Алексей Насретдинов /

Гром солнечной кастрюли

От редакции: Алексей Насретдинов уже не раз радовал (или ставил в тупик) читателей своими текстами на тему физики звука [ 1 | 2 | 3 ]. Этой же теме посвящен его двухтомник, который выйдет в мае в издательстве «Бослен»: «Физика и анатомия музыки» и «Музыкальная математика древних». Но сейчас он намерен завести разговор не о строе индийского ситара и не о тувинском горловом пении. Речь пойдет о самом громком звуке, который раздается в окрестностях нашего городка. К счастью или к несчастью, услышать мы его не можем. Зато можем увидеть

+T -
Поделиться:

Знаете старый анекдот про актера, который должен был произнести фразу: «Чу! Я слышу пушек гром»? Если не знаете, можно погуглить, но смысл там в том, что очень громкий звук может качественно изменить всю ситуацию. А речь у нас тут пойдет о Солнце.

От Солнца бывают полярные сияния, от него дует солнечный ветер, от него исходит жесткий ультрафиолет, из-за которого все горнолыжники, полярники и пингвины ходят в темных очках. А еще от него у нас иногда болит голова и мы не высыпаемся. И все это от того, что Солнце, оказывается, гремит. Как большая кипящая кастрюля.

С чего бы это? Сейчас разберемся.

Что такое Солнце? Солнце — наше достояние. Наше достояние внутри очень горячее, около 14 миллионов градусов. Горячее оно потому, что в нем постоянно идут термоядерные реакции: водород, которого там много, превращается в гелий, которого там теперь тоже довольно много. Водород закончится, и мы все умрем. Впрочем, мы все умрем гораздо раньше, так что давайте ближе к делу.

Солнце сдавливается гравитацией — собственным весом. Внутри оно очень плотное, почти твердое, чем ближе к поверхности, тем рыхлее. Из центра Солнца энергия уходит в виде излучения (а плотность там такая, что квант энергии выбирается оттуда примерно за 170 тысяч лет). Но в рыхлой внешней части — «конвективной зоне» — дело идет быстрее: там энергию переносит уже не излучение, а вихревые потоки вещества. Горячие куски плазмы всплывают на поверхность, охлажденные же погружаются вниз. На поверхности, если исхитриться, можно рассмотреть такие большие ячейки, в середине яркие, по краям темные. В середине горячее вещество поднимается на поверхность, по краям холодное вещество стекает вниз.

Все это немного похоже на пузырьки в кипящей кастрюле. Масштаб, правда, разный: один пузырек имеет размер примерно как одна Белоруссия. Время жизни таких государств около 10 минут. То есть эти пузырьки не во всем похожи на Белоруссию. А еще есть Украина.

Температура этого кипятка — около 6000 градусов. По сравнению с адом в центре светила это очень мало. Ну и хорошо, что мало. Если было бы больше, жизнь на Земле просто не возникла бы. Спектр излучения тела с температурой в 6000 градусов достаточно комфортен для нас. В нем много голубого и розового света, ультрафиолетовые, портящие цвет лица лучи есть, но не жесткие, а мягкие и приятные.

А дальше начинается атмосфера. У нас на Земле принято так: чем выше в атмосфере, тем прохладнее. А на Солнце наоборот. Температура растет и растет! В солнечной короне, самом внешнем слое Солнца, она опять достигает миллионов градусов. Что же, черт возьми, происходит? С чего бы короне так греться?

Как ни странно, наше недоумение разделяла астрономическая наука. До самого недавнего времени. Никто не мог предложить механизм передачи энергии, который объяснил бы такой разогрев. Ведь атмосфера там очень разреженная, ничего там особо не поглощается, поди закачай туда энергию! Ничего не могли понять ученые, пили, впадали в депрессию, занимались диссипацией. Но даже это не помогало.

А оказалось, все дело в шуме!

«Кипящая» поверхность Солнца издает страшный грохот! Можно было бы догадаться. Шум там примерно такой, как если бы вся поверхность светила была устлана самыми мощными концертными колонками, непрерывно транслирующими Red Hot Chili  Peppers на максимальной громкости. А слушатели? Слушателями могли бы быть мы. Но звук поглощает корона.

Тут у ученых опять зашла мозга за мозгу. Дело в том, что звуковые волны не так уж хорошо поглощаются даже в земной атмосфере, не говоря уж о разреженной солнечной короне. Если бы это было не так, нам тяжело было бы говорить друг с другом, слушать музыку. Мы могли бы отапливать жилища, сунув в проигрыватель диск с 9-й симфонией Бетховена. Но на самом деле нагреть воздух звуковыми волнами почти невозможно. Что же тогда происходит в короне?

