Реферат: Сонце і його значення для Сонячної системи

Одним з головних об'єктів сучасних астроно­мічних досліджень б Сонце — найближча до нас зоря, наше денне світило, від якого безпосередньо залежить існування життя на Землі.

Свого часу великий російський учений К. А. Тімірязєв говорив, що людина має право величати себе сином Сонця. І, справді, все наше життя тісно пов'язане з со­нячною енергією. Ми користуємося нею буквально на кожному кроці — не тільки тоді, коли смагнемо, а й коли їмо, спалюємо паливо, тому що і в мінеральних видах палива, і в їжі сконцентрована перетворена енергія на­шого денного світила.

Цікаво, що свою залежність від Сонця люди зрозу­міли з давніх-давен. Вони не знали природи денного сві­тила, не мали ані найменшого уявлення про закономір­ності явищ, які на ньому відбуваються, але на основі свого практичного досвіду розуміли, що без Сонця не може бути й життя. Не дивно, що вони обожнювали Сонце, молилися йому, приносили жертви — Сонце було одним з найперших і наймогутніших божеств.

Вивчення Сонця і зір. Дослідження Сонця — одне з центральних завдань сучасної астрофізики. Це пояс­нюється, з одного боку, тісним зв'язком, що існує між діяльністю Сонця і земними процесами, а з другого — тією обставиною, що Сонце — типова зоря.

Згідно з даними сучасної астрофізики близько 98 % тієї речовини, яка зосереджена в різних космічних об'єк­тах, припадає на зорі. Вивчаючи Сонце — найближчу до нас і тому найбільш доступну для дослідження зорю, ми багато дізнаємося про зорі взагалі. Таким чином, зна­чення досліджень Сонця виходить за межі суто «соняч­ної астрономії».

Але справедливим є і протилежне: вивчаючи інші зорі, ми багато дізнаємося і про Сонце. Іншими словами при дослідженні нашого денного світила астрономи та­кож широко користуються вже знайомим нам методом порівняння.

Нагадаємо, що в основі цього методу лежить одне в найважливіших положень матеріалістичної діалектики про зв'язок загального, окремого і одиничного. Окреме не існує інакше, як у тому зв'язку, який веде до загаль­ного. Внутрішні закономірності окремого, одиничного, часткового — планети, зорі, галактики чи будь-якого іншого об'єкта навколишнього світу — можуть бути зро­зумілі лише в тому випадку, якщо ми розглядатимемо цей об'єкт як частину загального: безлічі планет, зір, галактик і т. д.

З іншого боку, як підкреслював В. І. Ленін, «загальне існує лише в окремому, через окреме» '. Це означає, що пізнання загальних закономірностей будови і еволюції планет, зір, галактик і т. д. може бути досягнуто лише на основі вивчення й порівняння властивостей різних представників відповідного класу об'єктів, подібних за своєю природою.

Сонце й зорі — «чорні ящики». При вивченні Сонця й зір астрономи стикаються з дуже серйозною трудністю. Справа в тому, що електромагнітні випромінювання, які несуть інформацію про фізичні процеси, що відбуваються на цих небесних тілах, народжуються у їх поверхневих шарах. Тому, спостерігаючи Сонце й інші зорі в різних діапазонах електромагнітних хвиль, ми не дістаємо відо­мостей про процеси, які відбуваються у їхніх надрах. Тим часом саме ці процеси породжують внутрішньосонячну й внутрішньозоряну енергію.

Таким чином, астрономи мають справу з ситуацією, яка дістала у кібернетиці назву ситуації «чорного ящи­ка». «Чорний ящик» — об'єкт, внутрішньої будови якого

ми не знаємо. Відомі тільки «вхідні сигнали» — те, що надходить у «чорний ящик» іззовні, і «вихідні сигна­ли» — те, що виходить з нього назовні. Завдання полягає в тому, щоб за співвідношенням вхідних і вихідних сигналів побудувати теоретичну модель внутрішньої «будови» «чорного ящика».

Для розв'язання цього завдання існує два шляхи. Перший — шлях спостережень. Спостерігати ті вхідні сигнали, які надходять до «чорного ящика» природним чином, незалежно від нас, і реєструвати те, що відбу­вається на виході. Другий шлях — експериментальний: самим подавати на вхід різні сигнали і порівнювати з тим, що відбувається на виході.

Щодо Сонця й зір другий шлях, принаймні нині, не­здійсненний. Більше того, ми не знаємо і таких при­родних процесів, зовнішніх стосовно Сонця й зір, які могли б істотно впливати на стан цих небесних тіл. Виняток становлять лише деякі фізичні процеси, що відбуваються в подвійних системах, але вони в основ­ному пов'язані із зорями особливого типу — нейтрон­ними зорями.

Таким чином, Сонце і зорі — це «чорні ящики» без входу. В зв'язку з цим завдання їх вивчення дуже ускладнюється. Створювати моделі їхньої внутрішньої будови доводиться тільки за результатами спостережен­ня «вихідних сигналів», тобто процесів, що відбувають­ся в поверхневих шарах цих небесних світил.

