Черните дупки

Според теорията на Айнщайн, Вселената е ландшафт от долини и плата, оформени от масите и енергията.Масата, магнитните полета и ъгловия момент са причина космическия ландшафт да е начупен. Извивките могат да поставят две точки по-далеч или по-близо една до друга. Това става естествено – наричаме го гравитация.
Ако извиването е достатъчно силно, то може да доведе една част от пространство-времето до друга, създавайки мост – и следователно, един алтернативен път. Именно този обект е наречен червейна дупка. Ако дадена черна дупка е част от двойна звезда, партньорът и може да прехвърли вещество към нея
Червейните дупки са природно нестабилни – готови да колапсират в мига, в който нещо се опита да мине през тях. Ключът е да се поддържа гърлото на дупката отворена с помощта на енергийни полета, които да имат негативна енергийна плътност (антиматерия).

Черните дупки са последният етап от еволюцията на масивните звезди. Според теорията за звездната еволюция след изчерпването на ядреното гориво, налягането в центъра не е достатъчно, за да попречи на гравитационното свиване на звездата. Вследствие на това вътрешните слоеве на звездата пропадат към центъра й. С увеличаване на плътността атомните ядра не мога да запазят своята цялост и веществото се превръща изцяло в неутрони. Така се формират неутронните звезди. Важна тяхна характеристика е масата им. Според Закона на Нютон за гравитацията повърхностното привличане (приемаме, че масата остава постоянна) се изменя обратно пропорционално на квадрата на диаметъра. Така, че ако свием една звезда до Ѕ от първоначалния й диаметър, то повърхностната гравитация е 2х2 или 4 пъти по-голяма от първоначалната. Ако свием звездата до 1/6 от първоначалния й диаметър, тогава гравитацията е 6х6 или 36 пъти по-голяма от първоначалната.

Звездата Сириус В, имайки диаметър 1/30 от слънчевия и маса, колкото Слънцето, трябва да има повърхностна гравитация 900 пъти по-голяма от слънчевата. Така, че ако приемем, че човек може да съществува на повърхността на Слънцето, то ако той тук тежи 70 кг, там ще тежи около 2000 кг, тъй като Слънцето има 28 пъти по-силна повърхностна гравитация от Земята. А на повърхността на Сириус В той би тежал 1,800,000 кг.

Неутронна звезда с масата на Слънцето и диаметър 14 км. (или 1/100 000 от слънчевия диаметър) трябва да има повърхностна гравитация 10,000,000,000 пъти по-голяма от слънчевата. Там 70-кг човек би тежал 20 трилиона кг. Скоростта на избягване (2-ра космическа скорост) при неутронните звезди е много голяма. Тъй като тя се променя обратно пропорционално на квадратния корен на диаметъра, то звездата Сириус В с диаметър, равен на 1/30 от слънчевия, ще има 5,5 пъти по-голяма скорост на избягване. Скоростта на избягване на Слънцето е 617 км/сек, което означава, че скоростта за Сириус В е 3400 км/сек. За неутронна звезда с маса, колкото слънчевата, но с диаметър само 1/100 000 от неговия, трябва да има скорост на избягване от повърхността 316 пъти по-голяма, което е почти 200 000 км/сек или 70% от скоростта на светлината.

Ако свиването на звезда продължи, то ще продължи и нарастването на скоростта на избягване. Неизбежно ще се стигне до състояние, при което скоростта на избягване ще стане равна на скоростта на светлината. Радиусът на свиващото се тяло, при което това се случва, се нарича радиус на Шварцшилд, защото той е изчислен за първи път от немския астроном Карл Шварцшилд. Нулевата точка в центъра се нарича сингулярност, в смисъл особеност или точка с особени свойства.

За тяло с маса равна на слънчевата, радиусът на Шварцшилд е 3 км. Диаметърът е съответно двойно по-голям – 6 км. Неутронна звезда с маса, колкото слънчевата, ако преодолее неутронната бариера и се свие до 6 км, ще има огромна плътност – 17,800,000,000,000,000 г/см3. А повърхностната й гравитация ще бъде 1,500,000,000,000 пъти по-голяма от земната, така, че човек с тегло 70 кг., попаднал в такъв обект, би тежал 100 млрд.кг. Приливният ефект на повърхността на този обект е 13 пъти по-голям от приливния ефект на повърхността на неутронна звезда. Най-важното на този обект е, че скоростта на избягване е равна на скоростта на светлината. Върху такъв обект могат да падат най-различни неща, но те не могат да бъдат обратно изхвърлени от него – сякаш този обект е една безкрайно дълбока дупка в пространството. Тъй като той не може да излъчва нито светлина, нито каквото и да е друго лъчение, обекта се нарича черна дупка.

Черната дупка е единственият обект, който е стабилен във вечността. Което довежда до предположението, че в далечно бъдеще Вселената ще е съставена единствено от черни дупки, а накрая – от една единствена черна дупка. Детектирането на черна дупка е трудно. Очевидно е, че тези обекти, които не излъчват нито светлина, нито микровълни или някое друго подобно лъчение, винаги ще са много трудни за наблюдение. Но за сметка на това те имат силно гравитационно поле.

Според теорията на Айнщайн, под действието на гравитацията се освобождават гравитационни вълни, които в аспекта им като частици се наричат гравитони (подобно на фотоните от светлинните вълни). Гравитоните са значително по-малко енергетични от фотоните и не могат да бъдат открити, освен в случаите, когато им действат необикновено високи енергии, като дори и тогава те трудно се проявяват.

За детектирането на гравитационни вълни през 1960 г. американския физик Джиузеф Вебер използвал големи алуминиеви цилиндри, всеки с тегло по няколко тона, разположени на стотици километри разстояние един от друг. Предполагало се е, че цилиндрите ще се разширяват и свиват изключително слабо, когато гравитационните вълни преминават през тях. Вебер твърди, че е успял по този начин да детектира гравитационни вълни и това внесло огромно оживление сред астрономите. Ако тези данни са верни, следва извода, че в центъра на Галактиката протичат процеси, свързани с отделянето на огромна енергия – може би там има черна дупка. Други учени обаче не успяват да повторят този опит и въпроса дали Вебер е детектирал гравитони остава открит. Възможно е в центъра на Галактиката наистина да има черна дупка, но сега се търси друг метод за нейното детектиране.

Друг начин, използвайки интензивното гравитационно привличане в околността на черна дупка, е изследване поведението на светлината, която трябва да се отклонява при преминаването покрай черна дупка. Ако между Земята и далечна галактика например има черна дупка, светлината на галактиката ще обхожда черна дупка с точкови размери, която сама по себе си е невидима. От всички страни светлината ще се отклонява към черната дупка и лъчите ще се схождат в посока към нас така, както става при обикновените лещи. По тази причина явлението се нарича гравитационна леща и този ефект вече е наблюдаван.

В околностите на черна дупка може да има обикновено вещество. Ако това е така, обектите с по-големи размери при достатъчно приближаване до черна дупка се раздробяват на прахообразни частици и ще обикалят около черната дупка на разстояние около 200 км над радиуса на Шварцшилд във вид на акреционен диск. Газово-праховата материя, движеща се по орбита около черната дупка, може да остане завинаги на тази орбита, ако отделните частици на се смесват. Но взаимните удари между частиците водят до обмен на енергия. При това някои частици ще губят от енергията си и ще започнат да падат спираловидно към черната дупка, спускайки се под радиуса на Шварцшилд, откъдето никога не може да се излезе обратно. Това е слаб, но постоянен поток от падащо надолу вещество. Частиците, движещи се по навиваща се спирала, губят гравитационната си енергия, която се превръща в топлина, и ги нагрява. Те се нагряват допълнително и от разтягането и свиването от приливните ефекти. В резултат температурата на частиците се повишава неимоверно и те започват да излъчват рентгенови лъчи. Тези лъчи предлагат друг метод за откриване на черни дупки.

За да се превърне Земята в черна дупка е необходимо да се свие до 0,87 см – тогава скоростта на избягване ще стане колкото скоростта на светлината. Това ще бъде една мини черна дупка. Ако подобни обекти съществуват, би означавало, че техния брой е много по-голям от този на черните дупки със звездни размери. Ако си представим астронавт, който пада в черна дупка, но по някакъв начин запазва съзнание и е в състояние да възприема онова, което го заобикаля, той няма да почувства промяна в хода на времето. Ще премине през радиуса на Шварцшилд без да разбере, че съществува някаква бариера и ще продължи пътя си към неизвестното. От гледна точка на астронавта разстоянието пред него ще се увеличава по време на падането, така че той ще продължи да пада вечно и никога няма да достигне до центъра. В този смисъл черната дупка е бездънна дупка. Падането в черна дупка е необратимо, от което следва, че тези дупки могат само да нарастват, докато съществува възможност да се образуват и нови дупки.

Слънчевата система

Счита се, че Слънчевата система се е формирала преди 4.6 млрд. години в резултат на гравитационен колапс на слънчевата мъглявина – облак от междузвезден прах, газове и лед. С течение на времето по-голямата част от космическия прах и газ се събрали на едно място под действието на гравитацията и така се е формирало Слънцето. От останалата материя – прах, лед и газ, впоследствие се формирали планетите, луните, кометите и астероидите.

Слънчевата система се намира на около 26000 светлинни години от центъра на нашата галактика Млечния път в един от спиралните ръкави, по-близо до ръба на галактиката. Цялата слънчева система се завърта веднъж около центъра на галактиката ни за около 250 милиона години.

