关于太阳,你都知道些什么?它对我们的影响远

2020-03-01 09:13
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我对太阳着迷了许多年。考虑到我曾经在Harestua的太阳天文台-就在奥斯陆的北边-蹒跚学步,这并不奇怪。那时我的父亲在那里工作。我在奥斯陆大学求学期间,我的导师鼓励我花一些时间对公众做科普。分享关于太阳的知识的意愿最终催动我写下了这本书。

关于太阳,你都知道些什么?它对我们的影响远超你的想象

 

本书呈现了太阳的性质,数千年来人类为什么对它着迷,以及它如何从技术角度影响我们的社会。我希望本书能激起人们对于太阳以及自然科学的兴趣。太阳很适合做了解自然科学的第一步,因为它从方方面面影响着地球与人类。太阳物理学与很多科学领域相关联,比如物理学、化学、生物学、气象学,等等。

太阳

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图解:太阳从方方面面影响着地球 图片来自:Springer

太阳为所有地球生命提供能量、驱动气象系统,对我们的重要性不言而喻。它是光合作用的能量来源,也是所有食物和化石燃料的源头。不过,太阳上的风吹草动也会对地球造成影响,并对我们的生活带来冲击。

用裸眼观察,太阳看上去风平浪静。从地球表面,位置改变是其唯一肉眼可见的变化(从何处升起/落下)。然而,太阳带来的绝不仅仅是热量与光线。

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坐落于一亿五千万公里之外,太阳就像一个巨大的热核反应堆,将氢原子转化为氦原子,同时产生极高的温度与强磁场。其表面就像是一锅滚水,冒着电离气体组成的气泡。源源不断的微粒通过被称为太阳风的物质流进入空间,其速度能达到150万千米/小时,意味着每秒有百万吨的物质进入太空(与犹他州的盐湖质量相当)。

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每十一年太阳会经历太阳活动极大年,极大年五年后进入极小年。太阳黑子的数量与太阳活动的强度正相关。因此,可以通过观察太阳黑子的多少来追踪太阳活动。太阳黑子是太阳表面上的暗斑,由接近表层的磁场线被扭曲并穿过太阳表面形成。持续时间从几小时至几个月不等,大的太阳黑子有几个地球那么大。中国人早在公元前28年就记载了太阳黑子,首次科学记录是伽利略于1610年用望远镜观察太阳时得到的。

为什么科学家会关注太阳黑子?因为它们是能影响到地球的太阳内部活动最直观的表现。日冕物质抛射与耀斑的出现经常与其有关。

空间天气

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随着太阳活动达到极大,太阳风暴会变得更加频繁。有时这些风暴是破坏性的。除了美丽的极光,太阳风暴还会给地球带来很多负面影响。极光是发生在大气层中的一些剧烈作用的外在表现,有时会产生数十亿瓦特的能量-相当于欧洲产量的两倍。

太阳风暴为太空带来大量的辐射、粒子、气体与磁场,其中一些可以直达地球。十分幸运的是,我们得以躲过最致命的辐射与粒子的威胁。大气层阻隔了紫外线与X射线,磁层又使微粒发生偏转,使地表免遭其害。

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直到大约一百年前,太阳风暴不曾引起人们足够的注意。不过现在,一千多颗人造卫星在一刻不停地工作。没有这些卫星,我们的社会无法正常运转。它们的职责包括预测天气,通信,导航,地图测绘,搜寻与营救,研究,以及军事监测。一台卫星的失灵可能带来严重的后果。

太阳风暴影响导航系统和无线电通信。飞越极地区域的航班可能会与指挥台失去联系。卫星电话可能会无法工作,一些供电系统也可能因此瘫痪。

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