Главная » Выключатели и розетки » Почему ночью бывает темно: научное объяснение.

Почему ночью бывает темно: научное объяснение.

Каждый человек хотя бы раз в жизни задумывался над причиной темноты в ночное время суток. В основном подобными вопросами задаются дети, хотя и взрослым наверняка интересен ответ.

Наиболее простое объяснение

Вряд ли ребенок захочет выслушивать длительную лекцию о том, что наша Вселенная состоит из множества звезд, которые отдалены с разной силой от Земли и т.д. и т.п. Лучший ответ будет коротким.

В связи с тем, что Земля постоянно вращается вокруг своей оси, она с определенной периодичностью бывает повернута к солнцу либо одной, либо другой стороной. Та сторона, которая обращена к сияющей звезде “лицом”, будет освещаться. Соответственно на ней будет день. Другая же сторона, которая в этот момент скрыта от лучей солнца будет находиться под покровом ночи. На ней будет темно.

А что на самом деле?

Каждое мгновение солнце освещает своими лучами как раз ту сторону планеты Земля, которая в этот момент обращена к нему. За время в 24 часа (сутки) наша планета совершает вокруг своей оси полный оборот. Именно поэтому всем кажется, что солнце совершает движение по небосводу, а постепенно скрываясь за горизонтом оно вызывает наступление вечера, а потом и ночи.

Кроме солнца во вселенной есть множество других светил. Например, те же звезды. Днем их не видно, потому что светит солнце и заглушает их свечение. Но что мешает им ночью, когда солнце спряталось за горизонт, освещать Землю? Каждая звезда представляет собой раскаленный шар внушительных размеров. Да, неоспорим тот факт, что звезды располагаются намного дальше, чем солнце, которое является самой близкой к нашей планете сияющей звездой. За счет большой отдаленности огромное количество звезд людям кажутся чрезмерно маленькими, а то и вовсе не заметными.

С другой стороны, если считать, что наша Вселенная заполнена звездами равномерно, то взгляд человека (независимо от того, в какую точку он направлен) должен обязательно натолкнуться на какую-нибудь звезду. Из этого следует, что темных мест или пустот на небе быть не должно. Однако, световая энергия, которая исходит от звезды, с расстоянием уменьшается и та площадь, которую занимает непосредственно каждая звезда на небе, уменьшается в пропорциональных величинах. Соответственно, яркость звезды независимо от ее удаленности от Земли сохраняется.

Теории учёных о звёздном небе

Первым, кто обратил внимание на проблему ночной темноты, был Иоганн Кеплер. Он считал, что темнота по ночам является прямым доказательством того, что Вселенная не бесконечна и имеет определенные границы. Как говорил Кеплер, если бы Вселенная была бесконечной, то тогда все небо должно было быть полностью покрыто массой сияющих звезд, таких же ярких, как и само солнце.

В современном мире астрономии и физики такая проблема стала называться “парадокс Ольберса” в честь Генриха Ольберса, немецкого астронома. В 1823 году он вновь затронул дискуссию, которая разгорелась еще ранее вокруг этого вопроса. Ученый выдвинул свою теорию, которая заключалась в следующем. Энергия света, которую излучают звезды, не доходит в полной мере до нашей планеты по той причине, что ее поглощает космическая пыль. Эта идея, как считал Ольберс, оставляла право на существование теории о бесконечности Вселенной. И все-таки астроном заблуждался. По расчетам свет от звезды должен был бы настолько разогревать пыль в космосе, что она светилась бы не хуже самой звезды.

В свое время Кеплер настолько яростно выступал за идею конечности Вселенной, и выглядело это настолько убедительно, что астрономы практически до начала 20 столетия непоколебимо верили, что Млечный путь представляет собой своеобразный остров звезд, который окружен пустотой со всех сторон. Только в 20-х годах прошлого века обнаружили, что те слабые туманности, которые наблюдались раньше среди звезд в Млечном пути, есть не что иное, как отдаленные галактики, а не скопление пыли или газов. И эти галактики так же как и Млечный путь состоят из колоссального количества звезд. Значит, с наружной стороны Млечного пути пустоты нет, она заполнена другими космическими телами.

Поскольку Вселенная неравномерно заполнена звездами, то, очевидно, что в каких-то промежутках звезды будут располагаться плотнее и образовывать галактики. Последние, в свою очередь, формируют галактические скопления. Но если даже представить, что все звезды располагаются со средней плотностью по всему расстоянию Вселенной, то гипотеза Кеплера будет оставаться в силе. То есть, куда бы ни был направлен человеческий взгляд, он в любом случае наткнется на какую-нибудь звезду.