Слънчевата система съдържа Слънцето, 9 планети, 68 спътници на планетите и голям брой малки тела (комети и астероиди). Съществуват нови спътници на планетите, но те нямат официални имена. Вътрешната част на слънчевата система съдържа планетите Меркурий, Венера, Земята и Марс. Планетите от външната част на системата са Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Между двете части се намира астероиден пояс. Орбитите на планетите са елиптични, с изключение на Меркурий и Плутон, които имат кръгови орбити. Орбитите на всички планети лежат на една плоскост, наречена еклиптика и определящ плоскостта на орбитата на Земята. Еклиптиката е наклонена на 7 градуса към плоскостта на слънчевия екватор. Орбитата на Плутон се отклонява от плоскостта на еклиптиката – на 17 градуса.
Планетите във вътрешната част на слънчевата система са от земен тип (скалисти), и са изградени основно от скали, метали и имат голяма плътност, бавно въртене, нямат пръстени и имат малък на брой сателити. Останалите планети са газови: те са изградени от водород и хелий, които имат малка плътност, бързо въртене около оста си, дълбока атмосфера, пръстени и много спътници. Гигантските газови планети имат повече спътници от скалните планети заради своята голяма маса, която определя и тяхното силно гравитационно поле. А тяхното силно гравитационно поле им позволява да “контролират” по-голямо пространство около тях.

Големината на слънчевата система е около 40 AU – 40 пъти разстоянието от Земята до Слънцето. Но слънчевият вятър се разпространява на около 5 пъти по-голяма дистанция. Един начин да си представим относителните размери на Слънчевата система е да използваме модел, представящ цялата Слънчева система, умалена един милиард пъти. Тогава Земята ще има диаметър около 1.3 см (колкото гроздово зърно), Луната ще се върти около Земята по орбита на разстояние около 30 см, диаметъра на Слънцето ще е 1.5 м., а разстоянието от Земята до Слънцето – 150 м. Юпитер ще има диаметър 15 см, а разстоянието от него до Слънцето – 750 м. Размерът на Сатурн ще е около 12 см и ще е отдалечен от Слънцето на 1.5 км. Уран и Нептун, с размерите на лимони, съответно ще са на 3 и 4.5 км от Слънцето. Човек в този мащаб ще има размер на атом, а най-близката до нас звезда ще бъде отдалечена на 40 000 км.

Северното сияние

Северните сияния

Полярните сияния са може би най-величествените, грандиозни и красиви атмосферни явления, които човек може да види с невъоръжено око от земята. Те представляват неописуеми по своята мащабност и изключителност светлинни ивици в горните слоеве на атмосферата, на височина от 100 до 1000 километра от земната повърхност. Познати са на човечеството от хилядолетия, но човек е безсилен да опише очарованието и красотата им чрез думи. Както е казал един известен норвежки писател, след като е наблюдавал северно сияние в пълното му великолепие: “Няма молив, който да го нарисува, няма цветове, които да го предадат и няма думи, които да го опишат в цялото му величие.” Всъщност полярното сияние неправилно се нарича “северно”, защото то се появява най-често в полярните области, близо до северния и южния магнитен полюс на Земята. Въпреки че честотата на появяването им там е до 100 пъти в годината, полярните сияния могат да се наблюдават и в по-южните ширини, включително и в България. Съществува дори случай на поява на северно сияние на екватора през януари, 1909 година. Северното сияние е било наричано с различни имена през многовековната история на човечеството:
Aurora Borealis – буквално преведено от латински означава “червената зора на севера”. Така на научен език се наричат полярните сияния в северното полукълбо. Италианският учен Галилео Галилей (1564 – 1642) е използвал израза за първи път. На географската ширина на Италия, където е живял Галилео, северните сияния са предимно с червен цвят.
Aurora Australis – полярните сияния в южното полукълбо (“Южно сияние”). Aurora е римската богиня на зората (името идва от “ aura ” /лат./ – “предутринен вятър”)
Аurora Polaris – полярни сияния. Използва се и за северното, и за южното полукълбо.
Причина за северните сияния. Същност на явлението
 
Полярното сияние зависи от слънчевата активност, състоянието и състава на земната атмосфера, силата на земното магнитно поле и свойствата на космическото пространство в близост до Земята.
Източникът на северното сияние се крие на 150 млн. километра от нас – Слънцето. По време на т.нар. слънчеви експлозии от него постоянно се излъчват заредени високоенергийни частици и се изхвърлят в открития космос. Това излъчване се нарича корпускулярно лъчение. Слънчевите експлозии са периоди на повишена слънчева активност, характеризираща се с появата на огромни петна на повърхността на слънцето. Тези излъчвани високоенергийни частици – алфа частици, електрони и протони, част от които се неутрализират взаимно заради противоположните си заряди – формират плазмени облаци и т.нар. “слънчев вятър”. Той се движи в космическото пространство със скорост, варираща от 200 до 1000 километра в секунда (средна стойност – 500 км/сек). Но дори с тази скорост (повече от един милион километра в час), на тези частици им отнема цели 2 – 3 дни да стигнат до нашата планета. Когато слънчевият вятър приближи земята, повечето от частиците се отразяват от магнитосферата и се връщат обратно в космическото пространство (тъй като земното магнитно поле действа като бариера, предпазваща Земята от смъртоносната радиация на слънчевия вятър), но голяма част попадат в магнитното поле на планетата, като изкривяват силовите му линии и му придават кометообразна форма. Така магнитосферата става асиметрична. Взаимодействието на заредените частици на слънчевия вятър с магнитното поле на земята предизвиква определени изменения. Както всички движещи се заредени частици, така тези на слънчевия вятър образуват собствено магнитно поле. Движещите се заряди на слънчевия вятър по външната граница на магнитосферата могат да се приемат за електричен ток със свое магнитно поле.Това ново магнитно поле се наслагва в магнитното поле на земята и предизвиква т.нар. “магнитни бури”-кратки, но значителни изменения в магнитното поле на земята. Ето защо северните сияния винаги се предшестват от магнитни бури. Под влиянието на магнитосферата, частиците се ускоряват, следвайки линиите на земното магнитно поле, и се насочват към полярните райони, където то е най-силно – близо до геомагнетичния северен и геомагнетичния южен полюс на планетата ни.

Северните сияния са резултат от сблъсъка на високоенергийните частици на
слънчевия вятър с неутралните атоми на силно разредените газове в горните слоеве на земната атмосфера.

Когато частиците се насочват надолу към полюсите,т.е. навлизат от магнитосферата в йоносферата, те са спрени от “щита” на атмосферата и се сблъскват с атомите на атмосферните газове, възбуждайки по този начин електроните в тези атоми (това означава, че те минават в състояние на по-висока енергия). Веднага възбудените електрони на атомите се възвръщат в нормалното си състояние, като преминават на по-ниско енергийно ниво. Този процес естествено се съпътства с отделянето на фотони (светлинни частици) с характерна дължина на вълните и може да се сравни с излъчването на светлината в неоновите лампи. Това преминаване на по-ниско енергийно ниво и отделяне на фотони е различно при различните атмосферни газове (азот, кислород, и т.н.) и това е причината те да светят с различна светлина и да се наблюдават различни осветявания при сиянията. Преобладават зеленият и жълтият цвят; червеното оцветяване също е възможно. По-рядко е бледо-синьото. За да може обикновен човек с невъоръжено око да види оцветяването на тези фотони на небето, се изискват около 100 милиона фотона.

Друга теория за произхода на северните сияния е, че те са предизвиквани от избухвания на ултравиолетовото лъчение на Слънцето. Радиацията от ултравиолетови лъчи йонизира атомите на високите земни въздушни слоеве. Тези електрически заредени частици се отклоняват към полярните области под влияние на земното магнитно поле.
Високоенергийни частици се сблъскват с газови молекули в атмосферата. При преминаването на по-високa орбитала и възстановяването на първоначалното положение на електрона излишната енергия се отделя под формата на фотон.
Сиянието в България е наблюдавано в продължение на 2 часа в нощта на 6 срещу 7 април, 2000 година от Рожен, около 3ч.30мин под Полярната звезда. Сиянието е с червен цвят. Това се дължи на необикновеното количество слънчев вятър от 10 милиарда тона, излъчено на 4 април. Въпреки че частиците са се движили с 2000 км/сек те са попаднали в обсега на Земята след 2 денонощия.

