Dessa fantastiska stjärnor: hur underbart det är att titta på dem, titta på natthimlen, drömma och göra önskningar. Under dagen är himlen annorlunda. Den är lätt, ljus från solen, det kan till och med göra ont att titta på den. Vart tar stjärnorna vägen? De verkar smälta med gryningen. Vad händer med dem under dagen?

Det universella ljusets natur

Ovanligt attraktiva och mystiska rymdobjekt som kallas stjärnor försvinner inte någonstans, dag eller natt. Ja, de har sin egen livscykel från födseln till det fullständiga försvinnandet, men under hela deras existens försvinner dessa föremål inte någonstans. Varför syns då inte stjärnorna på dagen, men på natten lyser de starkt för oss?

Det är bara det att under dagen döljer den ljusa solen deras ljus. Det lyser så starkt att det helt enkelt inte finns någon chans för något annat ljus. Men så fort planeten jorden vänder sin andra sida mot solen öppnar sig natthimlen framför våra ögon. Om vädret är klart kan vi se nattens ljusskimrande strålar, som ädelstenar. Det är därför stjärnorna inte är synliga på dagen, men på natten, när solen har gått under horisonten, lyser de för oss i all sin skönhet och når genom yttre rymden.

Vårt dagsljus är inte så stort, relativt de stora rymden. Detta är dock den stjärna som ligger närmast jorden: enorm och ljus. Solljus lyser upp vår planet kraftfullt, vilket gör andra glöd osynliga eller knappt märkbara.

Uppleva

Du kan göra ett experiment som tydligt visar varför du inte kan se stjärnor under dagen, men när det är mörkt är det tvärtom. För att göra detta måste du göra hål i en kartong och placera en ficklampa inuti (du kan använda en annan ljuskälla, som en bordslampa). När det andra ljuset släcks, i ett mörkt rum, kommer hålen att lysa som små stjärnor. Om du tänder det allmänna ljuset i rummet försvinner glöden från kartonghålen. Denna enkla upplevelse är tillräckligt för att förstå varför stjärnorna inte är synliga under dagen, men när mörkret börjar lyser de för oss från himlen.

Myt och verklighet

Det finns många legender förknippade med rymdobjekt. En av dem säger att stjärnor kan ses även under dagen. För att göra detta behöver du bara vara antingen i botten av en brunn, schakt eller i en skorsten. I allmänhet är stjärnorna på himlen statiska, vilket inte kan sägas om planeterna. De kan alltid hittas vid en punkt i universum.

Så legenden om brunnar, schakt och breda skorstenar ansågs sann under lång tid. Detta var perioden från den antika grekiske filosofen Aristoteles (IV-talet f.Kr.) till den engelske fysikern-astronomen John Herschel (XIX-talet).

Faktum är att även om du befinner dig på botten av en brunn, kommer du inte att se en stjärna på himlen under dagen - den här legenden är en komplett myt. Det är inte klart varför det funnits så länge? Det finns ju absolut inga objektiva förutsättningar för detta.

Detta uttalande kom troligen från Leonardo da Vincis erfarenhet. För att se bilden av stjärnor från jorden gjorde han ett litet hål i ett pappersark för ögats pupill och tittade igenom det och applicerade det på sina ögon. Han såg små prickar glöda utan strålar eller darra. Faktum är att stjärnglans är en effekt som uppstår på grund av strukturen i våra ögon. De har en fiberlins som böjer ljus. Om du tittar på nattljusen genom ett litet hål, så skickas en mycket tunn ljusstråle in i linsen. Den passerar direkt genom mitten och är praktiskt taget inte krökt.

Utveckling av teorin

Fråga: "Är stjärnorna synliga från brunnen under dagen?" frågade den romerske vetenskapsmannen Plinius med hjälp av Aristoteles teori om djupa grottor. Efter detta använde många författare dessa metoder för att observera himlakroppar i sina verk. Till exempel Kipling och R. Ball. Vid olika tidpunkter försökte nyfikna människor denna metod för att observera stjärnorna under dagen. Alla dessa experiment var ofullständiga. Bland dessa försöksledare fanns: den tyske naturforskaren och resenären Alexander Humboldt, astronomen från staden Springfield R. Sanderson och andra.

Det visar sig att från sådana djupa grottor, brunnar och skorstenar är bara en ljus fläck av blå himmel synlig, om vädret är klart. Av de himmelska kropparna är det bara solen som kan ses under dagen. Jorden och stjärnorna är nära förbundna. Men ljuset från den närmaste förblindar oss så mycket att andra bleknar bort. Och bara när en del av planeten störtar ner i mörker öppnar sig skönheten hos avlägsna och lockande stjärnor framför dina ögon. Naturligtvis ledde människans önskan att känna till det okända honom till skapandet av ett astronomiskt teleskop, genom vilket man nu kan se stjärnorna även under dagen.

En växande person är intresserad av bokstavligen allt. Han ställer frågor om allt han ser. Varför skiner solen på dagen och stjärnorna på natten? Och så vidare och så vidare. Att svara på till synes enkla frågor är inte alltid lätt. Ibland saknas någon speciell kunskap. Och hur kan vi förklara något komplext på ett enkelt sätt? Alla kan inte göra detta.

Vad är en stjärna?

Utan detta koncept är det omöjligt att tydligt förklara varför solen lyser på dagen och stjärnorna på natten. Barn föreställer sig ofta stjärnor som små prickar på himlen, som de jämför med små glödlampor eller lyktor. Om vi ​​drar en analogi kan de jämföras med enorma strålkastare. För stjärnorna är ofattbart enorma, otroligt varma och ligger på så långt avstånd från oss att de verkar smulor.

Vad är solen?

Först måste du berätta för oss att solen är ett namn, som ett namn. Och stjärnan närmast vår planet bär detta namn. Men varför är det inte en poäng? Och varför skiner solen på dagen och stjärnorna på natten, om de är likadana?

Solen verkar inte vara en punkt eftersom den är mycket närmare än de andra. Även om det också är långt ifrån det. Om du mäter avståndet i kilometer blir antalet lika med 150 miljoner. En bil kommer att resa denna sträcka om 200 år om den rör sig utan att stanna med en konstant hastighet på 80 km/h. På grund av sitt otroligt stora avstånd verkar solen liten, även om den är sådan att den lätt skulle kunna ta emot en miljon planeter som jorden.

