Существует Замечательная книга Джона Кассиди (John Cassidy) под названием «Earthsearch», в которой делаются попытки понять это, используя масштабную модель.
1. Выйдите в большое поле с футбольным мячом и положите его на землю, это будет солнце.
2. Затем, отойдите на 25 метров и положите зёрнышко перца, чтобы представить Землю и её расстояние от Солнца.
3. Луна, в таком масштабе, будет булавочной головкой, она будет лишь в пяти сантиметрах от зёрнышка перца.
4. Но ближайшая другая звезда, Проксима Центавра, в этом масштабе будет другим (немного меньшим) футбольным мячом, расположенным в… приготовьтесь…
… 6 500 километрах!
Возможно, на орбите Проксимы Центавры есть планеты, а возможно нет, но точно есть планеты на орбитах других звёзд, наверное большинства. И расстояние между каждой звездой и её планетой обычно мало по сравнению с расстояниями между самими звёздами.
Как работают звезды
Разница между звездой (вроде Солнца) и планетой (вроде Марса или Юпитера) в том, что звезды ярки и горячи, и мы видим их собственный свет, тогда как планеты относительно холодные, и мы видим их только благодаря свету, отражённому от соседней звезды, вокруг которой они вращаются. И это различие, в свою очередь, следует из разницы в размерах. Вот почему.
Чем больше любой объект, тем сильнее гравитационное притяжение к его центру. Все притягивается под воздействием силы гравитации. Даже вы и я гравитационно притягиваем друг друга. Но это притяжение слишком слабо, чтобы его заметить, если оба тела небольшие. Земля большая, поэтому мы чувствуем сильное притяжение к ней, и когда мы роняем что‑то, оно падает «вниз», то есть по направлению к центру Земли.
Звезды гораздо больше планет, таких как Земля, так что их гравитационное притяжение гораздо сильнее. Середина большой звезды испытывает огромное давление, потому что гигантская гравитационная сила притягивает все вещество звезды к центру. И чем больше давление в звезде, тем более горячей она становится. Когда температура становится очень высокой — гораздо жарче, чем вы или я можем себе представить — звезда начинает вести себя как своего рода водородная бомба замедленного действия, выделяя огромное количества тепла и света, и мы видим как она ярко светит в ночном небе. Сильный жар приводит к тому, звезда раздувается, как воздушный шар, но в то же время гравитация сжимает её обратно. Существует баланс между внешним тепловым расширением и внутренней силой тяжести. Звезда действует как свой собственный термостат. Чем жарче она становится, тем больше она разбухает; и тем менее концентрированной становится масса вещества в центре, поэтому, она немного остывает. Это означает, что она начинает сжиматься снова, что опять её разогревает, и так далее. Я рассказал историю, как будто звезда пульсирует как при сердцебиении, но это не так. Вместо этого она принимает промежуточный размер, который поддерживает звезду при нужной температуре, чтобы оставаться стабильной.
Я начал с того, что Солнце — это просто звезда, как и многие другие, но на самом деле существует множество различных видов звёзд, и они расположены в широком диапазоне их размеров. Наше солнце (см. ниже) не очень большое по сравнению с другими звёздами. Оно немного больше, чем Проксима Центавра, но гораздо меньше, чем многие другие звезды.