Хотя в этом случае следует учитывать одно ключевое обстоятельство. Звезды расположены от Земли на огромном расстоянии. И даже если взять средний показатель этого расстояния, то получится около 10 23 световых лет. Именно столько потребуется времени, чтобы звездный свет добрался до нашей планеты. В то же время Вселенная по представлениям современных астрономов существует только 14 млрд. лет. Это намного меньше, чем 10 23 лет. Так что исходя из этого можно говорить, что мы наблюдаем только те звезды на небе, которые располагаются от Земли не далее, чем за 14 млрд. световых лет, которые необходимы, чтобы свет успел дойти от них к нам в период существования Вселенной. Другие звезды, расположенные намного дальше, излучают свет, но он находится еще в стадии “путешествия”.

Вот и получается, что та часть Вселенной, которая доступна для наблюдения человеком, в десять биллионов раз меньше, нежели необходимо для того, чтобы она осветила ночной небосвод Земли в полной мере.

Если же кто-то спросит, будет ли , когда свет от невидимых нам еще звезд наконец-то дойдет до Земли, то ответ также будет отрицательным. К тому времени как это наступит, звезды нашей вселенной уже погаснут. Иными словами, для того, чтобы полностью осветить пространство на небосклоне, в космосе нет достаточного количества материи.

Почему ночью темно

Каждые сутки Земля совершает полный оборот вокруг своей оси. За этот период, который занимает по времени 24 часа, успевают смениться все 4 времени суток. Сначала наступает утро, затем день, вечер и ночь. Ночью темно, температура в это время суток падает, потому как Солнце остается за горизонтом. С наступлением утра Солнце восходит вновь, становится светлее и теплее. Почему это происходит, и по какой причине ночь бывает то длиннее, то короче? Повсеместно ли ночь меняется в своей продолжительности при смене времен года?

Это интересные вопросы, которые требуют ответа. Современная наука может разобрать их детально, дать ответы на все моменты, интересующие человека.

Вращение Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца

Земля никогда не стоит на месте, она постоянно вращается – как вокруг Солнца, так и вокруг своей оси. Полный оборот вокруг своей оси отнимает у планеты приблизительно 23 часа, 56 минут и 3 секунды. Но это не абсолютно точное значение, так как длина суток может варьировать в пределах нескольких секунд – в этом плане Земля может как немного «замедляться», так и «ускоряться». Это едва заметные вариации, однако для удобства принято считать, что сутки – это 24 часа ровно.

Материалы по теме:

Что такое северное сияние?

При вращении планеты та ее зона, которая освещается ближайшей к нам звездой, постепенно перемещается из одной точки в другую. Так, солнечные лучи падают сначала в районе Японии, затем перемещаются к Владивостоку, и далее освещенная точка движется в западном направлении, пока не вернется на исходные позиции. В тот момент, когда она смещается со своей позиции, к примеру, уходит с территории Японии далее на запад, в этом месте начинается вечер, сумерки, а затем наступает ночь. Темное время суток будет продолжаться до тех пор, пока солнечный свет снова не обрушится на территории, пройдя полный круг по вращающейся планете.

Интересный факт : солнечные лучи движутся по планете с востока на запад. Отсюда и пошло слово восток – место, где Солнце восходит. Запад же – это территории, где оно западает за горизонт, исчезает. Японию называют «Страной восходящего Солнца», так как местные жители первыми наблюдают появление светила каждый новый день.

Но почему же летом день длиннее, а зимой он короткий? Это явление наблюдается практически по всей территории России, так как страна имеет северное расположение. Необходимо отметить, что помимо вращения планеты, роль играет еще один фактор – наклон земной оси. Чем ближе широты к полюсам, тем сильнее ощущается присутствие данного фактора. Наклон земной оси равен примерно 66 градусам, из-за этого создается эффект низко поднимающегося в зимнее время солнца, укороченного светового дня. Также благодаря этому летом на территории России ночи короткие, и удается наблюдать такое явление, как «белые ночи», когда полная темнота фактически не наступает.

Материалы по теме:

Почему Луна и Солнце меняют цвет?

На полярных территориях это явление выражено еще сильнее – на протяжении 3 летних месяцев Солнце не садится вообще. Оно совершает определенный путь по небосклону, едва касаясь горизонта, и поднимаясь затем снова. Зато в зимние месяцы солнце не восходит, и полярные территории погружаются в полную темноту.

