Ночью бывает темно потому что. Разная длительность дня и ночи

В самом деле, почему ночью небо темное? Попробуйте-ка ответить! Оказывается, нельзя просто сказать: ночью темно потому, что не светит . Такой ответ неверен. Даже без Солнца небо, казалось бы, «не имеет права» быть темным. Судите сами.

«ЗАПРЕТ» НА ТЬМУ

Это солнца. Одни - близкие и потому яркие, другие - невообразимо удаленные от нас, почти невидимые, а то и совсем недоступные нашему глазу. Но каждая излучает свет. И если звезд бесчисленно много, то все вместе они дают бесконечно много света. Не важно, что по отдельности иные звезды незаметны. Раз уж над любым, даже самым крошечным, уголочком небосвода их бесконечно много, они всюду должны сливаться, а сплошной фон, сверкающий ослепительным блеском, исторгающий бесконечно много лучистой энергии. Короче говоря, всему небу предписано иметь яркость, не меньшую, чем у поверхности Солнца. И так как свет звезд вызван их высокой температурой, небо должно изливать такой же нестерпимый жар.

А раз так, то в мире не должно быть места ни для , ни для людей. В нестерпимом свете и жаре немыслима жизнь. Любой листочек, любая букашка мгновенно испепелились бы в такой . Вещество привычных нам состояний - твердого, жидкого - стало бы невозможно. Всюду было бы так же жарко, как в недрах Солнца. Неожиданный вывод. И, конечно же, совершенно неверный.

Опровергнуть его наука пытается уже больше ста лет. Попыток сделано масса. Может быть, свет поглощается межзвездной средой - газом, темной пылью, холодными планетами, остывшими «трупами» звезд? Нет, сколько бы ни поглотилось света, его все равно останется бесконечно много. Расчет простой: как бы велика ни была доля несветящейся материи, светящейся все равно останется бесконечно много. Разделите бесконечность пополам, на десять, сто, тысячу частей - любая часть все равно будет бесконечно велика. Кроме того, атомы межзвездной среды не «поедают» свет без остатка. Они просто глотают его, чтобы «выплюнуть» потом в другом направлении. Они лишь рассеивают, как бы разбрызгивают энергию по всему миру.

Тогда, может быть, в нашем мироздании есть гигантские непрозрачные оболочки? Кто-то из чеховских героев философствовал: «Быть может, вся наша вселенная спрятана в дупле зуба какого-то громадного чудовища». И эта «гипотеза», сколь серьезно ее ни обставить, не решает задачу, а лишь отодвигает ее. Ведь любое «дупло», любая темная оболочка в бесконечно светлом и горячем мире неминуемо расплавилась бы и испарилась.

Остается высказать еще одно, весьма рискованное предположение: снять запрет ночной тьмы путем отказа от основной его причины - от звездной бесконечности. Признайте, что в беспредельном пространстве мироздания существует лишь «горстка» звезд и галактик - и все встанет на место, не так ли?

Нет, не так. В подобном выводе - философское шулерство и физическое недомыслие. Еще великий классик естествознания Исаак Ньютон говорил о том, что звезд не может не быть бесконечно много. Если бы их набралась всего «горсть», пусть громадная, благодаря они слиплись бы в одно-единственное гигантское небесное тело. Позднее, правда, физика внесла поправку: «горсть» звезд не слиплась бы, а, наоборот, разбрелась по бесконечному пространству. И тогда Вселенная опустела бы, из нее исчезло бы фактически все вещество.

Но вещество есть! Как бы далеко ни заглянули телескопы, они всюду находят материю. Значит звезд бесконечно много? Выходит так. Тогда почему же все-таки ночью темно? Видите, как все запуталось! Пытаясь осмыслить вид неба, мы заблудились в дебрях противоречий, столкнулись с мировоззренческими вопросами, коснулись величайшей проблемы устройства всей Вселенной - науки, которая именуется космологией.

ИЕРАРХИЯ СИСТЕМ

Вы получили на экзамене задачу и ужаснулись ее трудности. Но в экзаменационных билетах не принято задавать задач неразрешимых. Поэтому вы упрямо морщите лоб, мучительно думаете и наконец решаете задачу! А потом разыскиваете и другой, и третий способ, и общий метод решения. Нечто похожее происходит и в космологии. Зная, что загадка ночной темноты наверняка разрешима (небо-то темное!), астрономы, физики, философы упорно ищут решение. И мало-помалу ночная тьма начинает получать право на существование.

Представим себе такое: мир бесконечен, звезд в нем бесчисленно много, но, тем не менее, плотность материи в бесконечном объеме Вселенной равна нулю. Невозможно? Оказывается, возможно. Нужно лишь, чтобы при увеличении объема космического пространства плотность материи в нем уменьшалась.

Плотность вещества есть масса, деленная на объем. В каждой звезде плотность очень велика, ибо весь ее объем заполнен веществом. А вот в объеме, включающем две соседние звезды, средняя плотность материи меньше (ведь космическая материя между звездами практически ничего не весит). Еще гораздо меньше плотность вещества в объеме Галактики. А дальше? Что если в предельном случае - для бесконечно большого объема - мы формально получим нулевую плотность материи? Ведь тогда запрет ночной темноты снимается! Глядя вдаль, мы практически не увидим вещества - ни светящегося, ни темного. И это несмотря на то, что звезд и прочих небесных тел останется бесчисленно много.

