Чому ми не можемо бачити зірки вдень. Чому вдень не видно зірок? Абсолютно темне небо

Розробка проекту
Пізнавальний розвиток: бесіда "Перші спроби підкорення космосу", "З історії виникнення ракети", заняття "Сонячна система", "Що ми знаємо про космос?".
Художньо-продуктивна діяльність: заняття з малювання: "Загадковий світ космосу", аплікації "Космонавт", "Ракета", ліплення за схемами "Підкорювачі космосу", конструювання з паперу орігамі "Ракета".
Ознайомлення з художньою літературою: читання віршів про космос, розгадування загадок, міні-вікторина, Н.А.Андрєєв «Як людина навчилася літати»; Г.Т.Черненко «Як людина полетіла у космос?», А.Леонов «Виходжу в космос», гра-вікторина «Угадайка».
Музично-ритмічна діяльність: слухання пісень про космос гурту «Непосиди», О.Пахмутової «Знаєте, яким він хлопцем був…», розучування пісні «Наш зореліт», автор музики та тексту Олеся Ємельянова.
Математична діяльність: заняття «Подорож у космос».
Фізкультурна діяльність: фізкультхвилинки, естафети на космічну тематику, фізкультурно-пізнавальне заняття «Якщо хочеш бути здоровим!».
Ігрова діяльність: дидактичні ігри «Складушки», «Склади ракету», ігри «Летит», «Незвідана планета», ігрова вправа «Перевантаження та невагомість», досліди: «Сонячна система», «Метеорити та метеоритні кратери».
Робота з батьками: ознайомлення батьків з історією розвитку космонавтики в Росії в рубриці «Це цікаво!» стінгазети на задану тематику.

Заняття з пізнавального розвитку «Сонячна система»
Програмний зміст:
- ознайомити із Сонцем як розпеченим космічним об'єктом, будовою Сонячної системи з планет (розміри, прихильність до Сонця, деякі особливості);
- викликати інтерес до космосу.
Обладнання: карта зоряного неба, схема Сонячної системи, глобус, фото Землі із космосу.
Попередня робота: розгляд ілюстрацій планет, їх особливостей, розучування віршів про планети.

