Книга: Дневная звезда. Рассказ о нашем Солнце

Введение

Введение

Среди миллиардов звезд Млечного Пути Солнце — звезда, ничем особенным не выделяющаяся. Когда мы задумываемся о непостижимой разуму огромности космоса с бесчисленными скоплениями галактик, разбросанных по пространству, мы поражаемся незначительности нашей планеты, нашего Солнца, даже нашей Галактики перед молчаливыми просторами Вселенной. Гигантский диск нашей Галактики кажется нам светлой пеленой, наброшенной на небо. В действительности это плоский заполненный звездами диск, из центра которого выходят два спиральных рукава. Наше Солнце расположено далеко от центра Галактики вдоль одного из таких рукавов. 32 000 световых лет отделяют Солнце от центра Млечного Пути. В Галактике миллиарды звезд, подобных Солнцу, поскольку у него типичные для большинства звезд размер, масса, структура, температура и светимость. Единственная причина особого интереса, который астрономы проявляют к Солнцу, очень проста — мы обращаемся вокруг этой звезды и поэтому можем изучать ее подробнее, чем другие звезды. Нет другой звезды, настолько близкой к нам, чтобы мы могли исследовать тонкую структуру ее поверхности. Ни о какой другой звезде мы не можем с определенностью утверждать, что у нее есть несколько планет, хотя с теоретической точки зрения это вполне вероятно. Неверно, что все астрономы наблюдают темное звездное небо. На самом деле примерно каждый пятый астроном посвятил себя изучению Солнца.

Современная наука о Солнце включает в себя, кроме традиционной астрономии, еще много других научных дисциплин. Солнечная энергия является основным источником всех естественных явлений на Земле: она нагревает ее атмосферу, океаны и поверхность суши. Она должно быть влияет каким-то образом на климатические изменения, такие как засухи, ледниковые периоды и т.д. Частицы, извергаемые Солнцем в периоды бурного выделения энергии, например во время солнечных вспышек, вызывают на Земле полярные сияния, изучаемые исследователями атмосферы. Внутренние слои Солнца представляют собой уникальную лабораторию для физиков. Там такие температуры, давления и плотности, каких никогда не получить на Земле. Благодаря Солнцу мы можем изучать взаимодействия горячей плазмы с магнитными полями. Именно Солнцу мы обязаны тем, что знаем, какие процессы приводят к освобождению ядерной энергии внутри звезд. Солнце также владеет секретами химического состава Вселенной. Оно сконденсировалось из космического газового облака. Мы можем выяснить этот первичный химический состав, изучая содержание элементов на Солнце в настоящее время.

Физика Солнца представляет собой важную отрасль астрономии. В шестидесятые и семидесятые годы она была Отодвинута на второй план в результате целого ряда открытий экзотических объектов, сделанных радио- и рентгеновской астрономией. Радиогалактики, квазары, пульсары, нейтронные звезды и черные дыры — все эти названия входили в обыденную речь по мере того, как ученые открывали явления, которые, казалось, находились в противоречии с установившимися теориями. Все это время на солнечных обсерваториях спокойно продолжалась обычная работа. Но 14 мая 1973 г. из Флориды был запущен «Скайлэб». Эта орбитальная станция, предназначенная для солнечных исследований, произвела переворот в современной физике Солнца. Полученные результаты еще долгие годы будут внимательно изучаться. На станции были расположены шесть телескопов, детально исследовавших Солнце в широком спектральном интервале, включающем рентген и ультрафиолет, не пропускаемые нашей атмосферой. Станция с экипажем на борту функционировала 171 день. Все ее исследовательские задачи были успешно выполнены, даже перевыполнены.

В эти же годы резко повысился интерес к проблеме источников энергии на Земле. Не существует дефицита энергии как таковой, есть просто дефицит дешевой и легко доступной энергии. Солнце обладает огромными запасами тепловой энергии, причем бесплатной и не вызывающей побочных эффектов, связанных со сгоранием ископаемого топлива или радиационной опасностью при использовании ядерной энергии. Любая разумная энергетическая политика дальнего прицела должна опираться на все большее использование солнечной энергии. Это сейчас общепризнано и служит усилению интереса к солнечным исследованиям.

В этой книге я сделал попытку рассказать в общих чертах о нашем сегодняшнем понимании Солнца. Это очень увлекательная повесть, включающая историю, физику, астрофизику, космические исследования и энергетические проблемы. Объединяющей темой является рассказ о том, как с точки зрения физики можно объяснить большинство наблюдаемых явлений. В то же время я подчеркиваю, что наблюдения Солнца оказали неоценимую услугу физической теории на определенных стадиях ее развития.

Читатели, желающие продолжить знакомство с миром Солнца, могут найти в краткой библиографии, приводимой в конце книги, отправную точку для изучения обширной литературы по Солнцу.