Сравнение размеров Солнца и Земли
Для некоторых астрономических расчетов нужно знать, во сколько раз Солнце больше Земли. И на самом ли деле светило больше нашей планеты? Ведь мы видим его на небе в виде небольшого шарика.
Размер Земли и Солнца
Вес самой большой звезды в Солнечной системе составляет 2 октлн т (октиллион — число с 27 нулями по «короткой» шкале степеней тысячи, принятой в большинстве стран мира), и это составляет примерно 99,87% общей массы последней.
Земля весит намного меньше — 6 скстлн т (секстиллионов, это 10 в 21 степени по той же шкале). Простой расчет показывает: Солнце тяжелее нашей планеты в 333 тыс. раз.
Для измерения веса крупных космических объектов используются не тонны, а соответствующий параметр нашего светила — солнечная масса. Например, массивные звезды могут весить 5-10 солнечных масс, а супермассивные черные дыры — до сотни миллионов этих единиц.
Масса Солнца постепенно уменьшается из-за 2 специфических процессов, происходящих внутри него:
- в ядре непрерывно проходят реакции по преобразованию атомов водорода в гелий — это и есть ощущаемое нами тепло, и выделение энергии сопровождается потерей веса светила;
- солнечный ветер систематически выдувает из звезды во внешний космос электроны и протоны.
Второй процесс хорошо знаком ученым — было даже снято видео, как это происходит.
Диаметры объектов
Земля, имеющая средний радиус 6371 км, меньше даже одного солнечного ядра. Если сравнивать диаметры этих 2 объектов, по экваториальной оси Солнца можно расположить 109 наших планет.
Эти размеры центрального объекта Солнечной системы составляют:
- диаметр — около 1,391 млн км;
- радиус — около 695,5 тыс км.
При этом в сравнении с другими звездными телами наш желтый карлик считается относительно небольшим. Например, он меньше Альфа Ориона, красного супергиганта Бетельгейзе, в 1000 раз, а одной из звезд созвездия Большого Пса, красного гипергиганта VY, — в 2000 раз.
По аналогии с солнечной массой существует солнечный радиус — соотношение габаритов крупных астрономических объектов и нашего светила.
Сравнение гравитации
Солнце имеет наибольшую в своей системе гравитацию из-за своей массы — это значение в 28 раз выше земного.
Предмет массой 100 кг на солнечной поверхности весил бы 2,8 т. Для живых существ это явилось бы смертельным — их бы раздавило притяжением.
При этом сама звезда не сжимается — этому противостоят:
- «кипящая температура»;
- высокое давление;
- проходящий внутри светила ядерный синтез.
Солнечная гравитация настолько сильна, что удерживает на своей орбите даже находящийся на расстоянии около 6 млрд км от звезды Плутон.
И если бы не Облако Оорта, которое обволакивает нашу систему со всех сторон, Солнце могло бы притягивать объекты, расположенные даже на расстоянии до 2 световых лет от него.
Объем светила и планеты
Чтобы заполнить объем Солнца (1,4 нониллиона куб. км, число с 30 нулями) объектами, равными по размеру нашей планете, потребуется примерно 1,3 млн таких тел.
Объем нашего желтого карлика — величина постоянная. Но только до того момента, пока светило не выработает все водородное топливо в своем ядре.
Затем звезда начнет расширяться, превращаясь в красного гиганта. Она увеличится настолько, что поглотит орбиту Меркурия, а затем Венеры, впоследствии максимально приблизившись к Земле, возможно, поглотив и ее. Такое положение дел будет сохраняться несколько миллионов лет, в течение которых Солнце будет больше своего теперешнего размера в 200 раз.
Затем звезда сожмется и сравнительно быстро превратится в белого карлика. Сейчас ученые спорят о том, какой небесный объект тогда станет больше — Солнце или Земля.
Источник
Как вращается Земля
Общеизвестно, что Земля вращается вокруг Солнца, однако не каждый знает, как и почему наша планета это делает. И даже ученые до сих пор не могут точно ответить на вопрос, что побуждает небесные тела вращаться вокруг центра Солнечной системы.
Земля или Солнце: что вращается?
Много лет назад считалось, что Земля является неподвижной, а вращаются вокруг нее Солнце и все другие местные планеты. Доказать обратное удалось только в XVI в. Многие ошибочно связывают этот научный прорыв с именем Галилео Галилея, ведь это он произнес знаменитые слова «И все-таки она вертится!».