Хід заняття
Загадка: «Ішла дівчина з Пітера, прокидала глечик бісеру.
Не збере ні цар, ні цариця, ні червона дівчина».
Відповіді дітей. Якщо не відповіли, підвести до того, що це зірки на небі.
Вихователь: Правильно це зоряне небо. Космос завжди цікавив людину. Адже хочеться знати, чи є життя ще десь? (Показ карти зоряного неба.)
Як ви вважаєте, чи видно на небі зірки вдень і чому?
А чому вдень не видно зірок?
Відповіді дітей.
Вихователь: Правильно, світло Сонця не дозволяє бачити зірки вдень. Безхмарного ясного вечора небо над нашою головою всипане тисячами зірок. Вони нам здаються маленькими блискучими точками, бо знаходяться далеко від Землі. Насправді зірки дуже великі.
Сонце – це теж зірка. Сонце - це величезна розпечена куля, що випромінює тепло і світло. На Сонці немає життя, але воно дає життя людям, рослинам, тваринам. Навколо сонця обертаються дев'ять планет. Чим Сонце утримує всі дев'ять планет навколо себе?
У просторі космічному
повітря немає.
І кружляють там дев'ять
різних планет,
І Сонце – зірка в самому центрі
системи,
І тяжіння пов'язані всі ми.
І Сонце, і планети становлять нашу Сонячну систему.
Діти, ви чуєте? До нас хтось прилетів.
Господиня Сонячної системи: Здрастуйте, хлопці! Я господарка Сонячної системи і хотіла б вас попросити допомогти мені. Декілька планет Сонячної системи захворіли. Щоб їх вилікувати, треба кожну правильно назвати та описати.
Господиня Сонячної системи показує зображення планети Меркурій.
Діти Це планета Меркурій.
Меркурій - найближча до Сонця
планета,
Залитий він променями гарячого світла.
Так багато йому дістається променів,
Що ця планета інших гарячою.
Так швидко Меркурій біжить
по орбіті,
Ніби квапить:
«Мене наздожене!»
Господиня Сонячної системи: Правильно, хлопці, це Меркурій. А що ще ви знаєте про цю планету?
Діти Меркурій за розмірами менше Землі. Поверхня Меркурія жорстка, кам'яниста. На Меркурії немає атмосфери.
Господиня Сонячної системи показує зображення планети Венера.
Діти Це планета Венера.
На честь богині краси
Названо, Венеро, ти!
У темних небесах сяєш,
Красою ти освітлюєш.
Хазяйка Сонячної системи: Правильно, хлопці. А що ще ви знаєте про Венеру?
Діти: Поверхня Венери кам'яниста. На планеті є атмосфера, але немає повітря. Води на Венері нема.
Господиня Сонячної системи показує зображення планети Земля.
Діти Це наша планета Земля.
Від Сонця третя за рахунком
планети.
Наша Земля менше зірки,
Але їй вистачає тепла та світла,
Чистого повітря та води.
Життя на Землі – це хіба
не диво?
Метелики, птахи, жучок
на квітці,
Життя на Землі ви знайдете
всюди -
У найдальшому, глухому куточку!
Господиня Сонячної системи: Так, хлопці, ви впізнали свою планету. А розкажіть мені більше про неї.
Діти: Земля - ​​це величезна тверда куля. На поверхні цієї кулі є суша та вода. Землю оточує повітряна атмосфера. Вона захищає планету від занадто гарячих променів Сонця і рятує Землю від каміння і льоду, що падають з космосу. Земля обертається навколо своєї осі. За рахунок цього обертання відбувається зміна доби. Земля обертається навколо Сонця. За рахунок цього обертання відбувається зміна пір року. Земля – це єдина відома нам населена планета. На Землі є вода та повітря. Земля не надто гаряча, але й не надто холодна планета.
Господиня Сонячної системи: Молодці! Мені дуже сподобалося ваше оповідання. Як ви думаєте, якої форми та кольору побачив Гагарін нашу Землю з космосу?
Діти: Круглий, блакитний, у хмарах із зеленими плямами.
Виставляється фотографія Землі із космосу.
Господиня Сонячної системи: Як називається маленька модель Землі, зменшена у багато разів? Вірно, глобус. (Показати глобус.)
Господиня Сонячної системи показує зображення планети Марс.
Діти: Це планета Марс.
Марс – таємнича планета.
Вона за розміром трохи більша
Місяця.
Через криваво-червоний колір
Назвали планету на честь бога
війни.
Хазяйка Сонячної системи: А що ще ви знаєте про цю планету?
Діти: Марс має атмосферу, але в ній немає повітря. Поверхня Марса тверда та покрита оранжево-червоним піском, тому Марс називають Червоною планетою.
Господиня Сонячної системи показує зображення планети Юпітер.
Діти Це планета Юпітер.
Юпітер найбільше планет,
Але життя планети немає.
Всюди рідкий водень,
І лютий холод цілий рік.
Господиня Сонячної системи показує зображення планети Сатурн.
Діти Це планета Сатурн.
Сатурн – гарна планета
Жовто-жовтогарячий колір.
І кільцями каміння та льоду
Оточена вона завжди.
Господиня Сонячної системи: Дякую, хлопці. Ви мені дуже допомогли.
Вихователь: Господиня Сонячної системи, наші діти не тільки розумні та сміливі, але вони й найспритніші. Ми зараз це покажемо.
Проводиться рухлива гра. Діти розкладають обручі по колу, вільно бігають навколо обручів та вимовляють слова:
Чекають на нас швидкі ракети
Для польотів планетами.
На яку захочемо, на таку
полетимо!
Але у грі один секрет -
Запізнілим місця немає!
Вихователь забирає кілька обручів. Гра повторюється, доки залишиться один обруч.
Господиня Сонячної системи: Я пропоную вам пройти до столу та скласти карту планет. Ось тепер усі планети одужали, і мені час повертатися. До побачення!

Створення аплікації «Політ до Місяця»
Програмні завдання: продовжувати вчити виконувати сюжетну аплікацію, самостійно вигадувати композицію роботи, вирізати за контуром, наклеювати у певній послідовності. Розвивати творчість, художній смак, відчуття кольору.
Матеріал: папір синього, фіолетового, блакитного та чорного кольору для фону, кольоровий папір світлих тонів, ножиці, клей, кисті, клейонка, ганчірочка. Ілюстрація про космос.

Створення аплікації "Космонавт"
Програмні завдання: вчити виконувати аплікацію у стилі мозаїки, самостійно продумувати композицію роботи, вирізати рівні смужки та квадрати, наклеювати у певній послідовності. Розвивати творчість, художній смак, відчуття кольору.
Матеріал: папір синього, фіолетового, блакитного та чорного кольору для фону, кольоровий папір, ножиці, клей, кисті, клейонка, ганчірочка. Ілюстрація космонавтів у космосі.

Марина ПАВЛОВА, Ірина СИМОНОВА, вихователі дитячого садка №10 загальнорозвивального виду міста Галича Костромської області

У 2013 році в астрономії сталася дивовижна подія. Вчені побачили світло зірки, яка вибухнула ... 12 000 000 000 років тому, в Темні Віки Всесвіту - так в астрономії називають тимчасовий відрізок тривалістю один мільярд років, що пройшов після Великого Вибуху.


Коли зірка померла, нашої землі ще не існувало. І лише тепер земляни побачили її світло - мільярди років блукав Всесвітом, прощальний.

Чому зірки світяться?