Полярно сияние над Банско – 20 ноември 2003 г

Слънцето. Слънчеви петна

Слънцето, горящо кълбо от газове, ни е давало животоспасяваща топлина и светлина вече близо 5 милиарда години. Източника на слънчевата енергия е вътрешността му, където температурата надвишава 15 милиона градуса по Келвин и налягането е 250 милиарда пъти повече от това на повърхността на Земята. Огромната горещина трансформира водорода, най-лекия елемент във Вселената, в хелий. Повърхността на слънцето има температура от близо 5800 К. Какво точно представляват слънчевите петна? Те са предизвикани от силни магнитни полета на повърхността на Слънцето. Тези зони са с около 1000 градуса по-студени от останалите и изглеждат по-тъмни.
Слънчевата активност се усилва в цикъл от приблизително 11 години – увеличава се броя на слънчевите петна и хромосферните избухвания (внезапни засилвания на яркостта на хромосферата). Когато на повърхността има най-много слънчеви петна, наричаме този момент слънчев максимум. Когато активността на слънчевите петна е най-малка, можем да говорим за слънчев минимум. Слънцето е звезда, която може да промени своята активност много рязко, заради бурните физични процеси в и под повърхността й. Слънчевата активност е правопропорционална на скоростта и плътността на слънчевия вятър. Затова рязката промяна на слънчевата активност води до рязка промяна и на земната геомагнитна активност. Когато тя се увеличава, повишената скорост и плътност на слънчевия вятър води до преместването на северното сияние до средни и дори до по-ниски географски ширини, включително и до България – през 1957-58, по време на особено силна слънчева активност родината ни е станала свидетел на няколко сияния.. При слънчев максимум и хромосферни избухвания плазмения поток е особено интензивен и насочен. Ако Земята и Слънцето попаднат в необходимо взаимно положение, нашата планета попада в центъра на плазмения поток. Тогава частиците са повече и по-бързи и успяват да проникнат до 80-90 км над земната повърхност. Там плътността на атмосферните газове е голяма и частиците се поглъщат от въздуха без да предизвикват светене. Често при северните сияния се наблюдава ясно очертана долна граница – светлинната ивица рязко прекъсва отдолу. Това е така, защото след минаване на определена долна граница на височина, частиците не светят.
Сложните геомагнитни промени от магнитните бури влияят на спътниковите комуникации и навигационните системи. Обикновено са краткотрайни, но могат да продължат и повече от ден. Обикновено колкото повече слънчеви петна има, толкова повече частици са изстреляни в космоса и толкова повече полярни сияния се наблюдават. Последният слънчев максимум е бил през 2001-2002, следващият се очаква към 2011-12.
Овални зони

Овалните зони представят местата на Земята, където сиянията се наблюдават най-често и с най-голям интензитет. Първи швейцарският физик Херман Фриц (1829 – 1902) в книгата си “Северното сияние” от 1881 (“Das Polarlicht”) показва, че северните сияния се наблюдават най-често в зона на 67 градуса северна ширина. Той нарича този пръстен (вижте снимката горе) “овална зона”. Ако нанесем на географската карта всички точки на Земята, от които сиянията се наблюдават с дадена честота и ако свържем тези точки, ще получим пръстен, или т. нар. “овална зона”. Тези овали имат за център геомагнитния полюс (северен или южен) на Земята. Информация за по-подробното местоположение на овалните зони се базира на изследванията на професор Щормер между 1910 и 1950.
Разпространението на сиянията като функция от географска ширина и време е получено от задълбочени земни, ракетни и сателитни изследвания през 60-те години. Най-добър резултат са дали сателитните фотоси на земята. Открито е, че сиянията показват постоянна овална зона около магнетичния полюс на двете полукълба. Така този овал е зоната, където сияния се наблюдават най-често.

Този овал е почти два пъти по-широк и два пъти по-далеч от геомагнитния полюс в полунощ отколкото е широк и далеч от полюса в 12 часа на обяд (разстоянието е 23 градуса на 12 градуса, респективно). Овалът е около 10 градуса (близо 1100 км) по-близо до екватора в нощната част на Земята, отколкото в дневната част.
Последни изследвания доказаха, че формите и местоположенията на овалните зони се променят изключително много в зависимост от слънчевата активност. При повишена активност овалът се разширява и се приближава до Екватора

Историческа информация
Северните сияния са познати на човека от много време. Първото описание на сияние четем в “Метерология” на Аристотел от 4 в. пр. Хр. – то е светлина, която прилича на пламъка на горящ газ. Понякога от горенето на пламъците струят искри – тогава сиянието според Аристотел е “скачащи кози”. Ако няма такива свръхестествени лъчи и искри, сиянието е “огън”.
Древният човек е наблюдавал явленията около себе си и се е опитвал да си ги обясни, за да систематизира света. Северното сияние присъства в митологията на много народи. Някои са го разбирали като послание от Бога, от мъртвите или от дявола. Често са го разбирали като предвестник на война, бедствия, нещастия или смърт заради кървавочервения му цвят. Единствено в Норвегия, северното сияние е било почитано като знамение от Бога, а не от Дявола. По-късно в Средновековието се е считало че червеното сияние е кръвта на войните борещи се на небето във вечната райска война. Тя е била небесна награда за храбрите воини, загинали за честта на страната си – да продължат красивата си битка и на небето.

Честота на появата
В овалната зона сиянието може да се наблюдава всяка ясна зимна вечер. То е най-често и най-силно от 10 ч вечерта до полунощ. Перфектните сияния често се появяват на интервали от 27 дни, тъй като най-активните зони на слънчевата повърхност са с лице към земята в ротационен цикъл от 27 дни (периода на едно пълно завъртане на Слънцето около оста си). Сиянията са по-чести в късната есен и ранната пролет. Октомври, Февруари и Март са най-добрите времена за наблюдаване на сияния от северна Норвегия. Активността на северните сияния зависи много от активността на слънчевите петна, която спазва цикъл от 11 дни, но има закъснение от една година между максимума на слънчевите петна и максимума на земните сияния. Активността на северните сияния е с около 20-30% по-малко през слънчевия минимум, отколкото през слънчевия максимум. Северни сияния са наблюдавани от средиземноморски държави само когато слънчевата активност е изключително висока. Това се случва веднъж на десетки години и само един път на 100 години. Северни сияния могат да се видят на следните места по време на слънчев максимум: Аденес, Норвегия: почти всяка тъмна и ясна нощ; Феърбанкс, Аляска: от 5 до 10 пъти на месец; Осло, Норвегия: 3 пъти на месец; Северна Шотландия, Великобритания: Един път на месец; Щатско-Канадска граница: от 2 до 4 пъти в годината; Мексико и Средиземноморските страни: един или два пъти на десетилетие; на юг от средиземноморските страни: 1 или 2 пъти на век; екватора: един път на 200 години.

Височина
До 1915 височината на сиянията е бил най-дискутираният въпрос в тази наука. Прецизните количествени измервания на височината на сиянията са извършени от Карл Щьормер между 1910 и 1940. Двама наблюдатели – между 50 и 100 километра един от друг – снимат едно и също сияние по едно и също време. От местоположението на звездите те са могли да разберат разликата в градуси между тях в градуси и така да пресметнат височината.

Средната височина е между 100 и 120 километра.
Повечето от сиянията с форми на дъги се намират на между 90 и 150 километра височина. При тези с форми на лъчи светенето на атмосферата е на височина 200-300км. Няколко сияния дори стигат до 500 км. С употребата на чувствителни светломери – наричани аврорални фотометри – височината на много сияния са били измерени. Открито е, че горният ръб на северните сияния често се простира на много по-високо, отколкото се е вярвало преди. Освен това, интензитетът на светлината се увеличава бързо откъм долния ръб на сиянието – обикновено близо до или точно над 90 километра височина – до максимум между 110 и 150 километра.
Цветове, форми и интензитет
Атмосферата се състои главно от азот и кислород, които като се запалят, излъчват характерни цветове. Например йонизиран атом на азот ще причини синия и виолетовия цвят на сиянието. Възбуден кислороден атом довежда светлозеления цвят и ярко червения цвят. Червеното идва и от възбуден азот.
Даден газ излъчва фотони с определена фиксирана дължина на вълната. Измервайки тази вълна, човек може да определи различните газове в йоносферата. Например жълтозеленият цвят – най-разпространеният – съответства на дължина на вълната 0,5577 микрометра . Може да се заключи, че цветовата композиция на сиянието е нещо като отпечатък на газовия състав на атмосферата. Установено е още, че височината въздейства на цвета на сиянието. Силната зелена светлина е родена на височина от 120 до 180 километра. Северните червени светлини се причиняват даже на по-високи височини, докато сините и виолетови се появяват главно под 120 километра. Когато слънцето е “бурно”, червената светлина се появява на височини между 90 и 100 километра. Понякога изцяло червени северни сияния се наблюдават, особено на по-ниските географски ширини. и често се бъркат с пожар или огън на хоризонта.
В сравнение със светлината от слънцето и луната, яркостта на северните сияния е доста слаба. С нови оптически инструменти ние можем да изучаваме слаби сияния с интензитети много под прага на възможности на нашите очи. Интензивността на северните сияния се измерва в балове или с единица, наречена коефициент на яркост (IBC). Слабите северни сияния имат яркост колкото тази на Млечния Път, нашата галактика. Могат да се видят като равномерно разпределена светлина по небето в ясна зимна вечер. Средносилните северни сияния са по-ярки от повечето звезди. Така, по време на средносилно сияние не можем да видим звезди, които са зад самото сияние. Силните северни сияния се сравняват със светлината на луната. Северните сияния са много по-силни от звездната светлина и от 100 до 1000 пъти по-силни от най-слабата светлина, която може да се види от човешко око.
Формите на северните сияния са разнообразни. Още Аристотел ги разделя на 2 основни групи: с лъчиста структура и без лъчиста структура. Сиянията с лъчиста структура са дъгите и ивиците, драпериите, лъчите и т. нар. “корона” – система от лъчи излизащи от тъмен център, където е магнитното поле е най-силно. Към сиянията без лъчиста структура спадат спокойно и равномерно светещи дъги и ивици, пулсиращите дъги, дифузните и пулсиращи светещи повърхнини и светенето на хоризонта.
Гледани от земята, северните сияния могат да изглеждат хаотични. Следва подробно описание на някои специфични форми:
Хомогенна Арка – форма, която сякаш е застанала неподвижно, инертно. Типична за периоди с ниска слънчева активност. Образува арка, простираща се от изток на запад. Дълга е повече от 1000 километра и повече от 10 километра широка.

Арка с лъчиста структура – тази структура се появява често в периоди на средна до висока слънчева активност. Простира се на небето от изток до запад, а лъчите й следват земните магнитни силови полета. Откъм долната си вдлъбната страна тя е ограничена от тъмното небе, а външната се характеризира множество лъчи, отиващи нагоре и изглеждащи от земята като мъглявина.

