Что, если собрать все видимое излучение Солнца в луч типа лазерного диаметром в метр и направить его на Землю?
Макс Шефер
Вот что описал Макс:
Оказавшись на пути луча, вы, разумеется, быстро умрете. И даже не «от чего-то», как обычно бывает, - вы просто превратитесь из биологического явления в физическое.
Когда луч света достигнет атмосферы, он за доли секунды нагреет воздух в точке попадания до миллионов градусов[ 1 ] . ↲ По Фаренгейту, Цельсию, Ранкину или Кельвину - совершенно не важно. ↳ Этот воздух превратится в плазму и станет рассеивать тепло во всех направлениях в виде рентгеновских лучей. Они будут нагревать окружающий воздух, превращая и его в плазму, которая будет излучать инфракрасный свет. Это как взрыв водородной бомбы, но куда интенсивнее.
Это излучение испарит все вокруг, превратит ближайшую область атмосферы в плазму и примется пожирать поверхность Земли.
Что, если вы окажетесь на другой стороне планеты? Вам все равно не выжить - при таком раскладе Земля обречена. Но от чего именно вы умрете?
Размера Земли хватит, чтобы защитить людей на обратной стороне от луча Макса, хоть и ненадолго. Сейсмические волны от разрушений тоже не сразу пройдут планету насквозь. Но вас все равно убьют не они. Земля - не идеальный щит.
Вас погубят сумерки.
Ночью темно [ ] , потому что Солнце светит на другую сторону планеты [ ] . Но темнота ночного неба не всегда абсолютна . Перед рассветом и после заката видно свечение, потому что атмосфера искривляет свет скрывшегося Солнца.
Если наш луч поразит Землю, в атмосферу вырвется спектр излучений от рентгеновского до теплового, так что стоит разобраться в том, как разные виды света взаимодействуют с воздухом.
Говоря об обычном свете, вы, возможно, слышали о рэлеевском рассеянии как ответе на вопрос «почему небо голубое?». Объяснение в целом верное, но ответ «потому что воздух голубой», пожалуй, даже лучше. Конечно, он голубой по множеству физических причин, но все обладает цветом по множеству физических причин[ 2 ] . ↲ На вопрос «почему Статуя Свободы зеленая?» мы ответим что-то вроде «статуя покрыта медью и когда-то была медного цвета, но со временем из-за окисления образовался слой карбоната меди, а он зеленый». Мы не станем говорить «статую делает зеленой рассеивание и поглощение света определенных частот молекулами поверхности».
Когда воздух нагревается, электроны теряют связь с ядрами атомов - получается плазма. Сквозь нее проходит поток радиации от луча, так что надо узнать, насколько эта плазма прозрачна для различных видов излучений. Здесь я хочу вспомнить статью Харриса Л. Мейера от 1964 года Расчеты прозрачности. Прошлое и будущее , ее вводный абзац - лучший среди всех работ по физике, что я видел:
Предпосылки к этой работе появились несколько миллиардов лет назад. Как только звезды начали формироваться, прозрачность стала одним из базовых параметров, определяющих структуру физического мира, в котором мы живем. А в последнее время, с развитием ядерного оружия, работающего при внутризвездных температурах, прозрачность становится также одним из базовых параметров, определяющих процессы, от которых мы все можем умереть.
Плазма лучше воздуха пропускает рентгеновские лучи. Они пройдут ее насквозь и нагреют благодаря эффекту Комптона и рождению пар . Но лучи быстро остановятся, как только соприкоснутся с неплазменным воздухом снаружи. Вот только плазменная сфера будет постоянно расширяться благодаря рентгеновским лучам от сверхнагретого воздуха вокруг луча. Новая плазма по краям добавит инфракрасного излучения в раскаляющий все на своем пути поток.
Кольцо тепла и света разнесется по планете, нагревая воздух и землю. С разогревом воздуха плазма и излучение будут все дальше распространяться за горизонт. Кроме того, часть атмосферы будет выбита лучом в космос и оттуда станет отражать свет обратно на планету.