Проте останніми роками з'явилася можливість вико­ристати новий канал інформації, що дає відомості без­посередньо з центральних районів Сонця. Йдеться про так звану нейтринну астрофізику. Якщо джерелом енер­гії Сонця є термоядерні реакції, то в ході їх повинні народжуватися нейтрино — елементарні частинки, що мають колосальну проникаючу здатність. Вільно прони­зуючи товщу сонячної речовини, вони виходять у ко­смічний простір, і певна їх частина досягає Землі. Реєструючи потік сонячних нейтрино, ми можемо судити про процеси, які йдуть у надрах Сонця. За останні роки створено спеціальні прилади для реєстрування сонячних нейтрино, і здобуто перші, щоправда ще суперечливі, дані. Створюються нові, досконаліші нейтринні детекто­ри. І вчені покладають на нейтринний канал інформації великі надії.

Розвиток нейтринної астрофізики — це ще один при­клад розширення можливостей вивчення Всесвіту завдя­ки розвитку нових методів дослідження.

Сонце і життя Землі. «Уся доступна нам природа утворює деяку систему, деякий сукупний зв'язок тіл, причому ми розуміємо тут під словом тіло всі матері­альні реальності, починаючи з зірки і кінчаючи ато­мом...» '

Один з проявів цього загального взаємозв'язку — взаємозв'язок сонячних і земних процесів, вплив на земні явища так званої сонячної активності.

За останні десятиліття нагромаджено велику кіль­кість даних, які свідчать про те, що коливання сонячної активності справляють певний вплив на більшість гео­фізичних процесів, а також на явища, які відбуваються в біосфері нашої планети, тобто в тваринному і рослин­ному світі Землі, у тому числі в організмі людини.

Зокрема, багато дослідників приходять до висновку про залежність між станом сонячної активності і різ­ними аномаліями в процесах погоди і клімату. Було відзначено, що у періоди максимуму сонячної актив­ності відбувається інтенсивний обмін повітряними ма­сами між тропічним і полярним районами нашої пла­нети. Тепле повітря проникає далеко на північ, а хо­лодне — на південь. Погода стає нестійкою, а атмосферні явища набувають інколи досить бурхливого характеру.

Порівнювання протягом тривалого часу спеціальних «карт сонячної активності» з метеорологічними даними показало, що невдовзі після проходження активних ра­йонів через центр сонячного диска в земній атмосфері нерідко виникають сильні збурення, що ведуть до утво­рення циклонів і антициклонів і до різких змін погоди. Є також підстави припускати, що активні явища на Сонці впливають і на такі геофізичні явища, як вивер­ження вулканів, землетруси, коливання рівнів морів і океанів. Вони можуть навіть викликати зміни швид­кості добового обертання нашої планети.

Однак фізичний механізм, який зв'язує коливання сонячної активності і процеси, що відбуваються в атмо­сфері Землі, її надрах і біосфері, поки що залишається неясним. У цьому напрямі ведуться наполегливі дослі­дження.

Ще в тридцяті роки з ініціативи радянського вченого професора О. Л. Чижевського було здійснено тривалий експеримент із зіставлення даних про рівень сонячної активності із станом великої кількості пацієнтів медич­них закладів. При цьому з'ясувалось, що періоди поси­лення активності Сонця збігаються з різким зростанням серцевих захворювань. Аналогічні спостереження, про­ведені вже в наш час, показали, що значна частина за­гострень різних захворювань, збігається з проходженням сонячних плям через центральну частину диска Сонця. Було також помічено, що сонячні спалахи впливають на стан нервової системи людини. Є дані, які свідчать про те, що сонячна активність справляє певний вплив на фізичні й хімічні процеси, що відбуваються у так зва­них колоїдних системах. А такі системи становлять осно­ву біологічних об'єктів.

Дослідження останніх років показали, що зміни магнітних полів на Сонці позначаються на стані між­планетного магнітного поля. При цьому «передавальною інстанцією» є так званий сонячний вітер (потоки сонячної плазми), що рухається від нашого денного світила й пронизує простір Сонячної системи. А міжпланетне магнітне поле знову ж таки за участю сонячного вітру в свою чергу впливає на стан земного магнетизму.

В результаті досліджень радянського астрофізика члена-кореспондента АН СРСР Е. Р. Мустеля та ряду інших учених було виявлено залежність процесів, що відбуваються в нижніх шарах повітряної оболонки Землі — тропосфері,— від фізичного стану потоків со­нячних частинок у навколоземному просторі. Не викли­кає сумнівів роль корпускулярних випромінювань 00Н-ця і у виникненні магнітних бур. Сонячні корпускулярні потоки, які є особливо інтенсивними у періоди посилен­ня активності денного світила, рухаються в просторі, захоплюючи з собою магнітні поля. Зустрічаючи на своєму шляху Землю, магнітні поля таких потоків починають взаємодіяти з магнітним полем нашої плане­ти, спричинюючи його збурення, а також істотно впли­ваючи на фізичний стан верхніх шарів земної атмо­сфери. Зокрема, в атмосфері виникають додаткові елек­тричні струми, змінюється електричний потенціал планети. Внаслідок цього ми опиняємося у перемінному електричному полі, що може негативно позначатися на стані живих організмів.