Ученые заверили, что максимальное приближение Земли к Солнцу безопасно


Ученые назвали новую причину конца света: Земля упадет на Солнце

Наука и технологии

28 января 2013, 02:39 | Автор: Иван Рутов

Ученые назвали новую причину конца света: Земля упадет на Солнце

Земля очень медленно, но верно приближается к Солнцу. Ученые предсказали, каким будет ужасный конец нашей планеты и через сколько лет.

После неудавшегося «конца света», которого многие ждали в конце декабря 2012 года, ученые рассказали, по какому сценарию будут дальше развиваться отношения Земли с главным источником энергии, передает НТВ.

По версии ученых, Солнце медленно, но верно притягивает к себе нашу планету. И однажды наступит такой момент, когда светило окончательно притянет и поглотит Землю.

Согласно явлению, названному эффектом Пойнтинга — Робертсона, все небесные тела, не только наша планета, двигаясь по спирали, «падают» на Солнце. И чем объект меньше, тем быстрее произойдет в конечном итоге опасное сближение с «желтым карликом», к которым относится Солнце, а также последующее поглощение.

Таким образом, рано или поздно все объекты Солнечной системы и мелкие и крупные упадут на Солнце, сообщает Astro­News.ru.

Считается, что Солнце сформировалось примерно 4,59 млрд лет назад, когда быстрое сжатие под действием сил гравитации облака молекулярного водорода привело к образованию в нашей области Галактики звезды первого типа звёздного населения типа T Тельца. Звезда такой массы, как Солнце, должна существовать на главной последовательности в общей сложности примерно 10 млрд лет. Таким образом, сейчас Солнце находится примерно в середине своего жизненного цикла.

Согласно существующим представлениям, через 4-5 млрд лет Солнце превратится в красный гигант. По мере того, как водородное топливо в ядре будет выгорать, его внешняя оболочка будет расширяться, а ядро — сжиматься и нагреваться. Примерно через 7,8 млрд лет температурные неустойчивости внутри Солнца приведут к тому, что оно начнет терять массу и сбрасывать оболочку. По-видимому, расширяющиеся внешние слои Солнца в это время достигнут современной орбиты Земли.

Ранее специалисты НАСА опубликовали научную работу, в которой утверждается, что в определенное время на «желтом карлике» произойдет серия вспышек, при этом будет наблюдаться выделение огромного количества газов, которое спровоцирует мощнейшие геомагнитные бури.

В любой точке планеты Земля можно будет наблюдать полярное сияние, которое обычно видно только за полярным кругом. После сияния, предположительно ожидается салют, вызванный электрическими зарядами, сопровождаемыми снопом искр. После чего Землю ожидает энергетический паралич. Но опять же, это всего лишь предположения ученых, основанное на гипотетических фактах.

Еще одна гипотеза заключается в том, что еще до этого момента потеря Солнцем массы приведёт к тому, что Земля перейдёт на более далекую от Солнца орбиту и, таким образом, избежит поглощения внешними слоями солнечной плазмы.

Согласно другой теории, радиус земной орбиты просто удлинится примерно на 60 млн километров и Земля, по всей видимости, не попадет в солнечную топку. Однако ее поверхность нагреется как минимум до 2000 градусов – со всеми очевидными последствиями, добавляет НИА.

Физики рассказали, как планеты влияют на Солнце

Приливные силы Венеры, Земли и Юпитера оказывают значительное влияние на магнитное поле Солнца, тем самым управляя его 11-летним циклом активности, а также на поведение плазмы в переходном слое нашей звезды, заявляют ученые в исследовании, представленном в журнале Solar Physics.

«Существует удивительно высокий уровень согласованности: мы видим полный параллелизм с планетами в течение 90 циклов. Все указывает на синхронизированный процесс», – рассказывает Фрэнк Стефани, ведущий автор исследования из Института гидродинамики при научно-исследовательском Центре им. Гельмгольца Дрезден-Россендорф (Германия).

Одним из самых больших вопросов физики Солнца является его регулярный 11-летний цикл. Он характеризуется довольно быстрым увеличением числа солнечных пятен, а также иными проявлениями активности и последующим, более медленным его спадом. В ходе цикла наблюдаются и другие периодические изменения, например – постепенное сдвижение зоны образования солнечных пятен к экватору.

В принципе, магнитная деятельность звезд, подобных нашей, нередко подвергается циклическим колебаниям, и все же предыдущие модели не могли точно объяснить очень строгий цикл Солнца.

