10. Расчет цикла солнечных пятен
Графики солнечной активности Джона Эдди, построенные им на основании информации из колец роста секвойи, указывают на то, что продолжительность таких мини-циклов составляет около 11,5 года при длительности больших циклов 1200 лет и более.
Если будущую солнечную активность можно предсказать, то можно спрогнозировать и будущую рождаемость. Но современные астрономы достаточно упрямо настаивают на том, что цикл солнечной активности нельзя рассчитать. Они согласны лишь с тем, что средняя продолжительность цикла составляет 11 или 11,5 года в зависимости от исторического периода, выбранного для подсчета среднего значения. Причина их скептицизма состоит в том, что солнечный цикл зависит от трех переменных: солнечного полярного магнитного поля (Р), солнечного экваториального магнитного поля (Е) и магнитного поля Земли (W). Анализ цикла в любой момент времени означает описание положения солнечных магнитных полей по отношению к земному полю. Поскольку солнечное поле состоит из двух компонентов, поскольку их поведение «кумулятивно» (то есть они «заводят» себя, как часы) и поскольку все три переменные находятся в движении, расчет магнитных циклов произвести невозможно.
Однако все эти возражения не являются непреодолимыми. Вполне возможно проанализировать три переменные и рассчитать угловое положение между ними, используя метод, который я назвал «ротационная дифференциация». Поскольку Р и Е вращаются с разными скоростями, должен наступить такой момент времени, когда они оба будут занимать одинаковое угловое положение. Это происходит каждый раз, когда Е перекрывает Р, что происходит каждые 87, 45 дня, и этот период я назвал «битом» времени. Если теперь мы станем рассматривать Р и Е только каждые 87,4545 дня, то они всегда окажутся в одном и том же угловом положении, хотя само угловое положение будет изменяться каждые 87,4545 дня. Это надежно «склеивает» Р и Е (при условии, что с этого момента измерения будут проводиться только через каждые 87,4545 дня). Вторым шагом в расчетах будет построение графика комбинированного положения Р и Е каждые 87,4545 дня. Третий шаг состоит в построении еще одного графика, показывающего угловое положение W 87,4545 дня. Заключительным шагом будет вычитание графика W из графика Р и Е. Результирующий график будет отражать разность между солнечными магнитными полями и Землей. Этот метод был преобразован в компьютерный алгоритм, который позволил произвести долговременный анализ цикла солнечной активности.
На рис. А15а (вверху) показаны два зигзагообразных графика, наложенные один поверх другого. Один из них представляет положение Земли (W), а другой положение комбинированного солнечного магнитного поля (Р и Е) с интервалами по 87,4545 дня (для экономии места показаны только первые 73 интервала). Под ним отображена разность между двумя графиками для того же самого периода и тех же интервалов времени, а в последующих рамках показано продолжение всего графика «разности», который продолжается значительно дальше интервала 73, заканчиваясь на интервале 781.
Рис. А15а.
Рис. А15b.
Рис. А15c.
График «разности» показывает количество импульсов (микроциклов) магнитной активности, каждый из которых продолжается около 700 дней (8 × 87,4545). Всего насчитывается 97 таких импульсов. Это позволяет нам изучать поведение магнитного поля Земли, сравнивая его с поведением магнитного поля Солнца. Если в какой-то момент времени солнечное полярное поле, солнечное экваториальное поле и Земля окажутся на одной линии, то разность между ними будет равна нулю. Это начало цикла. Затем вся тройка начинает вращаться (обратите внимание на характерную форму первых микроциклов под номерами 1–9).
Заметьте, что форма микроцикла, следующего за 97, в точности такая же, как у микроцикла номер 1, и что следующие микроциклы повторяют форму микроциклов 2, 3, 4, 5 и т. д. Эти формы свидетельствуют о том, что Р, Е и W после микроцикла 97 (после «бита 781» на графике) снова сошлись вместе. Теперь начинается новый цикл. 781 умножить на 87,4545 дня = 68 302 дня, или 187 лет. Следовательно, продолжительность цикла солнечной активности составляет 187 лет. Начав вращаться вместе, Р, Е и W синхронизируются вновь лишь через 187 лет. (Это можно проверить следующим образом: 68 302? 26 (Р) = 2627 полных оборотов экватора. 68 302? 37 (Е) = 1846 полных оборота полюса. 68 302? 365,25 (W) = 1846 полных оборота W.)
Рис. А16. (а) Первые 9 циклов в серии из 97 микроциклов, или импульсов, которые составляют один 187-летний цикл солнечной активности, демонстрируют гипотетический 11,492999-летний цикл (пунктирная линия). (b) Последние 7 циклов в серии из 97 микроциклов; черная горизонтальная черта отмечает конец одного 187-летнего цикла (96 микроциклов), сдвинутого вперед на 5 делений с 768 до 773. Еще восемь делений отделяют старый фундаментальный цикл (белая полоса над словами «смещение складки») от нового фундаментального цикла, который начинается после бита 781.
Таким образом, на первый взгляд кажется, что продолжительность цикла солнечной активности составляет 187 лет и что 6 микроциклов «группируются», образуя один 11,499-летний наблюдаемый фундаментальный цикл.
Но цифры не совсем совпадают; здесь есть определенные несоответствия:
— во-первых, если 6 микроциклов образуют один 11,5-летний фундаментальный цикл, тогда продолжительность самого солнечного цикла должна составлять 96 микроциклов (целое число, делящееся на 6), а не 97, как показывают нам графики «разности».
— во-вторых, если 8 интервалов (бит) составляют один микроцикл, тогда должно быть 8 × 97 интервалов (776 бит) в одном полном цикле, тогда как в действительности на графике «разности» их насчитывается 781, на 5 интервалов больше, чем должно быть.
11. Как Солнце вызывает циклы катастроф
Вертикальное полярное поле Солнца, как и Земли, несет магнитный заряд; один полюс является положительным, другой отрицательным. Обычно мы вправе ожидать, что Северный полюс находится на севере, а Южный на юге, а значит, магнитное поле вокруг экватора должно компенсироваться, формируя плоскость с нулевым, или нейтральным, магнитным зарядом. Однако, по данным наблюдений, нам известно, что нейтральная плоскость в этой области искажена (собрана в складку) и наклонена под углом к горизонтали (рис. А17).
На рис. А15 четко выделяется пять пересечений с искривленной областью в микроциклах под номером 10, 30, 49, 68, и 88. Эти микроциклы имеют ширину 9 бит, в отличие от остальных, чья ширина лишь 8. Эго позволяет предположить, что различная скорость вращения солнечного магнитного поля искривляет и перекашивает нейтральную плоскость, заставляя ее занять наклонное положение. Дополнительные «биты» возникают при наложении двух волн (рис. А18).