Точная скорость, с которой радиация обогнет Землю, зависит от различных характеристик атмосферного рассеяния, но она неважна, если все это время Луна будет в четверти.
Когда устройство Макса включится, Луны не станет видно - освещающий ее солнечный свет будет собран в луче. После того как он коснется атмосферы, выглянет четверть Луны.
Когда луч из устройства Макса коснется атмосферы Земли, свет от точки контакта осветит Луну. В зависимости от позиции спутника и вашего расположения на поверхности планеты, один только отраженный лунный свет может запросто испепелить вас…
…а сумерки, окутав планету, принесут с собой последний закат[ 3 ] . ↲ Этой картинкой удобно досаждать определенным группам людей:
От полного уничтожения Землю могла бы спасти одна тонкость. Способен ли механизм Макса держать на мушке движущуюся цель? Если нет, планета уберется из-под удара всего за три минуты. Люди, правда, все равно изжарятся, атмосферы и поверхности станет заметно меньше, но основная масса Земли обугленной глыбой продолжит свой путь по орбите.
Нашему солнечному лучу смерти откроется дальний космос. Если годы спустя он достигнет другой планетной системы, то будет уже слишком рассеянным и не сможет ничего испепелить, но его яркости наверняка хватит, чтобы разогреть поверхности местных планет.
Может, сценарий Макса и обрек Землю на уничтожение, но - если это кого-то утешит - мы не обязательно умрем в одиночестве.
Еще в советские времена никто не боялся загорать под солнцем, принятие солнечных ванн считалось мероприятием, благотворно влияющим на здоровье и способствующим укреплению иммунитета. Люди были убеждены, что чем больше находишься под солнцем летом, тем меньше болеешь зимой, а на коже после интенсивного загара полностью исчезают прыщи и высыпания.
Некоторые ездили на юг и загорали, чтобы приехать домой с шоколадным цветом кожи. Но в последние годы врачи и косметологи все чаще предупреждают, что длительное пребывание под солнцем без нанесения на тело солнцезащитных кремов опасно для здоровья. Что это - реклама солнцезащитных средств или ухудшение экологической обстановки?
Как известно нам из уроков физики , инфракрасные лучи составляют основную часть солнечного излучения. Лишь недавно ученые обнаружили, что эти лучи достигают глубоких слоев кожи и ускоряют ее старение. Кроме того, инфракрасный спектр солнечных лучей способствует образованию свободных радикалов, которые повреждают клетки ДНК. Но самое страшное для кожи в солнечных лучах - это ультрафиолетовое излучение. Оно не только способствует старению кожи и понижает иммунитет, но и может привести к перерождению родинок в меланому.
Некоторые эксперты ставят под сомнение вредное воздействие солнца на здоровье и оказание влияния возникновению на коже злокачественных новообразований. Однако, как показывает медицинская статистика, у людей, проживающих на Севере, рак кожи встречается в пять раз реже, чем у населения средних широт. Кроме того, вредное влияние солнечных лучей на состояние кожи доказывает тот факт, что у сельских жителей, работающих длительное время под солнцем, очень рано появляются на лице глубокие морщины, несмотря на то, что они также, как и городские женщины, немало времени уделяют уходу за кожей.
Ультрафиолетовые лучи иссушают кожу , в результате чего она теряет эластичность и рано стареет. От вредных ультрафиолетовых лучей нас защищает озоновый слой Земли, но после запуска в космос американцами знаменитого спутника "Конкорда" этот слой стал разрушаться. Поэтому сейчас от солнечных лучей надо защищаться интенсивнее, чем раньше.
Однако считать опасным солнце и прятаться целыми днями от его лучей дома не следует. Умеренные порции солнца необходимы организму, ведь без солнечных лучей не было бы на свете жизни. Находясь 15 минут под прямыми лучами солнца, вы ускоряете обмен веществ в организме, улучшаете тонус мускулатуры, работу иммунной и нервной системы. Без солнца не синтезируется витамин Д в организме, который играет важную роль для укрепления костей и предупреждения рахита у детей. Дефицит солнца увеличивает риск заболеть раком кишечника, простаты и молочной железы. Вот почему умеренный загар полезен для нашего организма, но загорать надо с соблюдением следующих несложных рекомендаций:
1. Правильно выбирайте время для загара
. Пребывание под солнцем до 10 часов утра и после 17 часов вечера - самое безопасное для здоровья.