Такая идея легла в основу любопытных схем размещения звезд, которые построил в начале прошлого века бельгийский космолог Шарлье. Главную их особенность Шарлье заимствовал у астронома XVIII века Ламберта. Особенность эта - иерархичность строения мира. Небесные тела образуют системы, сложность которых с увеличением размеров возрастает, а средняя плотность материи падает. Мир, устроенный по таким правилам, вполне свободен не только от запрета ночной тьмы, но и от некоторых других парадоксов, вставших в космологии.

В свое время схемы Шарлье казались откровением. В них чудилась разгадка строения Вселенной. Однако потом энтузиазм остыл. Прямых доказательств идеям Шарлье не нашлось. Системы его остались всего-навсего предположением. И все же труд Шарлье был очень полезен. Он показал, что выходы из тупиков космологии существуют.

А тем временем на научную арену вышла знаменитая теория относительности . Но об этом читайте уже в следующей нашей статье.

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 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.

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 нашей планете .

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 очень сильный телескоп .

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 световых лет . 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.

В любой точке земли есть время, когда светло, и время, когда темно. Связано это в первую очередь с нашим главным светилом - Солнцем. Оно двигается по небосклону, сменяя уровень освещения. Попросту говоря, ночью бывает темно, солнце уходит за горизонт.

В древние времена люди предполагали, что это Солнце кружится вокруг нашей планеты и прячется за горизонт. Никто длительное время даже не мог предположить, что именно наша планета вращается в огромном космическом пространстве вокруг светила. То же самое касается и Луны. Солнцу и Луне было придано божественное происхождение: им поклонялись, приносили дары, восхваляли в песнях и обрядах. Но наступила эра науки, которая доказала, что все происходит как раз таки наоборот. Планета Земля - не а всего лишь ее крошечная составляющая, и то, почему ночью бывает темно, не связано ни с какими божественными проявлениями.

Каким бывает вращение Земли и на что это влияет

Есть два одновременных перемещения и движения планеты в космосе: движение по орбите вокруг Солнца, а также вокруг собственной оси, подобно детскому волчку. То есть, в то же время, когда планета летит в космическом пространстве, она крутится вокруг самой себя, и совокупность этих факторов является причиной того, почему ночью бывает темно, а днем - светло. Перемещение по орбите в космосе в комплекте с тем, что ось Земли наклонена к этой самой орбите под углом примерно 66 градусов - это причина смены времен года и их «неодинаковости».

В разных частях Земли, в зависимости от степени нагревания лучами светила, в свое время меняются осень, зима, весна и лето. Так, средние широты чаще всего посещают все четыре времени года, в разной степени их интенсивности (например, в Италии лето, как и зима, гораздо теплее, чем в Москве). На Экваторе, который по большей части находится под прямыми лучами солнца, близкими во время полудня к углу 90 градусов, день длится отчасти чуть дольше 12-ти часов.

Полюса: почему холодно, хоть и день там полгода?

На полюсах картина обстоит совершенно особенным образом - солнечные лучи падают так, что они скользят и практически полностью отражаются от поверхности, не задерживаясь и не оставляя в ней тепло, хотя день и ночь здесь длятся почти по полгода каждый. Отчего северный и южный полюс - самые холодные регионы нашей планеты.

Разная длительность дня и ночи

Вращение планеты вокруг Солнца, главной звезды для нас, задает смену времен года, а также смену дня и ночи. Сферическая форма планеты, неоднородность поверхности и свойство световых лучей отражаться дополняют и делают разнообразнее климат в подобных по расположению регионах. Но есть дни, когда во всех широтах до полярного пояса наступают сутки, имеющие одинаковое распределения времени между ясной частью дня и темной - дни весеннего и осеннего равноденствия. В это время на экваторе любой предмет даст самую маленькую тень, ведь солнце пускает свои лучи под углом 90 градусов к его поверхности.

В принципе, с вопросом, почему ночью бывает темно, все ясно. Но интересно то, что бывает темно долго, а бывает и немного. Для нашего Северного полушария характерно уменьшение длительности ночи от 21 марта до 23 сентября (осеннее равноденствие), и наоборот - длительные ночи наблюдаются в зимнюю пору. В южном полушарии дело обстоит наоборот.

А как же детям?

Объяснять детям явление того, что ночью бывает темно, потому что не светит солнце, не совсем верно. Ведь, по сути, солнце светит всегда. Оно не включается и не выключается по чьему-то решению, как настольная лампа. Но и рассказывать о положении Земли в космосе, об углах падения лучей и о прочих заумностях, которые могут быть понятны уже детям школьного возраста, не нужно. Для этого родителям лучше всего проявить смекалку и продемонстрировать наглядно, как это происходит. Для того чтобы пояснить, почему ночью бывает темно, нужно ознакомить ребенка с двумя понятиями: что такое Солнце и что такое планета Земля. Сделать это довольно просто: нарисовать два шара, один - желтый и с лучиками (собственно Солнце), а другой - голубой с подобием очертаний материка. Далее, не вдаваясь в сложную терминологию, рассказать о форме, и наглядно продемонстрировать при помощи Достаточно будет желтого шарика и небольшого глобуса, а если есть возможность, лучше купить полноценную модель или самостоятельно сделать подобную, да еще и вместе с ребенком.

Показать, что солнышко стоит на месте, а мы крутимся, отчего его лучики на разную часть глобуса не всегда попадают. Тогда ребенку будет понятно, что ночью бывает темно, потому что в это время мы отворачиваемся от него, подставляем к солнышку, так сказать, спинку. Для полной наглядности, можно в темное время суток продемонстрировать это явление при помощи того же глобуса и фонарика, выступающего в роли Солнца.

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.