Зірки світяться через свою природу. Кожна зірка - це масивна куля з газу, яка утримується гравітацією та внутрішнім тиском. Усередині кулі йдуть інтенсивні реакції термоядерного синтезу, температура – ​​мільйони кельвінів.

Така будова забезпечує чудове сяйво космічного тіла, здатне подолати не тільки трильйони кілометрів (до найближчої від Сонця зірки Проксима Центаври - 39 трильйонів кілометрів), а й мільярди років.

Найяскравіші зірки, що спостерігаються із Землі, - Сіріус, Канопус, Толіман, Арктур, Вега, Капелла, Рігель, Альтаїр, Альдебаран, інші.


Від яскравості зірок безпосередньо залежить їх видимий колір: всіх перевершують за силою випромінювання зірки блакитні, за ними слідують біло-блакитні, білі, жовті, жовто-оранжеві та оранжево-червоні.

Чому зірки не видно вдень?

В усьому виною – найближча до нас зірка Сонце, в систему якої і входить Земля. Хоча Сонце не найяскравіша і не найбільша зірка, відстань між нею та нашою планетою настільки незначна з погляду космічних масштабів, що сонячне світло буквально заливає Землю, роблячи невидимим все інше слабке свічення.

Для того щоб переконатися в сказаному вище, можна провести простий досвід. Виконайте в картонній коробці дірки, а всередину помітите джерело світла (настільну лампу або ліхтарик). У темній кімнаті дірки світитимуться як маленькі подоби зірок. А тепер «ввімкніть Сонце» – верхнє кімнатне світло – «картонні зірки» зникнуть.


Це спрощений механізм, який повністю пояснює той факт, що вдень нам не видно зоряне світло.

Чи видно зірки вдень із дна шахт, глибоких колодязів?

Вдень зірки, хоч і не видно, так само на небі - вони, на відміну від планет, статичні і завжди знаходяться в одній і тій же точці.

Існує легенда, що денні зірки можна побачити з дна глибоких колодязів, шахт і навіть високих і досить широких (щоб помістився чоловік) пічних труб. Вона вважалася правдою рекордну кількість років - від Аристотеля, давньогрецького філософа, котрий жив у IV столітті до зв. е., до Джона Гершеля, англійського астронома та фізика XIX століття.

Здавалося б: що простіше - слізь у колодязь і перевір! Але з якоїсь причини легенда жила, хоча виявилася хибною абсолютно. Зірок із глибини шахти не видно. Просто тому, що для цього немає жодних об'єктивних умов.

Можливо, причина появи такого дивного і живучого твердження - досвід, запропонований Леонардо да Вінчі. Щоб побачити реальний образ зірок, що спостерігався із Землі, він робив маленькі отвори (розміром зі зіниця або менше) в аркуші паперу і прикладав до очей. Що він бачив? Крихітні крапки, що світяться - без тремтіння і «променів».

Виявляється, променистість зірок - заслуга будови нашого ока, в якому кришталик викривляє світло, маючи волокнисту будову. Якщо ми дивимося на зірки через маленький отвір, ми пропускаємо в кришталик такий тонкий промінь світла, що він проходить через центр, майже не викривляючись. І зірки постають у справжньому вигляді - як крихітні точки.

Багатьох із нас цікавило, чому на небі не видно зірок вдень. Адже вони нікуди не зникають, не віддаляються, але людське око все ще не в змозі їх роздивитись при світлі сонця. Вчені давно з'ясували це питання, проте багато людей досі важко розібратися в причинах цього явища.

Зірки та сонце

Кожна зірка є газовою кулею значних розмірів, які випромінюють своє власне світло. Це ключова відмінність від планет і супутників: вони створюють світло, відбиваючи сонячні промені своєю поверхнею, а зірки мають власне світіння (бо їм нічим відбивати промені сонця).

У цьому полягає основна причина, чому їх видно днем. Окрім неї, варто розглянути деякі інші нюанси:

  1. Планета має атмосферу.

В атмосфері є велика кількість елементів. Це вуглекислий газ, водень та десятки інших газоподібних речовин (у тому числі молекули води), які неможливо побачити неозброєним поглядом.

Коли промені Сонця проходять крізь атмосферу, вони мають певний колір, залежно від довжини колірної хвилі:

  • короткі хвилі мають синій, фіолетовий і блакитний кольори (синє небо);
  • а довгими – червоний колір (захід сонця).

Сонце - це теж зірка, але промені якої настільки яскраві, що вони буквально затьмарюють світіння будь-яких інших зірок і навіть планет. Всі інші об'єкти в космосі також не можна побачити, оскільки їх світіння значно слабше за сонячне.

  1. Вдень, коли Сонце висвітлює Землю, сонячне проміння розсіюється і заломлюється.

