http://www.pozdrive.ru/data/holiday/1191.jpg

Все,чего мы не знаем о Солнце
Откуда берется свет? По-моему, совершенно ясно. От Солнца — днем и от всевозможных ламп, светильников и прочих искусственных источников — ночью. Конечно, бывает еще и лунный свет, но на самом деле он тоже солнечный, только отраженный от поверхности Луны. Это мы еще в школе проходили. Странно, что вы не помните. Есть еще звезды — не те, что из шоу-бизнеса, а которые на небе, но их видят только те, кто часто бывает за городом. В мегаполисе по такому поводу, как звезды, даже не морочатся — своих дел по горло. Да и чего на них глядеть? Навигация у нас повсеместно спутниковая, компасы есть даже в мобильных телефонах, а секрет превращения свинца в золото при помощи чистого света Сириуса давно утрачен. Так что от света далеких звезд нам одна романтика и никакой пользы. Поэтому давайте подробнее остановимся на Солнце. Не зря же оно наше домашняя звезда и главная система жизнеобеспечения землян.

История радуги

Всего каких-то двести с небольшим лет назад единственное, что мы достоверно знали о солнечном свете, это то, что его можно разложить на семь цветов. В природе нам об этом напоминает радуга, которая возникает от преломления света в кристалликах льда в атмосфере. Кстати, радуга бывает не только дугообразной, но и, например, вертикальной, хотя заметить вертикальную радугу сложнее, потому что она бледнее обычной. Природа радуги стала более или менее понятна, когда ее удалось воссоздать в лабораториях. Как знает любой поклонник группы Pink Floyd, белый свет при прохождении через трехгранную призму разлагается на семь цветов. Именно призма на столетия стала главным инструментом исследования света, а первенство в использовании призмы для оптических экспериментов принадлежит Ньютону. Поскольку разложение света происходит из-за преломления в гранях, увидеть все цвета спектра можно не только в призмах. Традиционный египетский сувенир, пирамидка, тоже способна проделать фокус с радугой (пирамидка, разумеется, должна быть сделана из стекла). До начала XIX века серьезно продвинуться в исследовании света не удавалось. Отчасти потому, что оптические инструменты были невысокого качества, отчасти потому, что и особых вопросов по поводу света у тогдашних ученых не возникало. Светит, и слава богу. Но в первой четверти XIX века светом всерьез занялся немецкий инженер-оптик и по совместительству любитель физики Йозеф Фраунгофер. Наблюдая солнечный спектр, он обнаружил в нем темные линии, названные впоследствии его именем — фраунгоферовы. Объяснить их происхождение сумели только полвека спустя, тем не менее Фраунгофер нашел своему открытию практическое применение: так как темные линии были постоянны, то калибровать и настраивать оптику по ним было так же легко,как рояль по камертону.

Гори оно синим пламенем!

Для следующего шага, приблизившего нас к пониманию солнечного света, потребовалось развить целый новый метод, получивший название спектроскопии. Дело началось в лаборатории обычного профессора химии Роберта Бунзена. Бунзен, в отличие от других химиков, не только смешивал и разливал реагенты, но и сжигал их в газовой горелке, причем при очень высокой температуре. Во время опытов он заметил, что разные вещества светятся в пламени горелки разными цветами. Думаю, вы уже поняли, к чему мы ведем. Веществ у Бунзена было много, а вот слов для описания цветов мало. К счастью, когда запас малиновых, рубиновых, кирпичных и коралловых был окончательно исчерпан, на помощь подоспел физик Кирхгоф. Он предложил собирать свет от горелки в пучок и пропускать его через призму. Взяв призму, коробку из-под сигар и половинки подзорной трубы, он смастерил первый в мире спектроскоп. Так в 1958 году определение цветов обрело математическую точность. Ажиотаж, который начался в химии в связи с открытием спектроскопии, можно сравнить только с золотой лихорадкой. В течение нескольких лет химики жгли все, что было можно и нельзя, дотошно документируя спектры. По неизвестным линиям открыли два новых элемента — рубидий и цезий (по латыни это значит ”темно-красный” и ”голубой” соответственно). Параллельно ученые обнаружили, что свет определенного цвета не только излучается, но и так же строго поглощается. Так появилось объяснение фраунгоферовым линиям: свет поглощается веществами, присутствующими на Солнце. Некоторые из веществ — например, линию железа, — удалось определить уже тогда. Современное оборудование позволяет различить порядка 26 000 линий, и до сих пор не все из них определены.

