Владимир Мезенцев - 100 ответов верующим

М. В. Ломоносов предположил, что причиной полярного сияния служат электрические разряды в разреженном воздухе. Чтобы убедиться в справедливости своего предположения, он решил поставить опыты: выкачивал воздух из стеклянного шара и пропускал через шар электричество. Предположение ученого подтвердилось. «Возбужденная электрическая сила в шаре, из которого воздух вытянут, внезапные лучи испускает, которые во мгновение ока исчезают и в то же почти время новые на их места выскакивают, так что беспрерывное блистание быть кажется», — записал он.

Позднее проходимость электрического тока через разреженные газы изучали другие ученые. В опытах применяли стеклянные трубки, запаянные с двух концов. Чтобы пропускать через такую трубку электрический ток, с обоих ее концов впаивали в стекло небольшие металлические пластинки-электроды, а к ним присоединяли провода от источника тока.

Пока газ, заключенный в трубке, испытывал атмосферное давление, он не проводил электрического тока — свечения в трубке не появлялось. Но стоило создать в трубке разрежение, как в ней возникал поток быстро летящих электрически заряженных частиц (т. е. начинал проходить электрический ток) и появлялось мерцающее свечение, очень похожее на полярное сияние. Это свечение возникает от столкновений быстро летящих электрически заряженных частиц с частичками газа в трубке.

В прошлом веке норвежский физик Биркеланд продолжил изучение полярных сияний. Он изготовил маленькое подобие нашей Земли — небольшой шар, который можно было намагничивать. Кроме того, шар был покрыт краской, светящейся от ударов электрически заряженных частиц — электронов и ионов. Ученый поместил шар в сосуд с разреженным воздухом и «обстрелял» его потоком частиц. Что он увидел? Пока шар не был намагничен, летящие частицы бомбардировали всю поверхность полушария, и оно равномерно светилось. Но как только шар намагнитили, свечение стало появляться только у магнитных полюсов.

Другие ученые, изучая полярное сияние, обратили внимание на одно примечательное обстоятельство: сияния особенно часты и сильны в те годы, когда на Солнце наблюдается наибольшее число пятен. Как только большое пятно проходит через центральный меридиан Солнца, через 20-40 часов после этого в небе над землей всегда играют сполохи. Одновременно на нашей планете разражается магнитная буря, резко ухудшается радиосвязь на коротких волнах, нарушаются правильные показания компаса, затрудняется работа телеграфа и телефона.

Установлено, что Солнце выбрасывает из области солнечных пятен мощные потоки протонов и электронов. Эти потоки называют «солнечным ветром». Достигая верхних, разреженных слоев атмосферы Земли, электрические частицы сталкиваются с молекулами газов, входящих в состав воздуха (главным образом, азота и кислорода), и атомы этих молекул начинают светиться.

Такова природа полярного сияния. Происходит оно на высоте примерно от 100 до 800-900 километров, а иногда и выше над земной поверхностью.

Но почему полярные сияния наблюдаются именно у полюсов? Да потому, что земной шар является большим магнитом. Как и всякий другой магнит, он окружен полем магнитных сил. А это поле влияет на электрические частицы, летящие от Солнца, отклоняет их к полюсам. Магнитные полюсы Земли находятся вблизи географических полюсов — Северного и Южного.

В зависимости от скорости своего движения солнечные частицы влетают в атмосферу нашей планеты то ближе к ее магнитным полюсам, то дальше от них. А когда Солнце выбрасывает особенно мощные потоки частиц — с большой скоростью, — полярное сияние наблюдают далеко к югу от Северного полюса и к северу — от Южного.

Изучая полярные сияния, ученые собрали немало ценных сведений о высоких слоях атмосферы — их химическом составе, строении, плотности, о происходящих там процессах. Исследование этого явления имеет важное практическое значение для радиосвязи..

Теперь у исследователей полярных «сполохов» появились замечательные помощники — искусственные спутники Земли. Они уже рассказали, что зажигают небесные огни потоки электронов.

Так наука снимает покров таинственности с одного из самых величественных явлений природы, вызывающих до наших дней суеверные страхи.

Рекомендуемая литература

Гальперин Ю. И., Ершкович А. И. Полярные сияния.

М., 1963. Мезенцев В. А. Энциклопедия чудес, т. 1. М., 1969.

Что такое мираж? Разве это не чудо?