Таким чином, зірки неможливо побачити вдень, навіть якщо переміститися в іншу точку планети (через розсіювання променів в атмосфері). Також має велике значення наявність згаданих елементів у повітрі:

  • мікроскопічний пил не затримує синій колір від сонця;
  • наявність молекул певного газу (наприклад, червоного фосфору) також впливає колірну гаму.
  1. За наявності такого широкого спектру відтінків різних кольорів, побачити зірки буквально неможливо.

Причиною цього є безліч джерел світла (які створює сонце). Тому світіння зірок банально не доходить до поверхні планети, а якщо все ж і досягає - промені Сонця, що розсіюються, повністю нівелюють його вплив. Саме тому зірки неможливо побачити вдень.

З іншого боку, люди все ж таки можуть побачити одну зірку при денному світлі. Але лише найяскравішу з усіх можливих – саме Сонце.

Чому через Сонце не видно інших зірок?

Все дуже просто: Сонце є єдиною зіркою у нашій сонячній системі. Всі інші зірки розташовані набагато далі, поза її межами. Саме тому їх неможливо побачити вдень – вони надто далеко, і їхнє сяйво перебивається, розсіюється під впливом променів сонця.

Також Сонце складається з кількох шарів, які відрізняють його від інших (вивчених) зірок. Так, воно складається з газів, але навколо нього є атмосфера, що постійно рухається, яка перевищує діаметр самого Сонця в 3 і навіть 4 рази. Ця зовнішня атмосфера – лише перший шар багатьох інших, у тому числі і складається Сонце.

З огляду на все це знову підтверджується факт, що зірки неможливо побачити вдень через даного «гіганта», який завдяки своїй структурі випромінює настільки яскраве світіння, що перебити його неможливо нічим.

Одночасно з цим впливає ще й будова ока:

  • вночі, просто неба, можна годинами безперервно милуватися зірками на небосхилі;
  • але навіть 3 секунди прямого погляду прямо на сонці буде достатньо, щоб кардинально зіпсувати зір, і 6 секунд, щоб знадобилося хірургічне втручання для відновлення структури очного яблука.

Таким чином, знову підтверджується, що Сонце набагато яскравіше від інших зірок. А також стає зрозуміло, що людина не може скористатися на власні очі так, щоб сфокусуватися не на променях Сонця, а на більш віддалених об'єктах.


Хоча і цього буде недостатньо, адже через заломлення та розсіювання світла інші зірки повністю зливаються з небом, променями сонця та молекулами речовин. Навіть техніка не зможе розглянути зірки вдень, що вже казати про людський зір?

Як можна побачити зірки вдень?

Стародавні вчені, Аристотель і Пліній, писали у своїх працях про те, що зірки можна побачити вдень із глибокої криниці, печери або довгої пічної труби. Це досить поширена думка: хтось стверджує, що це справжня правда, а дехто називає подібні висловлювання всесвітньою дурістю.

Більш сучасним прикладом є Роберт Болл, який у 1889 році стверджував, що, опинившись у довгій пічній трубі, зміг розгледіти на денному небі кілька зірок. Він вважав, що у темній вузькій трубі зір будь-якої людини стає значно чіткішим.

І в цьому є певний сенс: потрапивши зі світла до темного приміщення, неможливо нічого побачити. Але як тільки очі звикнуть до темряви, можна без проблем розрізняти об'єкти, що знаходяться в кімнаті.

Проте, на жаль, немає достовірних фактів, які б підтвердити цю теорію. А ось спростувати її поспішило чимало людей. Ось найвідоміші з них:

  • Олександр Гумбольт у різний час свого життя спускався в найглибші шахти Америки та Сибіру, ​​але жодних зірок виявити йому не вдалося;
  • Леонід Рєпін (журналіст «Комсомольської Правди») у 1978 році спустився на дно 60-метрової криниці, проте глянувши нагору, виявив лише маленький шматок денного неба, зрозуміло, без жодних зірок.

У результаті вчені дійшли думки, що древні дослідники природи могли сприйняти за зірки маленькі порошинки, які піднімалися вгору (через спуску спостерігача) і повільно парирували на тлі видимого неба. У темній шахті, колодязі та іншому темному приміщенні сонячне світло дуже красиво відбивається на крихітних об'єктах. Внаслідок чого таке явище могло сприйматися за зірки, хоч насправді це не так.

Виходить, що немає способу побачити зірки вдень? Виявляється, є, але повторити такий експеримент у лабораторних умовах неможливо. Тобто не вдасться відтворити подібну ситуацію людськими силами та ресурсами – сонячне затемнення.

Те саме, під час якого між людським поглядом та сонцем стає місяць. У цей момент на Землю потрапляє мінімальна кількість світла і стає темно прямо в розпал робочого дня. Через те, що сонячне світло не дістає до планети, сяйво віддалених зірок більше не переломлюватиметься або розсіюватиметься, і зірки можна буде побачити вдень.

Чи видно зірки вдень (відео)?

З цього відеоролика Ви дізнаєтеся, чи можна вдень побачити зірки, як влаштоване та сприймає світло людське око, а також чому вдень на небі видно лише зірку Сонце.

