Hogyan forog a Föld és a Nap. Milyen sebességgel forog a Föld a tengelye körül?

V = (R e R p R p 2 + R e 2 t g 2 φ + R p 2 h R p 4 + R e 4 t g 2 φ) ω (\displaystyle v=\left((\frac (R_(e)) \,R_(p))(\sqrt ((R_(p))^(2)+(R_(e))^(2)\,(\mathrm (tg) ^(2)\varphi )))) +(\frac ((R_(p))^(2)h)(\sqrt ((R_(p))^(4)+(R_(e))^(4)\,\mathrm (tg) ^ (2)\varphi )))\jobbra)\omega), Ahol R e (\displaystyle R_(e))= 6378,1 km - egyenlítői sugár, R p (\displaystyle R_(p))= 6356,8 km - poláris sugár.

• Egy ilyen sebességgel keletről nyugatra (12 km-es magasságban: 936 km/h Moszkva szélességi fokán, 837 km/h Szentpétervár szélességi fokán) repülő repülőgép nyugalomban lesz az inerciális referenciakeretben.
• A Föld tengelye körül egy napos periódussal és a Nap körül egy éves periódussal történő forgásának szuperpozíciója a szoláris és a sziderális napok egyenlőtlenségéhez vezet: az átlagos szoláris nap hossza pontosan 24 óra, ami 3 perc 56 másodperccel hosszabb, mint a sziderikus nap.

Fizikai jelentés és kísérleti megerősítés

A Föld tengelye körüli forgásának fizikai jelentése

Mivel minden mozgás relatív, meg kell jelölni egy konkrét referenciarendszert, amelyhez képest egy adott test mozgását tanulmányozzuk. Amikor azt mondják, hogy a Föld egy képzeletbeli tengely körül forog, ez azt jelenti, hogy bármely tehetetlenségi vonatkoztatási rendszerhez képest forgási mozgást végez, és ennek a forgásnak az időtartama megegyezik egy sziderális nappal - a Föld teljes forradalmának időszakával ( égi gömb) az égi szférához (Föld) viszonyítva.

A Föld tengelye körüli forgásának minden kísérleti bizonyítéka annak bizonyítására vezethető vissza, hogy a Földhöz kapcsolódó referenciarendszer egy speciális típusú nem inerciális referenciarendszer - egy olyan referenciarendszer, amely az inerciális referenciarendszerekhez képest forgó mozgást végez.

Ellentétben az inerciális mozgással (vagyis a tehetetlenségi vonatkoztatási rendszerekhez viszonyított egyenletes egyenes vonalú mozgással), egy zárt laboratórium nem tehetetlenségi mozgásának észleléséhez nem szükséges külső testek megfigyelése – az ilyen mozgásokat helyi kísérletekkel (vagyis ebben a laboratóriumban végzett kísérletek). A szó ilyen értelmében abszolútnak nevezhető a nem tehetetlenségi mozgás, beleértve a Föld tengelye körüli forgását is.

Tehetetlenségi erők

A centrifugális erő hatásai

A szabadesés gyorsulása a földrajzi szélességtől. A kísérletek azt mutatják, hogy a szabadesés gyorsulása a földrajzi szélességtől függ: minél közelebb van a pólushoz, annál nagyobb. Ez a centrifugális erő hatására magyarázható. Először is, a Föld felszínének magasabb szélességi fokon található pontjai közelebb vannak a forgástengelyhez, és ezért a pólushoz közeledve a távolság r (\displaystyle r) a forgástengelytől csökken, a póluson eléri a nullát. Másodszor, a szélesség növekedésével a centrifugális erővektor és a horizont síkja közötti szög csökken, ami a centrifugális erő függőleges komponensének csökkenéséhez vezet.

Ezt a jelenséget 1672-ben fedezték fel, amikor Jean Richet francia csillagász afrikai expedíciója során felfedezte, hogy az egyenlítői ingaóra lassabban működik, mint Párizsban. Newton ezt hamarosan azzal magyarázta, hogy az inga lengési periódusa fordítottan arányos a gravitáció miatti gyorsulás négyzetgyökével, amely az egyenlítőn a centrifugális erő hatására csökken.

A Föld lapossága. A centrifugális erő hatása a Föld ellapulásához vezet a sarkokon. Ezt a jelenséget, amelyet Huygens és Newton megjósolt a 17. század végén, először Pierre de Maupertuis fedezte fel az 1730-as évek végén, két, kifejezetten ennek a probléma megoldására felkészített francia expedíció adatainak feldolgozásának eredményeként Peruban (Pierre Bouguer vezetésével). és Charles de la Condamine ) és Lappföld (Alexis Clairaut és maga Maupertuis vezetésével).

Coriolis erőhatások: laboratóriumi kísérletek

Ezt a hatást legvilágosabban a pólusokon kell kifejezni, ahol az inga síkjának teljes forgásának periódusa megegyezik a Föld tengelye körüli forgási periódusával (sziderikus nap). Általában a periódus fordítottan arányos a földrajzi szélesség szinuszával az egyenlítőnél, az inga lengéssíkja változatlan.

Giroszkóp- a jelentős tehetetlenségi nyomatékkal rendelkező forgó test megőrzi szögimpulzusát, ha nincsenek erős zavarások. Foucault, aki belefáradt abba, hogy elmagyarázza, mi történik a nem a sarkon lévő Foucault-ingával, egy újabb demonstrációt dolgozott ki: a felfüggesztett giroszkóp megtartotta a tájolását, ami azt jelenti, hogy lassan fordult a megfigyelőhöz képest.

A lövedékek elhajlása fegyverlövés közben. A Coriolis-erő másik megfigyelhető megnyilvánulása a vízszintes irányban kilőtt lövedékek (az északi féltekén jobbra, a déli féltekén balra) röppályáinak elhajlása. A tehetetlenségi vonatkoztatási rendszer szempontjából a meridián mentén kilőtt lövedékek esetében ez a Föld lineáris forgási sebességének a földrajzi szélességtől való függésének köszönhető: az Egyenlítőtől a sark felé haladva a lövedék megtartja A sebesség vízszintes összetevője változatlan, míg a földfelszíni pontok lineáris forgási sebessége csökken, ami a lövedéknek a Föld forgási irányába való elmozdulásához vezet a meridiánról. Ha a lövést az Egyenlítővel párhuzamosan adták le, akkor a lövedék párhuzamostól való elmozdulása abból adódik, hogy a lövedék röppályája a Föld középpontjával egy síkban van, míg a Föld felszínén lévő pontok egy síkban mozognak. a Föld forgástengelyére merőleges sík. Ezt a hatást (a meridián mentén történő lövöldözés esetére) Grimaldi jósolta a 17. század 40-es éveiben. és először Riccioli adta ki 1651-ben.

Szabadon eső testek eltérése a függőlegestől. ( ) Ha egy test sebességének nagy függőleges komponense van, a Coriolis-erő keletre irányul, ami a magas toronyból szabadon (kezdeti sebesség nélkül) leeső test röppályájának megfelelő eltéréséhez vezet. Inerciális vonatkoztatási rendszerben vizsgálva a hatást az magyarázza, hogy a torony teteje a Föld középpontjához képest gyorsabban mozog, mint az alap, aminek következtében a test pályája keskeny parabolának bizonyul és a test valamivel a torony alapja előtt van.

Az Eötvös-effektus. Alacsony szélességi körökön a Coriolis-erő a földfelszín mentén haladva függőleges irányban irányul, és hatása a gravitációs gyorsulás növekedéséhez vagy csökkenéséhez vezet attól függően, hogy a test nyugatra vagy keletre mozog. Ezt a hatást Eötvös-effektusnak nevezik Eötvös Loránd magyar fizikus tiszteletére, aki kísérleti úton fedezte fel a XX. század elején.

