Kako se zemlja in sonce vrtita. S kakšno hitrostjo se zemlja vrti okoli svoje osi?

V = (Re R p R p 2 + R e 2 t g 2 φ + R p 2 h R p 4 + Re 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 )))\desno)\omega ), Kje R e (\displaystyle R_(e))= 6378,1 km - ekvatorialni polmer, R p (\displaystyle R_(p))= 6356,8 km - polarni radij.

• Letalo, ki leti s to hitrostjo od vzhoda proti zahodu (na višini 12 km: 936 km/h na širini Moskve, 837 km/h na širini Sankt Peterburga), bo v inercialnem referenčnem sistemu mirovalo.
• Superpozicija vrtenja Zemlje okoli svoje osi s periodo enega zvezdnega dneva in okoli Sonca s periodo enega leta vodi do neenakosti sončnih in zvezdnih dni: povprečna dolžina sončnega dneva je točno 24 ur, kar je 3 minute 56 sekund daljše od zvezdastega dneva.

Fizični pomen in eksperimentalna potrditev

Fizični pomen vrtenja Zemlje okoli svoje osi

Ker je vsako gibanje relativno, je treba navesti določen referenčni sistem, glede na katerega se preučuje gibanje določenega telesa. Ko pravijo, da se Zemlja vrti okoli namišljene osi, je mišljeno, da izvaja rotacijsko gibanje glede na kateri koli inercialni referenčni okvir, obdobje te rotacije pa je enako stranskemu dnevu - obdobju popolne revolucije Zemlje ( nebesna sfera) glede na nebesno sfero (Zemljo).

Vsi eksperimentalni dokazi o vrtenju Zemlje okoli svoje osi se spuščajo v dokaz, da je referenčni sistem, povezan z Zemljo, neinercialni referenčni sistem posebne vrste - referenčni sistem, ki izvaja rotacijsko gibanje glede na inercialne referenčne sisteme.

Za razliko od vztrajnostnega gibanja (tj. enakomernega premočrtnega gibanja glede na vztrajnostne referenčne sisteme) za odkrivanje neinercialnega gibanja zaprtega laboratorija ni treba opazovati zunanjih teles - takšno gibanje se zazna z lokalnimi poskusi (tj. poskusi, izvedeni v tem laboratoriju). V tem pomenu besede lahko neinercialno gibanje, vključno z vrtenjem Zemlje okoli svoje osi, imenujemo absolutno.

Vztrajnostne sile

Učinki centrifugalne sile

Odvisnost pospeška prostega pada od geografske širine. Poskusi kažejo, da je pospešek prostega pada odvisen od geografske širine: bližje kot je tečaj, večji je. To je razloženo z delovanjem centrifugalne sile. Prvič, točke na zemeljskem površju, ki se nahajajo na višjih zemljepisnih širinah, so bližje osi vrtenja, zato se pri približevanju polu razdalja r (\displaystyle r) pada od osi vrtenja in doseže nič na polu. Drugič, z naraščajočo širino se kot med vektorjem centrifugalne sile in ravnino obzorja zmanjšuje, kar vodi do zmanjšanja navpične komponente centrifugalne sile.

Ta pojav so odkrili leta 1672, ko je francoski astronom Jean Richet med ekspedicijo v Afriki ugotovil, da nihalna ura na ekvatorju teče počasneje kot v Parizu. Newton je to kmalu pojasnil z besedami, da je nihajna doba nihala obratno sorazmerna s kvadratnim korenom gravitacijskega pospeška, ki se na ekvatorju zmanjša zaradi delovanja centrifugalne sile.

Oblatenost Zemlje. Vpliv centrifugalne sile vodi do sploščenosti Zemlje na polih. Ta pojav, ki sta ga napovedala Huygens in Newton ob koncu 17. stoletja, je prvi odkril Pierre de Maupertuis v poznih 1730-ih kot rezultat obdelave podatkov dveh francoskih odprav, posebej opremljenih za reševanje tega problema v Peruju (pod vodstvom Pierra Bouguerja in Charles de la Condamine ) in Laponska (pod vodstvom Alexisa Clairauta in samega Maupertuisa).

Učinki Coriolisove sile: laboratorijski poskusi

Ta učinek naj bi bil najjasneje izražen na polih, kjer je doba popolne rotacije ravnine nihala enaka rotacijski dobi Zemlje okoli svoje osi (zvezdni dan). Na splošno je obdobje obratno sorazmerno s sinusom geografske širine, na ekvatorju je ravnina nihanja nespremenjena.