Сутки на экваторе

На экваторе же отмечается противоположное явление. Здесь наклон земной оси фактически не играет никакой роли, в любое время года ночь и день равны, составляют по 12 часов. Эти территории освещаются солнечными лучами под углом в 90 градусов, потому освещение здесь интенсивнее, а световой день стабильнее.

Почему ночью темно? Этот, казалось бы, простой детский вопрос несколько столетий подряд интересовал как знаменитых исследователей астрономии, так и обычных людей.

На небе и каждая из них намного больше Солнца. Мощное звёздное сияние должно было бы испепелить всё вокруг, но, как ни странно, этого не случается и каждый раз ночью становится опять темно.

Распространённые гипотезы о ночной темноте

Астроном Иоганн Кеплер опровергал бесконечность Вселенной, ошибочно утверждая, что звёзды покрывают небо не полностью. Он считал, что ночью становится темно из-за пустых мест на небосклоне, где абсолютно нет звёзд.

На самом же деле многочисленные звёзды просто распределены по Вселенной неравномерно и по-разному удалены от Земли. Поэтому мы видим на небе далеко не все существующие звёзды, а только ближе расположенные по отношению к .

Существовали и другие мнения. Ночью все видели над головой множество ярчайших звёзд, но вопреки этому ночное небо всегда оставалось тёмным. Немецкий астроном Генрих Ольберс назвал данное явление парадоксом и в 1823 году выдвинул теорию о поглощении звёздного светового потока космической пылью. И только около ста лет назад учёные доказали, что межзвёздные туманности представляют собой скопления галактик, а не космическую пыль.

Вселенная бесконечна, а небосвод плотно усеян светилами разной величины. На небе нет пустых и тёмных мест, просто многие звёзды бесконечно далеки и поэтому незаметны, некоторые из них невозможно увидеть даже в .

Научное объяснение ночной темноты

Смена времени суток происходит по нескольким причинам:

Солнце оказывает сильное влияние из-за близкого расположения к Земле;

- Свет далёких звёзд не может достичь нашей планеты.

Вращение Земли

Сейчас уже никто не оспаривает факт, что Земля имеет форму огромного шара и вращается вокруг своей оси с бешеной скоростью по направлению с запада на восток. Такое вращение называется суточным, повторяется оно с периодом в одни звёздные сутки.

Солнце - самая близкая к нам звезда

Из всех небесных светил Солнце расположено ближе всего к Земле. Солнечные лучи являются естественным источником тепла и света одновременно для нескольких планет. При смене времени суток Солнце освещает и согревает противоположные уголки земного шара.

Из-за постоянного вращения Земли у нас создаётся иллюзия движения Солнца по небосклону. В действительности же Солнце всегда находится на одном месте, а наша планета постепенно поворачивается к нему своими разными сторонами. Каждое полушарие поочерёдно попадает в тень, количество света сокращается и наступает ночь.

Такие далёкие звёзды

Звёзды никуда не исчезают, ночью и днём они находятся прямо у нас над головой. Днём они не видны, потому что попадают в зону действия раскалённого солнечного излучения. В ночное время суток Солнце закрывается тенью от Земли, а звёзды очень далеки, их свет просто не успевает дойти до нас.

Так, даже видимые человеческим глазом небесные светила расположены на расстоянии в миллиарды . По этой причине ночью становится темно.

Что будет со звёздами через миллиарды лет?

Если в будущем свет невидимых звёзд, наконец, достигнет Земли, то ночью всё равно не станет светлее. К этому времени звёзды нашей Вселенной успеют погаснуть, а на приближение других, более удалённых, потребуется длительное время.

Вселенная не имеет границ - одни звёзды постоянно летят к Земле, другие - гаснут. Поэтому даже через миллиарды лет ничего не изменится, на смену дневному свету будет всегда приходить ночная мгла.

Земля - планета, совершающая повороты вокруг Солнечного светила. Также она совершает движение вокруг собственной оси. Эти повороты сложные, до конца не исследованные. Несмотря на сложности определения вращений, ученым удалось установить, почему ночью бывает темно.

С Земли кажется, что миры вращаются вокруг нас. Если ежедневно в одно и то же время вставать в одном и том же месте, то можно увидеть, как движутся звезды по небу, как проходит Солнце по нему. В такие моменты кажется, что наша планета - центр мироздания.

Вокруг Солнца

Как уже было сказано, всегда происходит вращение Земли вокруг самой яркой звезды нашей солнечной системы, и одновременно совершаются обороты вокруг собственной оси.