Однако открытие принадлежит Николаю Копернику — в своем трактате «Об обращении небесных сфер», увидевшем свет в 1543 г., он выдвигал теорию о движении планет вокруг Солнца, а не всех небесных тел вокруг Земли.
Эта идея долгое время не была признана в европейских научных кругах и тем более ее не поддержала церковь. Однако это была мини-революция, оказавшая влияние на дальнейшее развитие астрономии.
Сначала теория о вращении планет вокруг центра Солнечной системы была окончательно доказана, затем астрономы начали выяснять причины такого явления.
В последние столетия выдвигалось множество гипотез, однако точно ответить сегодня на вопрос, почему Земля крутится вокруг Солнца, не может ни один исследователь.
Хотя несколько версий имеется:
- инертное вращение;
- приведение в движение магнитосферой;
- воздействие на Землю солнечного излучения.
Закон Ньютона утверждает, что все тела, в т. ч. и космические, передвигаются по прямой линии. Это значит, что околосолнечные планеты, включая нашу, давно должны были улететь в открытое космическое пространство, однако до сих пор этого не произошло. Все же Солнце имеет большую массу, вызывающую соответствующую силу притяжения.
Во время своего движения Земля все время пытается отклониться от эллиптической траектории и начать движение по прямой линии, однако солнечная гравитация притягивает планету обратно, поэтому мы удерживаемся на орбите и кружимся вокруг нашего светила.
Вращение Земли вокруг Солнца
Вокруг центральной точки Солнечной системы Земля крутится по орбите, форму которой можно описать, как «сглаженный, близкий к правильному кругу эллипс». Эта форма немного изменяется год от года, полный цикл изменений составляет почти 100 тыс. лет.
Планета несется в пространстве, преодолевая примерно 107 тыс. км в час. Ее движение, если смотреть на Землю «условно сверху», так, чтобы взгляд наблюдателя падал на наш северный полюс, осуществляется против часовой стрелки.
Наклон оси вращения Земли
Под земной осью понимают условную прямую, проходящую через оба географических полюса нашей планеты и ее центр. Вокруг этой линии Земля совершает свое суточное вращение.
По отношению к плоскости, в которой мы движемся вокруг Солнца, эта линия расположена не перпендикулярно, а под углом 66°33´. Это объясняет изменения у нас времен года, ведь из-за наклона каждая точка на поверхности земного шара в разные периоды времени получает различное количество солнечного тепла и света.
Никакие внешние факторы (воздействие Солнца, лунное притяжение и т. д.) не влияют на угол этого наклона, однако вызывают прецессию — перемещение нашей планеты по траектории в виде кругового конуса. Сейчас Северный полюс Земли «смотрит» на Полярную звезду, самую яркую в созвездии Малой Медведицы.
Примерно через 12 тысячелетий он будет направлен на звезду Вега в противоположной части небосвода, а еще через такой же период времени — снова на звезду-альфа Ursa Minor.
Вращение Земли вокруг своей оси
Суточное вращение наша планета совершает против часовой стрелки, если смотреть на нее сверху с условного северного полюса мира, совпадающего по ориентации с земным Северным полюсом. Выполняя 1 полный оборот за 23 часа 56 минут и немногим более 4 секунд, Земля тем самым определяет продолжительность местных суток. Кроме того, такое вращение объясняет смену дня и ночи.
За то время, когда мы совершим один полный виток вокруг центра Солнечной системы, планета успевает сделать примерно 365,25 осевых оборотов — это продолжительность местного годового периода.
Исчисление дней с сотыми долями целого числа не удобно, потому учеными в конце XVI в. было предложено каждые 4 года добавлять в календарь 1 дополнительный день.
Каждое столетие земные сутки удлиняются примерно на 1 мс (миллисекунду) из-за постепенного замедления вращения планеты под воздействием лунной гравитации. Однако пока такая малая погрешность не вызывает проблем и влияет лишь на работу суперточных систем и механизмов.
Ранее Земля также меняла темп своего вращения — об этом свидетельствуют геологические исследования ее поверхности, однако всегда это происходило на величину не более +/-5% от начального значения.