2. Если у вас на теле
есть большое количество родинок, то лучше всего от загара совсем отказаться. В солярий вам также нельзя ходить.
3. Загорайте постепенно , в первый день побудьте под солнцем не более 15 минут. Если у вас кожа смуглая, и вы хорошо переносите солнце, то ежедневно время пребывания увеличивайте на 10 минут. Но находиться под солнцем более 30 минут в день без использования солнцезащитных средств не рекомендуют.
4. Если после загара
у вас покраснела кожа, то это говорит о получении ею солнечного ожога. Старайтесь избежать чрезмерного нахождения под солнцем, солнечный ожог - явление неприятное и нежелательное. Он может способствовать развитию онкологических заболеваний кожи.
5. После купания в море
ополосните тело пресной водой. Соленые капли воды преломляют солнечные лучи и создают эффект линзы, что может привести к ожогу кожи.
6. Используйте солнцезащитную косметику для с SPF фильтром. Не покупайте солнцезащитные крема и масла, не изучив их состав.
В составе солнцезащитных кремов обязательно должны быть микрочастицы минеральных веществ, такие как диоксид титана или оксид цинка. Эти вещества не впитываются в кожу, создавая защитный барьер на коже и отражая солнечные лучи. Но не забывайте о том, что основное количество продаваемых у нас солнцезащитных средств не устойчивы к воздействию воды. Это значит, после каждого купания в воде их надо снова наносить на тело.
Воспользовавшись солнцезащитными кремами , можете время пребывания под солнцем постепенно увеличивать. Причем, рассчитать максимально допустимое время можно так: если у вас крем имеет индекс SPF 12, то умножаете 12 на 10 и получаете число - 120 минут, в течение которых вы спокойно можете греться на солнце.
- Вернуться в оглавление раздела " "
Человек не может жить без солнечных лучей. Солнце дарит нам радость и помогает оставаться здоровыми. Солнечные лучи влияют на выработку серотонина, который повышает настроение и работоспособность. Они необходимы для синтеза важного для костей витамина D3, без которого в организме не усваивается кальций.
Собственно говоря, то, что в нашем сознании считается «солнцем», на самом деле всего лишь его не самая большая часть. Человеческий глаз способен различать всего лишь 40% солнечных лучей. «Невидимое» Солнце - это инфракрасное излучение (50%) и ультрафиолет (10%).
Виды солнечных лучей:
1.Ультрафиолетовые (UVC, UVB, UVA)
I) UVC -не достигают поверхности Земли, полностью поглощаются верхними слоями атмосферы.
II) UVB - не проходят дальше эпидермиса, вызывают устойчивый загар.
III) UVA - проникают в дерму, вызывают «мгновенный загар», который появляется сразу после пребывания на солнце и быстро исчезает.
2. Инфракрасные (IR-А, IR-B, IR-C) - тепловое излучение Солнца. IR-A лучи способны проникать в гиподерму, подкожножировую клетчатку.
Вы помните стишок про «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан»? Фиолетовый («фазан») - это последняя видимая часть солнечного спектра, за которой начинается ультрафиолет. Красный («каждый») - первый доступный нашему зрению цвет солнечного спектра, которому предшествуют невидимые инфракрасные лучи.
Разные виды солнечных лучей отличаются друг от друга важной физической характеристикой - длиной волны, которая определяет их свойства.
- UVB-лучи практически не могут проникнуть через обычное стекло. UVA и IR-лучи через стекло проникают легко. Поэтому сидя у закрытого окна в жаркий день невозможно загореть, но можно получить тепловой удар.
- Инфракрасные лучи неспособны проникать в воду. На достаточную глубину проникают 60% UVB и 85% UVA-лучей. Поэтому находясь в водоеме, мы не ощущаем жары, но можем получить солнечный ожог.