Kísérletek a szögimpulzus megmaradásának törvényével. Egyes kísérletek a szögnyomaték megmaradásának törvényén alapulnak: tehetetlenségi vonatkoztatási rendszerben a szögimpulzus nagysága (amely megegyezik a tehetetlenségi nyomaték és a forgási szögsebesség szorzatával) nem változik a belső erők hatására. . Ha egy kezdeti időpontban a berendezés a Földhöz képest álló helyzetben van, akkor a tehetetlenségi vonatkoztatási rendszerhez viszonyított forgási sebessége megegyezik a Föld forgási szögsebességével. Ha megváltoztatja a rendszer tehetetlenségi nyomatékát, akkor a forgási szögsebességnek meg kell változnia, azaz a Földhöz viszonyított forgás megkezdődik. A Földhöz kapcsolódó nem inerciális vonatkoztatási rendszerben a forgás a Coriolis-erő hatására megy végbe. Ezt az ötletet Louis Poinsot francia tudós javasolta 1851-ben.

Az első ilyen kísérletet Hagen hajtotta végre 1910-ben: egy sima keresztrúdra két súlyt helyeztek mozdulatlanul a Föld felszínéhez képest. Ezután a terhelések közötti távolság csökkent. Ennek eredményeként a telepítés forogni kezdett. Még demonstratívabb kísérletet végzett Hans Bucka német tudós 1949-ben. Egy körülbelül 1,5 méter hosszú rudat szereltek fel merőlegesen egy téglalap alakú keretre. Kezdetben a rúd vízszintes volt, a telepítés a Földhöz képest mozdulatlan volt. Ezután a rudat függőleges helyzetbe hozták, ami a beépítés tehetetlenségi nyomatékának körülbelül 10 4-szeres változásához és a Föld forgási sebességénél 10 4-szer nagyobb szögsebességű gyors forgáshoz vezetett.

Tölcsér a fürdőben.

Mivel a Coriolis-erő nagyon gyenge, elhanyagolható mértékben befolyásolja a víz örvénylésének irányát mosogató vagy fürdőkád leeresztése során, így általában a tölcsérben a forgásirány nincs összefüggésben a Föld forgásával. Csak gondosan ellenőrzött kísérletek során különíthető el a Coriolis-erő hatása más tényezőktől: az északi féltekén a tölcsér az óramutató járásával ellentétes irányba, a déli féltekén pedig fordítva fog forogni.

Coriolis erőhatások: jelenségek a környező természetben

Optikai kísérletek

Számos, a Föld forgását demonstráló kísérlet a Sagnac-effektuson alapul: ha egy gyűrűs interferométer forgó mozgást végez, akkor a relativisztikus hatások miatt fáziskülönbség jelenik meg az ellenterjedő nyalábokban.

Ahol A (\displaystyle A)- a gyűrű vetületi területe az egyenlítői síkra (a forgástengelyre merőleges síkra), c (\displaystyle c)- fénysebesség, ω (\displaystyle\omega)- forgási szögsebesség. A Föld forgásának demonstrálására ezt a hatást Michelson amerikai fizikus használta fel 1923-1925-ben végzett kísérletsorozatban. A Sagnac-effektust alkalmazó modern kísérleteknél a gyűrűs interferométerek kalibrálásakor figyelembe kell venni a Föld forgását.

A Föld napi forgásának számos más kísérleti demonstrációja is létezik.

Egyenetlen forgás

Precesszió és nutáció

A Föld napi forgásának gondolatának története

Antikvitás

Az égbolt napi forgásának magyarázatát a Föld tengelye körüli forgásával először a pitagoraszi iskola képviselői, a szirakuzaiak, Hicetus és Ecphantus javasolták. Egyes rekonstrukciók szerint a Föld forgását a krotoni pitagorasz Philolaus is megerősítette (Kr. e. V. század). A Föld forgásának jelzéseként értelmezhető kijelentést tartalmaz Platón dialógusa Tímea .

Hicetasról és Ecphantesről azonban gyakorlatilag semmit sem tudunk, sőt néha még létezésüket is megkérdőjelezik. A legtöbb tudós véleménye szerint Philolaus világrendszerében a Föld nem forgó, hanem transzlációs mozgást végzett a Központi Tűz körül. Más munkáiban Platón azt a hagyományos nézetet követi, hogy a Föld mozdulatlan. Számos bizonyíték érkezett azonban el hozzánk, hogy a Föld forgásának gondolatát a pontusi Heraclides filozófus védte (Kr. e. IV. század). Valószínűleg a Föld tengelye körüli forgásának hipotéziséhez kapcsolódik Héraklidész egy másik feltevése is: minden csillag egy világot képvisel, beleértve a földet, a levegőt, az étert, és mindez a végtelen térben található. Valóban, ha az égbolt napi forgása a Föld forgásának visszatükröződése, akkor megszűnik az előfeltétele annak, hogy a csillagokat ugyanazon a gömbön lévőnek tekintsük.

Körülbelül egy évszázaddal később a Föld forgásának feltételezése része lett az elsőnek, amelyet a nagy szamoszi Arisztarchosz csillagász (Kr. e. 3. század) javasolt. Arisztarkhoszt támogatta a babiloni Szeleukosz (Kr. e. 2. század), valamint pontusi Héraklidész, aki a Világmindenséget végtelennek tartotta. Az a tény, hogy a Föld napi forgásának gondolata már a Kr. u. e., amit Seneca, Dercyllidas filozófusok és Claudius Ptolemaiosz csillagász néhány kijelentése bizonyít. A csillagászok és filozófusok túlnyomó többsége azonban nem kételkedett a Föld mozdulatlanságában.

Érvek a Föld mozgásának gondolata ellen Arisztotelész és Ptolemaiosz munkáiban találhatók. Tehát az értekezésében A Mennyországról Arisztotelész a Föld mozdulatlanságát azzal indokolja, hogy a forgó Földön a függőlegesen felfelé dobott testek nem eshetnek oda, ahonnan mozgásuk elkezdődött: a Föld felszíne eltolódik a kidobott test alatt. Egy másik érv a Föld mozdulatlansága mellett, amelyet Arisztotelész az ő fizikai elméletén alapszik: a Föld nehéz test, és a nehéz testek hajlamosak a világ közepe felé mozogni, nem pedig körülötte forogni.

Ptolemaiosz munkásságából az következik, hogy a Föld forgásának hipotézisének támogatói azt válaszolták ezekre az érvekre, hogy a levegő és minden földi objektum együtt mozog a Földdel. Úgy tűnik, a levegő szerepe ebben az érvelésben alapvetően fontos, hiszen arra utal, hogy a Földdel együtt való mozgása rejti bolygónk forgását. Ptolemaiosz ezt kifogásolja:

A levegőben lévő testek mindig lemaradnak... És ha a testek egy egészként forognának a levegővel, akkor egyik sem a másik előtt vagy mögött, hanem a helyén maradna repülésben és dobásban. nem tenne eltéréseket vagy mozgásokat egy másik helyre, mint amilyeneket mi személyesen végbemenni látunk, és egyáltalán nem lassulna vagy gyorsulna, mert a Föld nem mozdul.