Теория об инертном вращении
Существует гипотеза, что когда Земля только появилась и находилась в активной фазе своего формирования, она хорошо («с запасом») раскрутилась, а теперь вращается исключительно по инерции. Такая теория применима и к другим объектам Солнечной системы. Однако у нее имеется и немало противников, ведь объяснить колебания скорости движения нашей планеты эта гипотеза не может.
Теория о магнитных полях
Из курса физики понятно: при попытке соединить два магнита между собой одинаково заряженными полюсами их естественной реакцией станет стремление оттолкнуться друг от друга. На этом факте построена теория о магнитных полях, гласящая, что раз земные полюса имеют одинаковый заряд, они стремятся в разные стороны и тем самым заставляют Землю вращаться.
Не так давно также было высказано еще одно научное предположение: земная магнитосфера толкает внутреннее ядро в направлении с запада на восток, и это заставляет его двигаться вокруг своей оси быстрее, чем остальные участки тела.
Воздействует ли на вращение нашей планеты Солнце?
Теория о влиянии на околосолнечное вращение нашей планеты самого Солнца — наиболее вероятная на сегодня. О прогревании солнечным излучением поверхностных оболочек Земли (атмосферы, гидросферы, верхних слоев литосферы) ученые знают давно. Открытие последних лет — нагрев этот неравномерный, вызывающий воздушные и морские течения.
При взаимодействии с твердой земной корой эти течения заставляют планету вращаться, а своеобразными турбинами, которые определяют направление и скорость движения, являются континенты.
Некоторые из земных материков недостаточно монолитные, и это вызывает их дрейф, что, в свою очередь, влияет на снижение или увеличение скорости вращения.
Источник
Во сколько раз Солнце больше Земли
Человечество долгое время волновал вопрос, во сколько раз Солнце больше Земли.
Солнце — самая ближайшая к нам звезда, благодаря которой возможно существование жизни на нашей планете. Если бы она была чуть горячее или холоднее, меньше или больше в радиусе, то невозможно было бы появление людей и других живых существ. В древности люди считали, что именно Солнце вращается вокруг Земли. Такую теорию выдвинул Птоломей, живший во 2 веке до н.э. Но только спустя столетия, в 16 веке, польский учёный Николай Коперник смог с помощью сложных вычислений доказать, что именно эта звезда стоит в центре Солнечной системы. На данный момент астрономия продолжает развиваться и обладает уже достаточными знаниями о самой близкой к нам звезде, в том числе и во сколько раз Солнце больше Земли.
Размеры
Когда мы смотрим на светило, то кажется, будто по диаметру оно не больше, чем монета, но это не так, ведь звезда намного больше нашей планеты. Такой эффект происходит из-за большой удалённости раскалённого газового шара от нашей планеты (примерно 150 000 000 км). Чтобы людям было проще понять величину светила, учёные определили во сколько раз радиус Солнца больше Земли.
Для того чтобы понять размеры звезды необходимо измерить его радиус, но сделать это по отношению к газовому шару намного сложнее, нежели к твёрдому телу, поэтому ввели такой термин, как лимб. Лимб — это резко очерченный край светила, который и принимается за границу шара. Далее величина светила вычисляется так же, как и любого другого космического объекта. По расчётам астрономов радиус звезды составляет 696 000 км. Благодаря этим данным нетрудно вычислить во сколько раз больше диаметр Солнца диаметра Земли. Получается, что в 109 раз! Если для наглядности представить нашу планету величиною с апельсин, то звезда по аналогии будет выглядеть, как двухэтажный дом.
Земля и Солнце (фотомонтаж с сохранением соотношения размеров)
Масса
Если для того, чтобы представить реальные масштабы светила, Вам не хватило его размеров, то самое время сравнить массы нашей планеты и раскалённого шара, вокруг которого она вращается. Так, масса первой составляет 5,9736х1024 кг, а второго примерно 2х1030 кг (нетрудно вычисляется из третьего закона Кеплера). Отсюда можно определить, что Солнце примерно в 333 333 раз тяжелее его третьей планеты. Если опять же для наглядности представить Землю в виде привычной для нас вещи, размеры которой мы можем легко вообразить, к примеру, пшеничного зёрнышка, то Солнце, по сравнению с планетой, имело бы массу, как четыре 5-литровые бутылки воды.