Гелиоглогия

Прошло десять лет, пока во время солнечного 1868 года астроном Жансен не догадался, наконец, сделать очень простую, с нашей всезнающей точки зрения, вещь — навести спектроскоп на край Солнца. И спектроскоп вместо целого солнечного спектра показал всего несколько линий! Три из них принадлежали хорошо изученному водороду, а одна была неизвестной. Вещество, дающее эту линию, назвали гелием, то есть ”солнечным”. Найти гелий не сильно надеялись, ведь к этому моменту, казалось, были изучены линии всего, что имелось на земле, — от обычных веществ и реагентов до редких минералов и праха кремированных мышей. Насчет мышей — это не шутка, именно таким радикальным способом искал гелий в органической материи химик Рональд Макдоналд. Однако гелий на земле все-таки нашли. Случилось это не скоро, только через 27 лет после того, как Жансен нашел на Солнце гелий. В 1895 году химик Уильям Рамзай отыскал тот же самый гелий в минерале клевеите, а чуть позже нашел его и в воздухе. Гелий приблизил открытие радиоактивности. Кроме клевеита этот редкий газ находили во всех минералах, содержащих уран и торий, ничем не примечательные по тем временам металлы. В 1896 году Беккерель открыл радиоактивность урана, а Резерфорд связал рождение гелия с распадом металлов. Скорость рождения гелия в ходе распада урана была точно вычислена, и оказалось, что рождался он невероятно медленно. Первые измерения, вооружившись килограммом урана, провел химик Фредерик Содди. Урожайность гелия за год составила одну пятидесятимиллионную долю грамма! По сравнению с этим жалким пузырьком количество гелия, собираемое из проб урановых руд, казалось просто огромным. Естественно, у физиков возникла мысль оценить по этим данным возраст проб. Так впервые были обнаружены и доказаны сотни миллионов лет истории Земли, которые — вместе с новым методом датировки — были переданы в распоряжение адептов геологии.

Солнце в разрезе

До понимания ядерных процессов Солнца оставался всего один шаг, но занял он долгих 40 лет. Целостную теорию ядерного горения нашего светила построил к 1938 году Ганс Бете. Отсроченная Нобелевская премия ”за вклад в развитие теории звездного нуклеосинтеза” нашла героя в 1967 году. Кстати, нуклеосинтезом называют ядерные процессы, при которых ядра легких элементов соединяются, рождая ядра элементов более тяжелых. То есть все самые интересные процессы горения в звездах нуклеосинтез и есть. Таким образом, благодаря всем перечисленным ученым, а также многим другим, не попавшим в наш исторический обзор из-за его краткости, мы узнали, что Солнце — это, по сути, ядерный реактор. Топливом для него служит водород — самое распространенное вещество во вселенной. Итак, Солнце горит изнутри. Представить это довольно сложно, ведь в обычной жизни мы никогда не сталкиваемся с таким горением. На Земле почти все горит снаружи, и даже экзотический пример вроде торфяных пожаров не может дать наглядного представления о солнечной механике.
http://pix.timeout.ru/257591.jpeg
Лабораторное Солнце

Открытие термоядерного горения Солнца натолкнуло человечество на идею повторить процесс у себя дома, и если атомная бомба — это исключительно наше, не подсказанное природой изобретение, то термоядерный взрыв нахально подсмотрен у Солнца. К сожалению, пока нам удалось освоить только взрывную реакцию. По сравнению со взрывом водородной бомбы Солнце горит очень медленно, даже не горит, а едва тлеет, чему мы не можем не радоваться. Получить медленную реакцию в домашних условиях человечеству пока не удается, а радоваться осталось недолго. Дело в том, что сейчас Солнце только разогревается, и хотя часть солнечного водорода выгорает, оставшийся сжимается сильнее, что заставляет ядерные реакции идти интенсивнее. Через 5 миллиардов лет Солнце превратится в красный гигант, стремительно расширится и предположительно поглотит Землю. Впрочем, к чему повторяться — леденящие душу подробности можно прочитать на стр. 56. Но мы надеемся, что за столько лет либо ишак, либо султан, либо солнце как-нибудь переменятся и конец света, как обычно, отложат.