Kāpēc naktī ir tumšs: zinātnisks skaidrojums.

Uz jautājumu kāpēc naktī ir tumšs, noteikti daudzi spēs sniegt pareizo atbildi. Tomēr atmiņa var neizdoties ikvienam. Tāpēc nolēmām atsvaidzināt atmiņu skolas kurss astronomiju, un tajā pašā laikā atgādināt par to, kā diena seko nakts. Šīs zināšanas noderēs, kādam vienkārši būs interesanti izrādīt, tā teikt, savu inteliģenci sabiedrības priekšā, savukārt citam bērns izaugs līdz vecumam “kāpēc” un uzdos visdažādākos jautājumus. kas būs nepieciešams, lai sniegtu viņam saprotamas atbildes.

Kā visi zina, zeme ir apaļa un griežas ap savu asi. Kad vienā zemes pusē ir gaišs, tad otrā ir tumšs. Saule var apgaismot tikai vienu puslodi. Tātad, lai saprastu, kāpēc diena seko nakts, jums ir jāsaprot divi procesi.

Apstrādājiet vienu. Mūsu planēta griežas kā griežas, un tas notiek nepārtraukti un milzīgā ātrumā. Zinātnieki ir aprēķinājuši zemes griešanās ātrumu, tas ir 1666 km/h. Ar šādu ātrumu Zeme veic pilnu apgriezienu ap savu asi dienā (24 stundas). Mēs nejūtam šo kustību, jo Zemes virsmas laukums ir ļoti liels (nedaudz vairāk nekā 510 miljoni km²).

Otrais process. Vienīgais gaismas un siltuma avots uz Zemes (un uz pārējām astoņām planētām) ir Saule, kas sūta savas staru plūsmas uz planētām. Tieši tāpēc, ka Zeme nepārtraukti kustās, saules stari vienmēr izgaismots dažādi stūri globuss. Cilvēki novēro šo parādību, taču izskatās, ka saule virzās pa debesīm, t.i. V dažādi laiki atrodas dažādās vietās dienas laikā. Taču ne jau Saule kustas, bet gan Zeme un gaisma trāpa jaunā vietā. Pamazām dienas laikā Zeme pagriežas uz otru pusi pret Sauli un tajā pašā laikā pirmā puslode nonāk ēnā. Kad tas notiek, gaismas kļūst arvien mazāk, un galu galā iestājas nakts. Un pretējā pusē, otrajā puslodē, nāk diena. Tādā veidā notiek dienas maiņa pret nakti un nakts pret dienu.

Ja kāds tev jautā, kāpēc naktī ir tumšs, jūs vienkārši viņam drosmīgi atbildat, ka Zeme ir “novērsusies” no Saules.

Patiešām, kāpēc debesis naktī ir tumšas? Mēģiniet atbildēt! Izrādās, ka nevar vienkārši pateikt: naktī ir tumšs, jo nav gaismas. Šī atbilde ir nepareiza. Pat bez Saules debesīm, šķiet, “nav tiesību” būt tumšām. Spriediet paši.

"AIZLIEGUMS" DARKNESS

Šī ir saule. Daži ir tuvu un tāpēc spilgti, citi ir neiedomājami tālu no mums, gandrīz neredzami vai pat pilnīgi nepieejami mūsu acīm. Bet katrs izstaro gaismu. Un, ja ir neskaitāmas zvaigznes, tad tās visas kopā dod bezgalīgi daudz gaismas. Nav svarīgi, ka atsevišķi citas zvaigznes ir neredzamas. Tā kā to ir bezgalīgi daudz virs jebkura, pat vissīkākā debess stūra, tiem ir jāsaplūst visur, radot nepārtrauktu fonu, dzirkstošu ar žilbinošu mirdzumu, izstarojot bezgalīgi daudz starojuma enerģijas. Īsāk sakot, visām debesīm ir noteikts spilgtums, kas nav mazāks par Saules virsmas spilgtumu. Un tā kā zvaigžņu gaismu rada tās augsta temperatūra, debesīm jāizlej tāds pats nepanesams karstums.

Un ja tā, tad pasaulē nevajadzētu būt ne cilvēkiem, ne cilvēkiem. Dzīve nav iedomājama nepanesamajā gaismā un karstumā. Tādā gadījumā jebkura lapa, jebkurš kukainis tiktu uzreiz sadedzināts. Mūsu ierasto stāvokļu viela – cieta, šķidra – kļūtu neiespējama. Visur būtu karsts kā Saules dzīlēs. Negaidīts secinājums. Un, protams, pilnīgi nepareizi.