А вот что. С увеличением высоты плотность атмосферы падает. Вот и солнечная корона становится все более разреженной. Когда звуковые волны переходят из среды с большой плотностью в среду с меньшей плотностью, их амплитуда увеличивается. Это интуитивно понятно: чем меньше вокруг частиц, тем сильнее им надо побегать для достижения того же эффекта. В нашем случае амплитуда волн увеличивается до нескольких километров! Наступает момент, когда частицы начинают двигаться со скоростью большей, чем скорость звука в газе. Такие волны называются уже не звуковыми волнами, а ударными волнами.

Фото: www.army.mil
Фото: www.army.mil
Истребитель преодолевает звуковой барьер, образуется ударная волна.

Так и на нашем Солнце. Звуковые волны с высотой преобразуются в ударные волны и мчатся прямо на Землю, в Москву, на «Красный Октябрь», врываются в окна!.. Ах, нет, они быстро теряют энергию. Много. Примерно половину от всей энергии волны. Вот эта-то энергия и переходит в тепловую энергию движения частиц, повышая температуру короны до миллиона градусов.

Звука мы не слышим (солнышко все-таки далековато, да и вакуум по пути мешает насладиться концертом). Зато видим бешеное свечение короны, например, во время затмений.

Разгоряченная хромосфера и особенно лохматая корона выдают нам жесткое ультрафиолетовое и даже рентгеновское излучение. Слава Богу, на эту часть излучения приходится лишь малая часть энергии. Но есть еще ударные волны, не до конца поглощенные в хромосфере. Куда они деваются потом? А вот куда: толкают частицы вдаль от Солнца. Со скоростью сотни километров в секунду. Образуется нечто вроде ветра из заряженных частиц. Это, собственно, и есть солнечный ветер.

И этот солнечный ветер доставляет нам, землянам, немало хлопот.

Во-первых, от порывов такого ветра у нас время от времени болит голова. Когда солнечный ветер сталкивается с магнитным полем Земли, на Земле возникают магнитные бури. Магнитные бури влияют на наше здоровье — эта вздорная теория до сих пор окончательно не опровергнута наукой.

Иллюстрация: предоставлена автором
Иллюстрация: предоставлена автором

 

А еще ведь есть эскимосы! Не знаю, болит ли голова у эскимосов, но вот северные сияния — это как раз то, что происходит, когда особо сильный порыв солнечного ветра долетает до нашей Земли.

И все это — «вегетососудистая дистония», скудные развлечения долгой эскимосской зимы, альпинисты в мужественных очках и красивые штуки во время солнечных затмений — просто отзвуки кипения солнечной кастрюли.

Правда ведь хорошая картина мира, цельная такая? Хоть и не без натяжек, ну так на то вам и популярная наука, чтобы с помощью натяжек создавать цельную картину. Пока на Солнце не выгорел весь водород, пока все живы, слава Богу. Потому что, если всерьез разбираться, с формулами, это ж где взять столько времени?

Комментировать Всего 68 комментариев

Красиво! Эскимосы в очках смотрят наверх,а там "солнечный ветер",пингвины попадали и лежат,их некому поднять потому,что у полярников болит голова.Кругом северное сияние!

Эту реплику поддерживают: Млада Стоянович, Алексей Насретдинов

Вот редактора! Нет чтобы еще от себя чего-нидь красивое приписать,они только и умеют поотрезать!

Эту реплику поддерживают: Елизавета Титанян, Алексей Воеводин

Да ладно, они все правильно делают, со стороны всегда виднее.

Очень часто ведь то, что тебе кажется очевидным - для других совсем не очевидно. Или когда что-то подробно объясняешь - обижаются, дескать, не стоит их принимать за идиотов :)

А по поводу мастер-класса для взрослых нужно подумать, это одна из тех ниточек, за которую если аккуратно потянуть - выуживаешь целые пласты культуры.

Где-то я слышал, что "редактировать" в переводе и означает "отрезать". А те, кто добавляют, называются иначе... 

:)

Кино покажешь новое?

Мне те, что ты показывал кусочки, сильно понравились!

48 минут смонтировал. Медленно выходит "каменный цветок"... 8-)

Спасибо, ползём, преодолевая препятствия. Осенью посмотим, я надеюсь.

Эту реплику поддерживают: Алексей Насретдинов

А добавлятели как называются? Интересно было бы узнать.

Иногда их называли "членыхудсовета". Бр-рр!

