Сонце і його значення для Сонячної системи, Детальна інформація

Треба звернути увагу і на ту обставину, що наші сучасні знання про сонячно-земні зв'язки мають в основному статистичний характер. Нам відомо, що, коли на Сонці відбуваються коливання рівня активності, то на Землі спостерігається ряд певних геофізичних явищ і явищ у біосфері. Але, як і у випадку з впливом, сонячної активності на погоду, фізичний механізм, що зв'язує ці два ряди явищ, поки що залишається неясним.

Пізнання цього механізму допомогло б глибше зрозуміти взаємозв'язок різних світових процесів. Справа в тому, що світлове випромінювання і радіохвилі приносять відомості про активні явища на Сонці набагато раніше, ніж корпускулярні потоки, породжені цими явищами, долають відстань до земної орбіти. І коли б ми знали закономірності сонячно-земних зв'язків, то могли б наперед прогнозувати земні наслідки сонячних процесів і у разі потреби вживати відповідних заходів.

Використання сонячної енергії. У проблеми Сонце — Земля є ще одна сторона, що має надзвичайно важливе значення для людства. Йдеться про можливості використання сонячної енергії.

Сонце випромінює величезну кількість енергії. І хоч на частку нашої планети припадає всього лише одна двохмільярдна її частина, це дуже багато. Протягом усього лише кількох десятків діб від Сонця надходить на Землю така сама кількість енергії, яку можна порівняти з енергією всіх існуючих на Землі запасів палива.

Цілком природно, що перед наукою і технікою стоїть питання про практичне використання сонячної енергії. Перші успішні кроки в цьому напрямі вже зроблені. Як відомо, електричну енергію для живлення бортової апаратури штучних супутників Землі, орбітальних і міжпланетних станцій виробляють напівпровідникові сонячні батареї — прямі перетворювачі сонячної енергії в електричну.

Діють сонячні установки і на Землі. Це в основному різні водонагрівачі, призначені переважно для побутових потреб. Створюються і перші експериментальні станції промислового призначення. При цьому найперспективнішим є застосування напівпровідникових перетворювачів сонячної енергії. Але оскільки коефіцієнт корисної дії сучасних сонячних напівпровідникових батарей порівняно невисокий, то створення подібних установок нині є економічно недоцільним.

Однак учені та інженери працюють над удосконалюванням сонячних батарей, і можна припускати, що з часом сонячне випромінювання стане одним з найважливіших джерел електричної енергії. Розглядаються також проекти орбітальних сонячних електростанцій, здатних зробити істотний внесок в енергетичний баланс земної цивілізації.

Та, мабуть, особливо привабливим е оволодіння механізмом фотосинтезу, дивовижного природного процесу, що відбувається в зеленому листку рослин, де під дією сонячного випромінювання з води й вуглекислого газу атмосфери синтезуються харчові речовини і виділяється необхідний для дихання кисень. Якби вдалося розкрити закономірності фотосинтезу і навчитися здійснювати цей процес штучним шляхом поза рослинами, то докорінно змінилося б існування людини. Тоді більшість життєво необхідних харчових продуктів можна було б виробляти на спеціальних фабриках без допомоги сільського господарства, у наперед запланованих кількостях незалежно від погодних, кліматичних й інших природних умов.

Методичні міркування. Треба особливо підкреслити, що Сонце і його випромінювання — ті космічні фактори, від яких великою мірою залежить стан нашого безпосереднього земного середовища життя. Взаємозв'язок фізичних процесів, що відбуваються на Сонці, і геофізичних явищ, а також явищ у біосфері нашої планети — один з проявів загального взаємозв'язку світових процесів.

Треба також відзначити, що вивчення закономірностей сонячно-земних зв'язків належить до числа тих фундаментальних проблем сучасної астрономії, які мають безпосереднє практичне значення.

У світі зір. Зоряне небо на перший погляд вдається незмінним. З року в рік, із сторіччя в сторіччя людям сяють одні й ті самі зорі, не змінюються також знайомі обриси сузір'їв. Проте враження це обманливе. Насправді космічні об'єкти і еволюціонують і переміщуються в просторі, і тільки величезні відстані і відносно невелика порівняно з довгочасністю космічних процесів тривалість людського існування не дає нам можливості всі ці зміни спостерігати безпосередньо.

Тому чи не найголовнішим завданням сучасної астрофізики є вивчення еволюції космічних об'єктів, умов і закономірностей їх виникнення й розвитку. В цьому ключ до розуміння будови того світу, в якому ми живемо і частиною якого ми є, усвідомлення того становища, яке в цьому світі посідає людина і людство.

І цілком природно, що серед різноманітних проблем еволюції одне з перших місць посідають проблеми походження й розвитку зір, небесних тіл, в яких зосереджено переважну більшість речовини усіх космічних об'єктів.

Згідно з даними астрономічних спостережень, а також теорії будови і еволюції зір різні зорі мають різний вік. Протягом свого тривалого і складного шляху розвитку вони переходять з однієї стадії в іншу. Ці стадії зв'язані головним чином з плином тих фізичних процесів, унаслідок яких відбувається виділення енергії і світіння зір. Йдеться про гравітаційне стиснення і термоядерні реакції. І чим масивніша зоря, тим швидше вона долає кожну чергову стадію.

Тому чим більша маса зорі, яку вона має на тому чи іншому етапі своєї еволюції, тим більшим повинен бути її вік. Зрозуміло, оцінка віку зорі за її масою є досить приблизною, оскільки нам невідомо, чи знаходиться зоря на початку чи в кінці чергового етапу своєї еволюції.

Є й інші способи визначення тривалості існування конкретних зір, але й вони значною мірою приблизні. Проте здобуті результати показують, що ця тривалість різниться в досить широких межах. Є зорі молоді і зорі старі. Більше того, існують різні покоління зір. Зорі першого покоління формувалися в той час, коли навколишнє середовище складалося на три чверті з водню і на одну чверть з гелію. Наприкінці свого існування ці зорі, руйнуючись, збагачували середовище й більш важкими елементами, що утворилися в їхніх надрах у процесі термоядерного синтезу. Тому в зорях другого покоління повинно міститися більше важких елементів. Якщо виходити з цієї ознаки, то наше Сонце належить, очевидно, до зір другого покоління.

Методичні міркування. Середня тривалість життя зір, що становить мільярди років, не дає можливості простежити за еволюцією тієї чи іншої конкретної зорі протягом більш-менш значного періоду її існування. Навіть сто і тисяча років у житті зорі — це мить у житті людини. На допомогу астрономам приходить вже знайомий нам метод порівняння. Те, чого не можна досягти шляхом спостережень за станом однієї окремо взятої зорі, можна здійснити, порівнюючи між собою зорі одного й того самого типу, але різного віку. Такий «віковий ряд» немов би замінює стани окремої зорі, що йдуть у часі один за одним.

Найбільшу частину свого життя з моменту, коли в їхніх надрах запалюються термоядерні реакції і до моменту «вигорання» водню, звичайні, «нормальні» зорі перебувають в усталеному стані. Тому головний інтерес для науки становлять початковий і завершальний етапи у їх житті, коли події розгортаються досить бурхливо — процеси «народження» і «вмирання» цих космічних тіл.