Zinātne ir mēģinājusi to atspēkot vairāk nekā simts gadus. Ir veikti daudzi mēģinājumi. Varbūt gaismu absorbē starpzvaigžņu vide - gāze, tumši putekļi, aukstas planētas, atdzesēti zvaigžņu “līķi”? Nē, neatkarīgi no tā, cik daudz gaismas tiek absorbēts, tās joprojām būs bezgalīgi daudz. Aprēķins ir vienkāršs: neatkarīgi no tā, cik liels ir negaismas vielas īpatsvars, gaismas vielas joprojām būs bezgalīgi daudz. Sadaliet bezgalību uz pusēm, desmit, simts, tūkstoš daļās - jebkura daļa joprojām būs bezgalīgi liela. Turklāt starpzvaigžņu vides atomi “neapēd” gaismu, neatstājot pēdas. Viņi to vienkārši norij un pēc tam “izspļauj” citā virzienā. Viņi tikai izkliedē, it kā izkliedējot enerģiju visā pasaulē.

Tad varbūt mūsu Visumā ir milzu necaurredzami čaumalas? Viens no Čehova varoņiem filozofēja: "Iespējams, viss mūsu Visums ir paslēpts kāda milzīga briesmona dobajā zobā." Un šī “hipotēze” neatkarīgi no tā, cik nopietni tā tiek pasniegta, problēmu neatrisina, bet tikai atgrūž. Galu galā jebkurš “dobums”, jebkurš tumšs apvalks bezgala vieglā un karstā pasaulē neizbēgami izkustu un iztvaikotu.

Atliek izdarīt vēl vienu ļoti riskantu pieņēmumu: atcelt nakts tumsas aizliegumu, atsakoties no tās galvenā iemesla - zvaigžņu bezgalības. Atzīstiet, ka Visuma bezgalīgajā telpā ir tikai “saujiņa” zvaigžņu un galaktiku – un viss nostāsies savās vietās, vai ne?

Nē, ne tā. Šādā secinājumā ir filozofiska krāpšanās un fiziska neapdomība. Pat lielais dabaszinātņu klasiķis Īzaks Ņūtons teica, ka zvaigžņu nevar būt bezgalīgi daudz. Ja viņu būtu tikai “saujiņa”, kaut arī milzīga, pateicoties viņiem, tie saliptu vienā milzu debess ķermenī. Tomēr vēlāk fizika veica grozījumu: "saujiņa" zvaigžņu nesaturēsies kopā, bet, gluži pretēji, izkliedēsies pa bezgalīgo telpu. Un tad Visums būtu tukšs, praktiski visa matērija no tā pazustu.

Bet ir viela! Neatkarīgi no tā, cik tālu teleskopi izskatās, tie atrod vielu visur. Tātad zvaigžņu ir bezgalīgi daudz? Izrādās šādi. Tad kāpēc naktī joprojām ir tumšs? Redziet, cik viss ir sajaukts! Mēģinot aptvert debesu izskatu, mēs apmaldījāmies pretrunu džungļos, saskārāmies ar ideoloģiskiem jautājumiem un pieskārāmies visa Visuma uzbūves lielākajai problēmai - zinātnei, ko sauc par kosmoloģiju.

SISTĒMU HIERARHIJA

Jūs saņēmāt uzdevumu eksāmenā un biji šausmās par tā grūtībām. Bet iekšā eksāmenu darbi Nav pieņemts uzdot neatrisināmas problēmas. Tāpēc tu spītīgi saburzīt pieri, sāpīgi domā un beidzot atrisini problēmu! Un tad jūs meklējat citu, trešo un vispārīgu risinājuma metodi. Kaut kas līdzīgs notiek kosmoloģijā. Zinot, ka nakts tumsas noslēpumu noteikti var atrisināt (debesis ir tumšas!), astronomi, fiziķi un filozofi neatlaidīgi meklē risinājumu. Un pamazām nakts tumsa sāk iegūt tiesības eksistēt.

Iedomāsimies tā: pasaule ir bezgalīga, tajā ir neskaitāmas zvaigznes, bet, neskatoties uz to, matērijas blīvums bezgalīgajā Visuma tilpumā ir nulle. Neiespējami? Izrādās, ka tas ir iespējams. Ir tikai nepieciešams, lai, palielinoties kosmosa tilpumam, matērijas blīvums tajā samazinās.