Представлять себе реальные размеры нашего светила важно не только потому, что это ближайшая к нам звезда, но и для того, чтобы понять огромные масштабы Вселенной и наше крохотное место в ней.
Источник
Солнце во сколько раз больше Земли: сравнение по разным параметрам
Солнце – сердце нашей звездной системы. Это тело – шар раскаленного газа, несущий примкнувшие к нему планеты вокруг центра галактики со скоростью около 200 км/с. Даже относительно всех, вместе взятых тел системы Солнце огромно – оно превышает общую массу в 750 раз. Глядя на светило с нашей родной планеты, сложно понять, во сколько раз диаметр Солнца больше Земли.
Размер
Для далекого от мира звезд человека наше светило кажется невероятно огромным, однако специалисты относят его к желтым карликам – таких тел в Галактике просто «пруд пруди». И до сих пор считалось, что оно никак не выделяется среди аналогичных звезд. Но последние годы ученые обнаруживают характеристики, отличающие его от светил того же класса, что и Солнце. Например, оно излучает меньше лучей ультрафиолетового спектра, чем его «собратья». Относительно подобных звезд наше светило имеет большую массу. Кроме того, относясь к переменным звездам, яркости своей заметно не меняет наше Солнце.
Во сколько раз больше Земли наше светило, давно известно, хотя это и сложно осознать человеку. Его диаметр составляет 1392 тысячи километров. Чтобы примерно понять, Солнце во сколько раз больше Земли, нужно представить дом в 5 этажей, высота которого порядка 13,5 метров – это диаметр светила. Рядом с ним лежит шарик, составляющий всего 12,5 см в диаметре – это Земля. Так, наглядно, проще представить себе разницу между этими небесными телами.
Интересно! Если сравнивать светило с черной дырой, расположенной в середине Галактики, то разница будет еще более впечатляющей. В этом случае в виде дома следует представлять уже дыру. А Солнце рядом с ним — примерно как гречневое зернышко.
Диаметры
Радиус нашей звезды – 696 тысяч километров, тогда как нашей планеты – всего 6,371 тыс. Несложно подсчитать, Солнце во сколько раз больше Земли. По линейным размерам оно превышает нашу планету в 109 раз.
Понять же, во сколько раз масса Солнца больше Земли, сложно: светило «весит» два триллиона квадриллионов, тогда как наша планета – 6 секстиллионов. Разница между этими числами в 333 тысячи раз. Это означает, что Солнце в 333 раза «тяжелее» Земли.
Для наглядности можно представить себе нашу планету в виде пшеничного зернышка, весящего около 0,065 грамма. При таких условиях Солнце бы весило около 20 кг – 4 пятилитровые бутылки воды.
Гравитация
Ускорение свободного падения на светиле составляет 274 м/с, что в 28 раз больше земного тяготения. Таким образом, худенькая девушка, попавшая на Солнце и не сгоревшая (представим, что такое возможно), будет весить в два раза больше, чем самый тяжелый человек на Земле (его вес порядка 500 кг).
Объем
Плотность нашей планеты и звезды совершенно различны. Поэтому многих интересует, Солнце во сколько раз больше Земли по объему, ведь пропорции тел по объему не соответствуют пропорциям по весу или линейным размерам. Звезда имеет размер 1.412 х 1018 км3, тогда как голубая планета –10,8321·1011 км3.
Чтобы представить, насколько в реальности Солнце тяжелее Земли на единицу объема, достаточно перевести числа в более простые, понятные человеку. Для этого нужно взять планету и «взболтать» ее, добиваясь однородности состава. Аналогичным образом «поступить» с Солнцем. После этого от каждого тела «отрезать» по кусочку, равному кубическому метру (1 м в ширину, 1 м в дину, 1 м в высоту). Если взвесить получившиеся доли, то куб планеты Земля будет весить порядка 28 тонн, тогда как кубик Солнца – 400 тонн.
Проведя подобные вычисления и измерения несложно понять, что звезда нашей системы по всем параметрам превышает место нашего обитания, и уравнять их никак не получится. Если же сравнивать Солнце со светилами других систем нашей Галактики, оно окажется далеко не самым горячим, не самым большим, не самым массивным. Какие открытия относительно нашей и иных звезд ждут нас в дальнейшем – пока остается только гадать.
Источник