Középkorú

India

Az első középkori szerző, aki felvetette, hogy a Föld forog a tengelye körül, a nagy indiai csillagász és matematikus, Aryabhata volt (5. század vége – 6. század eleje). Értekezésében több helyen is megfogalmazza Aryabhatiya, Például:

Ahogy az ember egy előre haladó hajón látja a hátrafelé mozgó rögzített tárgyakat, úgy a megfigyelő... látja az állócsillagokat egyenes vonalban nyugat felé haladni.

Nem tudni, hogy ez az ötlet magához Aryabhatához tartozik-e, vagy az ókori görög csillagászoktól kölcsönözte.

Aryabhatát egyetlen csillagász, Prthudaka (9. század) támogatta. A legtöbb indiai tudós megvédte a Föld mozdulatlanságát. Így Varahamihira csillagász (6. század) azzal érvelt, hogy a forgó Földön a levegőben repülő madarak nem tudnak visszatérni a fészkükbe, a kövek és fák pedig leszállnak a Föld felszínéről. A kiváló csillagász, Brahmagupta (6. század) is megismételte azt a régi érvet, hogy a magas hegyről lezuhant test a tövébe süllyedhet. Ugyanakkor visszautasította Varahamihira egyik érvét: véleménye szerint ha a Föld forog is, a gravitációjuk miatt nem tudtak leszakadni róla tárgyak.

Iszlám Kelet

A Föld forgásának lehetőségét a muszlim kelet számos tudósa mérlegelte. Így a híres geométer al-Sijizi feltalálta az asztrolábiumot, amelynek működési elve ezen a feltételezésen alapul. Egyes iszlám tudósok (akiknek a neve nem jutott el hozzánk) még a Föld forgása elleni fő érvet: a lehulló testek pályáinak függőlegességét is megcáfolták. Lényegében a mozgások szuperpozíciójának elvét terjesztették elő, miszerint bármely mozgás két vagy több komponensre bontható: a forgó Föld felszínéhez viszonyítva egy zuhanó test egy függővonal mentén mozog, de egy pont, amely ennek a vonalnak a vetülete a Föld felszínére kerülne át forgással. Ezt bizonyítja a híres enciklopédista al-Biruni, aki azonban maga is hajlott a Föld mozdulatlanságára. Véleménye szerint, ha a zuhanó testre további erő hat, akkor a forgó Földre gyakorolt ​​hatásának eredménye olyan hatásokhoz vezet, amelyeket valójában nem figyelnek meg.

A 13-16. századi tudósok körében, akik a Maragha és a Szamarkand obszervatóriumhoz kötődnek, vita alakult ki a Föld mozdulatlanságának empirikus alátámasztásának lehetőségéről. Így a híres csillagász, Qutb ad-Din ash-Shirazi (XIII-XIV. század) úgy vélte, hogy a Föld mozdulatlansága kísérletekkel igazolható. Másrészt a Maragha Obszervatórium alapítója, Nasir ad-Din al-Tusi úgy gondolta, hogy ha a Föld forog, akkor ezt a forgást a felszíne melletti levegőréteg osztja fel, és minden mozgás a felszín közelében. a Föld pontosan ugyanúgy előfordulna, mintha a Föld mozdulatlan lenne. Ezt üstökösmegfigyelések segítségével támasztotta alá: Arisztotelész szerint az üstökösök a légkör felső rétegeinek meteorológiai jelenségei; csillagászati ​​megfigyelések azonban azt mutatják, hogy az üstökösök részt vesznek az égi szféra napi forgásában. Következésképpen a levegő felső rétegeit az égbolt forgása viszi el, ezért az alsóbb rétegeket is elviheti a Föld forgása. Így a kísérlet nem tud válaszolni arra a kérdésre, hogy forog-e a Föld. Ő azonban továbbra is a Föld mozdulatlanságának híve maradt, mivel ez összhangban volt Arisztotelész filozófiájával.

A későbbi idők legtöbb iszlám tudósa (al-Urdi, al-Qazwini, an-Naysaburi, al-Jurjani, al-Birjandi és mások) egyetértett al-Tusival abban, hogy a forgó és álló Földön minden fizikai jelenség ugyanúgy fog bekövetkezni. . A levegő szerepét azonban már nem tekintették alapvetőnek: nemcsak a levegőt, hanem minden tárgyat is szállít a forgó Föld. Következésképpen a Föld mozdulatlanságának igazolására Arisztotelész tanításait is be kell vonni.

Ezekben a vitákban különleges álláspontot képviselt a Szamarkandi Obszervatórium harmadik igazgatója, Alauddin Ali al-Kushchi (XV. század), aki elutasította Arisztotelész filozófiáját, és fizikailag lehetségesnek tartotta a Föld forgását. A 17. században Baha ad-Din al-Amili iráni teológus és enciklopédista is hasonló következtetésre jutott. Véleménye szerint a csillagászok és filozófusok nem szolgáltattak elegendő bizonyítékot a Föld forgásának cáfolására.

Latin Nyugat

A Föld mozgásának lehetőségének részletes tárgyalását széles körben tartalmazzák Jean-Buridan párizsi skolasztikusok, Szász Albert és Oresme Miklós (14. század második fele) írásai. Munkáikban a legfontosabb érv a Föld forgása mellett, nem pedig az égbolt mellett, hogy a Föld kicsiny az Univerzumhoz képest, ami miatt az égbolt napi forgásának az Univerzumhoz való tulajdonítása rendkívül természetellenes.

Mindezek a tudósok azonban végül elutasították a Föld forgását, bár különböző indokok alapján. Így Szász Albert úgy vélte, hogy ez a hipotézis nem képes megmagyarázni a megfigyelt csillagászati ​​jelenségeket. Ezzel joggal nem értett egyet Buridan és Oresme, akik szerint az égi jelenségeknek ugyanúgy kell történniük, függetlenül attól, hogy a forgást a Föld vagy a Kozmosz végzi. Buridan egyetlen jelentős érvet tudott találni a Föld forgása ellen: a függőlegesen felfelé kilőtt nyilak egy függőleges vonalon esnek le, bár a Föld forgásával ezeknek véleménye szerint le kell maradniuk a Föld mozgásától és nyugat felé kell esniük. a lövés pontjáról.

De még ezt az érvet is elutasította Oresme. Ha a Föld forog, akkor a nyíl függőlegesen felfelé repül, és egyúttal kelet felé mozog, és elfogja a Földdel együtt forgó levegő. Így a nyílnak ugyanarra a helyre kell esnie, ahonnan kilőtték. Bár itt ismét szóba kerül a levegő lenyűgöző szerepe, ez nem igazán játszik különösebb szerepet. A következő analógia erről szól:

Ugyanígy, ha a levegő zárva lenne egy mozgó hajóban, akkor az ezzel a levegővel körülvett ember számára úgy tűnhet, hogy a levegő nem mozog... Ha az ember egy nagy sebességgel kelet felé haladó hajóban lenne, nem tudna erről mozgást, és ha a kezét egyenes vonalban nyújtja ki a hajó árboca mentén, úgy tűnhet számára, hogy a keze lineáris mozgást végez; ugyanígy, ezen elmélet szerint, úgy tűnik számunkra, hogy ugyanez történik egy nyíllal, amikor függőlegesen felfelé vagy függőlegesen lefelé lőjük. A nagy sebességgel kelet felé haladó hajó belsejében mindenféle mozgás megtörténhet: hosszanti, keresztirányú, le, fel, minden irányban – és pontosan ugyanúgy jelennek meg, mint a hajó álló helyzetében.

Ezután Oresme egy olyan megfogalmazást ad, amely előrevetíti a relativitás elvét:

Ezért arra a következtetésre jutok, hogy semmilyen kísérlettel lehetetlen bizonyítani, hogy az égnek van napi mozgása, és hogy a földnek nincs.