Žiroskop- rotacijsko telo s pomembnim vztrajnostnim momentom obdrži vrtilno količino, če ni močnejših motenj. Foucault, ki je bil utrujen od razlage, kaj se zgodi s Foucaultovim nihalom, ki ni na polu, je razvil še eno demonstracijo: viseči žiroskop je ohranil svojo orientacijo, kar pomeni, da se je počasi obračal glede na opazovalca.

Odklon izstrelkov med streljanjem. Druga opazna manifestacija Coriolisove sile je odklon trajektorij projektilov (na desno na severni polobli, na levo na južni polobli), izstreljenih v vodoravni smeri. Z vidika inercialnega referenčnega sistema je za izstrelke, izstreljene vzdolž poldnevnika, to posledica odvisnosti linearne hitrosti vrtenja Zemlje od geografske širine: ko se premika od ekvatorja do pola, izstrelek zadrži vodoravna komponenta hitrosti ostane nespremenjena, medtem ko se linearna hitrost vrtenja točk na zemeljskem površju zmanjša, kar povzroči odmik izstrelka od poldnevnika v smeri vrtenja Zemlje. Če je bil strel izstreljen vzporedno z ekvatorjem, je odmik izstrelka od vzporednika posledica dejstva, da trajektorija izstrelka leži v isti ravnini s središčem Zemlje, medtem ko se točke na zemeljski površini gibljejo vzporedno. ravnina, ki je pravokotna na os vrtenja Zemlje. Ta učinek (za primer streljanja po meridianu) je predvidel Grimaldi v 40. letih 17. stoletja. in prvič objavil Riccioli leta 1651.

Odklon prosto padajočih teles od navpičnice. ( ) Če ima hitrost telesa veliko navpično komponento, je Coriolisova sila usmerjena proti vzhodu, kar vodi do ustreznega odstopanja trajektorije telesa, ki prosto pada (brez začetne hitrosti) z visokega stolpa. Če ga obravnavamo v inercialnem referenčnem okviru, je učinek razložen z dejstvom, da se vrh stolpa glede na središče Zemlje premika hitreje kot osnova, zaradi česar se tirnica telesa izkaže za ozko parabolo in telo je nekoliko pred vznožjem stolpa.

Eötvösov učinek. Na nizkih zemljepisnih širinah je Coriolisova sila pri gibanju vzdolž zemeljske površine usmerjena v navpični smeri in njeno delovanje povzroči povečanje ali zmanjšanje gravitacijskega pospeška, odvisno od tega, ali se telo premika proti zahodu ali vzhodu. Ta učinek se imenuje Eötvösov učinek v čast madžarskega fizika Loránda Eötvösa, ki ga je eksperimentalno odkril v začetku 20. stoletja.

Poskusi z uporabo zakona o ohranitvi kotne količine. Nekateri poskusi temeljijo na zakonu o ohranitvi vrtilne količine: v vztrajnostnem referenčnem sistemu se velikost kotne količine (enaka produktu vztrajnostnega momenta in kotne hitrosti vrtenja) ne spremeni pod vplivom notranjih sil. . Če je naprava v nekem začetnem trenutku mirujoča glede na Zemljo, potem je hitrost njenega vrtenja glede na inercialni referenčni sistem enaka kotni hitrosti vrtenja Zemlje. Če spremenite vztrajnostni moment sistema, se mora spremeniti kotna hitrost njegovega vrtenja, kar pomeni, da se bo začelo vrtenje glede na Zemljo. V neinercialnem referenčnem sistemu, povezanem z Zemljo, pride do rotacije kot posledica Coriolisove sile. To idejo je leta 1851 predlagal francoski znanstvenik Louis Poinsot.

Prvi tak poskus je izvedel Hagen leta 1910: dve uteži na gladki prečki sta bili nameščeni nepremično glede na površino Zemlje. Nato se je razdalja med bremeni zmanjšala. Posledično se je instalacija začela vrteti. Še bolj nazoren poskus je izvedel nemški znanstvenik Hans Bucka leta 1949. Palica, dolga približno 1,5 metra, je bila nameščena pravokotno na pravokoten okvir. Sprva je bila palica vodoravna, instalacija je bila glede na Zemljo nepremična. Nato je bila palica postavljena v navpični položaj, kar je povzročilo spremembo vztrajnostnega momenta naprave za približno 10 4-krat in njeno hitro vrtenje s kotno hitrostjo, 10 4-krat večjo od hitrosti vrtenja Zemlje.

Lijak v kopeli.

Ker je Coriolisova sila zelo šibka, ima zanemarljiv vpliv na smer vrtinčenja vode pri izsuševanju umivalnika ali kopalne kadi, zato na splošno smer vrtenja v lijaku ni povezana z vrtenjem Zemlje. Samo v skrbno nadzorovanih poskusih je mogoče ločiti učinek Coriolisove sile od drugih dejavnikov: na severni polobli se bo lijak vrtel v nasprotni smeri urinega kazalca, na južni polobli - obratno.