Врачи не рекомендуют находиться длительное время на солнце без использования солнечной косметики. Она нужна не только во время поездки на море или экскурсии по пустыни, но и когда вы просто долго находитесь на свежем воздухе: работаете в саду, совершаете прогулку, катаетесь на лыжах или на велосипеде. Солнечная косметика избавит вас от неприятностей, источником которых могут стать солнечные лучи.
UVB-лучи способны вызвать ожоги и появления пигметных пятен на коже. UVA-лучи повреждают волокна коллагена и эластина, из-за чего кожа теряет упругость и эластичность.
Инфракрасные А-лучи долгое время считались безвредными. Однако исследования, проведеннные в университете Дюссельдорфа в 2003-м году, показали, что IRA-лучи при воздействии на кожу человека приводят к возникновению свободных радикалов, которые разрушают волокна коллагена, приводя к преждевременному старению. Ladival первым начал использовать в солнечной косметике запатентованую формулу c антиоксидантами для защиты от вредного воздействия IRA лучей. Ее эффективность была клинически доказана.
5 фактов о Солнце:
1. Слово «Sun» в английском языке является исключением: оно имеет форму личного местоимения и относится к мужскому роду - «He».
2. Недостаток солнечных лучей способен вызвать психическое расстройство - зимнюю депрессию (Seasonal Affective Disorder). Его симптомы - сонливость, вялость, раздражительность, ощущение безысходности, тревожность.
3. Масса Солнца составляет 99.85% массы солнечной системы. На долю ее остальных объектов приходится всего 0.15%.
4. Внутри Солнца могло бы поместиться около 1 миллиона планет, размером с Землю.
5.Сила притяжения на Солнце в 28 раз больше силы притяжения Земли: человек, который на Земле, весит 60 килограммов на Солнце весил бы 1680 килограммов.
Число поклонников загара в России с каждым годом растет. Однако врачи не устают твердить, что солнечные лучи являются причиной возникновения многих серьезных заболеваний. В чем польза и вред загара?В 80-е годы XIX века в Америке и Европе загорелое тело считалось красивым и желанным, к чему стремились очень многие. Это дало ученым массу поводов и материалов для исследований. Они выяснили, что изменения кожи, называемые возрастными, в большинстве своем зависят вовсе не от количества прожитых человеком лет, а от вредного воздействия ультрафиолета, который ответственен за появление загара.
Так возникла теория фотостарения - преждевременного увядания кожи под воздействием УФ-излучения. Ее подтверждают данные, что кожа жителей южных стран стареет быстрее, чем тех, кто не избалован солнцем. Кроме того, открытые области тела, не защищенные одеждой, быстрее подвергаются различным изменениям.
Механизм фотостарения
Проникая в кожу, УФ-лучи встречаются с естественным ультрафиолетовым фильтром - меланином, задерживающим более 90% ультрафиолетового излучения. Таким образом, загар - не что иное, как реакция кожи на травмирующее действие солнечного излучения. Сейчас многие знают, что длительное воздействие ультрафиолета способствует развитию меланомы, рака кожи, ускоряет старение и появление морщин.
Виды УФ-излучений
Типы солнечных лучей
Ультрафиолетовое излучение делится на три составляющие: лучи А, В и С (УФА-, УФB-, УФС-лучи соответственно). При прохождении солнечного света через земную атмосферу самые опасные УФС-лучи и около 90% УФB-лучей среднего диапазона поглощаются озоном, кислородом и углекислым газом. Поэтому радиация, доходящая до человека, в большей степени содержит ультрафиолет УФА и небольшое количество УФВ.
Чем опасны УФВ-лучи
УФВ-лучи способствуют образованию меланина, приводят к фотостарению кожи, а также стимулируют развитие большинства видов рака кожи, однако они блокируются защитными веществами, содержащимися в кремах от загара.
Чем опасны УФА-лучи
УФА-лучи менее активны в стимуляции развития многих видов рака кожи, нежели УФВ, но они способствуют образованию меланомы - самой опасной разновидности рака кожи. Кроме того, это излучение не блокируется многими солнечными фильтрами, поэтому основная защита от него - это одежда.
