показался проект венского астронома Йозефа Иоганна фон Литрова. Он
предлагал в пустыне Сахара, где всегда безоблачно, вырыть каналы в виде
правильных геометрических фигур (возможно теорему Пифагора). Стороны
многоугольника должны быть по крайней мере тридцать километров. А ночью
поверх воды налить керосин и поджечь. Огненные полосы прочертят на ночной
стороне планеты яркий чертеж. Уж марсиане не могут его не заметить. Но и
этот проект был отвергнут как очень дорогой. Француз Шарль Кро подсказал
гораздо более дешёвый способ связи. Он посоветовал своему правительству
соорудить огромную батарею зеркал для отражения солнечных лучей в сторону
Марса. Зайчик, конечно, был бы ослепительно ярок. Проект Шарля Кро имел
очень большое преимущество по сравнению с остальными. Зеркала можно
шевелить, и тогда при взгляде с Марса ослепительная яркая точка на Земле
подмигивала бы. И главное, мигание можно было передать марсианам сообщение.
Наивно! А ведь это всё было совсем недавно, при жизни наших предков. Тем
временем создаётся целый ряд научно-фантастических произведений,
посвященных перемещениям между планетами. Наиболее известны из них "Из
пушки на Луну" Жюль Верна и "Война миров" Герберта Уэллса.
С развитием ракетной техники в послевоенные годы, а главное, запуск
первого искусственного спутника Земли в 1957 году дали мощный толчок старым
мечтам человечества о межпланетных перелётах. Хлынула целая лавина самых
разнообразных научно-фантастических произведений. Полетав к Венере и Марсу,
герои книг стали запросто летать к звездам, бороздя уже на огромных
межзвездных кораблях бескрайние просторы Галактики, сражаясь с самой
различной космической нечистью и злодеями. Но и тут снова, уже в который
раз, строгий анализ охладил мечтателей. Современные ракеты, работающие на
химическом топливе, изготавливаются из самых прочных и легких материалов,
из двигателей "выжато" уже почти всё, но всё это делает пределом наших
мечтаний полёт к Марсу или Венере. И всё же полёты в пределах Солнечной
системы реальны. Но у нас нет надежды встретить здесь разумные существа.
Есть шансы найти их в других планетных системах, около других звезд. Но о
полёте к звёздам на современных ракетах говорить бессмысленно: полёт до
ближайшей звезды (кроме Солнца) - Альфа Центавра будет длиться 80 тысяч лет
при скорости 17 километров в секунду.
Глава 4: Солнечная система: состав и особенности
Мы рады той таинственности, которая находится за пределами нашей
досягаемости...
Х а р л о у Ш е п л и
В Солнечную систему входит Солнце, 9 больших планет вместе с их 34
спутниками, более 100 тысяч малых планет (астероидов), порядка 10 в 11
степени комет, а также бесчисленное количество мелких, так называемых
метеорных тел (поперечником от 100 метров до ничтожно малых пылинок).
Центральное положение в Солнечной системе занимает Солнце. Его масса
приблизительно в 750 раз превосходит массу всех остальных тел, входящих в
систему. Гравитационное притяжение солнца является главной силой,
определяющей движение всех обращающихся вокруг него тел Солнечной системы.
Среднее расстояние от Солнца до самой далекой от него планеты - Плутон 39,5
а.е., т.е. 6 миллиардов километров, что очень мало по сравнению с
расстояниями до ближайших звёзд. Только некоторые кометы удаляются от
Солнца на 100 тысяч а.е. и подвергаются воздействию притяжения звезд.