Vielas blīvums ir masa dalīta ar tilpumu. Katrai zvaigznei ir ļoti augsts blīvums, jo viss tās tilpums ir piepildīts ar vielu. Bet tilpumā, kurā ietilpst divas blakus esošās zvaigznes, vidējais matērijas blīvums ir mazāks (galu galā kosmiskā viela starp zvaigznēm praktiski nesver neko). Vielas blīvums Galaktikas tilpumā ir pat daudz mazāks. Kas tālāk? Ko darīt, ja ierobežojošā gadījumā - bezgalīgi lielam tilpumam - mēs formāli iegūstam nulles vielas blīvumu? Galu galā, tad tumsas aizliegums naktī tiek atcelts! Skatoties tālumā, mēs praktiski neredzēsim vielu - ne gaišu, ne tumšu. Un tas neskatoties uz to, ka būs neskaitāmas zvaigznes un citi debess ķermeņi.

Šī ideja veidoja pamatu dīvainajām zvaigžņu izvietojuma shēmām, ko beļģu kosmologs Čārljē izveidoja pagājušā gadsimta sākumā. To galveno iezīmi Čārljē aizguva no 18. gadsimta astronoma Lamberta. Šī iezīme ir pasaules hierarhiskā struktūra. Debesu ķermeņi veido sistēmas, kuru sarežģītība palielinās, palielinoties izmēram, un vidējais vielas blīvums samazinās. Pēc šādiem noteikumiem sakārtota pasaule ir pilnīgi brīva ne tikai no nakts tumsas aizlieguma, bet arī no dažiem citiem paradoksiem, kas radušies kosmoloģijā.

Savulaik Čārljē shēmas šķita kā atklājums. Šķita, ka tie satur norādes uz Visuma uzbūvi. Tomēr tad entuziasms atdzisa. Tiešu pierādījumu Čārlija idejām nebija. Viņa sistēmas palika tikai minējums. Un tomēr Čārljē darbs bija ļoti noderīgs. Viņš parādīja, ka ir izejas no kosmoloģijas strupceļiem.

Tikmēr slavenā relativitātes teorija ienāca zinātnes arēnā. Bet lasiet par to mūsu nākamajā rakstā.

Kāpēc naktī ir tumšs? Šis šķietami vienkāršais bērnišķīgais jautājums ir interesējis gan slavenus astronomijas pētniekus, gan parastie cilvēki.

Debesīs ir bezgalīgi daudz zvaigžņu, un katra no tām ir daudz lielāka par Sauli. Spēcīgajai zvaigžņu gaismai vajadzēja sadedzināt visu apkārt, bet dīvainā kārtā tas nenotiek un katru nakti atkal kļūst tumšs.

Izplatītas hipotēzes par tumsu naktī

Astronoms Johanness Keplers atspēkoja Visuma bezgalību, kļūdaini apgalvojot, ka zvaigznes pilnībā neaizsedz debesis. Viņš uzskatīja, ka naktī kļūst tumšs, jo debesīs ir tukšas vietas, kur absolūti nav zvaigžņu.

Faktiski daudzas zvaigznes ir vienkārši nevienmērīgi sadalītas visā Visumā un atrodas dažādos attālumos no Zemes. Tāpēc mēs neredzam visas esošās zvaigznes debesīs, bet tikai tās, kas atrodas tuvāk mūsu planētai.

Bija arī citi viedokļi. Naktī visi redzēja daudz spožākās zvaigznes, taču, neskatoties uz to, naksnīgās debesis vienmēr palika tumšas. Vācu astronoms Heinrihs Olberss nosauca šo parādību par paradoksu un 1823. gadā izvirzīja teoriju par zvaigžņu gaismas plūsmas absorbciju ar kosmiskajiem putekļiem. Un tikai pirms aptuveni simts gadiem zinātnieki pierādīja, ka starpzvaigžņu miglāji ir galaktiku kopas, nevis kosmiski putekļi.

Visums ir bezgalīgs, un debesis ir blīvi izraibinātas ar dažāda izmēra gaismekļiem. Debesīs nav tukšu vai tumšu vietu, vienkārši daudzas zvaigznes atrodas bezgala tālu un tāpēc neredzamas, dažas no tām nav saskatāmas pat ar ļoti spēcīgu teleskopu.