Почему ультрафиолет опасен для человека:
- он снижает выработку коллагена - белка соединительной ткани организма, из-за нехватки которого кожа теряет эластичность и на ней появляются морщины;
- он провоцирует огрубение и утолщение рогового слоя кожи, вследствие чего она становится сухой, тусклой и шероховатой;
- он провоцирует сосудистые изменения, нарушение пигментации кожи, а также развитие новообразований.
О пользе солнца
Место под солнцем
Несмотря на опасность ультрафиолетового излучения для организма, в малых дозах оно может быть полезным. Для этого достаточно всего лишь несколько раз в неделю подставлять солнечному свету лицо или руки в течение 10-15 минут.
Целебный ультрафиолет:
- под воздействием ультрафиолета в организме синтезируется витамин D, который регулирует обмен кальция и служит строительным материалом для костной ткани;
- солнечный свет активизирует иммунную систему, повышает сопротивляемость организма к вирусам и инфекциям;
- солнце благоприятно влияет на нервную систему человека, увеличивая выработку эндорфинов (гормон радости) и тем самым повышая настроение;
- в малых дозах ультрафиолет предупреждает появление заболеваний сердечно-сосудистой системы, опорно-двигательного аппарата (остеохондроз, артрит) и органов дыхания (бронхит, ринит), дерматологических заболеваний (псориаз, нейродермит, экзема и др.), недостаточность мозгового кровообращения.
Как правильно загорать
Начинать загорать нужно понемногу, в утренние и вечерние часы, проводя на солнце от 10 до 15 минут с перерывами. Как смуглым, так и бледнокожим людям следует обязательно использовать солнцезащитные средства, соответствующие их типу кожи и с подходящим фактором защиты. Наносить их на кожу следует за 20-30 минут до выхода на улицу.
Обладателям особо чувствительной к солнечным лучам кожи необходимо как можно чаще находиться в тени и использовать средства с наивысшим SPF-фактором (Sun Protection Factor). Глазам и губам также нужна защита от солнца, поэтому следует использовать солнцезащитный крем для кожи вокруг глаз, бальзам для губ с SPF и надевать солнечные очки, выходя на улицу.
Пилинги считаются эффективным средством по устранению
симптомов фотостарения кожи. Они обладают отшелушивающим
действием, а также возвращают коже тонус и красоту.
Елена Кобозева, врач-дерматовенеролог, косметолог: «Ультрафиолет является главным фактором старения кожи. При чрезмерном солнечном облучении он провоцирует так называемый мелкоморщинистый тип старения. Кожа становится похожей на сморщенное печеное яблоко, покрытое сетью мелких морщин. Кроме того, ультрафиолетовое излучение провоцирует образование пигментных пятен. Особенно это становится заметным в возрасте старше 35 лет. Поэтому летом необходимо постоянно защищать кожу с помощью солнцезащитных кремов с высоким фактором защиты».
Эксперт:
Елена Кобозева, врач-дерматовенеролог, косметолог
Катерина Капустина
УФ – та часть солнечного излучения, которая придает коже приятный коричневый оттенок и способствует выработке в организме витамина Д, необходимого для костей. Этот витамин также участвует в регуляции деления клеток и даже в некоторой мере предотвращает развитие рака толстой кишки и желудка. Под действием солнечных лучей вырабатываются так называемые «гормоны удовольствия», эндорфины.
Организм человека умеет защищаться от вредоносных соединений, вырабатываемых под воздействием солнечных лучей. Повреждения ДНК быстро восстанавливаются благодаря особой системе, контролирующей ее целостность. А если все-таки произошло изменение в клетке, она распознается иммунной системой как чужеродная и уничтожается. К сожалению, иногда организм не справляется с этими повреждениями, тем более что УФ подавляет активность иммунной системы. Именно поэтому, приехав из теплых стран, человек нередко простывает.
В то же время, подавление иммунной системы – главный механизм лечения с помощью ультрафиолета таких заболеваний, как , атопический дерматит и некоторых других заболеваний кожи.