Učinki Coriolisove sile: pojavi v okoliški naravi

Optični poskusi

Številni poskusi, ki dokazujejo vrtenje Zemlje, temeljijo na Sagnacovem učinku: če obročni interferometer izvede rotacijsko gibanje, se zaradi relativističnih učinkov pojavi fazna razlika v nasprotno širjejočih se žarkih.

Kje A (\displaystyle A)- območje projekcije obroča na ekvatorialno ravnino (ravnina, pravokotna na os vrtenja), c (\displaystyle c)- hitrost svetlobe, ω (\displaystyle \omega )- kotna hitrost vrtenja. Za prikaz rotacije Zemlje je ta učinek uporabil ameriški fizik Michelson v seriji poskusov, izvedenih v letih 1923-1925. Pri sodobnih poskusih z uporabo Sagnacovega učinka je treba za kalibracijo obročnih interferometrov upoštevati rotacijo Zemlje.

Obstajajo številni drugi eksperimentalni prikazi Zemljine dnevne rotacije.

Neenakomerno vrtenje

Precesija in nutacija

Zgodovina ideje o dnevnem vrtenju Zemlje

Antika

Razlago dnevnega vrtenja neba z vrtenjem Zemlje okoli svoje osi sta prva predlagala predstavnika pitagorejske šole, Sirakužana Hicet in Ecphantus. Vrtenje Zemlje naj bi po nekaterih rekonstrukcijah potrdil tudi pitagorejec Filolaj iz Krotona (5. stoletje pr. n. št.). Izjava, ki jo je mogoče razlagati kot navedbo rotacije Zemlje, je vsebovana v Platonovem dialogu Timej .

Vendar pa se o Hiceti in Ecphantesu ne ve tako rekoč nič, včasih se postavlja pod vprašaj celo sam njun obstoj. Po mnenju večine znanstvenikov se Zemlja v Filolajevem svetovnem sistemu ne giblje rotacijsko, ampak translatorno okoli Centralnega ognja. V svojih drugih delih Platon sledi tradicionalnemu mnenju, da je Zemlja nepremična. Do nas pa so prišli številni dokazi, da je idejo o vrtenju Zemlje zagovarjal filozof Heraklid iz Ponta (IV. stoletje pr. n. št.). Verjetno je še ena Heraklidova predpostavka povezana s hipotezo o vrtenju Zemlje okoli svoje osi: vsaka zvezda predstavlja svet, vključno z zemljo, zrakom, etrom, in vse to se nahaja v neskončnem prostoru. Dejansko, če je dnevna rotacija neba odraz rotacije Zemlje, potem izgine predpogoj, da bi šteli, da so zvezde na isti krogli.

Približno stoletje pozneje je predpostavka o rotaciji Zemlje postala del prve, ki jo je predlagal veliki astronom Aristarh s Samosa (3. stoletje pr. n. št.). Aristarha je podpiral babilonski Selevk (2. stoletje pr. n. št.), pa tudi Heraklid iz Ponta, ki je menil, da je vesolje neskončno. Dejstvo, da je ideja o dnevnem vrtenju Zemlje imela svoje zagovornike že v 1. stoletju našega štetja. e., kar dokazujejo nekatere izjave filozofov Seneke, Dercilida in astronoma Klavdija Ptolemaja. Velika večina astronomov in filozofov pa ni dvomila o negibnosti Zemlje.

Argumente proti ideji o gibanju Zemlje najdemo v delih Aristotela in Ptolomeja. Torej, v svoji razpravi O nebesih Aristotel upravičuje negibnost Zemlje z dejstvom, da na vrteči se Zemlji telesa, vržena navpično navzgor, ne morejo pasti na točko, od koder se je začelo njihovo gibanje: površina Zemlje bi se premaknila pod vrženim telesom. Drugi argument v prid negibnosti Zemlje, ki ga navaja Aristotel, temelji na njegovi fizikalni teoriji: Zemlja je težko telo in težka telesa se gibljejo proti središču sveta in ne vrtijo okoli njega.

Iz dela Ptolemaja izhaja, da so zagovorniki hipoteze o vrtenju Zemlje na te argumente odgovorili, da se zrak in vsi zemeljski predmeti gibljejo skupaj z Zemljo. Očitno je vloga zraka v tem argumentu bistveno pomembna, saj je implicirano, da njegovo gibanje skupaj z Zemljo skriva vrtenje našega planeta. Ptolomej temu ugovarja:

telesa v zraku vedno zaostajajo ... In če bi se telesa vrtela z zrakom kot ena celota, potem nobeno od njih ne bi bilo videti pred ali za drugim, ampak bi ostalo na mestu, v letu in metanju ne bi delal odstopanj ali premikov na drugo mesto, kot so tisti, ki jih osebno vidimo, in se sploh ne bi upočasnili ali pospešili, ker Zemlja ni negibna.