Oresme végső ítélete azonban a Föld forgásának lehetőségéről negatív volt. Ennek a következtetésnek az alapja a Biblia szövege volt:

Mindazonáltal eddig mindenki támogatja, és úgy gondolom, hogy az [Ég] és nem a Föld mozog, mert „Isten alkotta a Föld körét, amely nem fog elmozdulni”, minden ellenkező érv ellenére.

A Föld napi forgásának lehetőségét a későbbi idők középkori európai tudósai és filozófusai is megemlítették, de nem tettek hozzá olyan új érveket, amelyek ne szerepeltek volna Buridanban és Oresme-ben.

Így a középkori tudósok közül szinte senki sem fogadta el a Föld forgásának hipotézisét. A megbeszélés során azonban Kelet és Nyugat tudósai sok mély gondolatot fogalmaztak meg, amelyeket később a New Age tudósai is megismételtek.

Reneszánsz és modern idők

A 16. század első felében több olyan munka is megjelent, amelyek amellett érveltek, hogy az égbolt napi forgásának oka a Föld tengelye körüli forgása. Ezek egyike az olasz Celio Calcagnini értekezése „Az ég mozdulatlanságáról és a Föld forgásáról, vagy a Föld örökmozgásáról” (1525 körül íródott, 1544-ben jelent meg). Nem tett nagy benyomást kortársaira, hiszen ekkorra már megjelent Nicolaus Kopernikusz lengyel csillagász alapműve „Az égi szférák forgásairól” (1543), ahol a napi forgás hipotézise. a Föld a világ heliocentrikus rendszerének részévé vált, mint a szamoszi Arisztarchosz. Kopernikusz korábban egy kis kézzel írt esszében vázolta gondolatait Kis megjegyzés(legkorábban 1515-ben). Két évvel korábban, mint Kopernikusz fő műve, megjelent Georg Joachim Rheticus német csillagász munkája. Első elbeszélés(1541), ahol Kopernikusz elméletét népszerűsítették.

A 16. században Kopernikuszt teljes mértékben támogatták Thomas Digges, Rheticus, Christoph Rothmann, Michael Möstlin csillagászok, Giambatista Benedetti, Simon Stevin fizikusok, Giordano Bruno filozófus és Diego de Zuniga teológus. Egyes tudósok elfogadták a Föld tengelye körüli forgását, elutasítva transzlációs mozgását. Ez volt az álláspontja Nicholas Reimers német csillagásznak, más néven Ursusnak, valamint Andrea Cesalpino és Francesco Patrizi olasz filozófusoknak. Nem teljesen világos William Hilbert kiváló fizikus álláspontja, aki támogatta a Föld tengelyirányú forgását, de nem beszélt a transzlációs mozgásáról. A 17. század elején a világ heliocentrikus rendszere (beleértve a Föld tengelye körüli forgását is) lenyűgöző támogatást kapott Galilei Galileitól és Johannes Keplertől. A Föld mozgásának gondolatának legbefolyásosabb ellenfelei a 16. és a 17. század elején Tycho Brahe és Christopher Clavius ​​csillagászok voltak.

A Föld forgásának hipotézise és a klasszikus mechanika fejlődése

Lényegében a XVI-XVII. az egyetlen érv a Föld tengelyirányú forgása mellett az volt, hogy ebben az esetben nem kell óriási forgási sebességeket tulajdonítani a csillaggömbnek, mert már az ókorban is megbízhatóan megállapították, hogy az Univerzum mérete jelentősen meghaladja a méretet. a Földről (ezt az érvelést a Buridan és az Oresme is tartalmazta) .

Ezzel a hipotézissel szemben megfogalmazódtak az akkori dinamikus koncepciókon alapuló megfontolások. Először is ez a zuhanó testek pályáinak függőlegessége. Más érvek is megjelentek, például az egyenlő lőtávolság keleti és nyugati irányban. Arra a kérdésre válaszolva, hogy a napi forgás hatása a földi kísérletekben nem figyelhető meg, Kopernikusz ezt írta:

Nemcsak a Föld forog a hozzá kapcsolódó vízelemmel, hanem a levegő jelentős része és minden, ami a Földhöz bármilyen módon rokon, vagy a Földhöz legközelebb eső, földi és vizes anyaggal telített levegő is követi. ugyanazok a természeti törvények, mint a Föld, vagy olyan mozgást szerzett, amelyet a szomszédos Föld állandó forgásban és ellenállás nélkül ad neki

Így a Föld forgásának megfigyelhetetlenségében a főszerep a levegőnek a forgása általi magával ragadása. A 16. századi kopernikusziak többsége ugyanezen a véleményen volt.

A 16. században az Univerzum végtelenségének hívei voltak még Thomas Digges, Giordano Bruno, Francesco Patrizi – mindannyian alátámasztották azt a hipotézist, hogy a Föld forog a tengelye körül (és az első kettő a Nap körül is). Christoph Rothmann és Galileo Galilei úgy vélték, hogy a csillagok a Földtől eltérő távolságra helyezkednek el, bár nem beszéltek kifejezetten az Univerzum végtelenségéről. Másrészt Johannes Kepler tagadta az Univerzum végtelenségét, bár a Föld forgásának híve volt.

A Föld forgásáról szóló vita vallási összefüggései

A Föld forgásával kapcsolatos számos kifogás összefüggésbe hozható a Szentírás szövegével való ellentmondásaival. Ezek a kifogások kétfélék voltak. Először is, a Biblia néhány helyére hivatkoztak annak megerősítésére, hogy a Nap az, amelyik napi mozgást végez, például:

A nap felkel és lenyugszik, és siet a helyére, ahol felkel.

Ebben az esetben a Föld tengelyirányú forgása érintett, mivel a Nap mozgása keletről nyugatra az égbolt napi forgásának része. Ezzel kapcsolatban gyakran idéztek Józsué könyvének egy részt:

Jézus az Úrhoz kiált azon a napon, amikor az Úr Izrael kezébe adta az amoritákat, amikor legyőzte őket Gibeonban, és megverték őket Izrael fiai előtt, és így szólt az izraeliták előtt: Állj, nap, Gibeon fölé. , és a Hold, Avalon völgye fölött!

Mivel a megállási parancsot a Nap kapta, és nem a Föld, arra a következtetésre jutottak, hogy a Nap végezte a napi mozgást. Más szövegrészeket is idéztek a Föld mozdulatlanságának alátámasztására, például:

Szilárd alapokra helyezted a földet: nem rendül meg örökkön-örökké.

Úgy ítélték meg, hogy ezek a részek ellentmondanak mind annak a nézetnek, hogy a Föld forog a tengelye körül, mind a Nap körüli forgásnak.

A Föld forgásának hívei (különösen Giordano-Bruno, Johannes-Kepler és különösen Galileo-Galilei) több fronton is kiálltak. Először is arra hívták fel a figyelmet, hogy a Biblia a hétköznapi emberek számára érthető nyelven íródott, és ha szerzői tudományosan világos nyelvezetet adnának, nem tudná betölteni fő, vallási küldetését. Így Bruno ezt írta:

Sok esetben ostobaság és nem tanácsos sok igazság szerint okoskodni, nem pedig az adott eset és kényelem szerint. Például, ha a következő szavak helyett: „A nap megszületik és felkél, átmegy a délen és Aquilon felé hajlik”, a bölcs ezt mondta: „A föld egy körben megy kelet felé, és elhagyja a lenyugvó napot, megdől. a két trópus felé, a Ráktól délig, a Baktól Aquilonig”, akkor a hallgatók gondolkodni kezdenek: „Hogyan? Azt mondja, hogy a föld mozog? Miféle hír ez? A végén bolondnak tartanák, és ő is bolond lenne.