УФ разделяется на три спектра в зависимости от длины волны. Каждый спектр имеет свои особенности воздействия на организм человека.
- Спектр С имеет длину волны от 100 до 280 нм. Это самый активный диапазон, лучи легко проникают через кожные покровы и вызывают разрушительное действие на клетки организма. К счастью, такие лучи практически не доходят до поверхности Земли, а поглощаются озоновым слоем атмосферы.
- Спектр Б (УФБ) имеет длину волны 280-320 нм и составляет около 20% от всего УФ-излучения, попадающего на поверхность Земли. Эти лучи дают покраснение на коже во время пребывания на солнце. Они быстро вызывают образование активных соединений в коже человека, воздействуя на ДНК и вызывая нарушение ее структуры.
- Спектр А, длина волны которого 320-400 нм, составляет почти 80% УФ-излучения, попадающего на кожу человека. Благодаря большей длине волны, эти лучи обладают в 1000 раз меньшей энергией, чем УФБ, поэтому почти не вызывают солнечных ожогов. Они значительно меньше способствуют выработке биологически активных веществ, способных оказать влияние на ДНК. Однако эти лучи проникают глубже, чем УФБ, а вырабатываемые ими вредные вещества остаются в коже значительно дольше.
Загар – это в первую очередь повреждение кожи.
Повреждающее действие солнца постепенно накапливается в организме, и может дать о себе знать многие годы спустя в виде рака кожи.
Родители, пожалуйста, обратите внимание: если ребенок получил солнечный ожог, после которого образовались пузыри, особенно если это случилось не один раз, опасность развития меланомы в будущем увеличивается в несколько раз!
Люди по-разному защищены от вредного воздействия солнечных лучей. Люди со смуглой кожей имеют более сильную защиту, а люди с рыжими волосами или блондины с голубыми глазами больше других подвержены повреждающему воздействию солнечных лучей.
УФ иногда может способствовать развитию зудящих высыпаний. При солнечной крапивнице зудящие высыпания, напоминающие ожог крапивой, развиваются в период от 30 минут до двух часов после облучения. Полиморфная световая сыпь – через 1-2 дня. Это заболевание тоже проявляется зудящими высыпаниями на месте облучения, но проходят они медленнее, чем солнечная крапивница, и выглядят по-другому. Есть и другие заболевания, для которых УФ является стимулом к развитию. Например, красная волчанка, розацеа, пеллагра (недостаток витамина В3), и другие.
Многие лекарства, принятые внутрь, могут привести к высыпаниям на коже под воздействием солнечных лучей. Есть некоторые травы, которые после контакта с кожей на солнце вызывают сильное покраснение и образование пузырей. Прежде всего, это растения из семейства зонтичных, среди которых самое сильное – борщевик. Кроме того, такой дерматит могут вызвать сельдерей, петрушка, лайм, пастернак и другие.
Как защититься от вредного воздействия солнца, и в то же время получить пользу и удовольствие от него?
Ответ прост: необходимо использовать солнцезащитный крем. Совсем не обязательно брать крем с максимальной защитой (SPF 50+). Препарат, имеющийSPF 15, уже на 80% защищает от солнечных лучей. А это значит, что часть УФБ достигнет кожи и окажет свое положительное влияние. Для того, чтобы защитные кремы от солнца были эффективны, рекомендуется их наносить за 20 минут до солнечной ванны, и возобновлять их нанесение согласно рекомендациям, обычно каждые 2 часа. Но будьте осторожны, использование этих препаратов вовсе не означает, что можно находиться под солнцем бесконечно долго. Именно эта ошибка в свое время привела к резкому увеличению заболеваемости меланомой – из-за отсутствия явных солнечных ожогов благодаря защитному крему, некоторые загорали слишком долго.
Ученые обнаружили, что для того, чтобы организм выработал нужное ему количество витамина Д, достаточно 10-15 минут в день «показывать солнцу» лицо и кисти рук.
Специалисты Клиники дерматовенерологии иаллергологии – иммунологии ЕМС с радостью дадут подробные рекомендации по защите от солнца Вам и всей вашей семье.