Zinātnisks skaidrojums tumsai naktī

Diennakts laiks mainās vairāku iemeslu dēļ:

Saulei ir spēcīga ietekme, jo tā atrodas tuvu Zemei;


- Tālu zvaigžņu gaisma nevar sasniegt mūsu planētu.

Zemes rotācija

Tagad neviens neapstrīd faktu, ka Zemei ir milzīgas bumbas forma un tā griežas ap savu asi virzienā no rietumiem uz austrumiem. Šo rotāciju sauc par diennakts periodu, tā atkārtojas ar vienas dienas periodu.

Saule ir mums tuvākā zvaigzne

No visiem debesu ķermeņiem Saule atrodas vistuvāk Zemei. Saules stari ir dabisks siltuma un gaismas avots vairākām planētām vienlaikus. Kad mainās diennakts laiks, Saule apgaismo un sasilda pretējos zemeslodes nostūrus.

Pateicoties pastāvīgai Zemes rotācijai, mēs radām ilūziju, ka Saule pārvietojas pa debesīm. Patiesībā Saule vienmēr atrodas vienuviet, un mūsu planēta pamazām vēršas pret to ar savu dažādas puses. Katra puslode pēc kārtas nonāk ēnā, gaismas daudzums samazinās un iestājas nakts.

Tālas zvaigznes

Zvaigznes nekur nepazūd naktī un dienā tās atrodas tieši virs mūsu galvām. Dienas laikā tie nav redzami, jo ietilpst karstuma diapazonā saules starojums. Naktīs Sauli klāj Zemes ēna, un zvaigznes atrodas ļoti tālu, to gaismai vienkārši nav laika mūs sasniegt.

Tādējādi pat cilvēka acij redzamie debess ķermeņi atrodas miljardu gaismas gadu attālumā. Šī iemesla dēļ naktī kļūst tumšs.

Kas notiks ar zvaigznēm pēc miljardiem gadu?

Ja nākotnē neredzamo zvaigžņu gaisma beidzot sasniegs Zemi, nakts joprojām nekļūs gaišāka. Līdz tam laikam mūsu Visuma zvaigznēm būs laiks nodzist, un citu, tālāku tuvošanās prasīs ilgu laiku.


Visumam nav robežu – dažas zvaigznes pastāvīgi lido uz Zemes pusi, citas izdziest. Tāpēc arī pēc miljardiem gadu dienas gaismu vienmēr nomainīs nakts tumsa.

Zeme ir planēta, kas griežas ap Sauli. Tas arī pārvietojas ap savu asi. Šie pagriezieni ir sarežģīti un nav pilnībā izpētīti. Neskatoties uz grūtībām noteikt rotācijas, zinātnieki varēja noskaidrot, kāpēc naktī ir tumšs.

No Zemes šķiet, ka pasaules griežas ap mums. Ja katru dienu piecelties vienā un tajā pašā laikā, jūs varat redzēt, kā zvaigznes pārvietojas pa debesīm, kā Saule iet pāri debesīm. Šādos brīžos šķiet, ka mūsu planēta ir Visuma centrs.

Ap Sauli

Kā jau minēts, Zeme vienmēr griežas ap mūsu Saules sistēmas spožāko zvaigzni un tajā pašā laikā griežas ap savu asi.

Planēta pabeidz apgriezienu ap zvaigzni trīssimt sešdesmit piecās dienās un sešās stundās. Lai ērtāk būtu skaitīt datumus, tā tika ieviesta kalendārais gads, vienāds ar 365 dienām. Un reizi četros gados, kad ir sakrājušās divdesmit četras no sešām stundām, pieskaita vēl vienu dienu. Šo gadu sauc par “garo gadu”, un februārim tiek pievienota jauna diena.

Zemei griežoties ap zvaigzni, mainās gadalaiki. Sakarā ar to, ka planētai ir noteikts slīpuma leņķis - sešdesmit seši ar pusi grādi, tā pārvietojas kosmoss. Slīpās pozīcijas dēļ saules gaisma vispirms izgaismo vienu planētas pusi un tad otru pusi. Kad rietumu puslodē ir diena, tad austrumu puslodē ir nakts.

Kad Saules stari krīt taisnā leņķī pret planētu, tiek novēroti ekvinokcijas – diena un nakts ir vienāda garuma. Šis pasākums notiek divas reizes gadā: pavasara (martā) un rudens (septembrī) ekvinokcijas dienās. Par vasaras sākumu un ziemu tiek uzskatīti datumi, kad Saule uz planētas spīd no vislielākā augstuma (jūnijā un decembrī).

