вполне вероятно, чтобы синтез водорода позволял светить звездам на протяжении нескольких миллиардов лет.
В некоторых звездах синтез гелия закончился, но они продолжают светить, пока хватает энергии.
Выделяющаяся в недрах звезд энергия передается во внешние области газа, к поверхности звезды, откуда она начинает излучаться в виде света. Ученые считают, что лучи света добираются из ядер звезд к поверхности долгие десятки или даже сотни тысяч лет. После этого излучение добирается до Земли, что тоже требует большого количества времени. Так, излучение Солнца достигает нашей планеты за восемь минут, свет второй по близости звезды Проксимы Центравры доходит до нас за четыре с лишним года, а свет многих звезд, которые можно увидеть невооруженным глазом , проделал путь в несколько тысяч или даже миллионов лет.
Звезды не отражают свет, как это делают планеты и их спутники, а излучают его. Причем ровно и постоянно. А мигание, видимое на Земле, возможно, вызвано наличием разнообразных микрочастиц в космосе, которые, попадая в световой луч, прерывают его.
Самая яркая звезда, с точки зрения землян
Со школьной скамьи известно, что Солнце - это звезда. С нашей планеты - это а по меркам Вселенной - чуть меньше средней и по размерам, и по яркости. Огромное количество звезд крупнее Солнца, но их значительно меньше.
Звездная градация
Разделять небесные светила по величине начали еще древнегреческие астрономы. Под понятием «величина» и тогда, и сейчас имеют в виду яркость свечения звезды, а не ее физическую величину.
Различаются звезды и по длине излучения. По спектру волн, а он, действительно, разнообразен, астрономы могут рассказать о химическом составе тела, температуре и даже удаленности.
Ученые спорят
Не одно десятилетие длится полемика по вопросу «почему звезды светят». Единого мнения до сих пор нет. Трудно поверить даже физикам-ядерщикам, что происходящие в звездном теле реакции, могут выделять такое огромное количество энергии, причем не останавливаясь.
Проблема проходящего в звездах, занимает ученых очень давно. Астрономы, физики, химики предпринимали попытки выяснить, что дает толчок к извержению тепловой энергии, которое сопровождается ярким излучением.
Химики полагают, что свет далекой звезды - это последствия экзотермической реакции. Она завершается выбросом значительного количества тепла. Физики утверждают, что в теле звезды не может проходить химических реакций. Ибо ни одна из них не способна идти безостановочно миллиарды лет.
Ответ на вопрос «почему звезды светят» стал немного ближе после открытия Менделеевым таблицы элементов. Теперь абсолютно по-новому стали рассматриваться химические реакции. В результате экспериментов были получены новые радиоактивные элементы, и теория радиоактивного распада становится версией номер один в бесконечном споре о свечениях звезд.
Современная гипотеза
Свет далекой звезды не давал «уснуть» Сванте Аррениусу - шведскому ученому. В начале прошлого века он перевернул идею излучения звездами тепла, разработав концепцию Она состояла в следующем. Основной источник энергии в теле звезды - атомы водорода, постоянно участвующие в химических реакциях друг с другом, образуют гелий, который значительно тяжелее своего предшественника. Процессы превращения происходят из-за давления газа большой плотности и дикой для нашего понимания температурой (15 000 000̊С).
Гипотеза пришлась по вкусу многим ученым. Вывод был однозначен: звезды на ночном небе светятся, потому что внутри происходит реакция синтеза и выделяемой при этом энергии больше чем достаточно. Также стало понятно, что соединение водорода может идти безостановочно много миллиардов лет подряд.
Итак, почему звезды светят? Энергия, которая выделяется в ядре, передается во внешнюю газовую оболочку и происходит видимое нам излучение. Сегодня ученые практически уверены, что «дорога» луча от ядра к оболочке занимает более сотни тысяч лет. До Земли луч от звезды тоже идет достаточно долго. Если излучение от Солнца доходит до Земли за восемь минут, звезды поярче - Проксимы Центавры - почти за пять лет, то свет остальных может идти десятки и сотни лет.
Ещё одно «почему»
Почему звезды излучают свет теперь понятно. Почему он мерцает? Свечение, идущее от звезды, на самом деле ровное. Это происходит из-за гравитации, которая притягивает выталкиваемый звездой газ обратно. Мерцание звезды - это своеобразная погрешность. Человеческий глаз видит звезду через несколько слоев воздуха, который пребывает в постоянном движении. Звездный луч, проходя через эти слои, кажется мерцающим.