Двигаясь в Галактике, Солнечная система время от времени пролетает сквозь
межзвездные газопылевые облака. Вследствие крайней разряженности вещества
этих облаков погружение Солнечной системы в облако может проявится только
при небольшом поглощении и рассеянии солнечных лучей. Проявления этого
эффекта в прошлой истории Земли пока не установлены. Все большие планеты -
Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон -
обращаются вокруг солнца в одном направлении (в направлении своего вращения
самого Солнца), по почти круговым орбитам, мало наклоненным друг к другу (и
к солнечному экватору). Плоскость земной орбиты - эклиптика принимается за
основную плоскость при отсчёте наклонений орбит планет и других тел,
обращающихся вокруг Солнца. Расстояния от планет до Солнца образуют
закономерную последовательность - промежутки между соседними орбитами
возрастают с удалением от Солнца. Эти закономерности движения планет в
сочетании с делением их на две группы по физическим свойствам указывают на
то, что Солнечная система не является случайным собранием космических тел,
а возникла в едином процессе. Благодаря почти круговой форме планетных
орбит и большим промежуткам между ними исключена возможность тесных
сближений между планетами, при которых они могли бы существенно изменять
своё движение в результате взаимных притяжений. Это обеспечивает длительное
существование планетной системы. Планеты вращаются так же вокруг своей оси,
причём почти у всех планет, кроме Венеры и Урана, вращение происходит в том
же направлении, что и их обращение вокруг Солнца. Чрезвычайно медленное
вращение Венеры происходит в обратном направлении, а Уран вращается как бы
лежа на боку. Большинство спутников обращаются вокруг своих планет в том же
направлении, в котором происходит осевое вращение планеты. Орбиты таких
спутников обычно круговые и лежат вблизи плоскости экватора планеты,
образуя уменьшенное подобие планетной системы. Таковы, например, система
спутников Урана и система галилеевских спутников Юпитера. Обратными
движениями обладают спутники, расположенные далеко от планеты. Сатурн,
Юпитер и Уран кроме отдельных спутников заметных размеров имеют множество
мелких спутников, как бы сливающихся в сплошные кольца. Эти спутники
движутся по орбитам, настолько близко расположенным к планете, что её
приливная сила не позволяет им объединиться в единое тело. Подавляющее
большинство орбит ныне известных малых планет располагается в промежутке
между орбитами Марса и Юпитера. Все малые планеты обращаются вокруг Солнца
в том же направлении, что и большие планеты, но их орбиты, как правило,
вытянуты и наклонены к плоскости эклиптики. Кометы движутся в основном по
орбитам, близким к параболическим. Некоторые кометы обладают вытянутыми
орбитами сравнительно небольших размеров - в десятки и сотни а.е. У этих
комет, называемых периодическими, преобладают прямые движения, т.е.
движения в направлении обращения планет. Будучи вращающейся системой тел,
Солнечная система обладает моментом количества движения (МКД). Главная
часть его связана с орбитальным движение планет вокруг Солнца, причём
массивные Юпитер и Сатурн дают около 90%. Осевое вращение Солнца заключает
в себе лишь 2% общего МКД всей Солнечной системы, хотя масса самого Солнца
составляет более 99,8% общей массы. Такое распределение МКД между Солнцем и
планетами связано с медленным вращением Солнца и огромными размерами
планетной системы - её поперечник в несколько тысяч раз больше поперечника
Солнца. МКД планеты приобрели в процессе своего образования: он перешел к
ним из того вещества, из которого они образовались. Планеты делятся на две
группы, отличающиеся по массе, химическому составу (это проявляется в
различиях их плотности), скорости вращения и количеству спутников. Четыре
планеты, ближайшие к Солнцу, планеты Земной группы, невелики, состоят из
плотного каменистого вещества и металлов. Планеты-гиганты - Юпитер, Сатурн,
Уран и Нептун - гораздо массивнее, состоят в основном из лёгких веществ и
поэтому, несмотря на огромное давление в их недрах, имеют малую плотность.
У Юпитера и Сатурна главную долю их массы составляют водород и гелий. В них
содержится так же до 20% каменистых веществ и легких соединений кислорода,
углерода и азота, способных при низких температурах концентрироваться в
льды. Недра планет и некоторых спутников находятся в раскалённом состоянии.