Хомогенен обръч – неподвижен, не създава илюзията, че се движи. Типичен за периоди на средна до ниска слънчева активност. Простира се на небето под формата на няколко арки от изток на запад.
Структурен обръч – съществуват многобройни вариации на този модел; създава впечатлението, че се движи. Типичен за периоди на средна до ниска слънчева активност. Един или повече пръстени се простират от изток на запад. Лъчи, следващи земното магнитно поле, са разтегнати по посока на пръстена.

Прожекторни снопове – светли ивици, но не с лъчиста структура. Това е активно сияние – ивиците си менят яркостта и наклона спрямо хоризонта, Цветът също се мени – варира от оранжев, жълт, зелен и после бледо зелен. Сиянието създава илюзията, че светлината струи от далечни мощни прожектори на земята.

Лъчи – този често срещан модел се среща в периоди на висока слънчева активност. Лъчите се подреждат по дължината на земното магнитно поле и промени могат да настъпят бързо. Дължината на лъчите може да стигне няколко стотици километра.

Корона – появяват се в периоди на висока слънчева активност. Лъчите изглеждат като ветрила, ако са гледани точно под сиянието. Бързи движения и вариации са типични.

Перде – една от най-красивите форми на северно сияние, в която широчината на пръстените и дължините на лъчите запълват по-голямата част от небето. Лъчите са нагънати вълнообразно напред и назад, а интензитетът на светлината се променя бързо с времето. Различните вертикални ивици, бързо менящи се на цвят и яркост, създават впечатление за огромна небесна завеса, която сякаш съвсем леко се полюлява, подухвана от вятъра. Отделните ивици са оцветени в жълто или жълтозелено, а долната им част – в тъмночервено. Долната част на завесата се отличава с ясно изразена граница и сякаш спира изведнъж.

Разпръснати повърхности – тези форми могат да бъдат много огромни и да покриват няколко стотици квадратни метри. Появяват се главно през сутринта. Тъй като са разпръснати, обикновено са трудни да се наблюдават.
Спирални структури – различни спирални форми, често визуално впечатляващи.
Аврорални пулсации – пулсиращите северни сияния са доста чести. Приличат на кълбета дим от локомотив. Пулсацията може да бъде правилна – между 15 и 20 секунди – обхващаща цялото сияние. Понякога искроподобни сияния светлина се разпръскват периодично нагоре към небето с висока скорост.
Формите на северните сияния се класифицират на активни и спокойни. Хомогенните арки и пръстени, разпръснатите повърхности са спокойни сияния. Те не се променят бързо. Форми с лъчиста структура като корони, пердета, лъчисти арки и спирали са примери на активни сияния, които бързо се променят.
Характерни са следните зависимости: сиянията с правилна форма възникват на височина от 90 до 200 км, а по-нестандартните форми или смесицата от тях – на височина 200 и 1000 м.
Сияния и звуци?

Спорен въпрос около сиянията е дали е възможно освен да бъдат видени, да бъдат и чути. Спорът е разгорещен вече няколко века, но до този момент никога не са били проведени инструментални и обективни изследвания на звук от сиянията, който евентуално би могъл да бъде уловим от човешкото ухо. И все пак много хора се кълнат, че са чували сиянията.
Звуковите вълни пътуват с около 340 метра в секунда във въздуха на нивото на земята. На височини от 80 до 500 километра, където сиянията се появяват, се наблюдава среда, доближаваща се до вакуум, така че не е възможно звуковите вълни да се разпространят. Въпреки това има множество сигнали за пукащи звуци по време на сияние. За да разрешим този проблем, трябва да извършим едновременни наблюдения на звук, светлина и електричното поле на нивото на земята.
Ако свържем магнетометър към аудиозаписвващо устройство по време на северно сияние ще чуем следния звук. Вариацията на звука изразява временната вариация на магнитното поле причинена от идващите слънчеви частици.
Северно сияние на други планети

Полярни сияния се появяват още и на други планети, които имат нужните условия – магнитно поле и атмосфера. Конфигурацията на сиянията на другите планети, техните цветове и бързо сменящи се картини на сияния са много различни от това, което наблюдаваме на земята. На Сатурн и Юпитер огромни овали близко до магнетичните полюси на дадената планета я заобикалят, точно като на Земята. Въпреки че изглеждат различно, принципът на северните сияния е един и същ за всички планети. Първи норвежеца Йохан Ернст Гуннерус (1718-1773) дава предположението, че източник на тайнствените сияния е слънцето и че по тази логика те трябва да съществуват на Венера, Меркурий и Луната. Разбира се, това е грешно, защото Венера и нашата луна нямат собствени магнитни полета. Марс също. Меркурий и Луната дори нямат собствена атмосфера.
Сияния се наблюдават на следните небесни тела: Земя, Сатурн, Титан, Тритон, Юпитер, Йо, Нептун и Уран. Интересен факт е, че Йо например няма собствена атмосфера. Това е парадокс – сиянията тогава би трябвало да са невъзможни. Отговорът се крие в активните вулкани на Йо. Честите изригвания създават временна атмосфера, която създава възможност за сияния. Интересното е, че те не се появяват само в горните части на тази атмосфера, а могат да се наблюдават близо до повърхността й.
Един автор изразява чувствата си, гледайки красивото полярно сияние: “Не може молив да го начертае, нито четка да го нарисува и няма думи да го опишат в цялото му величие”.

Yellowknife, Canada

Любопитно: Северният магнитен полюс се премества към Сибир
Поради преместването на магнитния полюс след 50 години в някой райони на Европа може ще се появи северно сияние.
Магнитният полюс на Земята се премества от Северна Америка по направление на Сибир с такава скорост, че Аляска в следващите 50 години може да се лиши от своето северно сияние. В същото време ще се появи възможност то да се вижда в някои райони на Сибир и Европа, смятат учените, предаде БГФАКТОР.
Магнитните полюси са част от магнитното поле на Земята, което се създава от земното ядро. Те се различават от географските полюси – местата на повърхността на планетата, където преминават въображаемите оси около, които се върти Земята.
Учените отдавна знаят, че магнитните полюси се преместват, но причините за това явление остават загадка.
Преместването на магнитния полюс може да е следствие от процес на колебание и в крайна сметка полюсът може се върне обратно по направлението към Канада, смята специалистът по магнетизъм Джоузеф Стонер от Орегонския университет. По-рано проведени изследвания показаха, че през последните 150 години силата на магнитното поле е намаляла с десет процента. През този период северният магнитен полюс се е преместил на разстояние 685 мили, сочи анализът на екипа на Стонер.
През последното столетие скоростта на преместване на полюсите в сравнение с предните 4 столетия се увеличава, съобщават учените. Ако сегашната скорост и направление на преместване не се променят, то северният магнитен полюс ще се премести от Северна Канада в Сибир. Ако това се случи, Аляска може да изгуби своето северно сияние. Северният магнитен полюс бе открит през 1831 г., а когато през 1904 г. учените проведоха повторни измервания на полюса, те откриха, че той е изместен с 31 мили. В продължение на много столетия мореплавателите ползват компаса, без да знаят за разликата между магнитния и географския северен полюс. Стрелката на компаса сочи към магнитния, а не към географския северен полюс.
В своето изследване Стонер изучава утаечните отлагания в арктическите езера, тъй като в тази отлагания се съхранява информация за магнитното поле на Земята. Резултатите от изследването показват, че през последните хиляда години магнитният полюс се е измествал не само по направлението Канада-Сибир, но и в други направления.

Сините звезди

Мистерията на сините звезди
Повоче от половин век астрономите си задават въпроса каква е природата на невидимото хало, обгръщащо нашата Галактика. Прочутата скрита маса би могла да е съставена от хиляди милиарди агонизиращи звезди – бели джуджета. Очаква се съвсем скоро те да бъдат наблюдавани, което би позволило на космолозите да прецизират възрастта на Вселената.
Дребните камъчета преобръщат колата. Незначителна промяна на някои от параметрите в еволюционния модел на звездите води до леко изменение в цвета на звездата-джудже… и ето че нашата представа за Космоса се преобръща. Публикацията на астрофизика от Университета в Торонто Брад Хенсън в списание “Nature” е кратка, но последствията от нея биха променили познанието ни за Вселената, ако откритието бъде потвърдено. Новата теория би могла да даде отговорите на два от най-сериозните проблеми на съвременната астрофизика – природата на скритата маса и възрастта на Вселената.
И всичко това, само защото канадският теоритик е изучавал малко по-внимателно от своите колеги еволюцията на белите джуджета. Тези ядра на агонизиращи звезди са с прекалено малка маса и голямо количество тежки елементи, за да поддържат ядрените реакции. По тази причина те се охлаждат бавно с течение на времето.
Така, с помощта на телескоп, могат да бъдат видени само много млади бели джуджета с все още гореща повърхност – например тези, които осветяват планетарните мъглявини. В литературата можем да прочетем, че след това белите джуджета изтиват, като светимостта им намалява, а цветът им се променя в червен. Те приключват еволюционния си път, като угасват. Такъв бе добре установеният модел, преди да бъдат публикувани работите на Брад Хенсън. Той е открил, че на повърхността на достатъчно охладило се бяло джудже, молекулите на водорода трябва да поглъщат светлина от черванета област на видимия спектър. Или казано по-просто, охлаждайки се, белите джуджета не би трябвало да “почервеняват”, а напратив – да стават все по-сини. Нещо повече, техният блясък ще спре да намалява, превръщайки се в почти постоянен с течение на времето. Това откритие можеше да бъде сметнато за безобидно – какво значение има цветът на агонизиращите звезди, бил той син, бял или червен?…
Но астрофизиците веднага оцениха ползата, която могат да извлекат от него. Космолозите веднага бяха обладани от интерес към тези малки сини звезди. На първо място – скритата маса. Вече повече от половин век е известно, че спиралният диск на нашата Галактика е обгърнат от обширно хало, съставено от маса, която е.. невидима. От много години физици и астрономи си задават въпроса за природата на тази “тъмна материя”. Още повече, че загадката не се ограничава в рамките на Млечния път, а засяга всички галактики. Всъщност, 90 % от масата на Вселената е с неизяснена природа!