Так как атмосфера непрестанно движется, горячие и холодные потоки воздуха, проходя друг под другом, образуют завихрения. Это приводит к искривлению светового луча. тоже изменяется. Причина в неравномерности концентрации доходящего до нас луча. Смещается и сама звездная картина. Виной этому явлению являются, проходящие в атмосфере, например, порывы ветра.
Разноцветные звезды
В безоблачную погоду ночное небо радует глаз ярким многоцветием. Насыщенно-оранжевая окраска у и Арктур, а вот Антарес и Бетельгейзе - нежно-красные. Сириус и Вега молочно-белого оттенка, с голубым отливом - Регул и Спика. Знаменитые гиганты - Альфа Центавра и Капелла - сочно желтые.
Почему звезды светят по-разному? Цвет звезды зависит от ее внутренней температуры. Самые «холодные» - красные. На их поверхности всего 4 000̊С. с поверхностным нагревом до 30 000̊С - считаются самыми горячими.
Космонавты рассказывают, что на самом деле звезды свет ровно и ярко, а подмигивают они только землянам...
Вопрос о том, почему светятся звезды, относится к разряду детских, но, тем не менее, он ставит в тупик добрую половину взрослых, которые не то забыли школьный курс физики и астрономии, не то много в детстве прогуливали.
Объяснение свечения звезд
Звезды по своей сути являются газовыми шарами, следовательно, они в процессе своего существования и химических процессов, происходящих в них, излучают свет. В отличие от луны, которая просто отражает свет солнца, звезды, как и наше солнце, светятся сами. Если говорить о нашем солнце, оно является средней по величине, как и по возрасту звездой. Как правило, те звезды, которые визуально на небе кажутся больше, находятся ближе, те, которые еле видны – дальше. Есть еще миллионы тех, которые невооруженным глазом не видны вовсе. Люди познакомились с ними тогда, когда был изобретен первый телескоп.
У звезды, хоть она и не живая, имеется свой жизненный цикл, потому на разных его этапах она имеет различное свечение. Когда ее жизненный путь подходит к концу, она постепенно превращается в красного карлика. В таком случае ее свет, соответственно, красноватый, возможны как бы импульсы, свет кажется мигающим, словно свечение лампы накаливания при резких перепадах напряжения в сети. Определенные ее части то покрываются коркой, то вновь взрываются с новой силой, образуя визуально такие мигания.
Еще одна причина в разности сечения звезд кроется в их спектральности. Это как бы длина и частота световых лучей, которые они излучают. Это зависит от химического состава звезды, а также ее размеров.
По величине все звезды тоже различны. Но тут подразумевается не то, как они нам выглядят при взгляде вечером или ночью на небо, а их настоящие размеры, которые с той или иной степенью точности вычисляются астрономами.
Надо сказать, что звезды светятся не только ночью, но и днем. Просто солнце в дневное время суток освещает собой атмосферу, мы видим ее, состоящую из многих слоев облаков. Ночью солнце освещает иную сторону земли и там, где темно, атмосфера становится прозрачной. Так мы видим то, что окружает нашу планету – звезды, ее спутницу, Луну, иногда даже метеориты, кометы, даже иную планету солнечной системы – Венеру. Она кажется большой звездой,но ее свечение, как и Луны, связанно с тем, что она отражает солнечный свет. Венеру видно в основном рано вечером или на рассвете.
А знаете ли вы?
- Жираф считается самым высоким животным в мире, его рост достигает 5,5 метров. В основном за счет длинной шеи. Не смотря на то, что в […]
- Многие согласятся с тем, что женщины в положении становятся особенно суеверными, они больше других подвержены всяческим поверьям и […]
- Редко можно встретить человека, который бы не находил розовый куст красивым. Но, при этом, общеизвестно. Что такие растения довольно нежны […]
- Кто с уверенностью скажет, что не знает о том, что мужчины смотрят порнофильмы, самым наглым образом соврет. Конечно же, смотрят, просто […]
- Нет, наверное, в просторах всемирной паутины такого сайта автомобильной тематики или такого автофорума, на котором бы не задавали вопрос о […]
- Воробей является довольно распространенной в мире птицей небольшого размера и пестрого окраса. Но ее особенность заключается в том, что […]
- Смех и слезы, а точнее, плач, являют собой две прямо противоположные эмоции. О них известно то, что обе они являются врожденными, а не […]
Здравствуйте, дорогие мои!
