พลังของดวงอาทิตย์
Film info
Film summary
พวกเรารู้ถึงประสิทธิภาพพลังงานของดวงอาทิตย์ขณะที่อยู่บนโลกนี้ได้อย่างไร? การวัดพื้นที่ผิวของลูกทรงกลมยักษ์นั่นคือคำตอบTranscript
เราอาจคิดว่าดวงอาทิตย์เพียงแค่ให้แสงสว่างแก่ท้องฟ้า แต่ดวงอาทิตย์มีความสำคัญมาก
ปริมาณพลังงานที่ดวงอาทิตย์ปลดปล่อยออกมานั้น ดูจะมากเกินกว่าที่เราจะจินตนาการได้
แต่หลักการทางฟิสิกส์และเรขาคณิตทำให้เราวัดปริมาณพลังงานของดวงอาทิตย์ขณะอยู่บนโลกใบนี้ได้
ดร.เดวิด อเล็กซานเดอร์ มหาวิทยาลัยไรซ์ สหรัฐอเมริกา–“การทดลองครั้งแรกๆ ที่พยายามจะวัดปริมาณพลังงานของดวงอาทิตย์ เป็นการทดลองโดยนักดาราศาสตร์ วิลเลียม เฮอร์เชล ในคริสต์ศตวรรษที่ 19 เขาได้ความคิดที่สุดยอดนี้จากการสังเกตว่าก้อนน้ำแข็งใช้เวลาละลายนานเท่าใด และจากคุณสมบัติของน้ำแข็งสามารถคำนวณปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่ตกมาที่ผิวโลกได้”
นักวิทยาศาสตร์ในศตวรรษที่ 19 รู้ว่าต้องใช้พลังงานปริมาณเท่าใดในการเปลี่ยนน้ำแข็งเป็นน้ำ
การแปลงน้ำแข็ง 1 กรัมให้เป็นน้ำต้องการพลังงาน 334 จูลล์
เฮอร์เชลใช้ข้อมูลนี้เพื่อคำนวณปริมาณพลังงานที่สามารถละลายก้อนน้ำแข็ง เมื่อทราบมวลและพื้นที่ผิวของมัน
และเขาใช้ข้อมูลนี้ในการคำนวณพลังงานทั้งหมดที่ดวงอาทิตย์ปล่อยออกมา
เฮอร์เชลรู้ว่า ดวงอาทิตย์แผ่รังสีความร้อนออกมาในทุกทิศทาง
และโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นเส้นทางวงรี ด้วยค่ารัศมีเฉลี่ยหนึ่งร้อยห้าสิบล้านกิโลเมตร
ถ้าก้อนน้ำแข็งของเฮอร์เชลบนโลกละลายได้ภายในสามสิบนาทีเมื่อถูกแสงอาทิตย์ มันจะใช้พลังงานเท่ากันในการหลอมละลายก้อนน้ำแข็งที่มีความหนาเท่ากันซึ่งอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ในระยะทางที่เท่ากันในทุกทิศทาง
เฮอร์เชลคำนวณพื้นที่ผิวของเปลือกน้ำแข็งทรงกลมขนาดใหญ่ โดยใช้สูตรสี่พายคูณกับอาร์กำลังสอง
เขาสามารถคำนวณได้ว่าพื้นที่ผิวของเปลือกน้ำแข็งนี้ใหญ่เป็นกี่เท่าของก้อนน้ำแข็งของเขา
เมื่อรู้ว่าต้องใช้พลังงานเท่าใดในการละลายก้อนน้ำแข็งชิ้นเล็กของเขา เขาก็สามารถคำนวณว่าต้องใช้พลังงานเท่าใดในการละลายเปลือกน้ำแข็งก้อนมหาศาลของเขา
ตัวเลขที่เขาคำนวณได้นั้น มีความแม่นยำในระดับที่ผิดไปเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ จากค่าที่เรารู้ว่าเป็นค่าจริงของพลังงานที่ดวงอาทิตย์ปลดปล่อยออกมา คือ 3.85 × 1026
หรือ 385 ล้านของพันล้านของพันล้านจูลล์ต่อวินาที
การทำความเข้าใจว่าดวงอาทิตย์ปล่อยพลังงานออกมามากขนาดไหนเป็นสิ่งที่ยาก
เพราะปริมาณพลังงานที่เกิดขึ้นมากกว่าที่ระเบิดอะตอม 900 ล้านล้านลูกทำให้เกิดในทุกสามสิบนาที
และแหล่งพลังงานขนาดใหญ่นี้เอง ที่สร้างสภาพหนึ่งเดียวที่เหมาะสมสำหรับสิ่งมีชีวิตทุกชนิดบนโลกใบนี้