Виходить, що технічно зірки все ж таки можна розглянути в денний час. Однак це неможливо зробити іншими способами через закони фізики та будову очного яблука людини. Розсіювання світла та заломлення променів від віддалених об'єктів космосу не дозволяє їх побачити навіть через телескоп. Особливо коли цьому заважає випромінювання нашого Сонця.

Наш Всесвіт складається з кількох трильйонів галактик. Сонячна система знаходиться всередині досить великої галактики, загальна кількість яких у Всесвіті обмежена кількома десятками мільярдів одиниць.

У нашій галактиці міститься 200-400 мільярдів зірок. 75% їх тьмяні червоні карлики, і лише кілька відсотків зірок у галактиці схожі на жовті карлики, спектральному типу зірок, якого належить і наше . Для земного спостерігача наше Сонце знаходиться у 270 тисяч разів ближче за найближчу зірку (). У той же час світність зменшується прямо пропорційно зменшенню відстані, тому видима яскравість Сонця на земному небі на 25 зіркових величин або в 10 мільярдів разів більша за видиму світність найближчої зірки (). У зв'язку з цим через сліпуче світло Сонця на денному небі не видно зірки. Схожа проблема зустрічається при спробах сфотографувати екзопланети близьких зірок. Крім Сонця вдень можна побачити Міжнародну космічну станцію (МКС) та спалахи супутників першого сузір'я Ірідіум. Це пояснюється тим, що Місяць, деякі і ШСЗ (штучні супутники Землі) на земному небі виглядають набагато яскравішими за найяскравіші зірки. Наприклад, видимий блиск Сонця дорівнює -27 зіркових величин, у Місяця у повній фазі -13, у спалахів супутників першого сузір'я Ірідіум -9, у МКС -6, у Венери -5, у Юпітера і Марса -3, у Меркурія -2 , у Сіріуса (найяскравішої зірки) -1.6.

Шкала зоряних величин видимого блиску різних астрономічних об'єктів є логарифмічною: різниця у видимому блиску астрономічних об'єктів на одну зіркову величину відповідає різниці у 2,512 разів, а різниця у 5 зіркових величин відповідає різниці у 100 разів.

Чому не видно зірок у місті?

Окрім проблем спостереження зірок на денному небі існує проблема спостереження зірок на нічному небі у населених пунктах (поблизу великих міст та промислових підприємств). Світлове забруднення у разі викликано штучним випромінюванням. Прикладом такого випромінювання можна назвати вуличне освітлення, підсвічені рекламні плакати, газові смолоскипи промислових підприємств, прожектори розважальних заходів.

У лютому 2001 року аматор астрономії із США Джон Е.Бортль створив світлову шкалу для оцінки світлового забруднення неба та опублікував її в журналі Sky&Telescope. Ця шкала складається з дев'яти поділів:

1. Абсолютно темне небо

При такому нічному небі на ньому не тільки виразно видно, а й окремі хмари Чумацького Шляху відкидають ясні тіні. Також у деталях видно і зодіакальне світло з протисяйвістю (віддзеркалення сонячного світла від порошинок, що знаходяться по інший бік від лінії Сонце-Земля). На небі неозброєним оком видно зірки до 8 зіркової величини, фонова яскравість неба становить 22 зіркові величини на квадратну кутову секунду.

2. Натуральне темне небо

При такому нічному небі на ньому чудово видно Чумацький Шлях у деталях і зодіакальне світло разом із протисвіченням. Неозброєне око показує зірки з видимою яскравістю до 7.5 зіркових величин, фонова яскравість піднебіння близька до 21.5 зоряної величини на квадратну кутову секунду.

3. Сільське небо

За такого неба зодіакальне світло і Чумацький шлях продовжує бути добре видимим з мінімумом деталей. Неозброєне око показує зірки до 7 зіркової величини, фонова яскравість піднебіння близька до 21 зіркової величини на квадратну кутову секунду.

4. Небо перехідної місцевості між селами та передмістями

При такому небі Чумацький Шлях і зодіакальне світло продовжує бути видимим з мінімумом деталей, але лише частково - високо над рівнем горизонту. Неозброєне око показує зірки до 6.5 зіркової величини, фонова яскравість піднебіння близька до 21 зіркової величини на квадратну кутову секунду.

5. Небо околиць міст

При такому небі, зодіакальне світло і Чумацький Шлях видно дуже рідко, в ідеальних погодних та сезонних умовах. Неозброєне око показує зірки до 6 зіркової величини, фонова яскравість піднебіння близька до 20.5 зоряної величини на квадратну кутову секунду.

6. Небо передмістя міст

При такому небі, зодіакальне світло не спостерігається за жодних умов, а Чумацький шлях важко проглядається тільки в зеніті. Неозброєне око показує зірки до 5.5 зіркової величини, фонова яскравість піднебіння близька до 19 зіркової величини на квадратну кутову секунду.