Насчет виднее со стороны -это точно. Мой учитель живописи говорил так :"Ну вам из погреба-видней!"

Про мастер-класс.Я ведь в Нью-Йорке в основном живу.Изредка правда: в Новосибирске,Петербурге и совсем редко в Москве.Раньше еще была частым посетителем Висбадена.

А Вы то где в основном?

 Я в основном в москве

Иногда в Цюрихе, Северной Италии, Мюнхене :)

Мб видео записать? И на сайте разместить. Хотя, это уже не то, конечно, но все же!

ну и когда же ты в Мюнхене? или ты врешь, или ты прячешься!

В Мюнхен собираюсь в начале лета.

В Цюрих - недельки через две, в принципе, там не далеко, могу доехать :)

Там часа 3 ехать на поезде ведь? Ну не 7, думаю.

Заеду :)

Я напишу еще личное сообщение как соберусь. Послушаем там чего-нибудь?

а вот этого не обещаю, я ведь музыку с детства ненавижу!

Эту реплику поддерживают: Сергей Любимов, Алексей Насретдинов

да какие там видео...я ведь не Ксения Собчак.

Алексей, спасибо! Я в любой физике дубдубом, но качественный научпоп - активно обожаю, даже если ничего понять не могу :)) Когда-то, в детстве прочитала подряд все тома энциклопедии "Хочу все знать". Серенькие такие, большеформатные, может, кто помнит? Ничуть интеллектуально не обогатилась (потому что почти сразу все забыла), но получила огромное удовольствие :))

активно обожаю, даже если ничего понять не могу .......почти сразу все забыла), но получила огромное удовольствие

— я также философию читаю. беру в дорогу книжку потолще. типа умный. философия как овсянка — через полчаса опять голоден, а что ел, забыл.

Я помню! Хорошие книжки

Но в школе я почему- то больше математику изучал. Гарднер, Сканави, Перельман и др.

Ну и "Занимательную физику" тоже, конечно

Эту реплику поддерживают: Млада Стоянович, Алексей Воеводин

Это я про занимательную физику) была у меня такая книжка, оранжевая с синими сотами на обложке.

Эту реплику поддерживают: Алексей Воеводин, Алексей Насретдинов

Сканави, по-моему, это была книжка для подготовки к экзаменам. Или у него чего-то для детей было?

А про Перельмана (того самого) знаю из первых рук чудесную историю. Он в конце своих книжек публиковал свой адрес и пожелание: если вы, дети, хотите чего-нибудь мне сказать, так пишите вот сюда... А сам жил в коммунальной квартире в Ленинграде. И вот я однажды со своим приятелем в ней оказалась (там жил знакомый). И когда я тихонько и восторженно завибрировала от пиетета к месту, жительница той квартиры сказала нам: уже почти полвека прошло, как Яков умер от голода в блокаду, а письма ему от детей все идут и идут...

Вот это, без дураков, признание...

Ну вот прикиньте на сейчас: сейчас, допустим, и-нет. И вот кто-то что-то опубликовал сегодня в и-нете и потом в течении пятидесяти лет это все еще актуально настолько, что уже третье поколение детей пишет и пишет комменты к этому материалу и пожелания давно ушедшему от нас автору...

Задачки из учебника Сканави мы решали класса с 6го, кажется. И до 10го включительно.

А Перельман, он - редкий. Без комментариев. Даже не знаю какая еще книжка по физике была так любима очень многими.

Эту реплику поддерживают: Катерина Мурашова, Сергей Любимов

Катерина, как я вам завидую. Я бы тоже хотела в ту квартиру. А еще у меня была (и есть) Занимательная минералогия Ферсмана, до сих пор перечитываю. И тоненькая книжка Фарадея про свечу. Там было уже совсем непонятно, но зато Фарадей. Мне очень нравилось. 

Эту реплику поддерживают: Катерина Мурашова

Алексей, мне кажется, в Вас  пропадает дар учителя! Доброго, умного, любящего своих бестолковых учеников!

Эту реплику поддерживают: Алексей Воеводин

Физике и математике я уже учил :) Устал, и денег не платят

Вот теперь приглашают в ГИТИС вокалистам рассказывать про физику звуков. Денег опять не предлагают. :)

Эту реплику поддерживают: Сергей Любимов

Алексей,я точно знаю,что если денег не дают, то ты точно человек стОящий.Всё стОящее-бесценно.

А потом всегда ведь так:одному - деньги, другому -счастье.

Эту реплику поддерживают: Млада Стоянович, Алексей Насретдинов

Будем теперь вместе уповать,я тоже всю жизнь уповаю.