С целью решить этот многолетний вопрос команда физиков провела сравнение исторических наблюдений солнечной активности за последнюю тысячу лет с положением планет, статистически доказав, что их приливные силы действуют как внешние часы и являются решающим фактором, стоящим за устойчивым ритмом Солнца.

Как и в случае с гравитационным притяжением Луны, вызывающим приливы на Земле, планеты способны влиять на горячую плазму на поверхности Солнца. При этом приливные силы достигают максимума при точном выравнивании Венеры, Земли и Юпитера, которое происходит каждые 11,07 года.

Но эффект слишком слабый, чтобы существенно возмущать поток в недрах Солнца, поэтому этим совпадением долго пренебрегали. Тем не менее, исследователи нашли доказательства потенциального косвенного механизма, который может влиять на солнечное магнитное поле посредством приливных сил: колебания в тейлоровской неустойчивости, физическом эффекте, который возникает, когда сильное магнитное поле проходит через проводящий слой или плазму. Основываясь на этой концепции, ученые разработали модель, раскрывающую реалистичный сценарий.

Небольшое воздействие с серьезными последствиями

В горячей плазме Солнца неустойчивость Тейлора возмущает поток и магнитное поле, при этом сама очень чувствительно реагируя на крошечные силы. Небольшого импульса достаточно для того, чтобы возмущения начали колебаться между правосторонним и левосторонним винтом. Толчок, необходимый для запуска этого процесса, может создаваться планетарными приливными силами каждые одиннадцать лет, что в конечном итоге также устанавливает ритм, при котором магнитное поле меняет полярность Солнца.

«Когда я впервые прочитал об идеях, связывающих солнечное динамо с планетами, я был очень скептичен. Но когда мы обнаружили в наших компьютерных симуляциях управляемую нестабильность Тейлора, испытывающую колебания спиральности, я спросил себя: что произойдет, если на плазму будет воздействовать небольшое возмущение, подобное приливу? Результат был феноменальным. Колебания оказались действительно синхронизированы с моментом внешнего возмущения», – вспоминает Фрэнк Стефани.

Солнечное динамо и планеты

В стандартном сценарии вращение Солнца и сложное движение солнечной плазмы создают циклически изменяющееся магнитное поле. Здесь взаимодействуют два эффекта:

  • омега-эффект: плазма вращается на солнечном экваторе быстрее, чем на полюсах, это приводит к тому, что запертые в ней линии магнитного поля растягиваются вокруг Солнца и преобразуют магнитное поле в выровненное почти параллельно солнечному экватору;
  • альфа-эффект описывает механизм, который скручивает линии магнитного поля, заставляя его возвращаться в направлении север-юг.

Однако, что именно вызывает альфа-эффект, является предметом спора. Разработанная Фрэнком Стефани и его коллегами модель показывает, что тейлоровская нестабильность частично ответственна за это. Физики считают наиболее вероятным сценарий, в котором классическое солнечное динамо сочетается с модуляциями, порождаемыми планетами.

«В таком случае Солнце становится совершенно обычной старой звездой, чей динамо-цикл синхронизирован с приливами. Самое замечательное в нашей новой модели это то, что теперь мы можем легко объяснить эффекты, которые ранее было трудно смоделировать, такие как «ложные» спирали, наблюдаемые на солнечных пятнах, или хорошо известный двойной пик на кривой активности Солнца», – заключил Фрэнк Стефани.

В долгосрочной перспективе более точная модель поможет ученым количественно оценить связанные с климатом факторы, такие как космическая погода. Расчеты работы также означают, что, помимо приливных сил, в теорию солнечного динамо должны быть интегрированы иные, до сих пор пренебрегаемые механизмы со слабыми силами, которые, как известно теперь, могут оказать существенное влияние.

Земля медленно «падает» на Солнце

Космос23.01.2013

Земля медленно «падает» на Солнце

Тёплый солнечный свет, без которого жизнь на Земле была бы невозможна — ещё и хитрый способ Солнца нас уничтожить. С помощью света звезда заставляет нас и нашу планету медленно падать на себя, чтобы в итоге поглотить. Этот процесс объясняется эффектом Пойнтинга-Робертсона и касается всех объектов Солнечной Системы, особенно мелких.

Всё объекты, принадлежащие нашей планетной системе, плавно и медленно вращаются по спирали, с каждым витком становясь к Солнцу всё ближе и ближе.