Ez a fajta válasz főként a Nap napi mozgásával kapcsolatos kifogásokra érkezett. Másodszor, megjegyezték, hogy a Biblia egyes szakaszait allegorikusan kell értelmezni (lásd a Bibliai allegorizmus című cikket). Így Galilei megjegyezte, hogy ha a Szentírást teljes egészében szó szerint értelmezzük, akkor kiderül, hogy Istennek kezei vannak, ki van téve olyan érzelmeknek, mint a harag stb. A Föld mozgása az volt, hogy a tudománynak és a vallásnak különböző céljai vannak: a tudomány az anyagi világ jelenségeit vizsgálja, az ész érveitől vezérelve, a vallás célja az ember erkölcsi fejlesztése, üdvössége. Galilei ezzel kapcsolatban Baronio bíborost idézte, hogy a Biblia azt tanítja, hogyan kell felmenni a mennybe, nem pedig a menny működését.

Ezeket az érveket a katolikus egyház nem tartotta meggyőzőnek, és 1616-ban betiltották a Föld forgásának tanát, 1631-ben pedig Galileit az inkvizíció elítélte védelméért. Ez a tilalom azonban Olaszországon kívül nem volt jelentős hatással a tudomány fejlődésére, és főként magának a katolikus egyháznak a tekintélyének csökkenéséhez járult hozzá.

Hozzá kell tenni, hogy vallási érveket a Föld mozgása ellen nemcsak egyházi vezetők, hanem tudósok is felhoztak (például Tycho Brahe). Másrészt Paolo Foscarini katolikus szerzetes írt egy rövid esszét „Levél a Pythagoreusok és Kopernikusz nézeteiről a Föld mozgékonyságáról és a Nap mozdulatlanságáról, valamint az univerzum új Pythagore-rendszeréről” (1615). ahol Galileiéhez közel álló megfontolásokat fogalmazott meg, és Diego de Zuniga spanyol teológus még a kopernikuszi elméletet is felhasználta a Szentírás egyes szakaszainak értelmezésére (bár később meggondolta magát). A teológia és a Föld mozgásának tana közötti konfliktus tehát nem annyira a tudomány és a vallás konfliktusa, mint olyan, hanem a régi (a 17. század elejére már elavult) és a tudomány alapjául szolgáló új módszertani elvek konfliktusa. .

A Föld forgásával kapcsolatos hipotézis jelentősége a tudomány fejlődésében

A forgó Föld elmélete által felvetett tudományos problémák megértése hozzájárult a klasszikus mechanika törvényeinek felfedezéséhez és egy új kozmológia megalkotásához, amely az Univerzum határtalanságának gondolatán alapul. A folyamat során megvitatott, ezen elmélet és a Biblia literalista olvasása közötti ellentmondások hozzájárultak a természettudomány és a vallás elhatárolásához.

Bolygónk folyamatosan mozgásban van:

• forgás saját tengelye körül, mozgás a Nap körül;
• forgás a Nappal galaxisunk közepe körül;
• mozgás a galaxisok lokális csoportjának középpontjához képest és mások.

A Föld mozgása saját tengelye körül

A Föld forgása a tengelye körül(1. ábra). A Föld tengelyét egy képzeletbeli vonalnak vesszük, amely körül forog. Ez a tengely 23°27"-rel eltér az ekliptika síkjára merőlegestől. A Föld tengelye két ponton – a pólusokon – északon és délen metszi a Föld felszínét. Az északi sarkról nézve a Föld forgása az óramutató járásával ellentétes, ill. , ahogyan azt általában hiszik, nyugatról keletre A bolygó egy nap alatt teljes körforgást végez a tengelye körül.

Rizs. 1. A Föld forgása a tengelye körül

A nap egy időegység. Vannak sziderikus és szoláris napok.

Sziderikus nap- ez az az időtartam, amely alatt a Föld megfordul a tengelye körül a csillagokhoz képest. Ezek 23 óra 56 perc 4 másodperc.

Napos nap- ez az az időtartam, amely alatt a Föld megfordul a tengelye körül a Naphoz képest.

Bolygónk tengelye körüli forgásszöge minden szélességi fokon azonos. Egy óra alatt a Föld felszínének minden pontja 15°-ot mozdul el eredeti helyzetéhez képest. De ugyanakkor a mozgás sebessége fordítottan arányos a földrajzi szélességgel: az egyenlítőn 464 m/s, a 65°-os szélességen pedig már csak 195 m/s.

A Föld tengelye körüli forgását 1851-ben J. Foucault kísérletében bizonyította. Párizsban, a Pantheonban a kupola alá egy ingát akasztottak, alatta pedig egy kört osztásokkal. Minden következő mozdulattal az inga újabb felosztásra került. Ez csak akkor történhet meg, ha a Föld felszíne az inga alatt forog. Az inga lengéssíkjának helyzete az egyenlítőn nem változik, mert a sík egybeesik a meridiánnal. A Föld tengelyirányú forgása fontos földrajzi következményekkel jár.

Amikor a Föld forog, centrifugális erő keletkezik, ami fontos szerepet játszik a bolygó alakjának kialakításában és csökkenti a gravitációs erőt.

A tengelyirányú forgás másik legfontosabb következménye a forgási erő kialakulása. Coriolis erők. A 19. században először egy francia tudós számolta ki a mechanika területén G. Coriolis (1792-1843). Ez az egyik tehetetlenségi erő, amelyet azért vezettek be, hogy figyelembe vegyék a mozgó vonatkoztatási rendszer forgásának az anyagi pont relatív mozgására gyakorolt ​​hatását. Hatása röviden a következőképpen fejezhető ki: az északi féltekén minden mozgó test jobbra, a déli féltekén pedig balra elhajlik. Az Egyenlítőn a Coriolis-erő nulla (3. ábra).

Rizs. 3. A Coriolis-erő akciója

A Coriolis-erő hatása a földrajzi burok számos jelenségére kiterjed. Eltérítő hatása különösen a légtömegek mozgási irányában érezhető. A Föld forgásának eltérítő erejének hatására mindkét félteke mérsékelt szélességi szelei túlnyomórészt nyugati, a trópusi szélességeken pedig keleti irányt vesznek. A Coriolis-erő hasonló megnyilvánulása az óceán vizeinek mozgási irányában. A folyóvölgyek aszimmetriája is ehhez az erőhöz kapcsolódik (az északi féltekén általában magasan van a jobb part, a déli féltekén pedig a bal part).

A Föld tengelye körüli forgása a napfény keletről nyugatra történő mozgásához is vezet a Föld felszínén, vagyis a nappal és az éjszaka változásához.

A nappal és éjszaka váltakozása napi ritmust teremt az élő és élettelen természetben. A cirkadián ritmus szorosan összefügg a fény- és hőmérsékleti viszonyokkal. A hőmérséklet napi ingadozása, a nappali és az éjszakai szellő stb. az élő természetben is jól ismertek - a fotoszintézis csak nappal lehetséges, a legtöbb növény különböző órákban nyitja ki virágait; Egyes állatok nappal, mások éjszaka aktívak. Az emberi élet is cirkadián ritmusban folyik.

A Föld tengelye körüli forgásának másik következménye az időkülönbség bolygónk különböző pontjain.