Оборот вокруг светила планета совершает за триста шестьдесят пять дней и шесть часов. Чтобы было удобнее считать даты, был введен календарный год, равный 365 дням. И раз в четыре года, когда из шести часов накопится двадцать четыре, добавляется еще один день. Этот год получил название «високосный», а новый день прибавляется к февралю.

При вращении Земли вокруг светила сменяются времена года. Из-за того что планета имеет определенный угол наклона - шестьдесят шесть с половиной градусов, она перемещается в космическом пространстве. Из-за наклонного положения солнечный свет освещает то одну, то другую сторону планеты. Когда в западном полушарии день, в восточном ночь.

Когда лучи Солнца падают под прямым углом на планету, наблюдаются дни равноденствия - день и ночь имеют одинаковую длину. Такое событие бывает дважды в год: в дни весеннего (в марте) и осеннего (в сентябре) равноденствия. Началом лета и зимы считают даты, когда Солнце светит на планету с наибольшей высоты (в июне и декабре).

Обращение земной оси к Солнцу

Во время зимнего солнцестояния земная ось обращается к светилу южным концом. И, соответственно, солнечные лучи падают на южные широты. С этого дня на параллелях южнее экватора дни становятся длинными, а ночи короткими. На южном полярном круге начинает править полярный день.

На всех частях севернее линии экватора дни короче ночи, а на северном полярном круге глубокая ночь.

Полярные круги - это границы полярного дня и ночи, которые продолжаются от одних до 178 суток. На все время полярной ночи Солнце заходит за горизонт. Во время полярного дня Солнце светит и не прячется за горизонтом.

Вращение вокруг себя

Земля вращается вокруг себя, совершая полный оборот за сутки. Планета вращается с востока на запад, поэтому Солнце восходит на востоке и садится на западе.

Повороты планеты вокруг себя позволяют понять, почему ночью бывает темно и светило прячется за горизонтом. Именно появление Солнца и его опускание является причиной смены дня и ночи.

Так почему ночью бывает темно, и где в это время свет? Одна часть планеты постоянно обращена к Солнцу. И на той ее части, куда попадают солнечные лучи, наблюдается день. На противоположной (темной стороне), до которой свет не достает, наблюдается ночь. Во время вращения солнечный свет постепенно проникает на те участки, которые до этого момента были темными, а с тех, где было светло, Солнце уходит. С Земли это явление наблюдается в виде заката и рассвета.

Вращение планеты вокруг себя, во время которого она подставляет поочередно разные участки под солнечные лучи, отсчитывает земные сутки и меняет день на ночь. В то время, когда Солнце не светит на западную часть планеты, оно освещает восточную. Исходя из этого, в первой части будет ночь, а в другой - день. Вот почему ночью бывает темно.

Вращение вокруг галактики

Земля располагается в Солнечной системе, которая находится в галактике Млечный Путь. Свое название она получила за особый внешний вид: на ночном небе она выглядит как разлитое молоко. На самом деле, белая полоса - это скопление миллионов звезд.

Галактика имеет спиралевидную форму. По современным подсчетам, наша Солнечная система находится ближе к краю галактики, в одном из ее рукавов. Она совершает движение по спирали вокруг центра галактики. По подсчетам, полный поворот вокруг центра спираль Млечного Пути совершает примерно за 225 млн лет.

Ученые о галактическом вращении

Ученые считают, что это вращение вокруг центра галактики должно каким-то образом сказываться на нашем существовании и на всех планетах Солнечной системы. Однако данных о том, какие именно события влекут за собой полные обороты, пока нет. Это связано с малым возрастом человечества, исчисляется он всего десятками тысяч лет, а серьезные наблюдения за космосом и происходящими в нем явлениями ученые совершают только несколько столетий.

Вывод

Земля движется вместе с нашей Солнечной системой вокруг центра нашей галактики. Один полный поворот совершается примерно за 225 миллионов лет. Одновременно Земля всегда вращается вокруг нашего светила. Причем, во время вращения планета то удаляется, то приближается к нему. Из-за этого явления люди наблюдают смену времен года. Во время вращения вокруг звезды Земля одновременно совершает повороты относительно своей оси с запада на восток: из-за этого явления день сменяет ночь.

Почему ночью темно? Этот, казалось бы, простой детский вопрос несколько столетий подряд интересовал как знаменитых исследователей астрономии, так и обычных людей.

На небе бесконечное количество звёзд и каждая из них намного больше Солнца. Мощное звёздное сияние должно было бы испепелить всё вокруг, но, как ни странно, этого не случается и каждый раз ночью становится опять темно.