Zemes ass griešanās pret Sauli

Laikā ziemas saulgrieži Zemes ass ir vērsta pret sauli ar tās dienvidu galu. Un attiecīgi saules stari krīt dienvidu platuma grādos. Kopš šīs dienas paralēlēs uz dienvidiem no ekvatora dienas kļūst garas un naktis īsas. Antarktikas lokā sāk valdīt polārā diena.

Visās daļās uz ziemeļiem no ekvatora dienas ir īsākas par naktīm, un polārajā lokā ir dziļa nakts.

Polārie apļi ir polārās dienas un nakts robežas, kas ilgst no vienas līdz 178 dienām. Visas polārās nakts laikā Saule noriet zem horizonta. Polārajā dienā Saule spīd un neslēpjas aiz apvāršņa.

Griešanās ap sevi

Zeme griežas ap sevi, katru dienu veicot pilnu apgriezienu. Planēta griežas no austrumiem uz rietumiem, tāpēc Saule lec austrumos un riet rietumos.

Planētas rotācijas ap sevi ļauj saprast, kāpēc naktī ir tumšs un gaisma slēpjas aiz horizonta. Tieši Saules parādīšanās un tās nolaišanās izraisa dienas un nakts maiņu.

Tātad, kāpēc naktī ir tumšs, un kur ir gaisma šajā laikā? Viena planētas daļa pastāvīgi ir vērsta pret Sauli. Un tajā daļā, kur krīt saules stari, tiek novērota dienasgaisma. Pretēji ( tumšā puse), kam gaisma nesasniedz, tiek novērota nakts. Rotācijas laikā saules gaisma pakāpeniski iekļūst tajos apgabalos, kas līdz tam brīdim bija tumši, un no tiem, kur tā bija gaiša, Saule aiziet. No Zemes šī parādība tiek novērota saulrieta un rītausmas formā.

Planētas rotācija ap sevi, kuras laikā tā pārmaiņus pakļauj dažādus apgabalus saules stariem, skaita zemes dienu un maina dienu pret nakti. Laikā, kad saule nespīd rietumu daļa planēta, tā apgaismo austrumu planētu. Pamatojoties uz to, pirmajā daļā būs nakts, bet otrā - diena. Tāpēc naktī ir tumšs.

Rotējas ap galaktiku

Zeme atrodas Saules sistēmā, kas atrodas Piena Ceļa galaktikā. Savu nosaukumu tas saņēma par savu īpašo izskats: Nakts debesīs izskatās kā izlijis piens. Patiesībā balta svītra ir miljoniem zvaigžņu kolekcija.

Galaktikai ir spirāles forma. Saskaņā ar mūsdienu aprēķiniem mūsu Saules sistēma atrodas tuvāk galaktikas malai, vienā no tās atzariem. Tas pārvietojas pa spirāli ap galaktikas centru. Pēc aprēķiniem pilnīga rotācija ap spirāles centru Piena ceļš tiks pabeigta aptuveni 225 miljonu gadu laikā.

Zinātnieki par galaktisko rotāciju

Zinātnieki uzskata, ka šai rotācijai ap galaktikas centru kaut kādā veidā ir jāietekmē mūsu eksistence un visas Saules sistēmas planētas. Tomēr pagaidām nav datu par to, kādi konkrēti notikumi rada pilnas revolūcijas. Tas ir saistīts ar cilvēces mazo vecumu, tas tiek lēsts tikai desmitiem tūkstošu gadu, un zinātnieki ir veikuši nopietnus kosmosa un tajā notiekošo parādību novērojumus tikai dažus gadsimtus.

Secinājums

Zeme kustas kopā ar mūsējo saules sistēma ap mūsu galaktikas centru. Viena pilnīga rotācija aizņem aptuveni 225 miljonus gadu. Tajā pašā laikā Zeme vienmēr griežas ap mūsu zvaigzni. Turklāt rotācijas laikā planēta vai nu attālinās, vai tuvojas tai. Šīs parādības dēļ cilvēki novēro gadalaiku maiņu. Rotējot ap zvaigzni, Zeme vienlaikus griežas ap savu asi no rietumiem uz austrumiem: šīs parādības dēļ diena dod vietu nakts priekšā.