Эту реплику поддерживают: Алексей Насретдинов

Да, труд учителя сложен и не всегда благодарен. Уверена,что если бы Вы меня учили математике и физике, я былучше бы понимала в этих науках. Хотя, у меня есть тайная мысль,что если я сейчас займусь самостоятельно. то все пойму сама))

Вот ведь ГИТИС, хотят забрать Ваши знания даром. Не отдавайте!

Эту реплику поддерживают: Ирина Неделяй

У меня папа учитель

Это наследственное

Есть такая спецмальная группа генов - "гомозиготная мутация ААВ +|-5", она отвечает за наследование способностей к преподавательской деятельности у русских и японцев

Эту реплику поддерживают: Елизавета Титанян, Сергей Любимов

Алексей, Вы н перестаете меня удивлять!  Старое слово из учебника биологии - гомозиготная! Но почему только у русских и японцев? А у итальянцев и французов, какая  группа генов отвечает за наследование способностей к преподавательской деятельности?

Это я пытался пошутить :)

Набор слов, который я привел, ничего не означает :)

Гомозиготные признаки (мутации) - это те, которые всегда наследуются, в отличие от гетерозиготных

Это я уже неишучу :)

Всё, полный провал)) Пойду почитаю википедию!

Круто ! Дочитал до недоумения астрономической науки и отошел выкурить пол-сигареты, чтобы попробовать это недоумение разрешить. Но не разрешил, бо забыл условия игры в телевикторины, где каждое слово - здесь название статьи - может нести подсказку. А ведь казалось бы задача несложная - сводится (с точностью до масштабирования) к задаче истечения плотного флюида в вакуум, где происходит разгон частиц до преодоления звукового барьера, с образованием диска маха, ударной волны и всех вытекающих прелестей. Но не догнал сходу.

Не ты один! :)

Когда чувак, забыл его фамилию, принес статью в редакцию научного журнала, его все послали. И еще в нескольких редакциях журналов. И один из главных редакторов на свой страх и риск опубликовал. А "эксперты" говорили - чушь! :)

Он как раз первым сравнил эти явления с истечением газа из сопла Лаваля там все понятно :) Газ плотный, проходит чекрез дырочку и - Ах! Полетели!

я тоже гидродинамику изучал, мог бы догадаться.

Но - не догадался :)

Эту реплику поддерживают: Сергей Любимов

Ой, как люблю такие фразы! В детстве даже заучивал кое-что.

Эту реплику поддерживают: Сергей Любимов

истечение плотного флюида в вакуум, где происходит разгон...до всех вытекающих прелестей.

Это не эротическая лирика, а внятный физикам текст?

Да, вполне внятный.

А ведь казалось бы задача несложная - сводится (с точностью до масштабирования) к задаче истечения плотного флюида в вакуум, где происходит разгон частиц до преодоления звукового барьера, с образовани

Чуть не заплакала.... особенно от "казалось бы задача несложная" ну и потом все эти слова...

Пока все читали Перельмана и остальных я зачем-то читала биографию Врубеля, и увлекалась Блоком, а потом Лермонтовым...

И вместо того чтобы ударные волны изучать учила наизусть неизвестно зачем"..но маршалы зова не слышат. Иные погибли в бою,другие ему изменили и продали шпагу свою..." и меня такою волной ударяло,словно бы я сама там с Наполеоном на скале стояла.

Вот как по-разному устроены головы у нас у всех.

А солнце, несмотря на это, продолжает на нас на всех дуть своим "солнечным ветром".

Как все-таки поэтично это всё!

Эту реплику поддерживают: Млада Стоянович, Сергей Любимов

Ирина!

Не надо тебе изучать физику в высших школах :)

Это для таких зануд, как я, Сергей Любимов и др :)

Ты лучше рисуй и рассказывай

Увкрен, что ни у меня ни у Сергея ни у практически (ни) у кого это так здорово не получится

Эту реплику поддерживают: Сергей Любимов

Спасибо за комплимент!

А я таки помню в шестнадцать лет купила популярную книжку объясняющую теорию Эйнштейна. Ну естественно там зет было равно чему-то умноженному на что-то...это все смутно как-то было,но потом вдруг дошла я до места,где двое близнецов уезжают друг от друга.

Это было как шаровая молния! Значит дело было так: один близнец стоит на вокзале(я представляла Вокзал Новосибирск-Главный) а другой уезжает на поезде в Сокур(такой населенный пункт).Ну и вот НЕИЗВЕСТНО ВОВСЕ КТО ЖЕ ИМЕННО УЕЗЖАЕТ!