1884 óta elfogadták a zónaidőt, vagyis a Föld teljes felületét 24, egyenként 15°-os időzónára osztották. Mögött szabványos idő vegyük az egyes zónák középső meridiánjának helyi idejét. A szomszédos időzónák ideje egy órával eltér. Az övek határait a politikai, közigazgatási és gazdasági határok figyelembevételével húzzák meg.

A nulladik öv a Greenwich-öv (a London melletti Greenwich Obszervatóriumról kapta a nevét), amely az elsődleges meridián mindkét oldalán fut. A prím- vagy prímmeridián idejét veszik figyelembe Univerzális idő.

A meridián 180° nemzetközinek számít dátumválasztó vonal- egy egyezményes vonal a földgömb felszínén, amelynek mindkét oldalán az óra és a perc egybeesik, a naptári dátumok pedig egy nappal eltérnek.

A nyári napfény ésszerűbb felhasználása érdekében hazánkban 1930-ban vezették be szülési idő, egy órával az időzóna előtt. Ennek elérése érdekében az óramutatókat egy órával előre mozdították. Ebben a tekintetben Moszkva, mivel a második időzónában van, a harmadik időzóna szerint él.

1981 óta, áprilistól októberig az időt egy órával előre tolták. Ez az ún nyári időszámítás. Az energiatakarékosság érdekében kerül bevezetésre. Nyáron Moszkva két órával megelőzi a normál időt.

Annak az időzónának az ideje, amelyben Moszkva található Moszkva.

A Föld mozgása a Nap körül

A Föld a tengelye körül forogva egyidejűleg a Nap körül kering, 365 nap 5 óra 48 perc 46 másodperc alatt kerüli meg a kört. Ezt az időszakot ún csillagászati ​​év. A kényelem kedvéért úgy tartják, hogy egy évben 365 nap van, és négyévente, amikor hat órából 24 óra „felhalmozódik”, nem 365, hanem 366 nap van egy évben. Ezt az évet ún szökőévés egy nap hozzáadódik a februárhoz.

Azt az utat az űrben, amelyen a Föld a Nap körül mozog, nevezzük pálya(4. ábra). A Föld pályája ellipszis alakú, ezért a Föld és a Nap távolsága nem állandó. Amikor a Föld bent van napközel(görögből peri- közel, közel és helios- Nap) - a Naphoz legközelebbi pályapont - január 3-án a távolság 147 millió km. Az északi féltekén ilyenkor tél van. A legnagyobb távolság a Naptól aphelion(görögből aro- távol és helios- Nap) - a legnagyobb távolság a Naptól - július 5. 152 millió km-nek felel meg. Az északi féltekén ilyenkor nyár van.

Rizs. 4. A Föld mozgása a Nap körül

A Föld Nap körüli éves mozgását a Nap égboltbeli helyzetének folyamatos változása figyeli meg - a Nap déli magassága, valamint napkelte és napnyugta helyzete, a világos és sötét részek időtartama. változik a nap.

Keringési pályán haladva a Föld tengelyének iránya nem változik, mindig a Sarkcsillag felé irányul.

A Föld és a Nap távolságának változása, valamint a Föld tengelyének a Nap körüli mozgásának síkjához való dőlése következtében a napsugárzás egyenetlen eloszlása ​​figyelhető meg a Földön egész évben. Így következik be az évszakok változása, amely minden olyan bolygóra jellemző, amelynek forgástengelye a pályája síkjához dől. (ekliptika) 90°-tól eltérő. A bolygó keringési sebessége az északi féltekén télen nagyobb, nyáron kisebb. Ezért a téli félév 179 napig tart, a nyári félév pedig 186 napig.

A Föld Nap körüli mozgása és a Föld tengelyének pályája síkjához viszonyított 66,5°-os dőlése következtében bolygónkon nemcsak az évszakok, hanem a nappal és az éjszaka hosszának változása is bekövetkezik.

ábra mutatja a Föld Nap körüli forgását és az évszakok változását a Földön. 81 (napéjegyenlőségek és napfordulók az évszakoknak megfelelően az északi féltekén).

Évente csak kétszer - a napéjegyenlőség napjain a nappal és az éjszaka hossza az egész Földön majdnem azonos.

Napéjegyenlőség- az az időpillanat, amikor a Nap középpontja az ekliptika mentén való látszólagos éves mozgása során átszeli az égi egyenlítőt. Tavaszi és őszi napéjegyenlőségek vannak.

A Föld Nap körüli forgástengelyének dőlése a napéjegyenlőség napjain, március 20-21-én és szeptember 22-23-án a Naphoz képest semlegesnek bizonyul, és a bolygó felé eső részei egyenletesen megvilágítva a pólustól a másikig. pólus (5. ábra). A napsugarak függőlegesen esnek az Egyenlítőre.

A leghosszabb nappal és a legrövidebb éjszaka a nyári napfordulókor van.

Rizs. 5. A Föld megvilágítása a Nap által a napéjegyenlőség napjain

Napforduló- abban a pillanatban, amikor a Nap középpontja áthalad az ekliptika egyenlítőtől legtávolabbi pontjain (napfordulópontok). Vannak nyári és téli napfordulók.

A nyári napforduló napján, június 21-22-én a Föld olyan helyzetet foglal el, amelyben tengelyének északi vége a Nap felé billen. És a sugarak függőlegesen nem az egyenlítőre, hanem az északi trópusra esnek, amelynek szélessége 23°27". Nemcsak a sarki régiók világítanak éjjel-nappal, hanem a rajtuk túli tér is 66°-os szélességig. 33" (az Északi-sarkkör). A déli féltekén ebben az időben csak az egyenlítő és a déli sarkkör (66°33") közötti része van megvilágítva, azon túl pedig ezen a napon a földfelszín nincs megvilágítva.

A téli napforduló napján, december 21-22-én minden fordítva történik (6. kép). A napsugarak már függőlegesen hullanak a déli trópusokra. A déli féltekén megvilágított területek nemcsak az Egyenlítő és a trópusok között vannak, hanem a Déli-sark környékén is. Ez a helyzet a tavaszi napéjegyenlőségig tart.

Rizs. 6. A Föld megvilágítása a téli napfordulón

A Föld két párhuzamában a napfordulók napjain a Nap délben közvetlenül a megfigyelő feje fölött, azaz a zenitben van. Az ilyen párhuzamokat ún a trópusok. Az északi trópuson (23° É) a Nap június 22-én, a déli trópuson (23° D) december 22-én van zenitjén.

Az Egyenlítőn a nappal mindig egyenlő az éjszakával. A napsugarak földfelszínre eső beesési szöge és a nap hossza ott alig változik, így az évszakok változása nem hangsúlyos.

Sarkköröket figyelemre méltó abban, hogy ezek azok a területek határai, ahol sarki nappalok és éjszakák vannak.

Poláris nap- az az időszak, amikor a Nap nem esik a horizont alá. Minél távolabb van a sarkkör az északi sarkkörtől, annál hosszabb a sarki nap. Az Északi-sarkkör szélességi fokán (66,5 °) csak egy napig tart, és a sarkon - 189 napig. Az északi féltekén, az északi sarkkör szélességi fokán a sarki napot június 22-én, a nyári napforduló napján, a déli féltekén, a déli sarkkör szélességi fokán pedig december 22-én tartják.

sarki éjszaka az északi sarkkör szélességi fokán egy naptól a sarkokon 176 napig tart. A sarki éjszaka során a Nap nem jelenik meg a horizont felett. Az északi féltekén az északi sarkkör szélességi fokán ezt a jelenséget december 22-én figyelik meg.

Lehetetlen nem megjegyezni egy olyan csodálatos természeti jelenséget, mint a fehér éjszakák. Fehér éjszakák- ezek a nyár eleji fényes éjszakák, amikor az esti hajnal összefolyik a reggelhez, és egész éjjel tart a szürkület. Mindkét féltekén megfigyelhető a 60°-ot meghaladó szélesség, amikor a Nap középpontja éjfélkor legfeljebb 7°-kal esik a horizont alá. Szentpéterváron (kb. 60° É) a fehér éjszakák június 11-től július 2-ig tartanak, Arhangelszkben (64° É) - május 13-tól július 30-ig.

Az éves mozgáshoz kapcsolódó szezonális ritmus elsősorban a földfelszín megvilágítását érinti. A Nap horizont feletti magasságának változásától függően a Földön öt van világítási zónák. A forró zóna az északi és a déli trópusok (a Rák trópusa és a Bak trópusa) között helyezkedik el, a Föld felszínének 40% -át foglalja el, és a Napból érkező legnagyobb hőmennyiség jellemzi. A trópusok és az Északi-sarkkör között a déli és az északi féltekén mérsékelt fényzónák találhatók. Az évszakok már itt is hangsúlyosak: minél távolabb van a trópusoktól, annál rövidebb és hűvösebb a nyár, annál hosszabb és hidegebb a tél. Az északi és déli féltekén a sarki zónákat az Északi-sarkkör korlátozza. Itt egész évben alacsony a Nap horizont feletti magassága, így a naphő mennyisége minimális. A sarki zónákat sarki nappalok és éjszakák jellemzik.

A Föld Nap körüli éves mozgásától függően nemcsak az évszakok változása és az ezzel járó földfelszín megvilágításának szélességi egyenetlenségei, hanem a földrajzi burokban zajló folyamatok jelentős része is: az időjárás évszakos változásai, a a folyók és tavak rendszere, a növények és állatok életének ritmusa, a mezőgazdasági munkák fajtái és időzítése.

Naptár.Naptár- hosszú időtartamok kiszámítására szolgáló rendszer. Ez a rendszer az égitestek mozgásával kapcsolatos időszakos természeti jelenségeken alapul. A naptár csillagászati ​​jelenségeket használ - az évszakok változását, nappal és éjszaka, valamint a holdfázisok változásait. Az első egyiptomi naptár a 4. században készült. időszámításunk előtt e. 45. január 1-jén Julius Caesar bevezette a Julianus-naptárt, amelyet még mindig használ az orosz ortodox egyház. Tekintettel arra, hogy a Julianus év hossza 11 perccel 14 másodperccel hosszabb a csillagászatinál, a XVI. 10 napos „hiba” gyűlt össze – a tavaszi napéjegyenlőség napja nem március 21-én, hanem március 11-én történt. Ezt a hibát 1582-ben XIII. Gergely pápa rendelete javította ki. A napok számlálása 10 nappal előrébb került, és az október 4-e utáni napot pénteknek írták elő, de nem október 5-ét, hanem október 15-ét. A tavaszi napéjegyenlőség ismét visszakerült március 21-re, és a naptárt Gergely-naptárnak kezdték nevezni. Oroszországban 1918-ban vezették be, azonban számos hátránya is van: a hónapok egyenlőtlen hossza (28, 29, 30, 31 nap), a negyedévek egyenlőtlensége (90, 91, 92 nap), a hónapok számának inkonzisztenciája. hónapok a hét napjai szerint.

Évmilliárdokon keresztül, napról napra forog a Föld a tengelye körül. Emiatt a napkelte és napnyugta mindennapossá válik bolygónkon. A Föld ezt csinálja 4,6 milliárd évvel ezelőtti kialakulása óta. És ezt addig folytatja, amíg meg nem szűnik. Ez valószínűleg akkor fog megtörténni, amikor a Nap vörös óriássá változik, és elnyeli bolygónkat. De miért a Föld?

Miért forog a Föld?

A Föld egy gáz- és porkorongból jött létre, amely az újszülött Nap körül kering. Ennek a térbeli korongnak köszönhetően a por és a kőzetrészecskék összeestek, és létrehozták a Földet. Ahogy a Föld növekedett, az űrkőzetek továbbra is ütköztek a bolygóval. És olyan hatást gyakoroltak rá, amitől bolygónk forogni kezdett. És mivel a korai Naprendszer összes törmeléke nagyjából ugyanabban az irányban keringett a Nap körül, az ütközések, amelyek hatására a Föld (és a Naprendszer legtöbb más teste) megpördült, ugyanabba az irányba forgatták.

Gáz- és portárcsa

Felmerül egy ésszerű kérdés: miért forgott maga a gáz-por tárcsa? A Nap és a Naprendszer abban a pillanatban jött létre, amikor egy por- és gázfelhő sűrűsödni kezdett saját súlya hatására. A gáz nagy része összeállt Nappá, a maradék anyag pedig létrehozta az őt körülvevő bolygókorongot. Mielőtt formát öltött volna, a gázmolekulák és a porrészecskék minden irányban egyenletesen mozogtak határain belül. De egy ponton véletlenszerűen egyes gáz- és pormolekulák egyesítették energiájukat egy irányba. Ez meghatározta a lemez forgásirányát. Ahogy a gázfelhő összenyomódni kezdett, forgása felgyorsult. Ugyanez a folyamat megy végbe, amikor a korcsolyázók gyorsabban kezdenek pörögni, ha a karjukat közelebb nyomják a testükhöz.

Az űrben nem sok olyan tényező van, amely a bolygók forgását okozhatja. Ezért, ha elkezdenek forogni, ez a folyamat nem áll le. A forgó fiatal Naprendszer nagy szögimpulzussal rendelkezik. Ez a jellemző egy tárgy azon tendenciáját írja le, hogy tovább pörögjön. Feltételezhető, hogy valószínűleg minden exobolygó ugyanabban az irányban kezd forogni a csillagai körül, amikor bolygórendszerük kialakul.

És mi fordítva forogunk!

Érdekes, hogy a Naprendszerben egyes bolygók forgási iránya ellentétes a Nap körüli mozgásukkal. A Vénusz a Földhöz képest ellenkező irányba forog. Az Uránusz forgástengelye pedig 90 fokkal el van döntve. A tudósok nem teljesen értik azokat a folyamatokat, amelyek hatására ezek a bolygók ilyen forgási irányokat kaptak. De vannak sejtéseik. A Vénusz egy másik kozmikus testtel való ütközés eredményeként kaphatta ezt a forgást a kialakulásának korai szakaszában. Vagy talán a Vénusz ugyanúgy forogni kezdett, mint a többi bolygó. De idővel a Nap gravitációja lassítani kezdte a forgását a sűrű felhők miatt. Ami a bolygó magja és köpenye közötti súrlódással együtt a bolygó másik irányba forogását okozta.

Az Uránusz esetében a tudósok azt sugallták, hogy a bolygó hatalmas sziklás törmelékkel ütközött. Vagy talán több különböző objektummal, amelyek megváltoztatták a forgástengelyét.

Az ilyen anomáliák ellenére egyértelmű, hogy a térben lévő összes tárgy egy vagy másik irányba forog.

Minden forog

Az aszteroidák forognak. A csillagok forognak. A NASA szerint a galaxisok is forognak. A Naprendszernek 230 millió évre van szüksége ahhoz, hogy a Tejútrendszer közepe körül egy forradalmat teljesítsen. Az Univerzum leggyorsabban forgó objektumai közé tartoznak a sűrű, kerek tárgyak, amelyeket pulzároknak neveznek. Ezek hatalmas csillagok maradványai. Egyes város méretű pulzárok másodpercenként több százszor is megfordulhatnak tengelyük körül. Közülük a leggyorsabb és leghíresebb, 2006-ban felfedezett, Terzan 5ad néven 716-szor forog másodpercenként.