Эффект Пойнтинга-Робертсона подчиняется тому же принципу, который используется в лабораториях для нагрева крохотных частиц вещества при помощи лазера — частицы излучают энергию света во всех направлениях, даже если получили её только из одного источника. Поднесите кусок железа к огню: горячее будет та сторона, которая обращена к пламени напрямую, но тем не менее, если вы притронетесь к противоположной стороне куска, то почувствуете, что она тоже тёплая. Хотя степень, в которой объект излучает тепло, зависит от теплопроводности вещества, его размеров и источника тепла, почти каждый объект будет излучать тепло, полученное от источника. Орбитальные частицы получают энергию только из одного источника — Солнца — а излучают её во всех направлениях. Поэтому излучаемая энергия легонько подталкивает их к Солнцу.

Но почему же частицы падают на Солнце? Ведь удары солнечных фотонов, наоборот, должны отталкивать их в противоположную сторону. Так было бы, если бы частицы были неподвижны, но они вращаются. Для примера представьте, что стоите под вертикальным дождём. Пока вы просто стоите, дождь не вступает в конфликт с вашими движениями. Но как только вы начнёте движение, дождь словно перестаёт быть вертикальным. Начинает казаться, что он льёт под небольшим углом и бьёт вас по лицу. С частицами — тот же случай. Когда частицы движутся вокруг Солнца, они вступают в конфликт с солнечной энергией. Вместо того, чтобы просто двигаться в нейтральном направлении, частицы притягиваются к Солнцу, как дождь к вашему лицу. Если бы частицы могли излучать энергию только в одном направлении, они бы просто набирали всё большую скорость, но так как они излучают во всех направлениях, то в целом замедляются. А когда они замедляют свою орбиту, то попадают во власть солнечного притяжения.

Вот такую хитрую ловушку создало Солнце для нас с вами. Конечно, его близость даёт нам тепло и энергию для поддержания жизни, но Земля рано или поздно замедлится и в итоге упадёт на свою звезду. Конечно, космической пыли в этом плане приходится сложнее, чем планетам, но мы тоже по спирали приближаемся к концу.

Радиация Солнца зашкаливает на 4 планетах: уровень излучения превышает десять тысяч Солнц

Четыре планеты в космическом пространстве получают столько солнечной радиации, сколько одновременно могут дать десять тысяч Солнц. Все эти удивительные планеты располагаются в звездной системе V 1298 Tau, они вращаются вокруг родительской звезды, обеспечивающей им мощнейшее рентгеновское излучение. Родительская звезда находится на расстоянии свыше 350 световых лет от Земли.

  • Планета Земля плавится в чрезмерном тепле: 36 тысяч метеостанций доказывают изменения климата

Четыре планеты постепенно приближаются к ней под воздействием рентгеновского излучения. Вероятно, что эта сила звезды лишает внутренний мир планет любой атмосферы, которая может развиваться. И каждая из четырех выглядит как скальный шар.

Но ученые считают, что внешние миры двух планет на самом деле может быть более сложным, поскольку они получают больше рентгеновского излучения. Этот мощный поток уничтожает все, что может формироваться. Каким образом эти звездные условия влияют на планеты в течение миллиардов лет загадка для науки. Но группа исследователей из Института астрофизики им. Лейбница и Потсдамского университета в Германии намерены приоткрыть завесу тайны.

Наблюдения за такими звездами и планетами они считают ключевыми в вопросах новых знаний эволюционных процессов экзопланетных атмосфер. Доктор Поппенхэгер считает, что астрономам важно знать, как именно планеты реагируют на большое количество радиации, имеют ли в этом значение расстояние между планетой и ее родительской звездой, а также масса и плотность планеты.

  • Мертвые Солнца окружают Землю: без них планета не смогла бы существовать

Ученые оценивают радиационную потерю массы экзопланет. Результаты расчетов показывают, что они зависят от эволюционных процессов своей звезды и от множества других факторов. Низкую плотность планеты могут может объяснять ее молодой возраст.

Две из четырех планет могут в скором времени потерять значительную часть своих газообразных оболочек и испариться до своих каменистых ядер. Звезда в центре системы V 1298 фактически стала младше версией спутника Солнца -та же масса и размер, разница лишь в возрасте. Солнцу около 2,5 миллиардов лет, тогда как звездной системе не более 25 миллионов.

Если бы наше собственное Солнце считалось 45-летним человеком, V 1298 по сравнению с ним словно трехмесячный младенец. Исследователи пришли к выводу, что четыре планеты составляют особенный мир, который может существовать только внутри этой планетарной системой. При этом крайняя планета остается газовым гигантом, подобно Сатурну. А третья от звезды планета пока еще является загадкой для астрономов.