Там было изложено,что мол и оставшийся на вокзале Новосибирск-Главный ТОЖЕ МОЖЕТ УЕХАТЬ С ВОКЗАЛОМ ВМЕСТЕ. Это мол как на ситуацию поглядеть!

Меня это сразило наповал.

С тех пор я во всём сомневаюсь: и в себе, и во всём вокруг. Поскольку с шестнадцати лет мне стало ясно,что всё вокруг ОТНОСИТЕЛЬНО.

Но вот Наполеон в моём сознании всё так же незыблемо стоит на вершине,над морем, на холодном граните и всё также скорбно зовет маршалов своих.А они всё так же не слышат,а я всё так же не могу прочесть это вслух-волнуюсь как много лет назад.

Эту реплику поддерживают: Млада Стоянович, Сергей Любимов

:)

Картинка с Наполеоном хороша, я себе ее так ярко представил!

А в той книжке еще один парадокс описывался, наверное. Один из близнецов остается на Земле, другой решил полетать в космосе. Тот, что летал, по возврощении оказался моложе брата.

Куча вопросов: а как же биологическое время? А далеко ли он должен летать? А можно ли курииь в космосе? И так далее

Это интересно, да

Но сложно, понятийно сложно

Весь теорфиз сложен понятийно: квантовая механика, сверхпроводимость и тд

Противоречит нашей интуиции

Эту реплику поддерживают: Сергей Любимов

Точно,точно так! Вот именно полетал и вернулся моложе! Я вот E вчера зетом обозвала,потому что это большое Е было похоже на зет.

В общем что касается цифирей и всяких формул это слишком далеко от меня,а вот близнецы улетающие,это как раз по моему уму.

Моя старшая дочь однажды сказала,что раз у людей есть ангелы похожие на них,то у кошек и собак тоже есть ангелы похожие на них и тоже с крыльями.

Вот примерно так я и представляла близнеца-улетающего,то есть машущего крыльями.

Ну и фигура Эйнштейна, в связи с этой книжкой, была в моей голове весьма странными сущностями окружена.

Наполеон для меня как-то конкретней.

Эту реплику поддерживают: Алексей Насретдинов

Мне кажется за эту фразу, в Сергея Любимова можно влюбиться!!! Но читая эту фразу, я себя на минуту почувствовала Людочкой из Покровских ворот, на поэтическом  собрании в Политехническом музее))))

Да, после этой фразы статейка о феминизме показалсь мне еще беспочвеннее))

Млада, любовь зла - продолжение известно. А фраза овершенно примитивная и корявая, в стиле чукчи, который что видит - то и поет, при этом поет плохо.

:)))

Альтернированный по верхнему индексу кососимметричный гудерниан :))

Эту реплику поддерживают: Сергей Любимов

Просто хочется писать про то, что самому интересно :)

Эту реплику поддерживают: Lucy Williams

Дорогой Алеша, интересные вещи тебе интересны!:) Спасибо!

Эту реплику поддерживают: Алексей Насретдинов

Роскошь - то, без чего ты можешь обойтись. Но не хочешь. Вот этот текст, по-моему, интеллектуальная роскошь.

8-)

Да нет, Валерий

Текст сыроват, это я не на комплименты напрашиваюсь

Можно было лучше :)

Это и не комплимент, а то, без чего можно обойтись. Ха-ха! 

Я помню во ВГИКЕ на лекции по научпопкино рассказывали о сценарии про одну машинку (кукурузины проскакивали скавозь вакуум и получался попкорн). Очень интересно было читать, хотели уже фильм снять, а потом подумали, - зачем? И не сняли. 

А надо было снять. В микросъемках и замедленных съемках разных процессов огромный потенциал, в том числе и эстетический.

Когда я науку двигал, у нас в институте в соседней лаборатории "рельсотрон" испытывали (и создавали): разгоняли пластиковые кубики до скоростей 10-15 км/с

и нужно было снимать, как эти кубики в стальную броню впиндюриваются и образуют там аоронки, разбрызгивают броню

Вот ребята славно потренировались с фотопленкой!

Зато фотки были потрясающие!

Эту реплику поддерживают: Сергей Любимов

Согласен. Когда ты наблюдаешь то, что видеть невозможно - это завораживает по-настоящему. 

Но вот... вдруг вспомнил ключевую фразу "он слишком много знал". Есть ведь ещё проблема избыточности знаний, от которых многая печали. 

Впрочем, это, наверное, отдельный разговор.

Эту реплику поддерживают: Алексей Насретдинов