У планет земной группы и спутников вследствие малой теплопроводности
наружных слоёв внутреннее тепло очень медленно просачивается наружу и не
оказывает заметного влияния на температуру поверхности. У планет-гигантов
конвекция в их недрах приводит к заметному потоку тепла из недр,
превосходящему поток, получаемый им от Солнца. Венера, Земля и Марс
обладают атмосферами, состоящими из газов, выделившихся из их недр. У
планет-гигантов атмосферы представляют собой непосредственное продолжение
их недр: эти планеты не имеют твердой или жидкой поверхности. При
погружении внутрь атмосферные газы посте пенно переходят в конденсированное
состояние. Девятую планету - Плутон, по- видимому, нельзя отнести ни к
одной из двух групп. По химическому составу он близок к группе планет-
гигантов, а по размерам к земной группе. Ядра комет по своему химическому
составу родственны планетам - гигантам: они состоят из водяного льда и
льдов различных газов с примесью каменистых веществ. Почти все малые
планеты по своему современному составу относятся к каменистым планетам
земной группы. Сравнительно недавно открытый Хирон, движущийся в основном
между орбитами Сатурна и Урана, вероятно, подобен ледяным ядрам комет и
небольшим спутникам далёких от Солнца планет. Обломки малых планет,
образующиеся при их столкновении друг с другом, иногда выпадают на Землю в
виде метеоритов. У малых планет, именно вследствие их малых размеров, недра
подогревались значительно меньше, чем у планет земной группы, и поэтому их
вещество зачастую претерпело лишь небольшие изменения со времени их
образования. Измерения возраста метеоритов (по содержанию радиоактивных
элементов и продуктов их распада) показали, что они, а следовательно вся
Солнечная система существует около 5 миллиардов лет. Этот возраст Солнечной
системы находится в согласии с измерениями древнейших земных и лунных
образцов.
Часть 1: Солнце
Солнце - центральное тело Солнечной системы - представляет собой
раскалённый плазменный шар. Солнце - ближайшая к Земле звезда. Свет от него
до нас доходит за 8,3 мин. Солнце решающим образом повлияло на образование
всех тел Солнечной системы и создало те условия, которые привели к
возникновению и развитию жизни на Земле. Его масса в 333 000 раз больше
массы Земли и в 750 раз больше массы всех других планет, вместе взятых. За
5 миллиардов лет существования Солнца уже около половины водорода в его
центральной части превратилось в гелий. В результате этого процесса
выделяется то количество энергии, которое Солнце излучает в мировое
пространство. Мощность излучения Солнца очень велика: около 3,8 * 10 20
степени МВт. На Землю попадает ничтожная часть Солнечной энергии,
составляющая около половины миллиардной доли. Она поддерживает в
газообразном состоянии земную атмосферу, постоянно нагревает сушу и
водоёмы, даёт энергию ветрам и водопадам, обеспечивает жизнедеятельность
животных и растений. Часть солнечной энергии запасена в недрах Земли в виде
каменного угля, нефти и других полезных ископаемых. Видимый с Земли диаметр
Солнца незначительно меняется из-за эллиптичности орбиты и составляет, в
среднем, 1 392 000 км (что в 109 раз превышает диаметр Земли). Расстояние
до Солнца в 107 раз превышает его диаметр. Солнце представляет собой
сферически симметричное тело, находящиеся в равновесии. Всюду на одинаковых
расстояниях от центра этого шара физические условия одинаковы, но они
заметно меняются по мере приближения к центру. Плотность и давление быстро
нарастают вглубь, где газ сильнее сжат давлением вышележащих слоёв.
Следовательно, температура также растёт по мере приближения к центру. В
зависимости от изменения физических условий Солнце можно разделить на
несколько концентрических слоёв, постепенно переходящих друг в друга. В
центре Солнца температура составляет 15 миллионов градусов, а давление
превышает сотни миллиардов атмосфер. Газ сжат здесь до плотности около 150
000 кг/м3. Почти вся энергия Солнца генерируется в центральной области с
радиусом примерно 1/3 солнечного. Через слои, окружающие центральную часть,
эта энергия передаётся наружу. На протяжении последней трети радиуса
находится конвективная зона. Причина возникновения перемешивания
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
|