Физиците предложиха корпускулярен вид на скритата материя – излъчваното от звездите неутрино. Астрономите, от своя страна, създадоха модели на галактическото хало, съставено от милиарди невидими планети и червени джуджета, прекалено слаби, за да бъдат видяни, или от още по-екзотични обекти – пулсари, дори черни дупки. Физикът Харви Ричард от Университета в Британска Колумбия коментира – “Грешката в масата на обектите, които съставляват липсващата маса, е от 70 порядъка!” Най-сетне, през последните години, нещата се пораздвижиха.
В лагера на елементарните частици се установи, че масата на неутриното е прекалено малка, за да има съществен принос в скритата материя. А в лагера на звездите, многобройни международни екипи предприеха търсене на обектите, отговорни за липсващата маса. Изследвани бяха очакваните от тези обекти гравитационни ефекти върху звездите от съседната ни Галактика Голям Магеланов облак. Преминавайки пред звездата, евентуалното невидимо тяло от халото би трябвало да усили светлината за момент, тъй като неговата маса играе ролята на гравитационна леща.
Изследователите могат да получат информация за масата на невидимото тяло, като изучават продължителността и амплитудата на явлението. В крайна сметка, статистически броят на по-горе описаните събития може да служи като индикация за общия брой обекти в халото. Изследоватилите откриха, че могат да изключат от сметката всички обекти с много малка маса. Приносът на планетите, кафявите и червени джуджета в скритата маса, подобно на неутриното е пренебрежим. Космическият телескоп Хъбъл потвърди констатирания факт – несъмнено, за да се обясни липсвщата маса не съществува необходимият брой кафяви и червени джуджета. Постепенно, с натрупването на събития на “гравитационно усилване” изследователите установиха, че регистрираните невидими обекти са със съвършенно “нормална маса” – приблизително 0.5 слънчеви маси.
Естествено, ако халото бе населено със звезди, това би било известно отдавна, тъй като те все пак биха светили, макар и слабо. Остава една последна възможност – бели джуджета със средна маса, приблизително равна на 0.5 слъчневи маси. Хало, населено изцяло с бели джуджета, би могло добре да реши приблемите – следователно вече не се нуждаем от екзотични елементарни частици или непознати обекти, за да разбулим мистерията около оскритата маса. Възрастта на белите джуджета би трябвало да е голяма (в противен случай те все още биха осветявали халото) – около 12-14 милиарда години, т.е. те са вероятни остатъци от формирането на нашата Галактика.
Можем да се запитаме, защо досега никому не е хрумвало това просто решение на проблема. В действителност, още в началото астрофизиците записват белите джуджета в листата на потенциалните кандидати за скритата маса. Но преди Брад Хенсън, изследванията на белите джуджета в галактичното хало се бяха провалили. Напълно закономерно, според Хенсън,

тъй като всички сондажи са правени в червената област на спектъра, докато белите джуджета трябва да бъдат търсени в синята област. Хенсън предлага на своите колеги наблюдатели да проверят истиността на теорията му. Според неговите пресмятания, зездите на възраст 12 милиарда години трябва да са с абсолютна звездна величина 17 и наблюдаема звездна величина 22, ако се намират на разстояние 300 светлинни години и 27, за разстояние 3000 светлинни години.
Стимулирани от възможността да открият нов тип звезди, астрономите се втурнаха към телескопите. Един от най-чувствителните инструменти – 3.6-метровият телескоп CFHT – с помощта на широкоъгълната CCD-камера засне обширна област от небето с площ 25 кведратни градуса. Тази област отговаря на площ, покрита от 100 пълни луни! Максималната звездна величина, която може да се регистрира с този телескоп, е 25. Основавайки се на мадела на Хенсън, астрономите са пресметнали, че така трябва да открият няколко хиляди бели джуджета. Космолозите гледат още по-надалеч. Те винаги са мечтали да използват белите джуджета като “космически пясъчни часовници”.
Възрастта на бялото джудже може да се пресметне като се измери неговият блясък и температурата на повърхността му. Ако попаднат на джудже от първо поколение зведи, космолозите могат прецизно да определят възрастта на Вселената с помощта на добър еволюционен модел, тъй като на тях им е извстно, че първоначалните звезди са се формирали много бързо – вероятно няколко десетки милиона години след Големия взрив. През последните години бяха правени опити за датиране на нашата Галактика по този метод. Напразно – най-старите бели джуджета се оказаха на възраст едва 9 милиарда години, докато Галактиката се е образувала преди 12 милиардa години.
За пореден път астрономите сякаш бяха излъгъни от старите джуджета, които променяйки измамнически цвета си им се изплъзваха. До възраст 9-10 милиарда години, всички модели, както на Хенсън, така и на други теоретици, предсказват едно и също поведение на агонизиращите звезди – постепенно, те угасват и “печервеняват” с охлаждането си. Едва на възраст 10 милиарда години, когато температурата на повърхонстта им е приблизително 3000 градуса, тя започва да “посинява”. Точното измерване на възрастта на тези звезди не е лека задача.
Според Брад Хенсън, вече са наблюдавани няколко такива бели джуджета. В частност, възможно е 2-3 от тях да са заснети от Хъбъл по време на сканирането на дълбокия космос, но е много трудно те да бъдат различени измежду далечните галактики. За да се докаже сатута на кандидат-белите джуджета е необходимо да се изчака те да се отместят достатъчно спрямо галактиката, на чийто фон се проектират. Само статичстически значима, представителна извадка от бели джуджета би позволила да се уточни датировката им и да се отговори на един от най-щекотливите космологични въпроси – каква е възрастта на Вселената.

Засега, белите джуджета остават истинско предизвикателство за астрономите. Изследователите се надяват да открият и изучат няколко хиляди обекта, тъй като галактическото хало може би е ссътавено от повече от хиляда милиарда джуджета. А с наличния инструментариум ние можем да регистрираме само най-близките сини джуджета. След 2000г., успоредно с Канадско-френско-хавайския телескоп CFHT, Космическият телескоп Хъбъл също ще се впусне в търсеното им. Тогава той ще е въоръжен с осъвременена наблюдателна камера, комбиниран уред с висока чувствителност в синята област на спектъра и широко поле. Оголени звездни ядра. Белите джуджета са агонизиращи звезди, или по-точно оголени ядра на стари звезди, в залеза на своя живот, които са изхвърлили голяма част от масата си в междузвездното пространство. Тази съдба очаква всяка звезда с маса, приблизително равна на слънчевата. След като изгорят по-голямата част от ядреното си гориво, тези звезди преминават през различни фази на нестабилност, преди окончателно да угаснат.
Първоначално, звездата увеличава диаметъра си, достигайки гигански размери – тя се превръща в червен гигант. Атмосферата й започва да пулсира и бавно да се изпарява в пространството. После, след няколко пристъпа на агония, обвивката й се отделя, като се разширява под формата на красиво оцветена планетарна мъглявина. А на мястото на старата звезда остава нейното бавно охлаждащо се ядро. Това е обикновено звезда, с размерите на Земята и маса, сравнима с тази на Слънцето! Материята, която съставлява бялото джудже е изродена, инертна и неспособна на ядрени реакции – тя напомня огромен кристал с фантастична плътност. В момента на появата си в центъра на планетарната мъглявина, бялото джудже, което я осветява, все още е невероятно горещо. Температурата на повърхността му е 100,000 градуса. По-късно, то бавно изстива и с течение на времето блясъкът на звездата отслабва – тя изчезва от полезрението на телескопите.

Инфрачервени лъчи

Инфрачервени лъчи

През 1800 г. английският физик и астраном Уилям Хершел изслезвал с чувствителен термометър топлинното деиствие на отделните части от спектъра на бялата светлина и установил, че термометърат показва най-висока температура в областта след червената светлина. Това показва, че в тази невизима за човеското око област има лъчи. Те са наречени инфрачервени(подчервени) лъчи. Инфрачервените лъчи(ИЧЛ) са електромагнитни вълни с дължина на вълната от 770nm до 340µn.

Инфрачервените лъчи са подчинени напълно на законите на оптиката и спадат към т.нар. оптически спектър. Те се отразяват и пречупват подобно на видимата светлина, но показват някои особености, свързани с по голямата дължина на вълната. Отразяват се много добре от среброто, медта, златото и алуминия, средно от желязото и много слабо от водата въглеводорода. Често инфрачервените лъчи носят наименованието топлинни лъчи поради силно изразения топлинен ефект.