Solen är förresten långt ifrån den största och inte särskilt ljusstarka stjärnan på vår himmel. Den ligger helt enkelt på samma plats som vår planet, och resten är utspridda långt i rymden.

Varför syns solen under dagen?

Först måste du komma ihåg: när börjar dagen? Svaret är enkelt: när solen börjar skina över horisonten. Utan hans ljus är detta omöjligt. Därför kan vi, när vi svarar på frågan om varför solen skiner under dagen, säga att dagen i sig inte kommer om solen inte går upp. När allt kommer omkring, så fort det går bortom horisonten kommer kvällen och sedan natten. Förresten är det värt att nämna att det inte är stjärnan som rör sig, utan planeten. Och förändringen från dag till natt sker på grund av att planeten jorden roterar utan att stanna runt sin fasta axel.

Varför syns inte stjärnorna under dagen om de, som solen, alltid lyser? Detta förklaras av närvaron av en atmosfär på vår planet. I luften skingras de och överglänser stjärnornas svaga sken. Efter att den har satt, upphör spridningen och ingenting blockerar deras svaga ljus.

Varför månen?

Så solen skiner på dagen och stjärnorna på natten. Orsakerna till detta ligger i luftskiktet som omger jorden. Men varför är månen ibland synlig och ibland inte? Och när den är där kan den ta olika former - från en tunn skära till en ljus cirkel. Vad beror detta på?

Det visar sig att månen själv inte lyser. Den fungerar som en spegel som reflekterar solens strålar mot marken. Och observatörer kan bara se den del av satelliten som är upplyst. Om vi ​​betraktar hela cykeln börjar den med en mycket tunn månad, som liknar en inverterad bokstav "C" eller en båge från bokstaven "P". Inom en vecka växer den och blir som en halv cirkel. Under nästa vecka fortsätter den att öka och för varje dag närmar den sig en hel cirkel. Under de kommande två veckorna minskar mönstret. Och i slutet av månaden försvinner månen helt från natthimlen. Mer exakt är det helt enkelt inte synligt, eftersom bara den del av det som vände sig bort från jorden är upplyst.

Vad ser människor i rymden?

Astronauter i omloppsbana är inte intresserade av frågan om varför solen lyser på dagen och stjärnorna på natten. Och detta beror på att båda är synliga där samtidigt. Detta faktum förklaras av frånvaron av luft, vilket förhindrar ljus från stjärnorna från att passera genom solens spridda strålar. Du kan kalla dem lyckliga eftersom de direkt kan se både den närmaste stjärnan och de som är långt borta.

Förresten skiljer sig nattljusen i färg. Dessutom är detta tydligt synligt även från jorden. Det viktigaste är att titta noga. De hetaste lyser vita och blå. De stjärnor som är kallare än de tidigare är gula. Dessa inkluderar vår sol. Och de kallaste avger rött ljus.

Fortsätter samtalet om stjärnorna

Om frågan om varför solen skiner på dagen och stjärnorna på natten uppstår bland äldre barn, kan du fortsätta samtalet genom att komma ihåg stjärnbilderna. De kombinerar grupper av stjärnor som finns på ett ställe på himmelssfären. Det vill säga att de verkar ligga i närheten av oss. Faktum är att det kan vara ett stort avstånd mellan dem. Om vi ​​kunde flyga långt från solsystemet skulle vi inte känna igen stjärnhimlen. För konstellationernas konturer skulle förändras mycket.

I dessa grupper av stjärnor sågs konturerna av mänskliga figurer, föremål och djur. I detta avseende dök olika namn upp. Ursa Major och Ursa Minor, Orion, Cygnus, Southern Cross och många andra. Idag finns det 88 stjärnbilder. Många av dem är förknippade med myter och legender.

På grund av stjärnbilden ändrar de sin position på himlen. Och vissa är i allmänhet endast synliga under en viss säsong. Det finns stjärnbilder som inte kan ses på norra eller södra halvklotet.

Med tiden förlorade stjärnbilderna mindre stjärnor och utifrån deras mönster blev det svårt att gissa hur namnet kom till. Den mest kända stjärnbilden på norra halvklotet, Ursa Major, har nu förvandlats till en "hink". Och moderna barn plågas av frågan: "Var är björnen?"

Vårt universum består av flera biljoner galaxer. Solsystemet är beläget inuti en ganska stor galax, vars totala antal i universum är begränsat till flera tiotals miljarder enheter.

Vår galax innehåller 200-400 miljarder stjärnor. 75 % av dem är svaga röda dvärgar, och bara några få procent av stjärnorna i galaxen liknar gula dvärgar, den spektraltyp av stjärna som vår tillhör. För en jordisk observatör är vår sol 270 tusen gånger närmare den närmaste stjärnan (). Samtidigt minskar ljusstyrkan i direkt proportion till minskningen i avstånd, så solens synliga ljusstyrka på jordens himmel är 25 magnituder eller 10 miljarder gånger större än den synliga ljusstyrkan för närmaste stjärna (). I detta avseende, på grund av solens bländande ljus, är stjärnor inte synliga på daghimlen. Ett liknande problem uppstår när man försöker fotografera exoplaneter runt närliggande stjärnor. Utöver solen under dagen kan du se den internationella rymdstationen (ISS) och flammor från satelliter från den första konstellationen Iridium. Detta förklaras av det faktum att månen, vissa och konstgjorda satelliter (jordens konstgjorda satelliter) på jordens himmel ser mycket ljusare ut än de ljusaste stjärnorna. Till exempel är solens skenbara ljusstyrka -27 magnituder, för månen i full fas -13, för utblossningar av satelliter i den första konstellationen Iridium -9, för ISS -6, för Venus -5, för Jupiter och Mars -3, för Merkurius -2 har Sirius (den ljusaste stjärnan) -1,6.

Storleksskalan för den skenbara ljusstyrkan för olika astronomiska objekt är logaritmisk: en skillnad i den skenbara ljusstyrkan för astronomiska objekt med en magnitud motsvarar en skillnad på 2,512 gånger, och en skillnad på 5 magnituder motsvarar en skillnad på 100 gånger.

Varför kan du inte se stjärnorna i staden?

Förutom problemen med att observera stjärnor på daghimlen, finns det problemet med att observera stjärnor på natthimlen i befolkade områden (nära stora städer och industriföretag). Ljusföroreningar i detta fall orsakas av artificiell strålning. Exempel på sådan strålning är gatubelysning, upplysta reklamaffischer, gasfacklar från industriföretag och strålkastare för underhållningsevenemang.

I februari 2001 skapade en amatörastronom från USA, John E. Bortle, en ljusskala för att bedöma ljusföroreningar på himlen och publicerade den i tidningen Sky&Telescope. Denna skala består av nio divisioner:

1. Helt mörk himmel

Med en sådan natthimmel är den inte bara väl synlig, utan enskilda moln från Vintergatan kastar klara skuggor. Också synligt i detalj är zodiakalljuset med motstrålning (reflektion av solljus från dammpartiklar som ligger på andra sidan av linjen Sol-Jord). Stjärnor upp till magnitud 8 är synliga för blotta ögat på himlen. Himlens bakgrundsljusstyrka är 22 magnituder per kvadratisk bågesekund.

2. Naturlig mörk himmel

Med en sådan natthimmel är Vintergatan tydligt synlig i detalj och zodiakalens ljus tillsammans med motstrålningen. Det blotta ögat visar stjärnor med skenbar ljusstyrka upp till 7,5 magnituder, bakgrundshimlens ljusstyrka är nära 21,5 magnituder per kvadratbågsekund.

3. Country himmel

Med en sådan himmel fortsätter zodiakalens ljus och Vintergatan att vara tydligt synliga med ett minimum av detaljer. Det blotta ögat visar stjärnor upp till magnitud 7, bakgrundshimlens ljusstyrka är nära 21 magnitud per kvadratisk bågsekund.

4. Himlen i övergångsområdet mellan byar och förorter

Med en sådan himmel fortsätter Vintergatan och zodiakalens ljus att vara synliga med ett minimum av detaljer, men bara delvis - högt över horisonten. Det blotta ögat visar stjärnor upp till magnitud 6,5, bakgrundshimlens ljusstyrka är nära 21 magnitud per kvadratbågsekund.

5. Sky omgivande städer

Med sådana himlar är zodiakalens ljus och Vintergatan sällan synliga, under idealiska väder- och årstidsförhållanden. Det blotta ögat visar stjärnor upp till magnitud 6, bakgrundshimlens ljusstyrka är nära 20,5 magnitud per kvadratbågsekund.

6. Stadsförorternas himmel

Med en sådan himmel observeras inte zodiakalens ljus under några förhållanden, och Vintergatan är knappast synlig bara i zenit. Det blotta ögat visar stjärnor upp till magnituden 5,5, bakgrundshimlens ljusstyrka är nära magnituden 19 per kvadratisk bågsekund.

7. Övergångshimlen mellan förorter och städer

På en sådan himmel är varken zodiakalens ljus eller Vintergatan under några omständigheter synligt. Det blotta ögat visar bara stjärnor upp till magnituden 5, bakgrundshimlens ljusstyrka är nära magnituden 18 per kvadratisk bågsekund.

8. Stadshimmel

På en sådan himmel kan bara ett fåtal av de ljusaste öppna stjärnhoparna ses med blotta ögat. Det blotta ögat visar bara stjärnor upp till magnituden 4,5, bakgrundshimlens ljusstyrka är mindre än 18 magnituder per kvadratbågsekund.

9. Himlen i den centrala delen av städerna

På en sådan himmel kan bara stjärnhopar ses. Det blotta ögat visar i bästa fall stjärnor upp till magnitud 4.

Ljusföroreningar från bostäder, industrier, transporter och andra ekonomiska anläggningar i den moderna mänskliga civilisationen leder till behovet av att skapa de största astronomiska observatorierna i höga bergsområden, som är så avlägsna som möjligt från den mänskliga civilisationens ekonomiska anläggningar. På dessa platser iakttas särskilda regler för att begränsa gatubelysningen, minimera trafiken på natten och bygga bostadshus och transportinfrastruktur. Liknande regler gäller i särskilda skyddade zoner i de äldsta observatorierna, som ligger nära stora städer. Till exempel, 1945, organiserades en skyddande parkzon inom en radie av 3 km runt Pulkovo-observatoriet nära St. Petersburg, där storskalig bostads- eller industriproduktion var förbjuden. Under de senaste åren har försök att organisera byggandet av bostadshus i denna skyddszon blivit vanligare på grund av de höga kostnaderna för mark nära en av de största metropolerna i Ryssland. En liknande situation observeras kring astronomiska observatorier på Krim, som ligger i en region som är extremt attraktiv för turism.

Bilden från NASA visar tydligt att de mest intensivt upplysta områdena är Västeuropa, den östra delen av det kontinentala USA, Japan, kustnära Kina, Mellanöstern, Indonesien, Indien och Brasiliens södra kust. Å andra sidan är en minimal mängd artificiellt ljus typiskt för polarområdena (särskilt Antarktis och Grönland), områden i världshavet, bassängerna för de tropiska floderna Amazonas och Kongo, den högbergiga tibetanska platån, ökenregioner i norra Afrika, centrala Australien, de norra delarna av Sibirien och Fjärran Östern.

I juni 2016 publicerade tidskriften Science en detaljerad studie om ämnet ljusföroreningar i olika regioner på vår planet ("The new world atlas of artificiell natthimlens ljusstyrka"). Studien fann att mer än 80 % av världens invånare och mer än 99 % av människorna i USA och Europa lever under allvarliga ljusföroreningar. Mer än en tredjedel av världens invånare berövas möjligheten att observera Vintergatan, inklusive 60 % av européerna och nästan 80 % av nordamerikanerna. Extrema ljusföroreningar påverkar 23 % av jordens yta mellan 75 grader nordlig latitud och 60 grader sydlig latitud, samt 88 % av Europas yta och nästan hälften av USA:s yta. Dessutom noterar studien att energibesparande teknik för att konvertera gatubelysning från glödlampor till LED-lampor kommer att leda till en ökning av ljusföroreningen med cirka 2,5 gånger. Detta beror på det faktum att den maximala ljusemissionen från LED-lampor med en effektiv temperatur på 4 tusen Kelvin faller på blå strålar, där näthinnan i det mänskliga ögat har maximal ljuskänslighet.

Enligt studien observeras maximal ljusförorening i Nildeltat i Kairoregionen. Detta beror på den extremt höga befolkningstätheten i den egyptiska metropolen: 20 miljoner invånare i Kairo bor i ett område på ett halvt tusen kvadratkilometer. Detta innebär en genomsnittlig befolkningstäthet på 40 tusen människor per kvadratkilometer, vilket är cirka 10 gånger den genomsnittliga befolkningstätheten i Moskva. I vissa områden i Kairo överstiger den genomsnittliga befolkningstätheten 100 tusen människor per kvadratkilometer. Andra områden med maximal exponering finns i Bonn-Dortmunds storstadsområde (nära gränsen mellan Tyskland, Belgien och Nederländerna), på Padanian Plain i norra Italien, mellan de amerikanska städerna Boston och Washington, runt de engelska städerna London, Liverpool och Leeds, och i området av de asiatiska megastäderna Peking och Hong Kong. För invånare i Paris måste du resa minst 900 km till Korsika, centrala Skottland eller Cuenca-provinsen i Spanien för att se mörk himmel (ljusföroreningsnivåer mindre än 8 % av naturligt ljus). Och för att en invånare i Schweiz ska se en extremt mörk himmel (nivån av ljusföroreningar är mindre än 1% av naturligt ljus), måste han resa mer än 1 360 km till den nordvästra delen av Skottland, Algeriet eller Ukraina.

Den största graden av frånvaro av mörk himmel finns i 100 % av Singapore, 98 % av Kuwait, 93 % av Förenade Arabemiraten (UAE), 83 % av Saudiarabien, 66 % av Sydkorea, 61 % av Israel, 58 % av Argentina, 53% av Libyen och 50% av Trinidad och Tobago. Möjligheten att observera Vintergatan saknas från alla invånare i de små staterna Singapore, San Marino, Kuwait, Qatar och Malta, liksom från 99%, 98% och 97% av invånarna i Förenade Arabemiraten, Israel och Egypten, respektive. Länder med den största andelen territorium där det inte finns möjlighet att observera Vintergatan är Singapore och San Marino (100 vardera), Malta (89 %), Västbanken (61 %), Qatar (55 %), Belgien och Kuwait ( 51 %), Trinidad och Tobago, Nederländerna (43 % vardera) och Israel (42 %).

Å andra sidan Grönland (endast 0,12 % av dess territorium har en mörk himmel), Centralafrikanska republiken (CAR) (0,29 %), Stillahavsterritoriet Niue (0,45 %), Somalia (1,2 %) och Mauretanien (1,4 %). %) har minimal ljusförorening.

Trots den pågående tillväxten av den globala ekonomin, tillsammans med en ökning av energiförbrukningen, finns det också en ökning av befolkningens astronomiska utbildning. Ett slående exempel på detta var det årliga internationella evenemanget "Earth Hour" där majoriteten av befolkningen släcker ljuset den sista lördagen i mars. Inledningsvis var denna åtgärd tänkt av World Wildlife Fund (WWF) som ett försök att popularisera energibesparing och minska utsläppen av växthusgaser (bekämpa den globala uppvärmningen). Men samtidigt blev den astronomiska aspekten av handlingen också populär - önskan att göra himlen i megastäder mer lämpade för amatörobservationer, åtminstone för en kort tid. Kampanjen genomfördes första gången i Australien 2007 och året därpå spreds den över hela världen. Varje år lockar evenemanget ett ökande antal deltagare. Om 400 städer från 35 länder deltog i evenemanget 2007, så deltog 2017 mer än 7 tusen städer från 187 länder.

Samtidigt kan man notera nackdelarna med åtgärden, som består i en ökad risk för olyckor i världens energisystem på grund av att ett stort antal elektriska apparater plötsligt samtidigt slås av och på. Dessutom visar statistik på ett starkt samband mellan bristen på gatubelysning och en ökning av skador, gatubrott och andra akuta incidenter.

Varför syns inte stjärnor på bilder från ISS?

Bilden visar tydligt Moskvas ljus, det grönaktiga skenet från norrskenet vid horisonten och frånvaron av stjärnor på himlen. Den enorma skillnaden mellan solens ljusstyrka och till och med de ljusaste stjärnorna gör det omöjligt att observera stjärnor inte bara på daghimlen från jordens yta utan också från rymden. Detta faktum visar tydligt hur stor roll "ljusföroreningar" från solen har jämfört med påverkan av jordens atmosfär på astronomiska observationer. Men det faktum att det inte fanns några stjärnor på himlens fotografier under bemannade flygningar till månen blev ett av de viktigaste "bevisen" för konspirationsteorin om frånvaron av NASA-astronauter som flyger till månen.

Varför syns inte stjärnor på fotografier av månen?

Om skillnaden mellan solens skenbara ljusstyrka och den ljusaste stjärnan - Sirius på jordens himmel är cirka 25 magnituder eller 10 miljarder gånger, så minskar skillnaden mellan fullmånens skenbara ljusstyrka och Sirius ljusstyrka till 11 magnituder eller cirka 10 tusen gånger.

I detta avseende leder närvaron av en fullmåne inte till att stjärnor försvinner på hela natthimlen, utan gör det bara svårt att se dem nära månskivan. Ett av de första sätten att mäta stjärnornas diameter var dock att mäta varaktigheten av månskivan som täcker de ljusa stjärnorna i zodiakkonstellationerna. Naturligtvis tenderar sådana observationer att utföras vid månens minsta fas. Ett liknande problem med att upptäcka svaga källor nära en stark ljuskälla finns när man försöker fotografera planeter runt närliggande stjärnor (den skenbara ljusstyrkan hos Jupiter-analogen i närliggande stjärnor på grund av reflekterat ljus är cirka 24 magnituder, medan jordanalogen bara är cirka 30 magnituder ). I detta avseende har astronomer hittills bara kunnat fotografera unga massiva planeter under observationer i infrarött: unga planeter är mycket heta efter planetbildningsprocessen. Därför, för att lära sig hur man upptäcker exoplaneter runt närliggande stjärnor, utvecklas två teknologier för rymdteleskop: koronografi och nollinterferometri. Enligt den första tekniken täcks en ljus källa av en förmörkad skiva (konstgjord förmörkelse enligt den andra tekniken, "upphävs" ljuset från en ljus källa med hjälp av speciella våginterferenstekniker; Ett slående exempel på den första tekniken var, som sedan 1995 har övervakat solaktiviteten från den första frigöringspunkten. Bilder från rymdobservatoriets 17-graders koronagrafkamera visar stjärnor upp till magnituden 6 (en skillnad på 30 magnituder, eller en biljon gånger).

Många av oss var intresserade av varför stjärnor inte syns på himlen under dagen. När allt kommer omkring försvinner de inte någonstans, rör sig inte bort, men det mänskliga ögat kan fortfarande inte se dem i solens ljus. Forskare har länge räknat ut denna fråga, men ändå har många människor fortfarande svårt att förstå orsakerna till detta fenomen.

Stjärnor och sol

Varje stjärna är en gasboll av imponerande storlek som avger sitt eget ljus. Detta är en nyckelskillnad från planeter och satelliter: de skapar ljus genom att reflektera solens strålar på deras yta, medan stjärnor har sitt eget sken (eftersom de inte har något att reflektera solens strålar med).

Detta är huvudorsaken till att de inte syns under dagen. Utöver detta är det värt att överväga några andra nyanser:

1. Planeten har en atmosfär.

Det finns ett stort antal element i atmosfären. Dessa är koldioxid, väte och dussintals andra gasformiga ämnen (inklusive vattenmolekyler) som inte kan ses med blotta ögat.

När solens strålar passerar genom atmosfären har de en specifik färg beroende på färgens våglängd:

• blå, violetta och cyan färger (blå himmel) har korta vågor;
• och långa är röda (solnedgång).

Solen är också en stjärna, men dess strålar är så ljusa att de bokstavligen överglänser alla andra stjärnor och till och med planeter. Alla andra föremål i rymden kan inte heller ses, eftersom deras glöd är mycket svagare än solens.

1. Under dagen, när solen lyser upp jorden, sprids och bryts solens strålar.

Alltså kan stjärnorna inte ses under dagen, även om du flyttar till en annan punkt på planeten (på grund av strålspridningen i atmosfären). Närvaron av de nämnda elementen i luften är också av stor betydelse:

• mikroskopiskt damm behåller inte blått ljus från solen;
• närvaron av molekyler av en viss gas (till exempel röd fosfor) påverkar också färgschemat.

1. Med ett så brett utbud av nyanser av olika färger är det bokstavligen omöjligt att se stjärnorna.

Anledningen till detta är närvaron av många ljuskällor (som skapas av solen). Därför når stjärnornas sken helt enkelt inte planetens yta, och om den gör det neutraliserar solens spridda strålar dess inverkan helt. Det är därför stjärnor inte kan ses under dagen.

Å andra sidan kan människor fortfarande se en stjärna i dagsljus. Men bara den ljusaste av alla möjliga – bara solen.

Varför syns inga andra stjärnor bakom solen?

Det är väldigt enkelt: Solen är den enda stjärnan i vårt solsystem. Alla andra stjärnor ligger mycket längre bort, bortom dess gränser. Det är därför de inte kan ses under dagen - de är för långt borta, och deras utstrålning avbryts och sprids under påverkan av solens strålar.

Solen består också av flera lager som skiljer den från andra (studerade) stjärnor. Ja, den består av gaser, men runt den finns en ständigt rörlig atmosfär, som överstiger själva solens diameter med 3 och till och med 4 gånger. Denna yttre atmosfär är bara det första lagret av många andra som utgör solen.

Med hänsyn till allt detta bekräftas det återigen att stjärnorna inte kan ses under dagen på grund av denna "jätte", som på grund av sin struktur avger ett så starkt sken att det är omöjligt att avbryta det med någonting.

Samtidigt påverkar det mänskliga ögats struktur också:

• på natten, i det fria, kan du tillbringa timmar med att beundra stjärnorna på himlen;
• men även 3 sekunder av att titta direkt mot solen kommer att räcka för att radikalt skada din syn, och 6 sekunder för att kräva operation för att återställa ögonglobens struktur.

Således bekräftas det återigen att solen är mycket ljusare än andra stjärnor. Och det blir också tydligt att en person inte kan använda sina ögon på ett sådant sätt att fokusera inte på solens strålar, utan på mer avlägsna föremål.

Även om detta inte kommer att räcka, för på grund av ljusets brytning och spridning smälter de återstående stjärnorna helt samman med himlen, solens strålar och ämnens molekyler. Inte ens tekniken kommer att kunna se stjärnorna under dagen, än mindre människosyn?

Hur kan du se stjärnor under dagen?

Forntida vetenskapsmän, Aristoteles och Plinius, skrev i sina verk att stjärnor kan ses under dagen från en djup brunn, grotta eller lång skorsten. Detta är en ganska vanlig åsikt: vissa hävdar att detta är den sanna sanningen, och vissa kallar sådana talesätt för universell dumhet.

Ett mer modernt exempel är Robert Ball, som 1889 hävdade att han kunde se flera stjärnor på dagshimlen medan han stod i en lång skorsten. Han trodde att i ett mörkt smalt rör blir visionen för vilken person som helst mycket tydligare.

Och detta är vettigt: när du väl kommer från ljuset till ett mörkt rum är det omöjligt att se någonting. Men när dina ögon väl vänjer sig vid mörkret kan du lätt urskilja föremål i rummet.

Men tyvärr finns det inga tillförlitliga fakta som skulle kunna bekräfta denna teori. Men många människor skyndade sig att motbevisa det. Här är de mest kända av dem:

• Alexander Humboldt, vid olika tidpunkter i sitt liv, gick ner i de djupaste gruvorna i Amerika och Sibirien, men han kunde inte upptäcka några stjärnor;
• Leonid Repin (journalist för Komsomolskaya Pravda) sjönk till botten av en 60 meter lång brunn 1978, men när han tittade upp hittade han bara en liten bit av daghimlen, naturligtvis, utan några stjärnor.

Som ett resultat kom forskare till slutsatsen att forntida naturforskare kunde uppfatta små dammfläckar som stjärnor, som steg uppåt (på grund av observatörens nedstigning) och långsamt flöt mot bakgrunden av den synliga himlen. I en mörk gruva, brunn eller annat mörkt rum reflekteras solljus väldigt vackert på små föremål. Som ett resultat kan ett sådant fenomen uppfattas som stjärnor, även om det i verkligheten inte är så.

Det visar sig att det inte finns något sätt att se stjärnorna under dagen? Det visar sig att det finns, men det är omöjligt att upprepa ett sådant experiment under laboratorieförhållanden. Det vill säga att det inte kommer att vara möjligt att återskapa en liknande situation med mänskliga krafter och resurser – en solförmörkelse.

Samma sak under vilken månen kommer mellan den mänskliga blicken och solen. I detta ögonblick når den minsta mängden ljus jorden och det blir onaturligt mörkt mitt på arbetsdagen. På grund av det faktum att solljus inte når planeten kommer strålningen från avlägsna stjärnor inte längre att brytas eller spridas, och stjärnorna kan ses under dagen.

Syns stjärnorna under dagen (video)?

Från den här videon får du lära dig om det är möjligt att se stjärnor under dagen, hur det mänskliga ögat fungerar och uppfattar ljus, och även varför bara solstjärnan är synlig på himlen under dagen.

Det visar sig att stjärnorna tekniskt sett fortfarande kan ses under dagtid. Detta kan dock inte göras på andra sätt på grund av fysikens lagar och strukturen hos den mänskliga ögongloben. Spridningen av ljus och brytningen av strålar från avlägsna föremål i rymden tillåter inte att se dem ens genom ett teleskop. Speciellt när detta störs av vår sols strålning.

Venus.
När öster blir röda och himlen ljusnar, minskar antalet stjärnor på den. Och vice versa: när det börjar mörkna på kvällen blir det fler och fler på himlen. En stjärna som slocknar senare än andra på morgonen och är den första som dyker upp på himlen på kvällen kallas morgon- eller kvällsstjärna. I båda fallen talar vi om samma himlakropp – planeten Venus, som är synlig på himlen ibland på morgonen och ibland på kvällen. En nära satellit av solen, den verkar särskilt ljus när den är på sitt minsta avstånd från jorden. I det här fallet är Venus briljans, uttryckt i stjärnenheter, - 4. Bland fixstjärnorna är den ljusaste Sirius, i konstellationen Canis Major (stjärnans magnitud - 1,5). Det följer att Venus är tio gånger ljusare än Sirius. Venus, sedan urminnes tider kallad "Taibo" ("Stora solen") i Kina, kan ses på fullt dagsljus i bra väder. Detta kan inte sägas om andra himlakroppar. Det finns bara två kända fall av observation av den så kallade novaen. Det finns information om en av dem, med smeknamnet "Gäststjärnan", i kinesiska krönikor (1054), den andra upptäcktes 1572 av den danske astronomen T. Brahe. Vi talar om explosionen av stjärnor, vars ljusstyrka ökar kraftigt. Till exempel var Tycho Brahes stjärna lika i ljusstyrka som Venus, "Gäststjärnan" från de kinesiska krönikorna var fyra gånger högre än den. Med sådan ljusstyrka kan stjärnan observeras under dagen i andra fall är den inte synlig vid denna tidpunkt.
Varför är himlen ljus?
Naturligtvis kan man säga att under dagen är stjärnorna inte synliga på himlen eftersom himlen då är ljus. Men frågan uppstår då: varför är himlen ljus under dagen? Med andra ord, varför kan du bara se en så ljus stjärna som planeten Venus under dagen? Ljus kommer till oss på jorden från solen. Det är därför det verkar ljust för oss. Av samma anledning borde allt annat verka mörkt för oss. Och faktiskt, som astronauterna som deltog i flygningen av rymdfarkosten Apollo till månen vittnar, även om solen lyser starkt, är himlen mörk och stjärnor är synliga mot dess bakgrund. Det verkar ganska naturligt att himlen ljusnar när solen går upp, eftersom den då lyser med reflekterat ljus. Annars skulle himlen vara svart och stjärnor skulle synas.
Varje fysisk kropp lyser eftersom den antingen sänder ut ljus själv eller reflekterar ljuset från en annan källa. Jordens atmosfär avger inget ljus, men himlen är ljus eftersom ljusstrålar reflekteras från den.
Rök och moln.
Ljus färdas längs en rak linje och reflekteras när det stöter på ett hinder på vägen. När ett hinder är genomskinligt bryts en del av ljuset och passerar genom det. Eftersom ljus sprids och bryts i olika vinklar när det faller på en genomskinlig kropp som vatten, och med krusningar på dess yta, är det omöjligt att bedöma formen på dess källa. I synnerhet när hindret består av många små partiklar och därför dess yta är grov, då är ljusets brytning och reflektion slumpmässig, oordnad. Därför verkar en sådan kropp lätt.
Moln består av små droppar av coda och isbitar, och därför förändras situationen i det här fallet något. Vanligtvis ser molnet ljust ut, men ibland syns en regnbåge. Anledningen till detta är att brytningsvinkeln är olika för ljusstrålar av olika färger. Förresten, den så kallade "halon" runt solen och månen är av samma karaktär.
Spridning av ljus.
En fysisk kropp, till exempel rök, som består av en samling mikropartiklar, ser ljus ut när ljus reflekteras från den. Inget kan dock sägas om formen på själva partiklarna. I allmänhet är ljusspridning fenomenet med slumpmässig reflektion av ljus från partiklar av en vätska eller fast substans.
Det mänskliga ögat kan skilja mellan ljusa och mörka föremål mot bakgrund av ljusflödet som kommer in i det. På dagarna är det svårt att se dammet i luften i rummet. Om rummet är väl mörkt och en ljusstråle skickas inuti, kommer små dammpartiklar att synas på grund av ljusspridningen. De reflekterar ljus och indikerar riktningen för dess utbredning.

Generellt sett, genom att observera en ljusstråle i rät vinkel mot riktningen för dess utbredning, kan ingen information erhållas om den. Till exempel, observera från sidan, som visas i fig. 9.1 kommer vi inte att kunna säga om en parallell ljusstråle passerar genom den svarta lådan eller inte. Detta kan verkligen inte göras om det finns ett vakuum i lådan. Om du släpper in lite luft i lådan kommer ljusets väg att lysa upp något. Detta beror på spridningen av ljus av små partiklar som svävar i luften. Av samma anledning är damm synligt i luften, och strålkastarna på en bil eller spårvagn syns från sidan.
På långt håll kan ett sken ses över Tokyo på natten. Det finns tillfällen då molnen lyser, och det händer även under dagen. En förklaring till detta fenomen bör sökas i spridningen av ljus som sänds ut från dess olika källor på stadens gator, på partiklar av rök och damm som flyger i luften.
Varför är himlen blå?
Solen avger ljus åt alla håll. En del av strålningen kommer in i jordens atmosfär och sprids vid varje punkt som visas av de streckade linjerna i fig. 9.2. Det är därför himlen verkar ljus för oss.

Men frågan uppstår: vad sprids ljus på? Man tror att på dammpartiklar, som är mycket rikliga i atmosfären. Mot detta kan invändas att det till exempel inte finns så stora mängder fasta partiklar i stratosfären. Från ett jetplan på tio kilometers höjd kan man se att himlen är lite mörkare, men fortfarande är blå. Luftmolekyler rör sig kaotiskt, och därför är deras position i rymden när som helst helt oordnad. I praktiken är det väldigt svårt att ordna poäng rent slumpmässigt. Faktum är att när en person utför denna uppgift, följer en person oundvikligen någon ordning. I fig. 9.3, i form av abskissan och ordinatan för en viss punkt, presenteras en uppsättning slumptal erhållna på ett relativt enkelt sätt. Som följer av denna figur, samlas molekylerna vid ett visst ögonblick antingen samman eller sprids i olika riktningar, som ett resultat av vilket ljus sprids på dessa inhomogeniteter i luftdensitet, som på mikropartiklar.

Spridningen av ljus med mikropartiklar studerades av J. Rayleigh. Han visade att intensiteten av spritt ljus är omvänt proportionell mot fjärde potensen av ljusets våglängd. Denna typ av ljusspridning kallas Rayleigh-spridning.
Detsamma kan sägas om spridningen av ljus av partiklar vars storlekar är små jämfört med ljusets våglängd. Detta kan förklara färgen på röken. Förresten, Rayleigh-ljusspridning förekommer även när det gäller atmosfäriska partiklar på grund av molekylers slumpmässiga rörelse. Eftersom ljus från den kortaste våglängden, det vill säga blått, sprids starkast i atmosfären, ser himlens färg ut som blå.
Ljus med längre våglängd sprids också kraftigt på fasta partiklar vars dimensioner är jämförbara med ljusets våglängd. Därför skiljer sig spritt ljus inte mycket från infallande solljus. Av denna anledning verkar himlen ovanför horisonten eller ovanför staden vitaktig.
Svag spridning av ljus med lång våglängd på mikroskopiska föremål förklarar rodnaden av skivan hos den stigande och nedgående solen. På höga höjder över jorden minskar intensiteten av spritt ljus och himlen blir svart; på en höjd av 100 km från jordens yta ser den svart ut även under dagen, medan stjärnor är tydligt synliga mot dess bakgrund.
Ljuset som sprids av jordens atmosfär sprider sig också till yttre rymden, vilket är anledningen till att jorden ser blå ut från rymden.
Varför syns inga stjärnor på himlen under dagen?
Svaret på denna fråga är följande. Ljuset som kommer från stjärnorna är svagt jämfört med den blå himlens briljans. Irisen i det mänskliga ögat fungerar som en diafragma. Diametern på pupillen ändras beroende på ljusets intensitet. Eftersom storleken på pupillen bestäms av ögats totala belysning, när den minskar under påverkan av strålningen från den blå himlen, når en försumbar mängd ljus från stjärnorna näthinnan.
Detsamma kan sägas om vår auditiva perception. I tysthet hör vi ord uttalade i en viskning. Omvänt, på en bullrig plats kan vi inte ens höra ett högt rop. Den blå himlens sken motsvarar bruset, mot vilket stjärnans svaga ljus försvinner.
Att observera stjärnorna från underjorden.
Om mycket ljus under dagen kommer in i ögat genom en liten pupill och därför stjärnorna inte är synliga, då är det naturligt att fråga: är det möjligt att i detta fall observera dem genom ett långt hål från ett mörkt rum? Till exempel skulle det vara möjligt att observera himlen genom ett smalt hål i marken från källaren, som visas i fig. 9.4.

Det mesta av det himmelska glödet, som reflekteras upprepade gånger från hålets väggar, kommer så småningom att absorberas av dem och endast direkta strålar kommer att nå källaren och följaktligen det mänskliga ögat. Eftersom källaren är helt mörk är förhållandena som om man observerar stjärnorna en mörk natt.
Som nämnts tidigare kännetecknas storleken av ett avlägset föremål av dess skenbara diameter. Om hålets längd är 100 m, visas förhållandet mellan hålets faktiska diameter och den som är synlig från källaren i tabell. 9.1.

Tabell 9.1. Skenbar diameter och ljusstyrka för ett 100 m långt hål

Håldiameter, mm	Synbar håldiameter	Hålets ljusstyrka (i storlek)
0,71	1,47	4
1,13	2,33	3
1,79	3,69	2
2,83	5,85	1
4,49	9,27	0
7,12	14,69	-1
11,28	23,28	-2
17,89	36,90	-3
28,34	58,48	-4
44,92	92,69	-5
71,20	146,9	-6
112,8	232,8	-7
178,9	369	-8

Eftersom ljusstyrkan på middagshimlen är känd, kan ljusstyrkan för hålet som är synligt från underjorden beräknas och uttryckas i magnitudenheter. I tabell Tabell 9.2 visar värdena för de skenbara diametrarna och ljusstyrkorna för solen, månen och planeterna. Tabell 9.2. Skenbar diameter och maximal ljusstyrka för solen, månen och planeterna i solsystemet

Himmelsk kropp	Synbar diameter	Maximal ljusstyrka (i storlek)
Sol	31"59""	-26,8
Månen	31"5""	-12,5
Merkurius	11,88""	-1,9
Venus	1"0,36""	-4,4
Mars	17,88""	-2,8
Jupiter	46,86""	-2,5
Saturnus	19,52""	-0,4
Uranus	3,6""	5,6
Neptunus	2,38""	7,9
Pluto	0,24""	14,9

Låt oss nu anta att planeternas position på himlen tillåter oss att observera dem från källaren Som ett observationsobjekt kommer vi att välja planeten Saturnus, vars ljusstyrka under dagen är maximal och lika med - 0,4 hål med en synlig diameter på 14" 69" är ljusare än Saturnus, så även om deras skenbara diametrar är lika, kommer planeten inte att vara synlig Detsamma kan sägas om Jupiter, vars skenbara diameter är 46" 86": genom en hål med en skenbar diameter på 36" 90" kommer det också att förbli osynligt. Det är helt värdelöst att se Uranus med denna metod, som inte är synlig för blotta ögat.
Således är endast Merkurius, Venus och Mars lämpliga för denna observationsmetod, men eftersom jorden roterar och därför den tid som den observerade planeten spenderar i hålet är en sekund, blir dess praktiska användning extremt svår.
Att observera himlakroppar med hjälp av ett teleskop.
En fixstjärna som Sirius (magnitud -1,5) är ljusare än ett hål med en skenbar diameter på 14"69". Fasta stjärnor med mycket mindre skenbara diametrar och mindre lysande än Sirius kunde ses genom smalare öppningar. Detta blir dock omöjligt på grund av det faktum att den synliga diametern på diffraktionsbilden, även om den är liten, fortfarande är 40".
Istället för att observera himlen från underjorden genom ett hål, låt oss använda ett teleskop. Som noterats tidigare bestäms storleken på en fixstjärna som observeras genom ett teleskop inte av dess skenbara diameter, utan av storleken på diffraktionsbilden. Om bländaröppningen för teleskop D uttrycks i centimeter, så är den skenbara diametern på diffraktionscirkeln 27/D, vilket betyder att i fallet med ett teleskop med en öppning på 22 cm blir den 1/23"/. Som kan ses från fig. 9.5, är den motsvarande ljusstyrkan på himlen något mindre ljusstyrka av stjärnor i fjärde magnituden. Detta betyder att mindre ljusstarka stjärnor inte är synliga i ett sådant teleskop.

När teleskopets bländare ökar minskar storleken på stjärnans diffraktionsbild, vilket gör det möjligt att observera mindre lysande stjärnor. Naturligtvis minskar detta diffraktionsbilden, men stjärnans skenbara diameter kan inte vara mindre än 1". Faktum är att även i lugnt väder vibrerar luften, som ett resultat av vilket ljusstrålarna som kommer från stjärnorna böjer sig något, ständigt ändra riktningen för deras utbredning inom vinkeln 1". Det välkända blinkandet av stjärnor förklaras just av denna rörelse av atmosfärisk luft, som i närvaro av luftströmmar avsevärt förstärks och ökar stjärnornas skenbara diameter till flera bågsekunder.
Eftersom genom att öka teleskopets bländare är det omöjligt att observera stjärnor med en synlig diameter mindre än 1 "", är det tydligt att med bländarvärden som överstiger 30 cm kommer det inte att vara möjligt att se stjärnor vars ljusstyrka motsvarar magnituder överstigande 4. I fig. Figur 9.5 visar data som tillhör Shimoyasu, Saito och Kamita om himlens ljusstyrka under dagen och förutsättningarna för att observera stjärnor. Dess ljusstyrka gör det möjligt att observera stjärnor med en skenbar diameter på 1" och motsvarar en magnitud på 22,5. Det betyder att med ett teleskop med en bländare på 30 cm kan endast sådana och ljusare stjärnor ses. stjärnans skenbara diameter kommer inte att vara mer än 1 ", så mindre ljusstarka stjärnor kommer att förbli otillgängliga för våra ögon. Dessutom kommer det spridda ljuset från en storstad att hindra dig från att se ljusare stjärnor.

Studera. LJUSSTYRKA AV STJÄRNOR.

I antiken delades stjärnor in i sex klasser: de ljusaste klassades som den första, och de som knappt var synliga för blotta ögat klassificerades som den sjätte. Senare, när folk lärde sig att mäta sin ljusstyrka, visade det sig att förstklassiga stjärnor är ungefär 100 gånger ljusare än sjätteklassens stjärnor. Därför började de tro att en ökning av den relativa ljusstyrkan med en faktor på 2,512 (2,512 = y 5√100) motsvarar en minskning i magnitud med en. Detta förhållande kallas Pogsons formel. På grundval av detta bestäms magnituden för svagare stjärnor. Det följer att när du observerar himlen från källaren, genom att öka den skenbara diametern på hålet med 10 gånger, kan du öka storleken på stjärnorna som är synliga för ögat med 5 enheter.
Magnituderna bestämmer den skenbara, snarare än den faktiska, ljusstyrkan hos en stjärna. För att kunna tala om den faktiska ljusstyrkan är det nödvändigt att jämföra dem för stjärnor som ligger på samma avstånd från observatören. Eftersom den faktiska ljusstyrkan för en stjärna är omvänt proportionell mot andra potensen av avståndet från stjärnan till observatören, kan den beräknas från den skenbara ljusstyrkan om detta avstånd är känt. I praktiken kännetecknas ljusstyrkan hos stjärnor som ligger på ett avstånd av 32,6 ljusår från oss av så kallade absoluta magnituder, och den skenbara ljusstyrkan hos stjärnor vars avstånd är okända kännetecknas av skenbara magnituder. I tabell Figur 9.3 visar den skenbara magnituden för några ljusa stjärnor.