Srednja leta

Indija

Prvi srednjeveški avtor, ki je predlagal, da se Zemlja vrti okoli svoje osi, je bil veliki indijski astronom in matematik Aryabhata (konec 5. - začetek 6. stoletja). V svoji razpravi jo formulira na več mestih Aryabhatiya, Na primer:

Tako kot človek na ladji, ki se giblje naprej, vidi nepremične predmete, ki se premikajo nazaj, tako opazovalec... vidi zvezde nepremične, ki se premikajo v ravni črti proti zahodu.

Ni znano, ali ta ideja pripada samemu Aryabhati ali si jo je izposodil od starogrških astronomov.

Aryabhata je podpiral samo en astronom, Prthudaka (9. stoletje). Večina indijskih znanstvenikov je branila negibnost Zemlje. Tako je astronom Varahamihira (6. stoletje) trdil, da se na vrteči se Zemlji ptice, ki letijo po zraku, ne morejo vrniti v svoja gnezda, kamni in drevesa pa bi odleteli s površja Zemlje. Tudi izjemen astronom Brahmagupta (6. stoletje) je ponovil staro trditev, da se lahko telo, ki pade z visoke gore, potopi do njenega vznožja. Hkrati pa je zavrnil enega od Varahamihirovih argumentov: po njegovem mnenju, tudi če bi se Zemlja vrtela, predmeti zaradi gravitacije ne bi mogli odleteti z nje.

islamski vzhod

O možnosti vrtenja Zemlje so razmišljali številni znanstveniki muslimanskega vzhoda. Tako je slavni geometer al-Sijizi izumil astrolab, katerega princip delovanja temelji na tej predpostavki. Nekateri islamski učenjaki (katerih imena niso dosegla nas) so celo našli pravilen način za zavrnitev glavnega argumenta proti vrtenju Zemlje: navpičnost poti padajočih teles. V bistvu je bilo predstavljeno načelo superpozicije gibanj, po katerem lahko vsako gibanje razčlenimo na dve ali več komponent: glede na površino vrteče se Zemlje se padajoče telo giblje po navpičnici, toda točka, ki je projekcijo te premice na površje Zemlje bi prenesli z njenim vrtenjem. To dokazuje slavni enciklopedist al-Biruni, ki pa je bil sam nagnjen k nepremičnosti Zemlje. Po njegovem mnenju, če na padajoče telo deluje neka dodatna sila, potem bo rezultat njenega delovanja na vrtečo se Zemljo povzročil nekatere učinke, ki jih dejansko ne opazimo.

Med znanstveniki 13.–16. stoletja, povezanimi z observatoriji Maragha in Samarkand, se je pojavila razprava o možnosti empirične utemeljitve negibnosti Zemlje. Tako je slavni astronom Qutb ad-Din ash-Shirazi (XIII-XIV. stoletje) verjel, da je negibnost Zemlje mogoče preveriti s poskusom. Po drugi strani pa je ustanovitelj observatorija Maragha Nasir ad-Din al-Tusi verjel, da če bi se Zemlja vrtela, bi to vrtenje delila plast zraka, ki meji na njeno površino, in vsa gibanja blizu površine Zemlje. Zemlja bi se zgodila popolnoma enako, kot če bi bila Zemlja negibna. To je utemeljil s pomočjo opazovanj kometov: po Aristotelu so kometi meteorološki pojav v višjih plasteh atmosfere; vendar astronomska opazovanja kažejo, da kometi sodelujejo pri dnevnem vrtenju nebesne krogle. Posledično zgornje plasti zraka odnaša vrtenje neba, torej lahko tudi spodnje plasti odnaša vrtenje Zemlje. Tako poskus ne more odgovoriti na vprašanje, ali se Zemlja vrti. Vendar je ostal zagovornik negibnosti Zemlje, saj je bilo to v skladu z Aristotelovo filozofijo.

Večina kasnejših islamskih učenjakov (al-Urdi, al-Qazwini, an-Naysaburi, al-Jurjani, al-Birjandi in drugi) se je strinjala z al-Tusijem, da bi se vsi fizični pojavi na vrteči se in mirujoči Zemlji zgodili na enak način. . Vendar se vloga zraka ni več štela za temeljno: vrteča se Zemlja ne prenaša le zraka, temveč tudi vse predmete. Posledično je za utemeljitev negibnosti Zemlje potrebno vključiti Aristotelove nauke.

Posebno stališče v teh sporih je zavzel tretji direktor Samarkandskega observatorija Alauddin Ali al-Kushchi (XV. stoletje), ki je zavračal Aristotelovo filozofijo in menil, da je vrtenje Zemlje fizično možno. V 17. stoletju je do podobnega sklepa prišel iranski teolog in enciklopedist Baha ad-Din al-Amili. Po njegovem mnenju astronomi in filozofi niso predložili dovolj dokazov, ki bi ovrgli vrtenje Zemlje.

latinski zahod

Podrobno razpravo o možnostih gibanja Zemlje najdemo v spisih pariških sholastikov Jeana-Buridana, Alberta Saškega in Nikolaja Oresmskega (druga polovica 14. stoletja). Najpomembnejši argument v prid rotacije Zemlje in ne neba, ki ga navajajo v svojih delih, je majhnost Zemlje v primerjavi z Vesoljem, zaradi česar je pripisovanje dnevne rotacije neba Vesolju zelo nenaravno.

Vendar pa so vsi ti znanstveniki nazadnje zavrnili rotacijo Zemlje, čeprav iz različnih razlogov. Tako je Albert Saški menil, da ta hipoteza ni sposobna razložiti opazovanih astronomskih pojavov. S tem se upravičeno nista strinjala Buridan in Oresme, po katerem naj bi se nebesni pojavi dogajali na enak način ne glede na to, ali vrtenje izvaja Zemlja ali Kozmos. Buridan je lahko našel le en pomemben argument proti vrtenju Zemlje: puščice, izstreljene navpično navzgor, padajo navzdol po navpičnici, čeprav bi morale z vrtenjem Zemlje po njegovem mnenju zaostajati za gibanjem Zemlje in padati proti zahodu. točke strela.

Toda tudi ta argument je Oresme zavrnil. Če se Zemlja vrti, potem puščica leti navpično navzgor in se hkrati premika proti vzhodu, pri čemer jo ujame zrak, ki se vrti z Zemljo. Tako bi morala puščica pasti na isto mesto, od koder je bila izstreljena. Čeprav je tukaj ponovno omenjena očarljiva vloga zraka, ta v resnici nima posebne vloge. O tem govori naslednja analogija:

Podobno, če bi bil zrak zaprt v premikajoči se ladji, bi se človeku, ki je obkrožen s tem zrakom, zdelo, da se zrak ne premika ... Če bi bil človek na ladji, ki se premika z veliko hitrostjo proti vzhodu, ne da bi se tega zavedal gibanje, in če bi iztegnil roko v ravni črti vzdolž jambora ladje, bi se mu zdelo, da se njegova roka premika linearno; na enak način se nam po tej teoriji zdi, da se isto zgodi s puščico, ko jo izstrelimo navpično navzgor ali navpično navzdol. Znotraj ladje, ki se giblje z veliko hitrostjo proti vzhodu, se lahko dogajajo različna gibanja: vzdolžno, prečno, navzdol, navzgor, v vse smeri – in se zdijo povsem enaka kot takrat, ko ladja miruje.

Nato Oresme poda formulacijo, ki predvideva načelo relativnosti:

Zato sklepam, da je nemogoče dokazati z nobenim poskusom, da se nebesa gibljejo dnevno, zemlja pa ne.

Vendar pa je bila Oresmejeva končna sodba o možnosti rotacije Zemlje negativna. Osnova za ta sklep je bilo besedilo Svetega pisma:

Vendar zaenkrat vsi podpirajo in verjamem, da se [Nebesa] in ne Zemlja premikajo, kajti »Bog je naredil krog Zemlje, ki se ne bo premaknil«, kljub vsem argumentom o nasprotnem.

Možnost dnevnega vrtenja Zemlje so omenjali tudi srednjeveški evropski znanstveniki in kasnejši filozofi, vendar niso dodajali novih argumentov, ki jih Buridan in Oresme ne vsebujeta.

Tako skoraj nihče od srednjeveških znanstvenikov ni sprejel hipoteze o vrtenju Zemlje. Toda med njeno razpravo so znanstveniki vzhoda in zahoda izrazili veliko globokih misli, ki so jih kasneje ponovili znanstveniki novega veka.

Renesansa in moderni čas

V prvi polovici 16. stoletja je bilo objavljenih več del, ki so trdila, da je vzrok dnevnega vrtenja neba vrtenje Zemlje okoli svoje osi. Ena izmed njih je bila razprava Italijana Celia Calcagninija »O dejstvu, da je nebo nepremično in se Zemlja vrti, ali o večnem gibanju Zemlje« (napisano okoli leta 1525, objavljeno leta 1544). Na svoje sodobnike ni naredil velikega vtisa, saj je takrat že izšlo temeljno delo poljskega astronoma Nikolaja Kopernika »O rotacijah nebesnih sfer« (1543), kjer je postavljena hipoteza o dnevnem vrtenju Zemlja je postala del heliocentričnega sistema sveta, tako kot Aristarh s Samosa. Kopernik je svoje misli pred tem orisal v majhnem ročno napisanem eseju Majhen komentar(ne prej kot 1515). Dve leti prej kot glavno Kopernikovo delo je izšlo delo nemškega astronoma Georga Joachima Rheticusa. Prva pripoved(1541), kjer je bila Kopernikova teorija poljudno razložena.

V 16. stoletju so Kopernika v celoti podpirali astronomi Thomas Digges, Rheticus, Christoph Rothmann, Michael Möstlin, fiziki Giambatista Benedetti, Simon Stevin, filozof Giordano Bruno in teolog Diego de Zuniga. Nekateri znanstveniki so sprejeli vrtenje Zemlje okoli svoje osi in zavrnili njeno translacijsko gibanje. To je bilo stališče nemškega astronoma Nicholasa Reimersa, znanega tudi kot Ursus, pa tudi italijanskih filozofov Andrea Cesalpino in Francesco Patrizi. Stališče izjemnega fizika Williama Hilberta, ki je podpiral osno vrtenje Zemlje, ni pa se izrekel o njenem translacijskem gibanju, ni povsem jasno. V začetku 17. stoletja je heliocentrični sistem sveta (vključno z vrtenjem Zemlje okoli svoje osi) dobil impresivno podporo Galilea Galileia in Johannesa Keplerja. Najvplivnejša nasprotnika ideje o gibanju Zemlje v 16. in zgodnjem 17. stoletju sta bila astronoma Tycho Brahe in Christopher Clavius.

Hipoteza o vrtenju Zemlje in nastanek klasične mehanike

V bistvu v XVI-XVII stoletju. edini argument v prid aksialne rotacije Zemlje je bil, da v tem primeru zvezdni sferi ni treba pripisovati ogromnih vrtilnih hitrosti, ker je bilo že v antiki zanesljivo ugotovljeno, da velikost vesolja bistveno presega velikost Zemlje (ta argument je bil tudi pri Buridanu in Oresmeju).

Proti tej hipotezi so bili izraženi premisleki, ki temeljijo na dinamičnih konceptih tistega časa. Najprej je to navpičnost poti padajočih teles. Pojavili so se tudi drugi argumenti, na primer enak strelni doseg v vzhodni in zahodni smeri. Na vprašanje o neopazljivosti učinkov dnevne rotacije v zemeljskih poskusih je Kopernik zapisal:

Ne vrti se le Zemlja, z njo povezan vodni element, temveč tudi precejšen del zraka in vse, kar je Zemlji kakor koli sorodno, ali Zemlji najbližji zrak, nasičen z zemeljsko in vodno snovjo, sledi njej. enaki naravni zakoni kot Zemlja ali pa je pridobil gibanje, ki ji ga posreduje sosednja Zemlja v stalnem vrtenju in brez kakršnega koli upora

Tako ima glavno vlogo pri neopazljivosti vrtenja Zemlje vnos zraka z njenim vrtenjem. Enakega mnenja je bila večina kopernikov v 16. stoletju.

Zagovorniki neskončnosti Vesolja v 16. stoletju so bili tudi Thomas Digges, Giordano Bruno, Francesco Patrizi – vsi so zagovarjali hipotezo, da se Zemlja vrti okoli svoje osi (prva dva pa tudi okoli Sonca). Christoph Rothmann in Galileo Galilei sta verjela, da se zvezde nahajajo na različnih razdaljah od Zemlje, čeprav nista izrecno govorila o neskončnosti vesolja. Po drugi strani pa je Johannes Kepler zanikal neskončnost vesolja, čeprav je bil zagovornik rotacije Zemlje.

Verski kontekst za razpravo o rotaciji Zemlje

Številni ugovori glede rotacije Zemlje so bili povezani z njegovimi nasprotji z besedilom Svetega pisma. Ti ugovori so bili dveh vrst. Prvič, citirana so bila nekatera mesta v Svetem pismu, ki potrjujejo, da je Sonce tisto, ki dnevno giblje, na primer:

Sonce vzhaja in sonce zahaja ter hiti na svoje mesto, kjer vzhaja.

V tem primeru je bilo prizadeto osno vrtenje Zemlje, saj je gibanje Sonca od vzhoda proti zahodu del dnevne rotacije neba. V zvezi s tem je bil pogosto citiran odlomek iz Jozuetove knjige:

Jezus je vpil h Gospodu na dan, ko je Gospod izročil Amorejce v Izraelove roke, ko jih je premagal v Gibeonu in so bili potolčeni pred Izraelovimi sinovi, in rekel pred Izraelci: Stopi, sonce, nad Gibeon , in luna, nad dolino Avalon. !

Ker je ukaz za ustavitev dobil Sonce in ne Zemlja, so sklepali, da dnevno gibanje izvaja Sonce. Drugi odlomki so bili navedeni v podporo nepremičnosti Zemlje, na primer:

Zemljo si postavil na trdne temelje: ne bo se omajla na veke vekov.

Za te odlomke je veljalo, da so v nasprotju s stališčem, da se Zemlja vrti okoli svoje osi, in revolucijo okoli Sonca.

Zagovorniki rotacije Zemlje (zlasti Giordano-Bruno, Johannes-Kepler in še posebej Galileo-Galilei) so zagovarjali na več frontah. Najprej so opozorili, da je Sveto pismo napisano v jeziku, razumljivem navadnim ljudem, in če bi njegovi avtorji podali znanstveno jasen jezik, ne bi moglo izpolniti svojega glavnega, verskega poslanstva. Tako je Bruno zapisal:

V mnogih primerih je nespametno in nepriporočljivo sklepati v skladu z resnico, namesto glede na dani primer in priročnost. Na primer, če je modrec namesto besed: »Sonce se rodi in vzhaja, gre skozi poldne in se nagne proti Akvilonu« rekel: »Zemlja gre v krogu proti vzhodu in zapusti sonce, ki zaide, se nagne proti dvema tropoma, od Raka do Juga, od Kozoroga do Akvilona,« potem bi poslušalci začeli razmišljati: »Kako? Ali pravi, da se zemlja premika? Kakšna novica je to? Na koncu bi ga imeli za bedaka in res bi bil bedak.

Takšen odgovor je bil dan predvsem na ugovore glede dnevnega gibanja Sonca. Drugič, opozorjeno je bilo, da je treba nekatere odlomke Svetega pisma razlagati alegorično (glej članek Svetopisemski alegorizem). Tako je Galileo opozoril, da če Sveto pismo vzamemo dobesedno v celoti, se bo izkazalo, da ima Bog roke, je podvržen čustvom, kot je jeza itd. Na splošno je glavna ideja zagovornikov doktrine gibanja Zemlje je bilo, da imata znanost in vera različne cilje: znanost preučuje pojave materialnega sveta, vodena z argumenti razuma, cilj religije je moralno izboljšanje človeka, njegova odrešitev. Galileo je v zvezi s tem citiral kardinala Baronija, da Sveto pismo uči, kako se povzpeti v nebesa, ne pa, kako nebesa delujejo.

Katoliška cerkev je te argumente štela za neprepričljive in leta 1616 je bila doktrina o vrtenju Zemlje prepovedana, leta 1631 pa je Galileja zaradi obrambe obsodila inkvizicija. Zunaj Italije pa ta prepoved ni bistveno vplivala na razvoj znanosti in je pripomogla predvsem k upadu avtoritete same katoliške cerkve.

Dodati je treba, da verskih argumentov proti gibanju Zemlje niso podali le cerkveni voditelji, ampak tudi znanstveniki (na primer Tycho Brahe). Po drugi strani pa je katoliški menih Paolo Foscarini napisal kratek esej »Pismo o pogledih Pitagorejcev in Kopernika na gibljivost Zemlje in negibnost Sonca ter o novem pitagorejskem sistemu vesolja« (1615), kjer je izrazil razmišljanja, ki so blizu Galilejevim, španski teolog Diego de Zuniga pa je celo uporabil Kopernikovo teorijo za razlago nekaterih odlomkov Svetega pisma (čeprav si je kasneje premislil). Tako konflikt med teologijo in naukom o gibanju Zemlje ni bil toliko konflikt med znanostjo in religijo kot tako, temveč konflikt med starimi (že zastarelimi v začetku 17. stoletja) in novimi metodološkimi principi, na katerih temelji znanost. .

Pomen hipoteze o vrtenju Zemlje za razvoj znanosti

Razumevanje znanstvenih problemov, ki jih odpira teorija o vrteči se Zemlji, je prispevalo k odkritju zakonov klasične mehanike in oblikovanju nove kozmologije, ki temelji na ideji o brezmejnosti vesolja. Protislovja med to teorijo in dobesednim branjem Svetega pisma, o katerih smo razpravljali med tem procesom, so prispevala k razmejitvi naravoslovja in vere.

Naš planet je nenehno v gibanju:

• vrtenje okoli lastne osi, gibanje okoli Sonca;
• vrtenje s Soncem okoli središča naše galaksije;
• gibanje glede na središče lokalne skupine galaksij in drugo.