Всички тела излъчват инфрачервени лъчи. Инфрачервеното лъчение възниква при движението на молекулите на веществата, така че по принцип всички тела, чиято температура е по висока от абсолютната нула, излъчват инфрачервени лъчи. Източниците на ИЧЛ са нагрети тела. От всички достъпни температурни светлинни източници най мощен е Слънцето. Около половината от слънчевата енергия се излъчва в инфрачервената област на спектъра, 40% във видимата област( от 0,4 до 0,7) и 10% в UV и рентгеновата област на спектъра. Трябва да се отбележи, че цялата инфрачервена радиация на Слънцето не достига до повърхността на Земята, защото при преминаване през атмосферата част от потока лъчиста енергия се поглъща и разсейва. Земната повърхност абсорбира видимата радиация от слънцето и излъчва голяма част от енергията като инфрачервени вълни обратно в атмосферата. Някои газове в атмосферата, основно водните изпарения, абсорбират това излъчване и го разпространяват във всички посоки, включително обратно към Земята. Това е така нареченият парников ефект, който поддържа атмосферата и повърхността много по топла отколкото би била без инрачервените абсорбители в атмосферата.

От изкуствените източници на инфрачервени лъчи се използват предимно температурните излъчватели на лъчиста енергия-електричните лампи с нажежаваща се волфрамова жичка, обикновената електрическа дъга и електрическата дъга с висок интензитет.
Електрическите лампи с нажежаваща се жичка се използват широко като светлинни източници и могат да служат като източници на лъчение от най-близката инфрачервена област на спектъра. За източник на лъчиста енергия в електрическата лампа се използва волфрамов проводник, нажежен до темп 2400-3000 К и поставен в стъклен балон с изтеглен въздух. Нажежената волфрамова жичка постепенно се изпарява, като покрива стените колбата с тъмен слой, който намалява енергията на лъчистия поток. Максимумът на лъчението на вакуумната електрическа лампа при температура на волфрамовата жичка Т=2500К е в областта на = 1,15 , а на газонапълнената при Т=2900К в областта на =1 .
Основен недостатък на лампите с нажежаваща се жичка като източници на инфрачервено лъчение е, че стъкленият балон на лампата не пропуска дълговълновото инфрачервено лъчение и спектърът на лампата е в областта на лъчи с дължина на вълната, по-къса от 3 .
За генериране на лъчения в инфрачервената област на спектъра се използват излъчватели с температура от порядъка на стотина градуса. Такива излъчватели не излъчват видима светлина и се наричат тъмни. Тъмните излъчватели могат да бъдат метални ленти, спирали, тръби, монтирани в рефлектори.
Електросветлинни източници на излъчване се наричат такива източници, които използват температурното излъчване на твърди електроди, нагряващи се за сметка на енергията, отделяна в процеса на дъгово разреждане.
Електрическите дъги в среда от атмосферен въздух се използват, когато трябва да се получи голям интензитет на излъчването.
Обикновената електрическа дъга се образува между два въгленови или графитни електроди. Катодът се нажежава при включване на дъгата и изпуска поток от електрони, които бомбардират анода, като го нажежават до бяла светлина. Електроните, които се удрят по повърхността на анода, го разрушават и образуват кратер с температура около 4000К, а температурата на отрицателния въглен е около 3000К. Лъчението на дъгата зависи предимно от температурата на кратера, който излъчва около 85% от енергията, докато на катода се падат 10%, а на излъчването от газосветещия облак на пламъка- 5% от общата енергия на лъчението.
Още по-мощен излъчвател е електрическата дъга с висок интензитет. Яркостта на лъчението на дъгата се повишава, като кратерът се запълва с нажежени частици на вещества, които към чисто топлинното излъчване на кратера добавят електролуминисцентно лъчение на частици, възникващо при термично възбуждане на атомите и молекулите. При пресуването на електодите на дъгата с висок интензитет се изработват графитна обвивка и фитил, който се набива или напъхва. При горене на дъгата кратерът на анода се запълва с пари на редкоземни метали, които влизат в състава на анода, и към топлинното лъчение на кратера се добавя луминисцентното лъчение на тези пари. Температурата на кратера ( около 5000К ) е по-висока, отколкото на обикновената дъга,в следствие на което максимумът на лъчението на високоинтензивната дъга е изтеглен в областта на по-късовълновите лъчи. Но стойността на енергетичната яркост на електрическата дъга с висок интензитет в инфрачервената област почти съвпада със стойността на енергитичната яркост в инфрачервената област на обикновената електрическа дъга, т.е. високоинтензивната дъга, като източник на лъчение в близката инфрачервена област на спектъра, няма никакви предимства пред обикновената електрическа дъга.
Интензивността и спектралният състав на лъченията на топлинните източници могат да бъдат обяснени с формулата на Планк, в която основен параметър е температурата. Съставът на спектъра на тези излъчватели е близък до спектъра на абсолютно черно тяло. Луминисцентите източници имат по тесен спектър на излъчване и вече не могат да се характеризират само с един параметър. Обаче лъчението и на двата източника има едно общо свойство- то е некохерентно. Дълго време не е било възможно да се получи в инфрачервения и във видимия диапазон съгласувано, еднородно по честота и фаза кохерентно лъчение. Едва с откриването на квантовите генератори става възможно получаването на кохерентно лъчение в оптическия диапазон на електромагнитните вълни и използването му в науката.

Устройства работещи с инфрачервена светлина има почти навсякъде. Инфрачервената светлина се използва в съоръженията за нощно виждане, когато светлината е недостатъчна да се види обекта. Излъчването на енергия е отчетено и превърнато в образ на екран, като по-горещите обекти се виждат по-ярко. Такава апаратура се използва предимно от полицията и армията.
Пушекът е по-прозрачен спрямо инфрачервените лъчи отколкото спрямо видимата светлина. Затова пожарникарите използват уреди за получаване на образи чрез инфрачервена светлина когато работят в много задимени места, тъй като инфрачервените лъчи не преминават през стени и така не засягат обекти в останалите помещения.
Инфрачервените вълни се използват и за пренасяне на данни между близки компютърни устройства и преносими апарати като мобилни телефони,органайзъри и други. Подобни устройства, както и дистанционните на телевизори, музикални уредби, климатици използват диоди, излъчващи инфрачервена светлина, която се превръща в насочен лъч от специална леща. Този лъч се включва и изключва за да закодира информацията. Приемникът използва силиконов фотодиод, който превръща инфвачервените вълни в електричен поток. Той отговаря само на бързо трептящия сигнал, създаден от предавателя, и филтрира бавно, променяйки инфрачервеното излъчване в светлина.
В инфрачервената фотография се използват инфрачервени филтри, за да се улови само инфрачервения спектър. Много дигитални фотоапарати използват инфрачервени блокатори. Блокаторът е устройство, обратно на филтъра. Вместо да спира всичко и да пропуска само избраното нещо, блокаторът спира единствено определеното. Така инфрачервеният блокатор пропуска всякаква светлина освен тази в инфрачервения спектър.
В астрономията поради наличието на прахови облаци и мъглявини, прякото оптично наблюдение на някои звезди, галактики и други космически тела не е възможно, докато инфрачервената светлина е с по-голяма дължина на вълната, и преминава по-лесно през тези прегради.Фотоните на инфрачервените лъчи са с по-ниска енергия от тези на видимата светлина. Космическите обекти, които не са достатъчно горещи, за да светят, излъчват в инфрачервения диапазон на вълните и могат да се наблюдават само с инструменти, улавящи инфрачервеното излъчване.

Лъчите на видимия спектър и инфрачервените лъчи от слънчев произход не предизвикват вредни ефекти върху живите организми.

Елементарни частици

Трябва да знаем, че елементарните частици не са неизменни. Те могат да преминават една в друга, без да се съдържат една в друга. Така например неутронът може да се превърне в протон, електрон и антинеутрон, но не представлява съвкупност от трите частици, те се пораждат в момента на превръщането.
В основата на цялото многообразие на веществения свят лежат главно трите елементарни частици: протон, електрон и неутрон. От тяхното групиране възникват по един или друг начин ядрата и атомите, от групирането на атомите -молекулите, от групирането на молекулите – макроскопични тела и звездите, от тях – галактиките, мегагалактиките и т.н.
Като своеобразни елементарни частици трябва да се разглеждат и квантите на електромагнитното поле, наречени фотони. Те се явявят като агенти за пренасянето на енергия от една частица до друга или от едно тяло в друго. Фотоните нямат нито товар, нито маса в покой – те не могат да съществуват в покой.
Друга елементарна частица е позитронът. Неговото същесвуване е предсказано теоретично от Дирак (1928 г.) и след това е открит в състава на космичното лъчение от Андерсон. Позитронът е античастицата на електрона. Позитронът и електронът имат еднакви маси и еднакви по големина, но различни по знак товари.
Взаимодействието между електрона и позитрона, между частицата и античастицата води до тяхната анхилация- до превръщането им в други частици- два γ-кванти:
e+ + e- → 2γ.
Възможен е и обратният процес- превръщането на γ-квант при взаимодействието му с полето на ядрото в двойка електрон-позитрон:
γ → e+ + e-.
Масите на електрона и позитрона, изразени в енергични единици (E=mc2), са равни на 0.51 MeV, поради това създаване на двойка електрони-позитрони е възможно само от фотон, чиято енергия е равна или по-голяма от 1.02 MeV.
Получаването на двойка електрон-позитрон не може да се разглежда като разлагане не една частица на двете и съставни части. Това е превръщане, тъй като електрон и позитрон не дават един, а два γ-фотона всеки с енергия 0.51 MeV.
Неутриното е елементарна частица, чието съществуване е било допуснато при обяснението на β-разпадането. Дълго време опитите да се открие тази частица и да се измери нейната маса не са давали положителни резултати. Изследванията само са показали, че нейната маса не е по- голяма от 0.0005 от електронната маса, което може да се изтълкува,че неутриното подобно на фотона не притежава маса в покой. Понеже съществуват два вида β-разпадания-при единия се отделя електрон, а при другия антиелектрон (позитрон), естествено беше да се допусне, че съществуват два вида леки частици: неутрино(υ) и антинеутрино(ύ). Неутриното се получава при позитронно разпадане:
ρ → n + e+ + υ,
а антинеутриното-при електронното разпадане:
n → ρ + e- + ύ.
Същестлуването на неутриното е потвърдено опитно през 1955 г., антинеутриното засега е въведено само теоретично. През 1955 г. са открити антипротонът, а през 1956 г. и антинеутронът, който се получава при взаимодействието на протон с антипротон.
Протонът се различава от антипротона по знака на товара си-протонът е натоварен положително, а антипротонът отрицателно-както и по знака на магнитния си момент(спина).
Неутронът се различава от антинеутрина само по знака на магнитния си момент.
Античастиците не могат да същестлуват дълго време в присъствието на съответните частици, тъй като се съединяват с тях и се анхилират. При анхилирането на протон с антипротон или неутрон с антинеутрон се раждат някои видове мезони.
След 1950 г. се появяват съобщения за откриването на нови и нови частици. Открити са няколко разновидности на К-мезоните с маса около 965 електронни маси и на хипероните. Към хипероните се отнасят неутралната ламбда частица, три вида сигма хиперони и каскаден отрицателен ξ-хиперон. Съществуват и антихиперони .