Относительные размеры орбит Венеры и Земли

Рис. 3
Чтобы понять основную причину простоты определения LV/LE, предположим, что орбиты Земли и Венеры круговые и выровненные — они лежат в одной плоскости (как показано на рис. 1, изометрически, и на рис. 3 — вид «сверху»). На самом деле, орбиты Земли и Венеры немного вытянутые и не выровнены (рис. 2). Но эллиптичность и несовпадение плоскостей не сильно важны для наших рассуждений, поэтому сперва мы сможем их проигнорировать, а потом вновь вспомнить, чтобы получить более точные ответы.

Здесь мы применим классическую для физики технологию: сделаем приближение, достаточное для текущей задачи, и не будем углубляться больше, чем нужно. Это очень мощный способ размышления о науке и о знании вообще — на любой вопрос достаточно ответить с определённым уровнем точности, поэтому можно использовать простейшую технику из тех, что дадут вам нужный уровень точности. Этот метод прекрасно используется столетиями и применим не только к физике.

Поэтому мы примем приближение, по которому орбиты круговые и выровнены, и получим примерно правильные ответы, с погрешностью в несколько процентов. Этого будет достаточно для того, чтобы продемонстрировать основные концепции, чего я и добиваюсь. Поверьте мне, что можно сделать гораздо более точные вычисления — или же можете самостоятельно стать экспертом в этом вопросе. Но наше приближение не только даст очень неплохой ответ, но и сможет показать, почему так легко вычислить отношение LV к LE, но не сами значения LV и LE.

В течение года, когда Земля и Венера вращаются вокруг Солнца с разными скоростями, относительное положение Земли и Венеры по отношению к Солнцу меняется. Если в определённый день (день, месяц, год) я решу нарисовать картинку с Солнцем в центре и с Землёй слева, как на рис. 2, тогда Венера может оказаться в любом месте своей орбиты. Это значит, что с точки зрения Земли, угол между Венерой и Солнцем в небе будет меняться в зависимости от даты. Это показано на рис. 3, где угол назван γ. Угол легко измерить; найдите Венеру в небе после заката или перед восходом и измерьте угол между Венерой и Солнцем; см. рис. 4.

Из рис. 3 видно, что у γ есть максимальный размер — угол между оранжевой и фиолетовой линиями. Перемещаясь по орбите, Венера с каждым закатом будет появляться в другом месте; некоторое время она будет несколько ночей подряд подниматься всё выше над горизонтом, а затем постепенно начнёт появляться ниже. Наблюдая за Венерой несколько ночей подряд и измеряя γ, мы можем определить максимальное значение γ, которое я назову γmax.

Из рис. 3 очевидно, что (как показано на рис. 4) γmax меньше 90°, поскольку фиолетовая линия должна лежать между оранжевой и красной, перпендикуляром. Геометрически это следствие того, что Венера всегда находится ближе к Солнцу, чем Земля. Эти углы объясняют, почему Венера всегда видна либо сразу после захода или перед рассветом (за исключением тех дней, когда она расположена за Солнцем). Венера не может быть в зените после наступления темноты, поскольку для этого ей надо было бы находиться слева от красной линии.

Теперь мы можем определить отношение радиусов двух орбит — LV к LE — используя γmax. Это простейшая геометрия, см. рис. 5. Суть в том, что когда Венера находится на максимальном угле от Солнца, линия между Солнцем и Венерой перпендикулярна линии между Землёй и Венерой, поэтому линии, соединяющие эти три объекта, образуют прямоугольный треугольник. Отсюда получаем при помощи стандартной тригонометрии:

И отсюда же, при помощи других простейших геометрических формул, мы получаем отношения между расстояниями до других планет.

Это не совсем точно, по причинам, указанным в начале; орбиты планет — эллипсы, и не лежат водной плоскости. Иначе говоря, LV и LE не сохраняются в течение года, а γmax применяется немного сложнее, в трёх измерениях, как на рис. 2, а не в двух, как на рис. 1, 3 и 5. Но при помощи точных измерений положения Венеры и Солнца в небе возможно определить точные орбиты Венеры и Земли вокруг Солнца и улучшить расчёты. Смысл тот же; все измерения положения Венеры и Солнца в небе позволяют лишь измерить относительные размеры орбит Венеры и Земли. Но точные величины LV и LE так определить нельзя. Тут нужен другой подход.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: