Когда светится солнце. Почему солнце необходимо для оптимального здоровья. Воздействие ИК лучей: почему и как Солнце греет

Несмотря на простую формулировку вопроса «Почему светит Солнце?» ответ на него требует некоторой базы физических знаний и изложить его в одном предложении – затруднительная задача. Решить ее мы попытаемся ближе к концу статьи, которую начнем с исторической справки.

История

Одним из первых, кто попытался подойти к объяснению природы Солнца с научной точки зрения был древнегреческий астроном и математик Анаксагор, согласно словам которого Солнце – раскаленный металлический шар. За это философ был заключен в тюрьме. Прежде, чем в 17-м веке началось инструментальное изучение Солнца, было еще немало предположений о природе солнечного света, вплоть до находящихся на поверхности постоянно горящих лесов.

С 17-го века ученым открывается такое явление как солнечные пятна, появляется возможность вычислить период вращения Солнца. Становится ясно, что наша звезда является неким физическим телом со сложной структурой. В 19-м веке возникает спектроскопия, при помощи которой удается разложить солнечный луч на составные цвета. Таким образом, благодаря линиям поглощения, Фраунгоферу удается обнаружить новый химический элемент, входящий в состав звезды, — гелий.

В середине 19 века ученые уже пытались описать свечение Солнца более сложными научными гипотезами. Так Роберт Майер предположил, что звезда нагревается за счет бомбардировки метеоритами. Несколько позже, в 1853-м году, возникла более правдоподобная идея так называемого «механизма Кельвина - Гельмгольца», согласно которой Солнце нагревалось по причине гравитационного сжатия. Однако, в таком случае возраст светила был бы значительно меньше, нежели на самом деле, что противоречило некоторым геологическим исследованиям.

Почему светит Солнце

К верному ответу на данный вопрос впервые подобрался британский физик Эрнест Резерфорд, который предположил, что в Солнце происходит радиоактивный распад и именно он является источником энергии звезды. Позже, в 1920-м году английский астрофизик Артур Эддингтон развил мысль Резерфорда, утверждая, что в ядре Солнца может протекать реакция термоядерного синтеза под действием внутреннего давления собственной массы Солнца. Спустя 10 лет были рассчитаны основные реакции синтеза, порождающие наблюдаемое количество энергии.

Кратко термоядерную реакцию, вследствие которой светит Солнце, можно описать как слияние протонов (ядер водорода) в ядро гелия-4. Так как ядро гелия-4 имеет меньшую массу, чем ядра водорода, то разница энергий (свободная энергия) излучается в виде фотонов – частиц, являющихся электромагнитным излучением.

Термоядерная реакция

Протон-протонные термоядерные реакции синтеза, протекающие внутри звезд с массой Солнца и менее, можно разделить на три цепочки: ppI, ppII, ppIII. Из них на ppl приходится более 84% энергии Солнца. Протон-протонная реакция состоит из трех циклов, где в роли первого выступает взаимодействие двух протонов (двух ядер водорода). Обладая достаточными энергиями, чтобы преодолеть кулоновский барьер, два протона сливаются, в результате чего образуется дейтрон. Так как ядро дейтрона, состоящее из двух протонов, имеет меньшую массу чем два отдельных протона, образуется свободная энергия, за счет которой возникают позитрон и электронное нейтрино, которые излучаются из области, где проходила реакция.

Далее вследствие взаимодействия дейтрона и еще одного протона образуется гелий-3 с выделением энергии в виде электромагнитного излучения. Дальнейшие этапы реакции можно наглядно проследить на представленной ниже схеме.

Реакции, протекающие внутри солнца

Помимо протон-протонной термоядерной реакции синтеза малый вклад в высвобождаемую Солнцем энергию вносит реакция типа протон-электрон-протон 0.23%.

Таким образом, обобщая выше сказанное – Солнце излучает электромагнитные волны различной частоты, в том числе и в области видимого света, которые образованы частицами, рожденными в результате высвобожденной энергии во время протон-протонной (протон-электрон-протонной) реакции термоядерного синтеза.

Как так получилось, что солнечный свет, когда-то рассматриваемый как божественная сила в некоторых культурах, стал классифицироваться как канцероген 1-го класса Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ)? Это вопрос, поставленный фотобиологом доктором Александром Вуншем, генеральным директором Medical Light Consulting в Гейдельберге, Германия.

Это фундаментальный вопрос, поскольку он раскрывает дихотомию между солнечным светом в древней и современной культурах. Когда-то почитаемый как целебная сила, сегодня солнечный свет считается виновником болезней, и людям настоятельно рекомендуется в значительной степени избегать этого естественного элемента.

Раньше солнечный свет боролся с «болезнями тьмы»

Солнечный свет использовался в медицинских целях в Древней Греции и Аравии. В Древнем Египте он использовался для борьбы с микробами. Первое «официальное» сообщение о медицинском потенциале Солнца произошло от Геродота в VI веке до нашей эры.

Он посетил район Средиземного моря, где хранились черепа после битвы, и отметил значительное различие в толщине между египетским и персидским черепами. В то время как египетские черепа были плотными, персидские черепа были тонкими и довольно хрупкими. Вунш сказал:

"Итак, это первая идея или первый отчет из прошлого о том, что существует связь между солнечным светом и прочностью костей человека.

Об этом рассуждал Геродот: солнечный свет упрочняет кости, черепа, он думал, что да, египтяне, они бреют головы, они молились солнцу [и] у них непокрытая кожа.

Персы носили большие шляпы и защищались от солнечного облучения. Он был первым, кто получил представление о вещах, которые мы позже узнали о витамине D. "

Формы поклонения солнцу существовали менее 100 лет назад, и вплоть до 1950-х годов солнечный свет широко использовался для лечения так называемых болезней темноты: туберкулеза и рахита.

Доктор Нильс Финсен одним из первых исследовал влияние солнечного света с научной точки зрения, и в 1903 году он получил Нобелевскую премию за разработку метода использования солнечного света для лечения кожного проявления туберкулеза, известного как волчанка. Согласно Вуншу:

" … [С]естры - Финсен назвал их "эльфами света" - использовали концентрированный солнечный свет, который фокусировался с помощью кварцевых линз на пораженный участок кожи, используя ручки с выдолбленными камерами, покрытыми с обеих сторон кварцевой хрустальной линзой.

Сжатие облученной кожи значительно улучшило проникновение света. Две подгонки были использованы для подключения гибких труб, проводящих охлаждающую воду, для предотвращения тепловых ожогов кожи. Этот вид лечения работал отлично …"

Единственная проблема заключалась в том, что достаточно сильный солнечный свет был доступен только в течение ограниченного числа дней в году в северных широтах.

Затем он придумал форму лечения, используя электрические лампы углеродной дуги, которые способствовали созданию того, что сейчас известно как фототерапия, или использование света при лечении физических и психических заболеваний.

Гелиотерапия: использование солнечного света для лечения

Работа Финсена по лечению волчанки с использованием солнечного света проложила путь для работы швейцарского доктора Огюста Ролльера. «Этот человек впоследствии стал мастером современной гелиотерапии, солнечным врачом», - сказал Вунш, ссылаясь на использование солнечного света в качестве формы терапевтического лечения болезней.

Роллер успешно справлялся не только с кожным проявлением туберкулеза, но и с системным проявлением болезни. Он лечил пациентов солнечным светом, постепенно адаптируя их к воздействию солнца.

Роллер, который написал учебники по гелиотерапии, подчеркивает, что состав различных частей светового спектра имеет решающее значение не только для максимальной пользы воздействия солнца, но и для защиты от возможных повреждений.

Например, хотя UVB синтезирует витамин D в вашей коже, он также может изменить структуры ДНК, а ультрафиолетовые лучи (UVA) в солнечном свете могут продуцировать в ткани реакционноспособные виды кислорода, что приводит к повреждению.

Чтобы справиться с этими побочными эффектами, вашей коже нужны другие части светового спектра, такие как ближний инфракрасный и красный свет, которые передают энергию вашим клеткам. Вунш продолжил:

«У Роллера был почти 50-летний опыт гелиотерапии к концу его медицинской карьеры, и он конкретно упоминает в своем последнем учебнике, что он никогда не видел рака кожи, вызванного гелиотерапией. И наоборот: он даже лечил рак кожи солнечным светом».

Раскрыт секрет синтеза витамина D

В 1928 году Адольф Винаус был награжден Нобелевской премией за открытие процесса синтеза витамина D.

Было обнаружено, что свет UVB приводит к фотосинтезу витамина D во внешних слоях кожи, и Винаус разработал первый медицинский препарат концентрированного витамина D, который до сих пор используется, например, для борьбы с рахитом у детей.

Солнечные лампы использовались даже для группового лечения, в том числе для шахтеров. Ежедневная доза ультрафиолетового излучения помогала им «усердно работать», сказал Вунш. Тем не менее, даже тогда большинство врачей считали, что солнечный свет превосходит искусственный свет, и это правдиво и сегодня.

Не только производство витамина D делает пребывание на солнце настолько полезным, но также доступ к его полному спектру света. Согласно Вуншу:

«... [И]стория показывает, что при разумном использовании, естественный, а также искусственный солнечный свет могут выступать в качестве основного инструмента вмешательства для предотвращения и лечения разрушительных заболеваний.

У наших предков были навыки, знания и технологии для использования солнечного света во всех климатических регионах нашей планеты, некоторые из этих знаний утеряны бесследно. До эпохи антибиотиков фототерапия была ультрасовременным методом лечения в медицине того времени. Там, где естественный солнечный свет был недоступен, искусственный солнечный свет был успешно использован для восполнения пробелов.»

Хотя наши предки научились лечить наиболее очевидные болезни тьмы с помощью солнца, многие люди сегодня по-прежнему страдают от недостатка солнечного света.

Предполагается, что ваша кожа подвергается солнечному воздействию постепенно

По словам Вунша, все растения и животные точно знают, сколько солнца для них полезно. «Растения закрываются или отворачивают листья до тех пор, пока не появятся их молекулярные световые зоны сбора. Животные ищут тень и защищают себя мехом», - говорит он.

Кожа человека не защищена от солнечного света волосами, как у многих других млекопитающих. Вместо этого человеческая кожа невероятно сложна и она разработала новые способы защитить себя от солнечной радиации при отсутствии густого волосяного покрова.

При постепенном воздействии солнечного света возникает механизм солнечной акклиматизации, который вызывает процесс утолщения. «... [Г]лавной целью утолщения является накопление естественной защиты от солнца путем специфического изменения оптических свойств эпидермиса», - объясняет Вунш.

Вашей коже может потребоваться до четырех недель, чтобы полностью адаптироваться к местным солнечным условиям, чтобы кератиноцитовый и корнеоцитовый слои кожи стали достаточно насыщены меланиновым пигментом. Кроме того, остаточная ДНК в кератиноцитах в остистом слое вашей кожи действует как дополнительная естественная защита от солнца.

ДНК способна трансформировать 99,9% фотонной энергии из коротковолновых фотонов непосредственно в тепло, что означает, что только 0,1 процента превращаются в потенциально опасные свободные радикалы. То же самое относится и к меланину. Химические солнцезащитные средства, однако, часто приводят к созданию свободных радикалов. Согласно Вуншу:

«... [Е]сли вы посмотрите на химические солнцезащитные кремы, те солнцезащитные средства, которые были использованы 20 лет назад, у них коэффициент конверсии фотонов составляет всего 10 процентов, а это означает, что 90 процентов фотонной энергии будут преобразованы в кислородные радикалы, в свободные радикалы.

И даже современные солнцезащитные кремы имеют коэффициент конверсии фотонов от 80 до 81 процента. Если вы используете химические солнцезащитные кремы, они проникают в вашу кожу и производят дополнительные реактивные виды кислорода.»

Как еще на вас влияет солнечный свет?

Мы только начинаем понимать множество способов воздействия солнца на здоровье человека. В видео выше вы можете посмотреть мое интервью с Вуншем, в котором объясняется, почему солнце необходимо для оптимального здоровья.

Люди адаптированы к солнечному свету как к комплексному стимулу, который при соответствующей дозировке помогает поддерживать работу наших биологических систем. Вунш объясняет:

«Солнечный свет вызывает скоординированные эффекты эндокринной адаптации, он влияет на симпатическую и парасимпатическую активность и является основным циркадным и сезонным стимулом для биологических часов тела... Наша система через глаза и через кожу обнаруживает цвет света в окружающей среде, чтобы адаптировать гормональную систему к конкретным потребностям времени и места.

Другое дело, если мы сидим под солнцем в пустыне, или если мы сидим под лиственной крышей или под деревом где-то в лесу. Цвета вокруг нас через глаза рассказывают нашему мозгу, среднему мозгу [и] гормональным центрам управления, что происходит вокруг нас и что нужно делать, чтобы справиться с этой конкретной ситуацией.»

Учитывая многие важные преимущества воздействия солнца, классификация ВОЗ солнечного света в качестве канцерогена (и рекомендации по предотвращению солнечного воздействия) сродни тому, что кислород может вызвать рак, потому что это молекула-предшественник для свободных радикалов, и поэтому мы все должны перестать дышать, говорит Вунш.

Становится ясно, что регулярное облучение полным спектром света необходимо и полезно для большинства людей, и общественное здравоохранение выиграет от того, что поможет людям понять оптимальную «дозу» солнечного света, вместо того чтобы советовать им избегать солнца.

Чтобы узнать больше, почитайте 100-летнюю книгу «Световая терапия»

Если вам интересно узнать больше, Вунш рекомендует книгу «Световая терапия» доктора Джона Харви Келлога, которая изучает мощную силу света в качестве терапевтического метода воздействия. Хотя эта книга относится к светотерапии, используемой с 1876 по 1927 год, Келлог рассказывал о времени, когда светотерапия будет использоваться в каждой больнице.

Вунш считает, что сейчас для этого самое время, и люди готовы снова «увидеть свет» буквально и образно. Он приходит к выводу, что только свежий воздух так же полезен как солнечный свет в качестве профилактической меры (а воздействие солнечного света обычно идет рука об руку со свежим воздухом), отмечая:

«Отсутствие солнечного света, вероятно, является доминирующим фактором в повышении смертности от туберкулеза и дегенеративного расстройства путем предотвращения нормального развития и снижения жизненной силы в облачных регионах.

... [И]нтерес к светотерапии и свету как профилактическому методу терапии поднялся до такой степени, что скоро наступит тот день, когда каждый колледж и каждая государственная школа будут снабжены устройствами для принятия солнечных ванн, а искусственный солнечный свет, который излучают дуговые лампы, будет установлен в школах, фабриках, офисных зданиях, общежитиях колледжей, детских садах и в хорошо обставленных отелях и частных домах.

Значительная часть цивилизованного мира живет в тени, становится бледной и, как следствие, слабой. Пришло время, когда все человечество должно следовать завету Священного Писания и «ходить по свету». Это говорил Келлог 100 лет назад, и мне кажется, что это все еще актуальное послание для всех нас.»

То, что без Солнца жизнь на Земле не существовала бы, люди поняли давным-давно, ведь его возвеличивали, ему поклонялись, а отмечая день Солнца, нередко приносили человеческие жертвы. За ним наблюдали и, создавая обсерватории, решали такие простые на первый взгляд вопросы о том, почему Солнце светит днём, какова по своей сути природа светила, когда происходит закат Солнца, где оно встаёт, какие объекты находятся вокруг Солнца, и планировали свою деятельность на основе полученных данных.

Ученые не догадывались, что на единственной звезде Солнечной системы существуют времена года, очень напоминающие «сезон дождей» и «сухой сезон». Активность Солнца попеременно возрастает то в северном, то в южном полушарии, длится одиннадцать месяцев, и столько же времени снижается. Наряду с одиннадцатилетним циклом его активности напрямую зависит жизнь землян, поскольку в это время из недр звезды выбрасываются мощные магнитные поля, вызывающие опасные для планеты солнечные возмущения.

Возможно, кое-кто удивится, узнав, что Солнце планетой не является. Солнце — это огромный, светящийся, состоящий из газов шар, внутри которого постоянно происходят термоядерные реакции, выделяющие энергию, дающую свет и тепло. Интересно, что подобной звезды в Солнечной системе не существует, а потому оно притягивает к себе все объекты более мелких размеров, оказавшиеся в зоне его гравитации, в результате чего они начинают вращаться вокруг Солнца по траектории.

Естественно, в космосе Солнечная система находится не сама по себе, а входит в состав Млечного пути, галактики, что являет собой огромную звёздную систему. От центра Млечного пути, Солнце отделяет 26 тыс. световых лет, поэтому движение Солнца вокруг него составляет один оборот за 200 млн. лет. А вот вокруг своей оси звезда оборачивается за месяц – и то, данные эти приблизительны: оно являет собой плазмовый шар, составные которого вращаются с разной скоростью, а потому трудно сказать, сколько именно времени уходит на полный оборот. Так, например, в районе экватора это происходит за 25 дней, у полюсов – на 11 дней больше.

Из всех известных на сегодняшний день звёзд, по яркости наше Светило находится на четвёртом месте (когда звезда проявляет солнечную активность, она светит ярче, чем когда спадает). Сам по себе этот огромный газообразный шар белого цвета, но из-за того, что наша атмосфера поглощает волны короткого спектра и луч Солнца у поверхности Земли рассеивается, свет Солнца становится желтоватого оттенка, а белый цвет можно увидеть разве что в ясный погожий день на фоне голубого неба.

Будучи единственной звездой Солнечной системы, Солнце также является единственным источником её света (не считая очень далёких звёзд). Несмотря на то, что Солнце и Луна на небе нашей планеты являются самыми крупными и яркими объектами, разница между ними огромная. Тогда как Солнце само излучает свет, спутник Земли, будучи абсолютно тёмным объектом, просто отражает его (можно сказать, что мы также видим Солнце ночью, когда на небе находится освещённая им Луна).

Светило Солнце – звезда молодая, её возраст, по оценкам учёных, составляет более четырёх с половиной миллиардов лет. А потому относится к звезде третьего поколения, которая была образована из остатков ранее существующих звёзд. Его по праву считают самым большим объектом Солнечной системы, поскольку его вес в 743 раза больше массы всех планет, вращающихся вокруг Солнца (наша планета в 333 тысяч раз легче Солнца и меньше его в 109 раз).

Атмосфера Солнца

Так как температурные показатели верхних слоёв Солнца превышают 6 тыс. градусов Цельсия, оно твёрдым телом не является: при такой высокой температуре любой камень или металл трансформируется в газ. К таким выводам учёные пришли недавно, поскольку раньше астрономы выдвигали предположение, что излучаемый звездой свет и тепло являются результатом горения.

Чем больше астрономы наблюдали за Солнцем, тем понятней становилось: его поверхность накалена до предела вот уже несколько миллиардов лет, а так долго ничего гореть не может. По одной из современных гипотез, внутри Солнца происходят те же процессы, что в атомной бомбе – материя преобразовывается в энергию, и в результате термоядерных реакций водород (его доля в составе звезды составляет около 73,5 %) трансформируется в гелий (почти 25%).

Слухи о том, что Солнце на Земле рано или поздно погаснет, не лишены оснований: количество водорода, находящегося в ядре, не безгранично. По мере его сгорания внешний слой звезды будет расширяться, в то время как ядро, наоборот, уменьшаться, в результате чего жизнь Солнца закончится, и оно преобразуется в туманность. Начнётся этот процесс нескоро. По расчётам учёных, это произойдёт не ранее, чем через пять-шесть миллиардов лет.

Что касается внутренней структуры, то поскольку звезда являет собой газообразный шар, с планетой его объединяет разве что наличие ядра.

Ядро

Именно здесь происходят все термоядерные реакции, порождающие тепло и энергию, которые, минуя все последующие слои Солнца, покидают её в виде солнечного света и кинетической энергии. Солнечное ядро простирается от центра Солнца на расстояние в 173 000 км (приблизительно 0,2 солнечного радиуса). Интересно, что в ядре звезда вокруг своей оси вращается намного быстрее, чем в верхних слоях.

Зона лучистого переноса

Ушедшие из ядра фотоны в зоне лучистого переноса сталкиваются с плазмовыми частицами (ионизированным газом, образованным из нейтральных атомов и заряженных частиц, ионов и электронов) и обмениваются с ними энергией. Столкновений наблюдается так много, что фотону, дабы миновать этот слой, иногда требуется около миллиона лет, и это несмотря на то, что плотность плазмы и её температурные показатели у внешней границы уменьшаются.

Тахоклин

Между зоной лучистого переноса и конвективной зоной находится очень тонкий слой, где происходит формирование магнитного поля – силовые линии электромагнитного поля вытягиваются плазмовыми потоками, увеличивая его напряжённость. Есть все основания предполагать, что здесь плазма значительно изменяет свою структуру.

Конвективная зона

Возле солнечной поверхности, температуры и плотности вещества становится недостаточно для того, чтобы энергия Солнца переносилась лишь с помощью переизлучения. Поэтому здесь плазма начинает вращаться, образовывая вихри, перенося энергию к поверхности, при этом чем ближе к внешнему краю зоны, тем больше она охлаждается, а плотность газа уменьшается. В то же время охлаждённые на поверхности частицы находящейся над ней фотосферы уходят в конвективную зону.

Фотосфера

Фотосферой называют самую яркую часть Солнца, которую можно увидеть с Земли в виде солнечной поверхности (называется она так условно, поскольку тело, состоящее из газа, поверхности не имеет, поэтому её относят к части атмосферы).

По сравнению с радиусом звезды (700 тыс. км) фотосфера представляет собой очень тонкий слой толщиной от 100 до 400 км.

Именно здесь во время проявления солнечной активности происходит выделение световой, кинетической и тепловой энергии. Поскольку температура плазмы в фотосфере ниже, чем в остальных местах, и присутствует сильное магнитное излучение, в неё формируются солнечные пятна, порождающие всем известный феномен, как вспышки на Солнце.

Хотя вспышки на Солнце непродолжительны, энергии в этот период выбрасывается чрезвычайно много. А проявляется она в виде заряженных частиц, ультрафиолетового, оптического, рентгеновского или гамма-излучения, а также плазмовых течений (на нашей планете они вызывают магнитные бури, негативно влияющие на здоровье людей).

Газ в этой части звезды относительно разряжён и вращается очень неравномерно: его оборот в районе экватора составляет 24 дня, на полюсах – тридцать. В верхних слоях фотосферы зафиксированы минимальные температурные показатели, из-за которых из 10 тыс. атомов водорода только один имеет заряженный ион (несмотря на это, даже в этой области плазма является достаточно ионизированной).

Хромосфера

Хромосферой называют верхнюю оболочку Солнца толщиной в 2 тыс. км. В этом слое температура резко возрастает, а водород и другие вещества начинают активно ионизироваться. Плотность этой части Солнца обычно невысока, а потому с Земли трудно различима, и увидеть её можно лишь в случае затмения Солнца, когда Луна закрывает собой более яркий слой фотосферы (хромосфера в это время светится красным цветом).

Корона

Корона является последней внешней, сильно раскалённой оболочкой Солнца, которая видна с нашей планеты во время полного солнечного затмения: она напоминает лучистый ореол. В другое время увидеть её невозможно из-за очень невысокой плотности и яркости.

Состоит она из протуберанцев, фонтанов раскалённого газа высотой до 40 тыс. км, и энергетических извержений, которые на огромной скорости уходят в космос, образуя солнечный ветер, состоящий из потока заряженных частиц. Интересно, что именно с солнечным ветром связаны многие природные явления нашей планеты, например, северное сияние. Надо заметить, что солнечный ветер сам по себе чрезвычайно опасен, и если нашу планету не защищала атмосфера, то он погубил бы всё живое.

Земной год

Вокруг Солнца наша планета движется на скорости около 30 км/с и период полного её оборота равняется одному году (длина орбиты составляет более 930 млн. км). В точке, где солнечный диск находится ближе всех к Земле, нашу планету от звезды отделяет 147 млн. км, а в наиболее удалённой точке – 152 млн. км.

Видимое с Земли «движение Солнца» изменяется на протяжении целого года, а его траектория напоминает восьмёрку, вытянутую вдоль оси Земли с севера на юг с уклоном в сорок семь градусов.

Происходит это из-за того, что угол отклонения оси Земли от перпендикуляра к плоскости орбиты составляет около 23,5 градусов, а поскольку наша планета вращается вокруг Солнца, лучи Солнца ежедневно и ежечасно (не считая экватора, где день равен ночи) меняют угол своего падения в одной и той же точке.

Летом в северном полушарии наша планета наклонена в сторону Светила, а потому лучи Солнца освещают земную поверхность максимально интенсивно. А вот зимой, поскольку путь солнечного диска по небу проходит очень низко, луч Солнца падает на нашу планету под более крутым углом, а потому земля прогревается слабо.

Средняя температура устанавливается, когда наступает осень или весна и Солнце расположено на одинаковом расстоянии по отношению к полюсам. В это время ночи и дни имеют приблизительно одинаковую продолжительность – и на Земле создаются климатические условия, являющие собой переходной этап между зимой и летом.

Такие изменения начинают проходить ещё зимой, после зимнего солнцестояния, когда траектория движения Солнца по небосводу изменяется, и оно начинает подниматься.

Поэтому, когда наступает весна, то Солнце приближается ко дню весеннего равноденствия, продолжительность дня и ночи становится одинаковой. Летом, 21 июня, в день летнего солнцестояния, солнечный диск достигает наивысшей точки над горизонтом.

Земной день

Если на небосвод смотреть с точки зрения землянина в поисках ответа на вопрос, почему Солнце светит днём и где оно встаёт, то вскоре можно убедиться, что Солнце всходит на востоке, а его заход можно увидеть на западе.

Происходит это из-за того, что наша планета не только движется вокруг Солнца, но ещё и вращается вокруг своей оси, совершая полный оборот за 24 часа. Если смотреть на Землю из космоса, то можно увидеть, что она, как большинство планет Солнца, оборачивается против часовой стрелки, с запада на восток. Стоя на Земле и наблюдая за тем, где Солнце показывается утром, всё видится в зеркальном отражении, а потому Солнце встаёт на востоке.

При этом наблюдается интересная картина: человек, наблюдая за тем, где Солнце находится, стоя на одной точке, вместе с Землёй движется в восточном направлении. В это же время части планеты, которые расположены в западной стороне, одну за другой постепенно начинает освещать свет Солнца. Так. например, восход Солнца на восточном побережье США можно увидеть на три часа раньше до того, как Солнце встаёт на западном.

Солнце в жизни Земли

Солнце и Земля настолько связаны друг с другом, что роль самой крупной звезды на небе трудно переоценить. Прежде всего, вокруг Солнца образовалась наша планета и появилась жизнь. Также энергия Солнца согревает Землю, луч Солнца освещает её, формируя климат, охлаждая её ночью, а после того, как Солнце всходит, снова согревает её. Что говорить, даже воздух с его помощью приобрёл свойства, необходимые для жизни (если не луч Солнца, он представлял бы собой жидкий океан из азота, окружающий глыбы льда и промёрзшую сушу).

Солнце и Луна, являясь крупнейшими объектами на небосводе, активно взаимодействуя друг с другом, не только освещают Землю, но и прямо влияют на движение нашей планеты – ярким примером этого действия являются приливы и отливы. На них воздействует Луна, Солнце в этом процессе находится на вторых ролях, но без его влияния тоже не обходится.

Солнце и Луна, Земля и Солнце, воздушные и водные потоки, окружающая нас биомасса, являются доступным, постоянно возобновляющимся энергетическим сырьём, который можно легко использовать (оно лежит на поверхности, его не нужно добывать из недр планеты, оно не образует радиоактивных и токсичных отходов).

Чтобы обратить внимание общественности на возможность использования возобновляемых источников энергии, с середины 90-х гг. прошлого столетия было принято решение отмечать Международный день Солнца. Таким образом, ежегодно, 3 мая, в день Солнца по всей территории Европы проводят семинары, выставки, конференции, направленные на то, чтобы показать людям, как можно использовать луч светила во благо, как определить время, когда происходит закат или рассвет Солнца.

Например, в день Солнца можно побывать на специальных мультимедийных программах, увидеть в телескоп огромные области магнитных возмущений и различные проявления солнечной активности. В день Солнца можно посмотреть на различные физические опыты и демонстрации, наглядно демонстрирующие, насколько мощным источником энергии является наше Светило. Нередко в День Солнца посетители получают возможность создать солнечные часы и проверить их в действии.

После долгой зимы мы рвемся на море, к теплу и свету. И в отпускной эйфории забываем, каким опасным может быть солнце. Оно дарит нам загар, повышает настроение, но одновременно вызывает множество заболеваний.

Вопреки поговорке, солнце не всем на планете светит одинаково. В некоторых странах ультрафиолетовое излучение намного сильнее, чем в других. Всемирная организация здравоохранения даже разработала специальный УФ-индекс, который оценивает интенсивность ультрафиолетового излучения по шкале от 1 до 11. Чем выше показатель, тем опаснее солнце. Любимые россиянами Греция, Кипр, Вьетнам, Таиланд, Испания и Куба набирают по этому индексу 8–10 единиц. А это значит, что отпуск на этих курортах может быть опасным для здоровья. Чтобы привезти из путешествия фотографии и сувениры, а не болезни, нужно придерживаться правил – носить одежду, максимально прикрывающую тело, защищать голову при помощи шляпы или панамы, не забывать про солнцезащитный крем и не выходить на улицу в полуденные часы.

Солнце может провоцировать самые разные заболевания, и если вы все-таки не убереглись, отнеситесь к первым симптомам внимательно.

Рак кожи

Что это такое?

Рак кожи – очень опасное для жизни и, увы, одно из самых распространенных онкологических заболеваний. Чаще оно поражает людей старше 50 лет. Однако в группу риска входят люди любого возраста со светлой кожей, веснушками и большим количеством родинок, те, в чьей семье уже были случаи рака кожи и все, кто злоупотребляет солнечными ваннами.

Первые признаки

Чтобы заметить эту болезнь в самом начале, внимательно следите за поведением родинок. Нормальные родинки однородны по цвету, симметричны и совершенно безболезненны. Все асимметричные и крупные (больше 6–7 мм в диаметре) – бомбы замедленного действия, которые могут переродиться в злокачественные меланомы. Если вы заметили, что одна из родинок начала менять цвет или форму, если ощущается жжение или отек – это повод для беспокойства. Первым признаком рака могут быть и долго (больше 2 месяцев) не заживающие язвы, а также светлые, черные, синеватые или красные пятна с неровными границами. Развитый рак кожи выглядит как неглубокая язва, покрытая чешуйками.

Что делать?

Рак кожи, выявленный на ранней стадии, успешно поддается лечению, но многие люди игнорируют первые признаки этого заболевания и обращаются к врачам, когда ситуация становится критической. При первых же подозрениях нужно немедленно отправляться к дерматологу, который, если потребуется, даст направление к онкологу. Ни в коем случае не занимайтесь самолечением.

Солнечный ожог

Что это такое?

Ультрафиолет разрушает клетки поверхностных слоев кожи и мельчайшие капилляры, которые их питают. Солнечные лучи наиболее опасны с 10 до 15 часов. К тому же те, кто загорает на пляже, рискуют гораздо больше, чем дачники, – ультрафиолетовые лучи имеют свойство отражаться от песка и воды.

Первые признаки

Основной признак ожога – покраснение и болезненность кожи. Обожженные места саднят и иногда отекают. Через несколько дней возникает зуд, появляются волдыри или корочки. Если солнечный ожог очень сильный, может повыситься температура.

Что делать?

Примите прохладный душ без мыла и мочалки – они только усилят раздражение. Осторожно промокните кожу мягким полотенцем и нанесите успокаивающий гель или лосьон – например, с экстрактом алоэ. И не пытайтесь вскрыть волдыри – таким образом можно занести инфекцию.

Солнечный удар

Что это такое?

Долгое пребывание под солнцем или просто на жаре приводит к солнечному или тепловому удару. Это практически одно и то же, разве что при солнечном ударе у человека перегревается голова, при тепловом – тело.

Первые признаки

При перегреве система терморегуляции дает сбой, и температура тела повышается до 40С или даже выше. Лихорадка сопровождается тошнотой и рвотой, головокружением, шумом в ушах, слабостью, болью в мышцах и иногда – потерей сознания. Характерный признак теплового удара – прекращение потоотделения.

Что делать?

В первую очередь – спрятаться в темное и прохладное место и выпить воды или съесть несколько ломтей арбуза. Чтобы понизить температуру, нужно протереть тело полотенцем, смоченным в ледяной воде. Не курите, не пейте алкоголь и постарайтесь не напрягаться, пока не почувствуете себя значительно лучше. Полное восстановление после солнечного удара наступает через 2–3 дня постельного режима. Если эта неприятность настигла ребенка или пожилого человека, особенно страдающего какими-либо сердечно-сосудистыми заболеваниями, то лучше сразу же вызвать «Скорую помощь».

Обезвоживание

Что это такое?

Когда мы потеем, мы вместе с потом теряем не только воду, но и некоторые важные вещества-электролиты – ионы натрия и калия. Они помогают организму удерживать воду. Недостаток электролитов быстро приводит к обезвоживанию.

Первые признаки

При 1–2% обезвоживании появляется сильная жажда и головная боль. При обезвоживании на 3–5% к этим симптомам добавляется тошнота, головокружение и слабость.

Что делать?

Срочно выпить воды. Кофе, чай, алкогольные коктейли и пиво только усугубят ситуацию, ведь все они являются мочегонными. Не стоит пить и покупные соки – в них нередко содержатся красители, отдушки и консерванты, которые тоже ускоряют процесс обезвоживания.

Фотодерматоз

Что это такое?

Долгое лежание в шезлонге может спровоцировать аллергию у людей, которые страдают заболеваниями внутренних органов или нарушениями в работе эндокринной системы. Фотодерматоз могут вызвать и некоторые лекарства – нестероидные противовоспалительные препараты, сульфаниламиды, хинидин, гризеофульвин, амиодарон, фторхинолон, тетрациклин. В редких случаях в появлении аллергии на солнце виноваты духи или эфирные масла, особенно цитрусовые.

Первые признаки

Примерно через сутки после первого выхода на пляж кожа начинает зудеть, появляются отеки или мелкая сыпь. Если аллергия на солнце возникает несколько раз, то это в конечном итоге может привести к экземе.

Что делать?

Купить солнцезащитный крем с высоким фактором защиты и легкий платок, чтобы прикрывать руки и плечи. Зудящие участки нужно смазать мазью или кремом с ланолином. Снять воспаление поможет аспирин, а с зудом справятся антигистаминные препараты.

Потница

Что это такое?

На жарком солнце мы начинаем потеть. Пот скапливается в протоках потовых желез, роговой слой кожи набухает и намертво закупоривает эти протоки. Из-за этого начинается воспаление. Чаще всего люди сталкиваются с этой неприятностью при акклиматизации в жарких странах.

Первые признаки

При потнице на спине, шее и животе появляется сыпь в виде мелких пузырьков с прозрачным содержимым. Иногда этот процесс сопровождается жжением или зудом. Через несколько дней пузырьки лопаются, подсыхают и на их месте остается участок шелушащейся кожи, которая продолжает чесаться.

Что делать?

Сама по себе потница неприятна, но не опасна. Хуже то, что раздраженная и травмированная кожа становится «воротами» для серьезных инфекций – к примеру, стафилококка и стрептококка. При первых признаках потницы нужно обратиться к дерматологу. Народные средства тут малоэффективны. Потницу лечат антибиотиками и специальными мазями.

Чтобы предотвратить появление потницы, в жарком климате нужно носить просторную одежду из натуральных тканей, как можно чаще принимать душ и постараться не пользоваться антиперспирантами, закупоривающими поры.

Солнечный лишай

Что это такое?

Виновник появления солнечного лишая – грибок, который может годами жить на коже, почти никак себя не проявляя. Заражение обычно происходит через чужую одежду, полотенца или плохо выстиранное постельное белье. Солнечный лишай – не самое заразное кожное заболевание, он чаще цепляется к людям с ослабленным иммунитетом – например, после долгой болезни или сильного стресса. Кроме того, он любит влажную среду, и потому в группе риска – люди с сильной потливостью.

Первые признаки

На незагорелой коже грибок может быть совершенно невидимым, хотя в некоторых случаях он проявляет себя в виде желтоватых, розовых или коричневатых пятен. Иногда эти пятна покрываются чешуйками сухой кожи и зудят. Но чаще всего грибок становится заметным после приобретения загара, поэтому его и называют солнечным лишаем. Он выглядит, как светлые пятна неправильной формы. Ультрафиолетовые лучи не проходят через пораженные области, и кожа не загорает. Обычно этот грибок селится на спине, груди и плечах, реже – на животе и голове.

Что делать?

Обратиться к дерматологу, который сможет точно определить природу светлых пятен на коже. Солнечный лишай нередко путают с витилиго, вылечить которое крайне сложно. Если же некрасивые пятна – результат деятельности грибка, то лечение будет простым и относительно быстрым. Отлично помогают противогрибковые мази – такие как клотримазол и низорал. Их нужно наносить на пораженные участки один раз в день на протяжении двух недель, а через месяц повторить курс. 5%-ный салициловый спирт тоже неплохо помогает справиться с солнечным лишаем – им нужно протирать пятна утром и вечером в течение двух недель.

Весенний конъюнктивит

Что это такое?

Весенний конъюнктивит может провоцировать яркое солнце, хотя причиной может быть и ослабление иммунитета, и аллергия. Чаще всего это заболевание поражает детей и молодых людей.

Первые признаки

Сначала появляется ощущение «соринки в глазу», раздражение и светобоязнь. Глаза краснеют, слезятся и чешутся. Конъюнктивит проявляется в трех формах – конъюнктивальной, роговичной и смешанной. В первом случае на внутренней поверхности верхнего века возникают бело-розовые новообразования-наросты, чем-то напоминающие бородавки. Они сильно раздражают глаз и даже могут привести к травмам роговицы. Роговичная форма сопровождается выделениями из глаза и помутнением роговицы. А смешанная, как ясно из названия, объединяет признаки двух первых форм.

Что делать?

Срочно обратиться к офтальмологу, который назначит промывание глаза специальными растворами, содержащими лодоксамид, кромолин или новокаин для снятия зуда, а также противовоспалительные препараты. В сложных случаях поможет лазеротерапия и рентгенотерапия, а в критической ситуации показано даже хирургическое вмешательство. Чтобы не доводить до такого, купите хорошие очки с защитой от УФ-лучей.

Ухудшение зрения

Что это такое?

Если долго гулять под ярким солнцем, прежде всего, может пострадать ваша способность рассматривать детали, что необходимо для чтения и вождения автомобиля. Это происходит из-за длительного воздействия ультрафиолетовых лучей на фоторецепторы сетчатки глаза. А в худшем случае можно получить ожог роговицы (фотокератит). Особенно опасно яркое солнце в горах, где атмосфера тоньше и ультрафиолетовые лучи более вредные для глаз или у водоемов, где солнце, отражаясь от воды, и усиливает свое свечение.

Первые признаки

Появляется ощущение рези, боли, чрезмерное слезотечение и покраснение глаз. Может произойти даже временная потеря зрения.
Симптомы ожога роговицы сами проходят через 2–3 дня. Однако длительное и многократно повторяющееся воздействие ультрафиолетовых лучей на незащищенную роговицу может привести к ее помутнению и окончательному ухудшению зрения.

Что делать?

При появлении симптомов ожога роговицы уйдите в темное помещение. При первой возможности обратитесь к врачу-офтальмологу, он назначит глазные капли, которые снимут симптомы заболевания. Носите шапку с козырьком и солнцезащитные очки даже в пасмурную погоду. Степень защиты от ультрафиолета должна быть не менее 400 единиц. Включите в рацион красные и оранжевые фрукты и овощи, а также темно-зеленую зелень. В них содержится лютеин и зеаксантин – каратиноиды, необходимые для защиты глаза. Под действием ультрафиолета эти вещества разрушаются, защищая фоторецепторы, поэтому необходимо восполнять их запас.

Нарушение цикла

Что это такое?

Под воздействием солнца женские половые гормоны вырабатываются интенсивнее. Поэтому овуляция происходит чаще и повышается вероятность забеременеть. Однако для тех, кто не планирует в ближайшее время стать родителем, влияние жары превращается в сбой менструального цикла, что доставляет массу неудобств, особенно на отдыхе или в дороге. К тому же надо быть особенно бдительной, чтобы не забеременеть.

Первые признаки

Кровотечение начинается внезапно и не в те дни, в которые вы ожидаете

Что делать?

Берите в поездку с собой всегда средства гигиены, даже если по вашим расчетам очередная менструация не скоро. Если у вас есть какие-то женские заболевания, не стоит загорать под прямыми лучами солнца. Обратитесь к врачу, возможно, он назначит оральные контрацептивы, которые одновременно предотвратят нежелательную беременность и стабилизируют ваш цикл.

Свет Солнца - одна из самых важных вещей на Земле. Он поддерживает жизнь в каждом организме нашей планеты, и без него мы бы просто не существовали. Но каким образом он влияет на нас? И почему Солнце светит вообще? Давайте узнаем, как работают эти процессы.

Ещё одна звезда в небе

В древности люди не знали, почему светит Солнце. Но уже тогда они заметили, что оно появляется рано утром и исчезает вечером, а на смену ему приходят яркие звезды. Его считали дневным божеством, символом света, добра и власти. Сейчас наука шагнула далеко вперед и Солнце уже не столь загадочно для нас. Десятки сайтов и книг расскажут о нём множество подробностей, а NASA даже продемонстрирует его снимки из космоса.

Сегодня мы смело можем утверждать, что Солнце не какой-нибудь особенный и неповторимый объект, а звезда. Такая же, как тысячи других, которые мы видим в ночном небе. Но другие звезды очень далеки от нас, поэтому с Земли они кажутся крохотными огоньками.

Солнце к нам гораздо ближе, и его сияние видно намного лучше. Оно является центром звездной системы. Вокруг него вращаются планеты, кометы, астероиды, метеороиды и другие космические тела. Каждый объект движется по своей собственной орбите. Наименьшее расстояние до Солнца имеет планета Меркурий, самые дальние части системы не изведаны. Одним из дальних объектов является Седна, которая делает полный оборот вокруг светила за 3420 лет.

Почему Солнце светит?

Как и все остальные звезды, Солнце представляет собой огромный горячий шар. Предполагается, что оно образовалось из остатков других звезд около 4,5 миллиардов лет назад. Газ и пыль, освободившиеся из них, стали сжиматься в облако, температура и давление в котором постоянно повышались. «Разогревшись» примерно до десяти миллионов градусов, облако превратилось в звезду, ставшую гигантским генератором энергии.

Так почему Солнце светит? Все это из-за термоядерных реакций внутри него. В центре нашего светила водород непрерывно превращается в гелий, под действием очень высокой температуры - около 15,7 миллионов градусов. В результате такого процесса вырабатывается огромное количество тепловой энергии, сопровождаясь свечением.

Термоядерные реакции проходят только в солнечном ядре. Излучение, которое оно вырабатывает, распространяется вокруг звезды, формируя несколько внешних слоев:

• зону лучистого переноса;
• конвективную зону;
• фотосферу;
• хромосферу;
• корону.

Свет Солнца

Основное количество видимого света производится в фотосфере. Это непрозрачная оболочка, которую отождествляют с поверхностью Солнца. Температура в Цельсиях фотосферы - 5 000 градусов, но есть на ней и более «холодные» области, называемые пятнами. В верхних оболочках температура вновь увеличивается.

Наше светило относится к жёлтым карликам. Это далеко не самая старая и не самая крупная звезда во Вселенной. В своей эволюции она достигла примерно половины пути и проживет в таком состоянии ещё около пяти миллиардов лет. Затем Солнце превратится в красного гиганта. А после сбросит внешнюю оболочку и станет тусклым карликом.

Свет, который оно излучает сейчас, практически белого цвета. Но с поверхности нашей планеты он виден жёлтым, так как рассеивается и проходит через слои земной атмосферы. Близким к реальному цвет излучения становится в очень ясную погоду.

Взаимодействие с Землёй

Расположение Земли и Солнца относительно друг друга неодинаково. Наша планета постоянно движется вокруг звезды по своей орбите. Полный оборот она делает за один год или примерно за 365 дней. За это время она преодолевает расстояние в 940 миллионов километров. На самой планете движение не ощущается, хотя каждый час она проходит примерно 108 километров. Последствия такого путешествия проявляются на Земле в виде смены времен года.

Однако сезоны определяет не только движение вокруг Солнца, но и наклон земной оси. Относительно орбиты она наклонена на 23,4 градуса, поэтому разные уголки планеты освещаются и согреваются звездой не одинаково. Когда Северное полушарие повернуто к Солнцу, там лето, а в Южном полушарии в это же время зима. Через полгода всё меняется с точностью наоборот.

Мы часто говорим, что Солнце появляется днём. Но это лишь выражение, ведь оно и создает нам день. Его лучи пробиваются через атмосферу, освещая планету с утра до вечера. Их яркость настолько сильна, что остальных звезд днем мы просто не видим. Ночью Солнце не перестает светить, просто Земля поворачивается к нему то одним, то другим боком, ведь она вращается не только по орбите, но и вокруг собственной оси. Полный оборот она делает за 24 часа. На стороне развернутой к светилу - день, на противоположной - ночь, каждые 12 часов они меняется.

Незаменимая энергия

От нашей планеты расстояние до Солнца составляет 8,31 световых лет или же в 1,496·10 8 километров, чего вполне достаточно для существования жизни. Более близкое расположение сделало бы Землю похожей на безжизненную Венеру или Меркурий. Впрочем, уже через миллиард лет звезда должна стать горячее на 10%, а ещё через 2,5 млрд. лет она сможет буквально иссушить все живое на планете.

В настоящее время температура светила подходит нам идеально. Благодаря этому, на нашей планете появилось огромное разнообразие жизненных форм, начиная от растений и бактерий, заканчивая человеком. Все они нуждаются в солнечном свете и тепле, и легко умрут при длительном их отсутствии. Свет звезды способствует фотосинтезу растений, при котором вырабатывается жизненно важный кислород. Её ультрафиолетовое излучение усиливает работу иммунитета, способствует выработке витамина D, помогает самоочищению атмосферы от вредных веществ.

Неравномерное прогревание Земли Солнцем создает движение воздушных масс, что, в свою очередь, создает климат и погоду на планете. Свет от звезды влияет на установление циркадных ритмов у живых организмов. То есть, вырабатывается строгая зависимость их активности от смены времени суток. Так, одни животные активны только днём, другие только ночью.

Наблюдение за Солнцем

Среди ближайших к нам звёздных систем Солнце не является самой яркой. Оно занимает по этому показателю только четвертое место. Например, звезда Сириус, которую отлично видно в ночном небе, превосходит его по яркости в целых 22 раза.

Несмотря на это, мы не можем смотреть на Солнце невооруженным взглядом. К Земле оно находится слишком близко и наблюдать его без специальных приборов губительно для зрения. Для нас оно примерно в 400 тысяч раз ярче, чем свет, отражаемый Луной. Невооруженным глазом смотреть на него мы можем только на закате и рассвете, когда его угол небольшой и светимость падает в тысячи раз.

В остальное время, чтобы увидеть Солнце, нужно использовать специальные солнечные телескопы или светофильтры. Если при этом проецировать изображение на белый экран, то разглядеть пятна и вспышки на нашем светиле возможно даже с непрофессиональной техникой. Но делать это нужно аккуратно, чтобы не повредить её.