خورشید و سهم آن در منظومه

خورشید و سهم آن در منظومه خورشیدی

  چندی پیش، در جائی، فردی اظهار کرده بود که خورشید در اصل برای آدمیان و ادامه زندگی هدفمند او آفریده شده است.  وی پس از تشکر فراوان از نظام آفرینش علت غائی برای وجود خورشید را همانا تولید نور و گرما برای ادامه حیات مادی و معنوی انسانها بیان کرده بود.  البته، شک نیست که حضور خورشید چه به جهت مرکز گرانش منظومه و چه به جهت تأمین انرژی نقش اساسی را در بوجود آمدن حیات بر این سیاره ایفا کرده و میکند.  اما اکنون کنجکاو میشویم که واقعاً اگر خورشید صرفاً برای ما بوده است با چه کارائی و عملکردی این وظیفه را بر عهده داشته است.  به عبارت دیگر آیا وظیفه مقدسی را که بر عهده داشته است بخوبی انجام داده و میدهد یا غیر از آنست که می پنداشتیم.

یک پرسش اساسی:  چه کسری از انرژی خورشید سهم کره زمین میشود؟

در پاسخ باید گفت، بر خلاف انتظار، سهم اندکی از آن نصیب زمین گردیده و بیشتر آن بلا استفاده رهسپار فضا میگردد.  بنابراین اگر فلسفه وجودی خورشید صرفاً در خدمت تأمین انرژی زمین بوده است باید گفت کارائی بسیار اندکی داشته و دارد.  اکنون علاقمندیم بدانیم این کارائی از این منظر چقدر است.  برای این منظور به یک حساب و کتاب ساده برای اندازه گیری کمی آن میپردازیم:

  خورشید ستاره ای است با شعاع حدود 700،000 کیلومتر و با تولید انرژی با آهنگ  S در واحد زمان که بطور همسانگرد به فضای اطراف تابش میشود.  از سوی دیگر، میزان انرژی دریافتی هر سیاره از خورشید هم به فاصله آن از خورشید، R، و هم به ابعاد سیاره با شعاع r بستگی دارد.  انرژی کل دریافتی هر سیاره، با قرص آن یعنی  PI r² متناسب بوده (PI= 3.14) و این در حالیست که تراکم انرژی خورشید به نسبت عکس مجذور فاصله یعنی  عکس R ²   کاهش می یابد.  در روابط آتی  r نشان دهنده شعاع سیاره و  R  فاصله آن از مرکز خورشید میباشد.  اندیس ها نیز برای دو سیاره شاخص یعنی زمین و مشتری میباشد.

      

 زمین    :  r_E = 6370  Km  ,      R_E = 150,000,000 Km                                         

انرژی دریافتی زمین از خورشید :          

  همانطور که ملاحظه میشود، انرژی دریافتی زمین از خورشید متناسب با مجذور نسبت شعاع زمین به فاصله آن از خورشید است.  اما اگر مایل به دانستن اینکه چه کسری از کل انرژی خورشید به زمین میرسد باشیم، فقط کافیست طرفین را بر  S  ،انرژی ساطعه از خورشید، تقسیم کنیم.  به عبارت دیگر، کسر انرژی دریافتی زمین از خورشید و پس از جای گذاری اعداد مربوطه به صورت زیر در میآید:

 

 

 

  همانطور که ملاحظه میشود، سهم دریافتی زمین از خورشید کمتر از یک واحد از میلیارد واحد است.  به زبان ساده تر، اگر خورشید دستگاهی مثلاً با توان یک میلیاد وات باشد، زمین ما با همه عظمت خود فقط کمتر از یک وات دریافت میکند!  این بدان میماند که یک نیروگاه اتمی  1000 مگاوات با همه توان خود کار کرده ولی فقط برقی کمتر از 1 وات را در شبکه وارد کند که بزحمت یک چراغ قوه را نور میدهد و مابقی را در هوا تلف کند! لذا باید پذیرفت که اگر خورشید برای ما آفریده شده است متأسفانه دستگاهی فوق العاده ناکارآست.  چه اینکه باقی انرژی آن یعنی 999،999،999 وات باقیمانده بدون هیچگونه استفاده مهمی رهسپار فضای لایتناهی میشود.  در اینجا ممکن است گفته شود این ادعای بیجائی است چه اینکه سایر سیارات که همگی اعضای خانواده خورشید اند نیز از این سفره پر برکت سهمی دارند و ممکن است جمع دریافتی های آنان مبلغ قابل توجهی شده و تلاش خورشید بی جهت نباشد.  برای این منظور ابتدا سهم دریافتی بزرگترین سیاره یعنی مشتری  را محاسبه میکنیم.  برای سادگی، مقدار آنرا نسبت به سهم دریافتی زمین بدست می آوریم که ببینیم نسبت به زمین چند برابر بیشتر یا کمتر دریافت میکند.  شعاع مشتری 11 برابر زمین ولی فاصله آن 5 برابر دورتر از زمین تا خورشید است.  به عبارت دیگر:

 مشتری     :  r_J = 11 r_E ,         R_J = 5 R_E

  اکنون با استفاده از همان روابط پیشین مبادرت به محاسبه توان دریافتی مشتری  و سپس با تقسیم به توان دریافتی زمین و نهایتاً جای گذاری اعداد درمیابیم که:

  ملاحظه میشود که آنچه این سیاره غولپیکر دریافت میکند فقط 5 برابر سهم زمین است.  با توجه به مثال پیشین، از یک میلیارد وات توان خورشید فقط 5 وات آن نصیب این بزرگترین مصرف کننده منظومه میشود!  تو خود حدیث مفصل بخوان از این مجمل.  اگر با حوصله بیشتر سهم دریافتی سایر اعضاء را به دقت حساب کرده و آن را بر مبنای نسبی زمین درج کنیم مقادیر زیر بدست می آید:

  عطارد = 0.9 ، زهره = 1.8 ، زمین = 1.0 ، مریخ = 0.12 ، مشتری = 5.0 ، زحل = 0.88 ، اورانوس = 0.04 ، نپتون = 0.02

با جمع این اعداد، کسر انرژی دریافتی کلیه سیارات منظومه خورشیدی بصورت زیر بدست میآید:

4 x 10^-9

نتیجه :  فقط اندکی بیش از یک میلیاردیم تولید انرژی خورشید توسط کل سیارات منظومه خورشیدی دریافت شده و باقی آن، یعنی عملاً تمام آن، بدون هیچگونه استفاده ای رهسپار فضا میگردد.  ضمن اینکه تا نزدیکترین ستاره ای که در فاصله چند سال نوری از ما قرار دارد هیچ توده قابل توجه دیگری وجود ندارد.  خوب است در این معنی اندکی تأمل کنیم.

نکته1:  اینکه سهم زمین با همه اهمیت آن کمتر از یک قسمت از میلیارد قسمت انرژی تولیدی خورشید است ممکن است برای پاره ای  از خوانندگان نگران کننده و حتی دلسرد کننده بنماید، ولی در هر حال واقعیتی است که باید قبول کرد.  ضمن اینکه باید گفت که هدف از ارائه این مطالب تمرینی نیز در کاربست آموزش های دریافتی ماست ولی نتیجه گیری نهائی همچنان برعهده خواننده است.  دوستانی که محتمل میدانند این انرژی تضعیف شده خورشید ممکن است نقشی در تحول کائنات و یا حتی بر خود ما روی زمین داشته باشد باید توجه کنند که همین داستان کم و بیش برای سایر ستارگان و احیاناً منظومه های وابسته به آنان وجود دارد.  نوری که شب ها از ستارگان به چشم ما میآید در واقع همان انرژی تلف شده و تضعیف شده آنان است.  این انرژی چقدر میتواند نسبت به انرژی دریافتی از خورشید مهم باشد درکش چندان مشکل نیست.  کسی چه میداند، شاید هدف این هدررفت نجومی همانا یافتن راه در شب های تاریک ما باشد و یا دستکم شاعرانه کردن شبهای تنهائی ما باشد، البته اگر که آلودگی هوا بگذارد!

نکته 2:  برای اینکه یک درک حسی از نتایج فوق داشته باشید، بیائید فرض کنیم یک بخاری برقی 1  کیلووات معمولی را در صحرا گذاشته باشید و در فاصله 10 کیلومتری از آن بخواهید گرم شوید.  کسر انرژی که از این بخاری دریافت میکنید مشابه همان چیزی است که زمین از خورشید میگیرد!  البته شما گرمائی حس نخواهید کرد ولی تعبیر دیگرش پی بردن به عظمت خورشید است.