7. Небо перехідної місцевості між передмістями та містами

На такому небі, за жодних умов не спостерігається ні зодіакальне світло, ні Чумацький шлях. Неозброєне око показує зірки лише до 5 зіркової величини, фонова яскравість піднебіння близька до 18 зіркової величини на квадратну кутову секунду.

8. Міське небо

На такому небі неозброєним оком можна помітити лише кілька найяскравіших розсіяних зоряних скупчень. Неозброєне око показує зірки лише до 4.5 зіркової величини, фонова яскравість піднебіння менше 18 зіркових величин на квадратну кутову секунду.

9. Небо центральної частини міст

На подібному небі із зоряних скупчень можна побачити лише. Неозброєне око у кращому разі показує зірки до 4 зіркової величини.

Світлове забруднення від житлових, індустріальних, транспортних та інших об'єктів економіки сучасної людської цивілізації призводить до необхідності створення найбільших астрономічних обсерваторій у високогірних районах, які є максимально віддаленими від об'єктів економіки людської цивілізації. У цих місцях дотримуються спеціальні правила щодо обмеження вуличного освітлення, мінімального руху транспорту вночі, будівництва житлових будинків та транспортної інфраструктури. Схожі правила діють у спеціальних охоронних зонах найстаріших обсерваторій, що розташовані поблизу великих міст. Наприклад, в 1945 році в радіусі 3 км навколо Пулковської обсерваторії поблизу Санкт-Петербурга було організовано захисну паркову зону, в якій було заборонено велике житлове або промислове виробництво. В останні роки почастішали спроби організації будівництва житлових будівель у цій захисній зоні у зв'язку з високою вартістю землі поблизу одного з найбільших мегаполісів Росії. Схожа ситуація спостерігається навколо астрономічних обсерваторій у Криму, які знаходяться у регіоні вкрай привабливому для туризму.

На зображенні від NASA добре видно, що найбільше освітлені райони Західної Європи, східної частини континентальної частини США, Японії, прибережної частини Китаю, Близького Сходу, Індонезії, Індії, південного узбережжя Бразилії. З іншого боку мінімальна кількість штучного світла характерна для полярних областей (особливо Антарктиди та Гренландії), районів Світового океану, басейнів тропічних річок Амазонка та Конго, високогірного плато Тибету, пустельних районів північної Африки, центральної частини Австралії, північних районів Сибіру і Далекого Во.

У червні 2016 року в журналі Science було опубліковано докладне дослідження на тему світлового забруднення різних регіонів нашої планети (The New World Atlas of Artificial Night Sky Brightness). Дослідження показало, що понад 80% жителів планети та понад 99% жителів США та Європи живуть в умовах сильного світлового забруднення. Більше третини жителів планети позбавлені можливості спостерігати Чумацький Шлях, серед них 60% європейців та майже 80% північноамериканців. Екстремальне світлове забруднення характерне для 23% земної поверхні між 75 градусами північної широти та 60 градусами південної широти, а також для 88% поверхні Європи та майже половини поверхні США. Крім того, у дослідження зазначається, що енергозберігаючі технології з переведення вуличного освітлення з ламп розжарювання на світлодіодні лампи призведе до зростання світлового забруднення приблизно в 2.5 рази. Це пов'язано з тим, що максимум світлового випромінювання світлодіодних ламп з ефективною температурою в 4 тисячі Кельвінів припадає на сині промені, де сітківка людського ока має максимальну світлочутливість.

Згідно з дослідженням, максимальне світлове забруднення спостерігається в дельті Нілу в районі Каїру. Це пов'язано з надзвичайно високою щільністю населення єгипетського мегаполісу: 20 мільйонів жителів Каїра живуть на площі половини тисячі квадратних кілометрів. Це означає середню щільність населення 40 тисяч жителів на квадратний кілометр, що у 10 разів більше середньої щільності населення Москві. У деяких районах Каїру середня густота населення перевищує 100 тисяч людей на квадратний кілометр. Інші області з максимальним засвіченням знаходяться в областях міських агломерацій Бонн-Дортмунд (поблизу кордону між Німеччиною, Бельгією та Нідерландами), на Паданській рівнині у північній Італії, між містами США Бостон та Вашингтон, навколо англійських міст Лондон, Ліверпуль та Лідс, а також у районі азіатських мегаполісів Пекін та Гонконг. Для мешканців Парижа необхідно проїхати щонайменше 900 км до Корсики, центральної Шотландії або провінції Куенка в Іспанії, щоб побачити темне небо (рівень світлового забруднення менше 8% від природного освітлення). А щоб жителеві Швейцарії побачити надзвичайно темне небо (рівень світлового забруднення менше 1% від природного освітлення), то йому доведеться подолати вже понад 1360 км. до північно-західної частини Шотландії, Алжиру чи України.