Еволюция на звездите

Еволюция на звездите

Етапи от живота на звездите: Звездите се образуват в мъглявините – огромните облаци от газ и прах. Междузвездният газ се състои основно от водород (70%), хелий (29%) и следи (1%) от въглерод, азот, кислород, силиций, желязо – веществта от които е изградена земята и нашите тела. Междузвездният прах се сътои от малки частици силикати, подобни на пясъка по плажовете и вулканична пепел. Той се появява във Вселената от умиращите звезди.
Ако газовият облак е достатъчно масивен, той започва да се свива под влияние на гравитационните сили. Това свиване предизвиква повишаване на налягането и температурата в него. Обекта, който се формира в тази област се нарича протозвезда и е началния стадий от живота на звездата. Протозвезда може да се наблюдава в инфрачервената област от електромагнитния спектър, тъй като не излъчва светлина от видимия спектър. Когато налягането и температурата се повишат достатъчно, започват ядрени реакции, които превръщат водорода в хелий. Налягането, което се създава при тези ядрени реакции, се балансира с гравитационните сили и свиването на обекта спира. Така се формира звезда и по този начин е възникнало и нашето Слънце. Сега то е в същия етап, в който превръща водорода в хелий, и този период се нарича главна последователност. Главната последователност заема по-голямата част от живота на Слънцето.

След милиарди години водорода се изчерпва и налягането от ядрените реакции намалява. Балансът между налягането и гравитационните сили се нарушава и звездата започва да се свива отново. Това предизвиква повишаване на температурата в ядрото до стойност, от която започва изгарянето на хелия. Тази фаза от живота на звездата се нарича червен гигант, заради цвета и увеличения размер на звездата. Слънцето ще изгори своя водород след около 5 млрд.години и ще се превърне в червен гигант, достигайки до орбитата на Марс. В червения гигант горенето продължава, докато се изчепи ядреното му гориво и тогава настъпва ново свиване. Ако има достатъчно маса в звездата, това свиване може да повиши температурата достатъчно, за да предизвика реакции на сливане на все по-тежки елементи, докато реакциите нe образуват желязо.

След образуването на желязо ядрените процеси не могат да отделят повече енергия и спират и настъпва краят на червения гигант. Реакциите на сливане, които са поддържали звездата през по-ранните етапи от живота й, са намалили нейната маса до стойност, под която гравитацията не е достатъчно силна, за да задържи външните й слоеве. Тази газова обвивка се изхвърля навън и формира планетарна мъглявина. Ядрото пропада навътре в себе си до ниво, в което силата на отблъскване между електроните се уравновесява с гравитационната сила и се формира бяло джудже. Това е изключително плътна и гореща звезда с големината на планета. Накрая, когато бялото джудже излъчи цялата си енергия навън, то спира да свети и умира като кафяво джудже – мъртва звезда. Това ще бъде и последния етап от живота на нашето Слънце.

За звезди с маса, до 40 пъти по-голяма от слънчевата, гравитационното свиване е много бързо и има продължителност от порядъка на няколко секунди. От рязкото свиване се получава огромна ударна вълна, която изхвърля външните слоеве на звездата и ги загрява. Яркостта на звездата става изключително висока и е сравнима с яркостта на цяла галактика. Това е свърхнова. При последното гравитационно свиване на ядрото на свръхновата гравитацията доближава електроните и протоните толкова близо едни до други, че те се превръщат в неутрони. Звездата се свива до тяло с диаметър няколко десетки километри, наречено неутронна звезда.

За звезди с маса, над 40 пъти по-голяма от слънчевата, колапсът след избухването на свръхновата е още по-бърз, и свиването не може да спре дори от налягането на неутроните, формирани в ядрото. Плътността се увеличава дотолкова, че скоростта да се избяга от гравитационното поле се изравнява със скоростта на светлината. Светлината също се поглъща и обекта става невидим, поради което се нарича черна дупка.

Звездите имат различна продължителност на своя живот, в зависимост от тяхната маса. Подобните на Слънцето звезди живеят около 10 млрд.години, докато звездите с над 20 пъти по-голяма маса има хиляда пъти по-кратък живот – около 10 млн.години. Слънцето е звезда от среден тип, в средата на своя живот и е на възраст около 4.5 млрд.години. При масивните звезди водорода се изгаря много бързо и това е причината за техния кратък живот.

Алтернативни източници на енергия

Алтернативни източници на енергия

Да съхраним огъня, без да изгорим планетата

От древните гърци до наши дни е запазена легендата за титана Прометей, който откраднал огъня от небето и го подарил на хората. В историята на човечеството покоряването на огъня играе изключително важна роля. В ежедневието понятията “огън” и “енергия” за нас са почти идентични, а енергията – това е силата на човечеството.

Суровинно-енергийните ресурси се отнасят към невъзобновимите природни ресурси.
Фактите са, че:
някой от тях вече са на изчерпване
при преработването им се изхвърля огромно количество твърди отпадъци, които замърсяват:
- атмосферата
- хидросферата
- метосферата
- биосферата
Пред хората с активно лично отношение естествено възниква въпроса: А по-нататък?

Кои са пътищата за развиване на енергетиката в бъдеще?
Отговор на въпросите човечеството намира в използването на алтернативните, самовъзстановяващи се източници на енергия. Самовъзстановяващите се енергии са практически неизчерпаеми източници. Те произхождат от слънцето, вятъра, топлината на земните ядра, водопадите, приливите и отливите на моретата, или от растителната маса. Тяхното експлоатиране се характеризира с много малко отделяне на отпадъци или изпускане на замърсителни емисии във въздуха. Но ефикасното превръщане на енергията, която те произвеждат, в електричество, топлина или в механична сила, изисква прилагането на високи технологии.

Вятърна енергия

Вятърната енергия се съдържа в мощността на ветровете. Тя може да бъде превърната в механична енергия за извършване на работа като изпомпване на вода, смилане на зърно и обработване на дървен материал.Чрез свързване на въртящ се ротор с електричен генератор, съвременните вятърни турбини превръщат вятърната енергия в електрическа.
Ветрените централи позволяват превръщането на силата на вятъра в електричество. Понастоящем, с прилаганата техника, е възможно производство на електрическа енергия при скорост на вятъра над 15 и до 90 км/ч. Енергодобивът им става оптимален при скорост на вятъра от 50км/ч.

През 2020г. морският бряг и регионите с неравен хълмист терен, които се експлоатират най-лесно и са най-продуктивните зони, биха могли да доставят 10% от европейската електрическа енергия.
Що е вятър? Вятърът се предизвиква от различно нагряване на земната повърхност. Топлият въздух се издига нависоко, образува област с ниско атмосферно налягане. Въздухът се премества от места с високо към места с ниско атмосферно налягане и колкото е по-голяма разликата,толкова по силен е вятърът. Най-важният параметър на вятъра е неговата енергия. Тя има кубични параметри. Един пример: ако скоростта на вятъра се удвои, енергията нараства осем пъти (2 х 2 х 2 = 8). Това означава, че в леките бризове има относително малко енергия, докато при силните ветрове тя е огромна.

Свойството турболенция е друга характеристика на вятъра.
Вятърът е чудесен източник на енергия, защото е чист и неизчерпаем. Но тъй като скоростта му варира според времето, деня и сезона, и дори от една година до следващата, вятърната енергия е един прекъсващ източник.

С увеличение на потребителското търсене и опасността от глобално затопляне, се вярва, че използването на вятърна енергия ще се разрасне че за това ще спомогнат много фактори. Въпреки че вятърната енергия е чист и неизчерпаем източник на енергия, вятърните турбини в някои райони са виновни за убиването на птици, включително и някои застрашени видове, които попадат в роторните лопатки. Тези природни катастрофи могат да бъдат избегнати с обезопасяването на вятърните турбини.

Четири генератора за вятърна енергия се издигат край селата Горичане и Тюленово в община Шабла. Собственост са на фирма КМПК, в която има 63% немско участие. Екологично чистият метод за добиване на електричество е широко разпространен в Германия и Холандия. Кулите се издигат на 30 метра височина, всеки генератор е с мощност 400 киловата, управляват се дистанционно от Варна.