В последнее время от любознательных ребят приходит много писем с интереснейшими вопросами. И вопросы эти, (прямо сказать, самой разнообразной тематики), безусловно, могут стать темами для заседаний нашего научного общества «Совинформ».
Итак, попробуем найти ответ на вопрос Настюши – «Почему горят звёзды?»
Прежде всего ответим: что же такое звезда? Как утверждают учёные-астрономы (то есть люди, изучающие небесные тела), звезда – это небесное тело, как и наша планета. Но состоит оно из газа водорода, который внутри звезды превращается в гелий и при этом выбрасывает энергию в виде света и других невидимых лучей.
Звезда и отличается от планеты тем, что она излучает свой собственный свет. Планеты же только отражают «чужой» свет, как, например, Земля и Венера отражают свет Солнца, которое тоже является звездой.
Если внимательно понаблюдать за звёздным небом, можно заметить, что звёзды не только горят, но и мерцают. Этому факту тоже находится научное объяснение. Нашу Землю, как большое облако, окутывает атмосфера. Лучи света, которые идут от звёзд к Земле, искажаются потоками воздуха, струящимися в атмосфере. Неустойчивый воздух отклоняет луч света от звезды, и кажется, что он дрожит. Вот поэтому-то звёзды и мерцают!
Звёздные факты
- Самая яркая звезда ночного неба – Сириус. Его можно наблюдать из любого региона Земли, кроме самых северных её областей.
- Самая близкая к Солнцу звезда – Проксима Центавра – расположена на расстоянии 40678 млрд. км от Земли.
- Каждые 18 дней в нашей галактике возникает новая звезда. Это значит, в год рождается 20 звёзд!
> > Почему звезды сияют
Почему звезды светятся на небе – описание для детей: почему ярко светятся ночью разными цветами, из чего состоят, температура поверхности, размер и возраст.
Расскажем о том, почему звезды сияют на доступном для детей языке. Данная информация будет полезна детям и их родителям.
Дети любуются ночным небом и видят миллиарды ярких огоньков. Согласитесь, что нет ничего прекраснее, чем сияющая звезда. Конечно, стоит объяснить детям , что их количество и уровень яркости зависит от того, где вы живете. В городах заметить яркие звезды сложнее из-за искусственного освещения, которое перекрывает свет. Для самых маленьких следует отметить, что звезды – это солнца, подобные нашему. Если бы вы перенеслись в другую галактику и посмотрели на наше Солнце, то оно бы напомнило привычный огонек.
Чтобы дать понятное объяснение для детей , родители или учителя в школе должны рассказать о составе звезд. Если по-простому, то это круглая светящаяся плазма. Она настолько горячая, что нам даже сложно вообразить эту температуру. Поверхность звезды, вроде нашего Солнца, прохладнее (5800 Кельвинов), чем ее ядро (15 миллионов Кельвинов).
Они обладают своей гравитацией и выделяют часть тепла в космос. отличаются по размерам. Дети
должны запомнить, что чем больше ее размер, тем меньше она существует. Наше имеет средние размеры и прожило уже миллионы лет.
Процесс пополнения тепла включает слияние. Энергия накапливается внутри солнца миллионы лет, но она нестабильна и постоянно пытается вырваться. Как только ей удается подняться на поверхность, она сбегает в космическое пространство в виде солнечного ветра.
Стоит также вспомнить о роли скорости света. Он двигается, пока не сталкивается с преградой. Когда мы видим звезды, то это свет, расположенный на огромной дистанции. Мы можем наблюдать даже за лучом, посланным миллионы лет назад сияющей звездой. Нужно объяснить детям , что это важный момент, ведь ему пришлось преодолеть множество преград, чтобы прорваться к нам.
Поэтому, когда вы смотрите на сияющие звезды, вы буквально видите прошлое. Если бы мы смогли попасть туда, то заметили, что все уже давно изменилось. Более того, некоторые даже могли умереть, стать белым карликом или суперновой.
Так что звезды сияют, потому что это энергетический источник, обладающий огромнейшим раскаленным ядром, высвобождающим энергию во Вселенную в виде светового луча. Теперь вы понимаете, почему сияют звезды. Используйте наши фото, видео, рисунки и подвижные модели онлайн, чтобы лучше разобраться в описании и характеристике объектов космоса.