Максимальний ступінь відсутності темного неба характерний для 100% території Сінгапуру, 98% території Кувейту, 93% Об'єднаних Арабських Еміратів (ОАЕ), 83% Саудівської Аравії, 66% Південної Кореї, 61% Ізраїлю, 58% Аргентини, 5 Трінідад і Тобаго. Можливість спостерігати Чумацький Шлях відсутня у всіх жителів невеликих держав Сінгапур, Сан-Марино, Кувейт, Катар та Мальта, а також у 99%, 98% та 97% жителів ОАЕ, Ізраїлю та Єгипту відповідно. Країнами з найбільшою часткою території, де відсутня можливість спостерігати Чумацький Шлях, є Сінгапур та Сан-Марино (по 100%), Мальта (89%), Західний берег (61%), Катар (55%), Бельгія та Кувейт (по 51 %), Трінідад та Тобаго, Нідерланди (по 43%) та Ізраїль (42%).

З іншого боку мінімальним світловим забрудненням відрізняються Гренландія (лише 0.12% її території має засвічене небо), Центральноафриканська Республіка (ЦАР) (0.29%), тихоокеанська територія Ніуе (0.45%), Сомалі (1.2%) і Мавританія (1).

Незважаючи на зростання світової економіки, що продовжується, разом зі збільшенням енергоспоживання спостерігається і зростання астрономічної освіченості населення. Яскравим прикладом цього стала щорічна міжнародна акція “Година Землі” щодо виключення світла більшістю населення в останню суботу березня. Спочатку ця акція була задумана Всесвітнім фондом дикої природи (WWF), як спроба популяризації енергозбереження та зниження викидів парникових газів (боротьба з глобальним потеплінням). Проте водночас набув популярності й астрономічний аспект акції - прагнення зробити небо мегаполісів більш пристосованим для аматорських спостережень хоча б на нетривалий час. Вперше акція була здійснена в Австралії у 2007 році, а вже наступного року вона набула поширення у всьому світі. З кожним роком в акції приймає дедалі більше учасників. Якщо у 2007 році в акції взяло участь 400 міст 35 країн світу, то у 2017 році брали участь уже понад 7 тисяч міст 187 країн світу.

Водночас можна відзначити мінуси акції, які полягають у підвищеному ризику аварій в енергосистемах світу через різке одночасное вимкнення та включення величезної кількості електроприладів. Крім того, статистика говорить про сильну кореляцію відсутності вуличного освітлення зі зростанням травматизму, вуличної злочинності та іншими надзвичайними подіями.

Чому не видно зірок на знімках із МКС?

На знімку добре видно вогні Москви, зелене світіння полярного сяйва на горизонті і відсутність зірок на небі. Величезна різниця між яскравістю Сонця і навіть найяскравішими зірками призводить до неможливості спостереження зірок як на денному небі з Землі, а й із космосу. Це добре показує, наскільки велика роль “світлового забруднення” від Сонця проти впливом земної атмосфери на астрономічні спостереження. Тим не менш, факт відсутності зірок на знімках піднебіння під час пілотованих польотів до Місяця став одним із ключових “доказів” конспірологічної теорії про відсутність польотів астронавтів NASA на Місяць.

Чому не видно зірок на знімках Місяця?

Якщо різниця між видимою світністю Сонця і найяскравішою зірки - Сіріус на земному небі становить близько 25 зіркових величин або 10 мільярдів разів, то різниця між видимою світністю повного Місяця та яскравістю Сіріуса зменшується до 11 зіркових величин або приблизно в 10 тисяч разів.

У зв'язку з цим наявність повного Місяця не призводить до зникнення зірок на всьому нічному небі, а лише ускладнює їхню видимість поблизу місячного диска. Тим не менш, одним з перших способів вимірювання діаметра зірок стало вимірювання тривалості покриття місячним диском яскравих зірок зодіакальних сузір'їв. Звичайно такі спостереження прагнуть проводити при мінімальній фазі Місяця. Схожа проблема виявлення тьмяних джерел поблизу яскравого джерела світла існує при спробах сфотографувати планети у близьких зірок (яскравість аналога Юпітера у близьких зірок за рахунок відбитого світла становить приблизно 24 зіркових величин, а у аналога Землі лише близько 30 зіркових величин). У зв'язку з цим поки що астрономам вдається сфотографувати лише молоді масивні планети при спостереженнях в інфрачервоному діапазоні: молоді планети сильно розігріті після процесу планетоутворення. Тому, щоб навчитися виявляти екзопланети у близьких зірок, для космічних телескопів розробляються дві технології: коронографія та нуль-інтерферометрія. За першою з технологій яскраве джерело закривається затемненим диском (штучне затемнення), за другою технологією світло яскравого джерела "обнулюється" за допомогою спеціальних методик інтерференції хвиль. Яскравим прикладом першої технології стала те, що з 1995 року з першої точки лібрації займається моніторингом сонячної активності. На знімках 17-градусної коронографічної камери цієї космічної обсерваторії видно зірки до 6 зіркової величини (різниця в 30 зіркових величин або трильйон разів).