Слънчева енергия

Слънчевата енергия е лъчиста енергия, произведена в слънцето като резултат от ядрено-съединителни реакции. Слънчевата радиация на един квадратен метър от земната повърхност възлиза на 1360 J/s енергия или 1360 вата мощност. Като се отчита влиянието на атмосферата, тази мощност се свежда след закръгляне до 1000 вата или 1 киловат.

Навсякъде се правят опити за оползотворяването на слънчевите лъчи за добив на електричество и други цели, защото слънчевия източник на енергия е най-изгоден, защото нито замърсява, нито създава опасност от прегряване на планетата. Добре илюстрира неговите възможности следният пример:участък от пустинята Сахара с размер 100/100 км, покрит с високоефектни елементи, по реализирана мощност би се равнявал на всички действащи централи.

Директното събиране на слънчева енергия включва, т.нар. слънчеви колектори, които са направени така, че да събират енергията чрез фокусиране на слънчевите лъчи. Енергията, веднъж събрана, се използва в термален или фотоелектрически процес. При термалните процеси слънчевата енергия се използва за нагряването на газ или течност, които да разпространяват топлината. При фотопроцеса слънчевата енергия са превръща директно в електрическа без посредничеството на механични средства.

Слънчевите колектори са от два основни типа: плосък и концентричен колектор. В термалните процеси плоският колектор посреща слънчевата радиация върху една абсорбираща плоча, в чиито коридори така наречения терен или газообразен приносител преминава, увеличавайки температурата си. Плоските колектори се използват за затоплянето на вода и отопление.

За да са ефективни събирателните колектори, те следват движението на слънцето и този механизъм се нарича хелиостат. Слънчевата енергия в ролята си на охладител се използва като топлинен източник в абсорбираща охладителна система.

Геотермална Енергия

Оплакваме се от недостиг на енергийни източници и в същото време забравяме, че буквално живеем върху един гигантски резервоар от енергия, който обаче все още не умеем да подчиним за задоволяване на тези нужди. Като факт ще спомена,че температурата на нашата планета по научни изследвания се увеличава с един градус по целзий на всеки 33м. дълбочина. Непосредствено под континенталната кора тя вече достига до 600-7000 С. Това е т.нар. геотермална енергия.

Геотермалната енергия се съдържа в нагретите до висока температура подземни слоеве. Тази топлина води началото си от ядрото на Земята или се поражда в земната кора с разлагането на радиоактивни елементи, които се намират във всички скали. Там където топлината е концентрирана до повърхността,може да бъде използвана като източник на енергия. Някои области водата се просмуква през пукнатините и пролуките в земната кора и в контакт с тези нагорещени скали повишава температурата си. Някои от тези нагорещени води циркулират обратно към повърхността и възникват горещи извори или гейзери. Излязлата на повърхността топла вода може да остане под земята в области с пропусклива гореща скала, образуваща геотермални резервоари.

Геотермалните резервоари, достигащи температура повече от 3500C, могат да се превърнат в мощен източник на енергия. Тези резервоари на около 5 километра от земната кора могат да бъдат достигнати със сондажи. Водата от извора може да бъде използвана за завъртване на турбина произвеждаща електричество.

Има три вида геотермални енергийни централи: със сгъстена пара, със суха пара и с двоен цикъл. Геотермалната енергия е възстановяващ се ресурс. Топлината на Земята продължава да се излъчва и всяка година валежите захранват нови водни геотермални източници. Производството на енергия от тях може да се поддържа десетилетия, а може би и столетия. Сравнено с други видове източници на енергия, геотермалните източници имат щадящ ефект върху околната среда. Геотермални източници на енергия са се използвали успешно в стопанства, заплашени от замърсяване райони и повторно залесяващи се области.

Водата като алтернативен източник на енергия

Енергия от приливите и отливите

Наблюдавайте движението на вълните, приливите и отливите, настъплението и оттеглянето на водите на моретата и океаните това е огромна сила, която не използваме – така пише Виктор Юго в романа си “Деведесет и трета”.
За осъществяване идеите на великия писател, генерал Шарл де Гол организира строежа на първата в света водноелектрическа централа, която използва енергията на морските приливи и отливи.

Енергия от електролиза на водата

Алтернативен ресурс е водата, неизчерпаем източник на енергия, горивото на бъдещето. Получен от вода по метода на електролизата от всички горива водородът е най-качественото гориво. Топлината при изгаряне на единица маса е 2,5 пъти по- голяма от тази на природния газ, и 8,3 пъти по-голяма от тази на дървесината. В същото време при тази реакция не се замърсява околната среда, тъй като отпадък при нея е вода, което прави този процес неизчерпаем.

Биопревръщане
Под биопревръщане разбираме използването на растенията за преобразуване на слънчевата енергия в химическа енергия във формата на химически съединения, които могат да бъдат използвани за получаване на горива. Предложени са два основни подхода:
Единият е да се използва растителна биомасса като нов материал в процеси. които вече са разработени – пиролиза и газификация на въглеводороди; СО, Н2 и СН4, водещи до образуване на метанол и бензин.
Другият е да се свърже производството на биомаса с биологичното превръщане:
- чрез ферментация до етилов алкохол или метан
- директно получаване на Н2 чрез анаеробна фотосинтеза

Процесът на фотосинтеза в растенията води до запасяване на енергия във формата на множество продукти, като при еволюцията му са се появили различни варианти на тази основна схема. Затова не е учудващо, че това многообразие на процеси и неговите продукти води до няколко възможности за използване на растенията като средство за получаване на горива, т.е. за превръщане на слънчева енергия. Основната цел на биопревръщането е да осигури материали, които могат да се използват като горива.
Общата активност при фотосинтезата е 5%. Това поставя съществена граница върху количеството на продуктите, което може да се получава чрез биопревръщане.

Друг сценарий на биопревръщане е водородът от растенията.
Като потенциално гориво водородът има значителни възможности; той може да се пренася чрез тръбопроводи, да се използва в топлинни елементи, а освен това не предизвиква замърсяване. Интересът към фотосинтетичното образуване на водород идва от наблюденията, показващи, че някои щамове водорасли и някои синьо-зелени водорасли произвеждат водород при осветяване в анаеробни условия. Реакцията, при която се извършва образуването на водород, е 2Н+2е Н2 и се катализира от ензима хидрогенеза.

Интересът към този процес е в две насоки. Едната е да се използва екстрахирана хидрогенеза, а другата да се отглеждат отбрани щамове от водорасли в хранителна среда. С използване на хидрогенеза, получена от бактериални клетки заедно с фрагменти на хлоропласти от водорасли или листа на цветни растения, стана възможно да се създават извън клетъчни системи, които образуват водород при осветяване.

Светлина
Мембрани на хлоропласти
Редуциран Н2
Хидрогенеза фередоксин

Другият подход включва изследването на вид водорасли при анаеробни условия – анаеробна ферментация. При този подход до голяма степен се възприема добре развитата технология на обработка на нечистотиите, която използва бактерии за разграждане на органични отпадъци до една добре дисперсирана тиня.

Технологията на производство на метан от нечистотии е аналогична на неговото естествено образуване в блатата и анаеробните тини. То се обуславя от някои бактерии, които използват Н2 за редукция на СО и СО2 до метан в анаеробни условия. Подборът и изследванията на тези произвеждащи метан микроорганизми показват, че при изкуствени условия биха могли да бъдат постигнати високи темпове на производство. Когато се извършва при естествени условия, образуването на метан е крайният резултат на сложна серия от реакции, при които структурните съединения на растенията и животните – белтъци, липиди, въглехидрати – се разграждат до малки молекули.В тези процеси участват множество най-различни бактерии, водещи до образуването на относително малък брой междинни продукти (като органични киселини), които се преобразуват в СО2 и СН4. Но ако изключим някои гъби и бактерии, много малко други организми са в състояние да разградят лигнина, поради което дървесните материали могат да останат като непреработени отпадъци. За осъществяване на редукционните процеси при разграждане на материалите бактериите използват химическа енергия на органичните растителни отпадъци за разлика от образуването на Н2 от синьо-зелените водорасли,където се използва светлинна енергия. Образуването на метан зависи от to; pH и относителното съдържание на въглерод и азот във ферментиращия материал.

Един от проблемите е, че за ефективното производство на метан от бактерии е необходима висока температура (около 350oС), и докато през лятото системата може да функционира добре, през зимата температурите са толкова ниски, че производството на метан по времето когато е най-необходим спада.
Интересен като метод е и газификацията на биомасата и производството на метанол. Производството на въглищен газ е пример за един по-общ процес на пиролиза, при който разлагането на органичната материя се извършва чрез загряване. Това разлагане води до образуването на газове (СО2, СО, Н2, СН4), течни въглеводороди, смоли и въглерод (кокс, дървени въглища), чиито пропорции зависят от температурата, от налягането при протичането на процеса и от доставянето на въздух.

Изводите, които можем да направим са, че при фотосинтезата като алтернативен метод за получаване на енергия общата ефективност е 5% . Това поставя съществена граница върху количеството на продуктите, което може да се получи чрез биопревръщане. Изследванията върху другият сценарий за биопревръщане – водородът от растенията показва значението на подбора на биологически организми с полезни свойства. Анаеробна ферментация, газификацията на биомаса и производството на метанол имат голямо практическо значение.

Природата е безкрайно щедра към нас хората и ни е дала всичко, за да живеем богато и щастливо. От нас се иска само да овладеем тайните й и да обединим усилията си за изграждане на едно хармонично общество.