A fekete lyukak ezt még gyorsabban megtehetik. Egyikük, az úgynevezett GRS 1915+105, úgy vélik, hogy másodpercenként 920 és 1150 között képes pörögni.

A fizika törvényei azonban kérlelhetetlenek. Végül minden forgás lelassul. Amikor négynaponta egy fordulattal megfordult a tengelye körül. Ma csillagunknak körülbelül 25 napra van szüksége egy forradalom teljesítéséhez. A tudósok úgy vélik, hogy ennek az az oka, hogy a Nap mágneses tere kölcsönhatásba lép a napszéllel. Ez az, ami lassítja a forgását.

A Föld forgása is lassul. A Hold gravitációja úgy hat a Földre, hogy lassan lelassítja a forgását. A tudósok számításai szerint a Föld forgása összesen mintegy 6 órával lassult le az elmúlt 2740 év során. Ez mindössze 1,78 milliszekundumot jelent egy évszázad leforgása alatt.

Ha hibát talál, jelöljön ki egy szövegrészt, és kattintson rá Ctrl+Enter.

A Föld gömb alakú, de nem tökéletes gömb. A forgás miatt a bolygó kissé lapított a pólusokon, ezt az alakot általában gömbnek vagy geoidnak nevezik - „mint a föld”.

A föld hatalmas, méreteit nehéz elképzelni. Bolygónk fő paraméterei a következők:

• Átmérő - 12570 km
• Egyenlítő hossza - 40076 km
• Bármely meridián hossza 40008 km
• A Föld teljes felülete 510 millió km2
• A pólusok sugara - 6357 km
• Egyenlítő sugara - 6378 km

A Föld egyszerre forog a Nap és saját tengelye körül.

Milyen típusú Föld mozgásokat ismer?
A Föld éves és napi forgása

A Föld forgása a tengelye körül

A Föld egy ferde tengely körül forog nyugatról keletre.

A földgömb felét megvilágítja a nap, ott ilyenkor nappal van, a másik fele árnyékban van, ott éjszaka van. A Föld forgása miatt a nappal és az éjszaka körforgása következik be. A Föld napi 24 óra alatt tesz meg egy fordulatot a tengelye körül.

A forgás következtében a mozgó áramlatok (folyók, szelek) az északi féltekén jobbra, a déli féltekén balra terelődnek.

A Föld forgása a Nap körül

A Föld körpályán forog a Nap körül, 1 év alatt teljes körforgást teljesítve. A Föld tengelye nem függőleges, a pályához képest 66,5°-os szöget zár be, ez a szög a teljes forgás alatt állandó marad. Ennek a forgásnak a fő következménye az évszakok változása.

Tekintsük a Föld Nap körüli forgásának szélső pontjait.

• december 22- téli napforduló. Ebben a pillanatban a déli trópus van a legközelebb a naphoz (a Nap a zenitjén van) - ezért a déli féltekén nyár van, az északi féltekén pedig tél. A déli féltekén rövidek az éjszakák december 22-én, a déli sarkkörön a nappal 24 óráig tart, az éjszaka nem jön. Az északi féltekén az északi sarkkörön minden fordítva van, az éjszaka 24 óráig tart.
• június 22- a nyári napforduló napja. Az északi trópus van a legközelebb a naphoz, az északi féltekén nyár van, a déli féltekén pedig tél. A déli sarkkörben az éjszaka 24 óráig tart, az északi körben viszont egyáltalán nincs éjszaka.
• március 21, szeptember 23- tavaszi és őszi napéjegyenlőség napjai Az Egyenlítő a Naphoz legközelebb van, mindkét féltekén egyenlő az éjszakával.

A Föld forgása a tengelye és a Nap körül A Föld alakja és méretei Wikipédia
Keresés a webhelyen:

Év

Idő egy forradalom föld körül Nap . Az éves mozgalom folyamatában a mi bolygó beköltözik hely 29,765 km/s átlagsebességgel, i.e. több mint 100 000 km/h.

szabálytalan

Az anomális év az az időszak idő két egymást követő passz között föld övé napközel . Időtartama 365,25964 napok . Körülbelül 27 perccel hosszabb, mint a futási idő tropikus(lásd itt) év. Ezt a perihélium pont helyzetének folyamatos változása okozza. A jelenlegi időszakban a Föld január 2-án halad át a perihélium ponton

szökőév

Minden negyedik évben, ahogy jelenleg a világ legtöbb országában használják naptár van egy extra napja – február 29. –, és szökőnapnak hívják. Bevezetésének szükségességét az adja, hogy föld egy forradalmat tesz körül Nap egész számmal nem egyenlő időszakra napok . Az éves hiba közel negyed napnak felel meg, és ezt négyévente egy „pótnap” bevezetése kompenzálja. Lásd még Gergely naptár .

sziderális (csillag)

Idő forgalom föld körül Nap koordinátarendszerében a „rögzített csillagok ”, azaz mintha „amikor ránézünk Naprendszer kívülről." 1950-ben 365 volt napok , 6 óra, 9 perc, 9 másodperc.

Mások vonzásának zavaró hatása alatt bolygók , főleg Jupiter És Szaturnusz , az év hossza több perces ingadozásoknak van kitéve.

Ráadásul az év hossza 0,53 másodperccel csökken száz évenként. Ez azért van így, mert a Föld az árapály-erők hatására lelassítja a Nap forgását a tengelye körül (lásd az ábrát). Ebbs és flows ). A szögimpulzus megmaradásának törvénye szerint azonban ezt kompenzálja az a tény, hogy a Föld eltávolodik a Naptól és a második Kepler törvénye keringési ideje megnő.

tropikus

A Föld egy ferde tengely körül forog nyugatról keletre. A földgömb felét megvilágítja a nap, ott ilyenkor nappal van, a másik fele árnyékban van, ott éjszaka van. A Föld forgása miatt a nappal és az éjszaka körforgása következik be. A Föld napi 24 óra alatt tesz meg egy fordulatot a tengelye körül.

A forgás következtében a mozgó áramlatok (folyók, szelek) az északi féltekén jobbra, a déli féltekén balra terelődnek.

A Föld forgása a Nap körül

A Föld körpályán forog a Nap körül, 1 év alatt teljes körforgást teljesítve. A Föld tengelye nem függőleges, a pályához képest 66,5°-os szöget zár be, ez a szög a teljes forgás alatt állandó marad. Ennek a forgásnak a fő következménye az évszakok változása.

Tekintsük a Föld forgását a Nap körül.

• december 22- téli napforduló. Ebben a pillanatban a déli trópus van a legközelebb a naphoz (a Nap a zenitjén van) - ezért a déli féltekén nyár van, az északi féltekén pedig tél. A déli féltekén rövidek az éjszakák december 22-én, a déli sarkkörön a nappal 24 óráig tart, az éjszaka nem jön. Az északi féltekén az északi sarkkörön minden fordítva van, az éjszaka 24 óráig tart.
• június 22- a nyári napforduló napja. Az északi trópus van a legközelebb a naphoz, az északi féltekén nyár van, a déli féltekén pedig tél. A déli sarkkörben az éjszaka 24 óráig tart, az északi körben viszont egyáltalán nincs éjszaka.
• március 21, szeptember 23- tavaszi és őszi napéjegyenlőség napjai Az Egyenlítő a Naphoz legközelebb van, mindkét féltekén egyenlő az éjszakával.