Ці дивовижні зірки: як чудово за ними спостерігати, вдивлятися у нічне небо, мріяти та загадувати бажання. Вдень небо інше. Воно світле, яскраве від сонця, навіть боляче на нього дивитися. Куди подіться зірки? Вони ніби тануть на світанку. Що відбувається з ними вдень?

Природа світового світла

Надзвичайно привабливі та загадкові космічні об'єкти, під назвою зірки, нікуди не зникають ні вдень, ні вночі. Так, вони мають свій життєвий цикл від народження до повного зникнення, але протягом свого існування ці об'єкти нікуди не зникають. Тоді чому вдень не видно зірок, а вночі вони яскраво сяють для нас?

Просто вдень яскраве Сонце затьмарює їхнє світло. Воно світить так сильно, що іншому світлу просто не залишається жодних шансів. Зате як тільки планета Земля розвертається до Сонця іншою стороною, перед нашим поглядом відкривається нічне небо. Якщо погода стоїть ясна, то ми можемо спостерігати за нічними світилами, що переливаються сяйвом, наче дорогоцінне каміння. Ось чому вдень не видно зірок, а вночі, коли Сонце пішло за обрій, вони сяють нам у всій своїй красі, що дійшла крізь космічний простір.

Наше денне світило не таке вже й велике, щодо великих космічних просторів. Однак це найближча до Землі зірка: величезна та яскрава. Сонячне світло потужно освітлює нашу планету, роблячи інше світіння невидимим або ледь вловимим.

Досвід

Можна провести досвід, що наочно показує, чому вдень не видно зірок, а коли темно, то навпаки. Для цього потрібно проробити в коробці з картону дірки і помістити всередину ліхтарик (можна інше джерело світла, як настільна лампа). При вимкненому іншому світлі, у темній кімнаті, дірки світитимуться, наче маленькі зірочки. Якщо ж у кімнаті увімкнути спільне світло, то сяйво картонних дірочок зникне. Цього простого досвіду цілком достатньо, щоб зрозуміти, чому вдень не видно зірок, а з настанням темної доби вони сяють нам з неба.

Міф та реальність

Існує безліч легенд, пов'язаних із космічними об'єктами. Одна з них свідчить, що зірки можна побачити навіть вдень. Для цього потрібно лише опинитись або на дні колодязя, шахти або у пічній трубі. Загалом, зірки на небі статичні, чого не скажеш про планети. Їх завжди можна виявити в одній точці Всесвіту.

Так ось, легенда про колодязі, шахти та широкі пічні труби тривалий час вважалася правдивою. Це був період від давньогрецького філософа Аристотеля (IV століття до н.е.) до англійського фізика-астронома Джона Гершеля (XIX століття).

Насправді, навіть якщо опинитись на дні колодязя, зірки на небі вдень не побачиш – ця легенда є повним міфом. Незрозуміло, чому вона так довго існувала? Адже для цього немає жодних об'єктивних умов.

Це твердження виникло, швидше за все, з досвіду Леонардо да Вінчі. Він, щоб розглянути із Землі образ зірок, робив у аркуші паперу отвір невеликого розміру для зіниці очі й дивився через нього, прикладаючи до очей. Він бачив крихітні крапки, що світилися без променів та тремтіння. Справа в тому, що зоряна променистість - це ефект, що виникає завдяки будові наших очей. Вони мають кришталик із волокнистою будовою, що викривляє світло. Якщо дивитися на нічні світила через малий отвір, то кришталик пропускається дуже тонкий промінь світла. Він проходить безпосередньо через центр та практично не викривляється.

Розвиток теорії

Питанням: «Чи видно зірки вдень із колодязя?» задався римський вчений Пліній, використовуючи теорію Аристотеля з глибокої печерою. Після цього дуже багато письменників використали ці способи спостереження за небесними світилами у своїх творах. Наприклад, Кіплінг та Р. Болл. У різні часи цікаві люди відчували цей спосіб спостереження за зірками вдень. Усі ці досліди були безрезультатними. Серед таких експериментаторів були: німецький дослідник і мандрівник Олександр Гумбольдт, астроном з міста Спрінгфілд Р. Сандерсон та інші.

Виявляється, що з таких глибоких печер, колодязів та пічних труб видно лише яскравий клаптик блакитного неба, якщо, звичайно, погода ясна. З небесних світил вдень можна побачити лише Сонце. Земля та зірки тісно пов'язані. Але світло найближчого так засліплює нас, що інші тьмяніють. І лише коли частина планети занурюється в темряву, перед очима відкривається краса далеких зірок. Безумовно, потяг людини пізнати невідоме привів його до створення астрономічного телескопа, через який тепер можна побачити зірки навіть вдень.