Иногда ночью мы имеем возможность наблюдать такое явление, при котором небо кажется недостаточно темным. И сегодня мы рассмотрим вопросы о том, почему ночью светлое небо.

Почему зимой ночью светло

В зимний период года мы привыкли не только к тому, что темнеть начинает значительно раньше, чем летом, но и к тому, что погода обычно такая, что даже в дневное время суток световой день кажется менее светлым. Несмотря на это, иногда мы имеем возможность наблюдать достаточно светлые ночи, поэтому и нужно рассмотреть вопрос о том, почему небо ночью бывает светлое зимой.

Причин более светлого неба ночью может быть две:

• Если вы заметили, что ночь не такая темная как всегда, а на улице при этом наблюдаются осадки в виде снега, можете быть уверены, что именно снег и является причиной такого светлого неба. Снежинки отражают свет фонарей, а также лунный свет, за счет чего возникает иллюзия более освещенного ночного неба;
• Если же небо достаточно светлое, а осадков не наблюдается, тогда причиной подобному явлению можно считать сильную и низкую облачность. Обратите внимание на тучи и облака – они находятся ниже обычного. По этой причине, в качестве отражателей света с земли выступают именно облака, что и приводит к возникновению иллюзии светлого неба.

Почему ночью светло как днем

Если же, задаваясь вопросом о ночном освещении поверхности Земли, вы интересовались непосредственно информацией о так называемых «Белых ночах», которые наблюдаются, например, на территории Санкт-Петербурга, то в данной ситуации ответ будет совершенно другим.

Для начала стоит отметить, что наблюдаются подобные белые ночи не только на территории Санкт-Петербурга, но и во многих других участках нашей планеты. Например, вполне возможно, что кто-то будет интересоваться вопросом о том, почему в Гренландии ночью светло, поскольку там также присутствует подобное явление.

Виной возникновению подобного явления принято считать события планетарного масштаба. Дело в том, что в определенный момент времени, благодаря тому, что Земля вращается вокруг Солнца по определенной траектории, а также совершает обороты и вокруг собственной оси, наша планета находится на такой траектории, что даже в ночное время Солнце на территории, например, Санкт-Петербурга или Гренландии садится не намного ниже линии горизонта. Соответственно, даже в ночное время солнечный свет рассеивается над поверхностью Земли и на упомянутых выше территориях наблюдаются своеобразные сумерки вместо привычной 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.

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.

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.

На вопрос, почему ночью темно , наверняка, многие смогут дать правильный ответ. Однако память может подвести каждого. Поэтому мы решили освежить в своей памяти школьный курс астрономии, а заодно и вам напомнить о том, как день сменяет ночь. Эти знания окажутся полезными, кому-то просто будет интересно блеснуть, так сказать, умом перед обществом, а у кого-то ребенок дорастет до возраста «почемучки» и будет задавать всевозможные вопросы, на которые нужно будет давать ответы доступные его пониманию.

Как известно всем, земля имеет круглую форму и вращается вокруг своей оси. Когда на одной половине земли светло, то на второй темно. Солнце может освещать только одно полушарие. Итак, чтобы понять, почему день сменяет ночь, нужно разобраться в двух процессах.

Процесс первый. Наша планета вращается по типу юлы и происходит это безостановочно и с огромной скоростью. Ученые высчитали скорость вращения земли, она составляет 1666 км/ч. Именно с такой скорость за сутки (24 часа) земля делает полный оборот вокруг своей оси. Не ощущаем мы этого движения потому, что площадь поверхности земли очень большая (немного больше 510 млн. км²).

Процесс второй. Единственный источник света и тепла на Земле (и на других восьми планетах) – это Солнце, которое посылает свои лучевые потоки на планеты. Именно потому, что Земля постоянно движется, солнечные лучи освещают всегда разные уголки земного шара. Люди наблюдают это явление, но выглядит это, как будто солнце перемещается по небу, т.е. в разное время дня находится разных местах. Однако это не Солнце движется, а Земля и свет попадает в новое место. Постепенно, в течении дня, Земля поворачивается к Солнцу другой стороной и в это же время первое полушарие уходит в тень. Когда это происходит, света становится все меньше и меньше, и в конечном итоге наступает ночь. А на противоположной стороне, на втором полушарии, наступает день. Вот так и происходит процесс смены дня на ночь и ночи на день.

Если у вас кто-то спросит, почему ночью темно , вы просто смело отвечайте ему, что Земля «отвернулась» от Солнца.