Ч ТО ЯВЛЯЕТСЯ ИСТОЧНИКОМ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ И ПОЧЕМУ НЕ ОСТЫВАЕТ МИЛЛИАРДЫ ЛЕТ С ОЛНЦЕ ? Цель: рассмотреть различные гипотезы : что же является источником солнечной системы. Задачи: Расширить знания о Солнце. Проанализировать точки зрения ученых

Ч ТО ЖЕ ГОВОРИТ НАМ НАУКА О С ОЛНЦЕ ? К АК ДАЛЕКО С ОЛНЦЕ ОТ НАС И КАК ОНО ВЕЛИКО ? Расстояние от Земли до Солнца составляет почти 150 млн. км. Легко написать это число, но представить себе такое большое расстояние трудно. Быстрее всего в природе распространяется свет. Он идет со скоростью 300 тыс. км/сек. В течение одной секунды свет может почти восемь раз обойти вокруг Земли. При такой громадной скорости свету все же требуется больше 8 минут, чтобы дойти к нам от Солнца. Солнечный диаметр оказывается в 109 раз больше диаметра земного шара. Температура на поверхности Солнца достигает 6000°. Солнце - это колоссальный шар, состоящий из раскаленных газов, в центре которого температура достигает 20 млн. градусов. Раскаленные солнечные газы находятся в постоянном движении.

С ОЛНЦЕ - ИСТОЧНИК ЖИЗНИ НА З ЕМЛЕ ! Великий русский ученый К. А. Тимирязев в своей замечательной книге «Жизнь растения» писал: «Когда-то где-то на Землю упал луч Солнца, но он упал не на бесплодную почву, он упал на зеленую былинку пшеничного ростка, или, лучше сказать, на хлорофилловое зерно. Ударяясь о него, он потух, перестал быть светом, но не исчез… В той или другой форме он вошел в состав хлеба, который послужил нам пищей. Он преобразился в наши мускулы, в наши нервы… Пища служит источником силы в нашем организме потому только, что она - не что иное, как консерва солнечных лучей…»

Г ИПОТЕЗЫ : Первые попытки ответить на эти вопросы были сделаны астрономами в середине ХIX века. Роберт Майер предположил, что Солнце светит за счет постоянной бомбардировки поверхности метеоритами и метеорными частицами. Эта гипотеза была отвергнута, так как простой расчет показывает, что для поддержания светимости Солнца на современном уровне необходимо, чтобы на него за каждую секунду выпадало 210^15 кг метеорного вещества. За год это составит 610^22 кг, а за время существования Солнца, за 5 миллиардов лет – 310^32 кг. Масса Солнца М = 210^30 кг, поэтому за пять миллиардов лет на Солнце должно было выпасть вещества в 150 раз больше массы Солнца.

Вторая гипотеза была высказана Гельмгольцем и Кельвином также в середине ХIX века. Они предположили, что Солнце излучает за счет сжатия на 60–70 метров ежегодно. Причина сжатия – взаимное притяжение частиц Солнца, именно поэтому данная гипотеза получила название контракционной. Если сделать расчет по данной гипотезе, то возраст Солнца будет не больше 20 миллионов лет, что противоречит современным данным, полученным по анализу радиоактивного распада элементов в геологических образцах земного грунта и грунта Луны.

Третью гипотезу о возможных источниках энергии Солнца высказал Джеймс Джинс в начале ХХ века. Он предположил, что в недрах Солнца содержатся тяжелые радиоактивные элементы, которые самопроизвольно распадаются, при этом излучается энергия. Например, превращение урана в торий и затем в свинец, сопровождается выделением энергии. Последующий анализ этой гипотезы также показал ее несостоятельность; звезда, состоящая из одного урана, не выделяла бы достаточно энергии для обеспечения наблюдаемой светимости Солнца. Кроме того, существуют звезды, по светимости во много раз превосходящие светимость нашей звезды. Маловероятно, что в тех звездах запасы радиоактивного вещества будут также больше.

В 1935 году Ханс Бете выдвинул гипотезу, что источником солнечной энергии может быть термоядерная реакция превращения водорода в гелий. Именно за это Бете получил Нобелевскую премию в 1967 году. Основной источник энергии – протон- протонный цикл – очень медленная реакция (характерное время 7,910^9 лет), так как обусловлена слабым взаимодействием. Ее суть состоит в том, что из четырех протонов получается ядро гелия. При этом выделяются пара позитронов и пара нейтрино, а также 26,7 МэВ энергии. Количество нейтрино, излучаемое Солнцем за секунду, определяется только светимостью Солнца. Поскольку при выделении 26,7 МэВ рождается 2 нейтрино, то скорость излучения нейтрино: 1,810^38 нейтрино/с. Самой вероятной гипотезой оказалась гипотеза синтеза элементов в результате ядерных реакций в недрах звезд.

Каждую секунду Солнце перерабатывает около 600 миллионов тонн водорода. Запасов ядерного топлива хватит еще на пять миллиардов лет, после чего оно постепенно превратится в белый карлик. Центральные части Солнца будут сжиматься, разогреваясь, а тепло, передаваемое при этом внешней оболочке, приведет к ее расширению до размеров, чудовищных по сравнению с современными: Солнце расширится настолько, что поглотит Меркурий, Венеру и будет тратить «горючее» в сто раз быстрее, чем в настоящее время. Это приведет к увеличению размеров Солнца; наша звезда станет красным гигантом, размеры которого сравнимы с расстоянием от Земли до Солнца! Жизнь на Земле исчезнет или найдет пристанище на внешних планетах.

В ЫВОДЫ : Делалось много разных предположений об источниках солнечной энергии. Но только в 1935 году Хансу Бете удалось дать более точное предположение. Зная, что происходит в наружных слоях Солнца, и пользуясь законами физики, он установил, что в недрах Солнца температура около 20 млн. градусов. В этих условиях происходит сложное превращение самого легкого элемента - водорода - в гелий. При этом выделяется огромное количество атомной энергии, которой вполне достаточно, чтобы обеспечить излучение Солнца. Водорода же на Солнце очень много. Подсчитано, что его хватит еще на десятки миллиардов лет. Поэтому нам не грозит никакая катастрофа из-за ослабления солнечного излучения.

Л ИТРАТУРА : 1. Н.П. Русин, Л.Л. Флит. Солнце на земле. – М.: Тригон, 1994 год. 2. Е.П. Левитан. Учебник астрономии для 11-х классов. – М.: Просвещение, 1994 год Работу выполнили ученики 11а класса, группа «ученые» Борисов Саша, Аверина Аня, Кухто Коля,Бекирова Ася, Зеленой Андрей, Макарова Маша, Иванова Саша, Афонасов Саша, Лапина Юля, Лебедев Максим.