Gibanje Zemlje okoli lastne osi

Vrtenje Zemlje okoli svoje osi(slika 1). Zemljina os je namišljena črta, okoli katere se vrti. Ta os je odmaknjena za 23°27" od pravokotnice na ravnino ekliptike. Zemljina os seka Zemljino površje v dveh točkah - polih - severnem in južnem. Gledano s severnega tečaja se vrtenje Zemlje dogaja v nasprotni smeri urnega kazalca oz. , kot se običajno verjame, od zahoda proti vzhodu.Planet se v enem dnevu popolnoma obrne okoli svoje osi.

riž. 1. Vrtenje Zemlje okoli svoje osi

Dan je časovna enota. Obstajajo zvezdni in sončni dnevi.

Siderični dan- to je časovno obdobje, v katerem se bo Zemlja obrnila okoli svoje osi glede na zvezde. Enaki so 23 ur 56 minut 4 sekunde.

Sončen dan- to je časovno obdobje, v katerem se Zemlja obrne okoli svoje osi glede na Sonce.

Kot vrtenja našega planeta okoli svoje osi je na vseh zemljepisnih širinah enak. V eni uri se vsaka točka na Zemljinem površju premakne za 15° od svojega prvotnega položaja. Toda hkrati je hitrost gibanja obratno sorazmerna z geografsko širino: na ekvatorju je 464 m/s, na zemljepisni širini 65° pa le 195 m/s.

Vrtenje Zemlje okoli svoje osi leta 1851 je v svojem poskusu dokazal J. Foucault. V Parizu so v Panteonu pod kupolo obesili nihalo, pod njim pa krog z delitvami. Z vsakim naslednjim premikom je nihalo končalo na novih razdelkih. To se lahko zgodi le, če se površina Zemlje pod nihalom vrti. Položaj nihalne ravnine nihala na ekvatorju se ne spremeni, ker ravnina sovpada s poldnevnikom. Vrtenje Zemlje po osi ima pomembne geografske posledice.

Ko se Zemlja vrti, nastane centrifugalna sila, ki igra pomembno vlogo pri oblikovanju oblike planeta in zmanjšuje gravitacijsko silo.

Druga najpomembnejša posledica aksialne rotacije je nastanek rotacijske sile - Coriolisove sile. V 19. stoletju prvi jo je izračunal francoski znanstvenik s področja mehanike G. Coriolis (1792-1843). To je ena od vztrajnostnih sil, uvedenih za upoštevanje vpliva rotacije gibljivega referenčnega sistema na relativno gibanje materialne točke. Njegov učinek lahko na kratko izrazimo na naslednji način: vsako gibajoče se telo na severni polobli je odklonjeno v desno, na južni polobli pa v levo. Na ekvatorju je Coriolisova sila enaka nič (slika 3).

riž. 3. Delovanje Coriolisove sile

Delovanje Coriolisove sile se razširi na številne pojave geografskega ovoja. Njegov odklonski učinek je še posebej opazen v smeri gibanja zračnih mas. Pod vplivom odklonske sile rotacije Zemlje vetrovi zmernih zemljepisnih širin obeh polobel prevzamejo pretežno zahodno smer, v tropskih zemljepisnih širinah pa vzhodno. Podobno manifestacijo Coriolisove sile najdemo v smeri gibanja oceanskih voda. S to silo je povezana tudi asimetrija rečnih dolin (na severni polobli je desni breg običajno visok, na južni pa levi breg).

Vrtenje Zemlje okoli svoje osi vodi tudi do gibanja sončne svetlobe po zemeljski površini od vzhoda proti zahodu, torej do menjave dneva in noči.

Menjava dneva in noči ustvarja dnevni ritem v živi in ​​neživi naravi. Cirkadiani ritem je tesno povezan s svetlobnimi in temperaturnimi razmerami. Znano je dnevno nihanje temperature, dnevni in nočni vetrič ... Cirkadiani ritmi se pojavljajo tudi v živi naravi - fotosinteza je mogoča le podnevi, večina rastlin cvetove odpre ob različnih urah; Nekatere živali so aktivne podnevi, druge ponoči. Tudi človeško življenje teče v cirkadianem ritmu.

Druga posledica vrtenja Zemlje okoli svoje osi je časovna razlika na različnih točkah našega planeta.

Od leta 1884 je bil sprejet pasovni čas, to je, da je bila celotna površina Zemlje razdeljena na 24 časovnih pasov po 15°. zadaj standardni čas vzemite lokalni čas srednjega poldnevnika vsakega območja. Čas v sosednjih časovnih pasovih se razlikuje za eno uro. Meje pasov so začrtane ob upoštevanju političnih, upravnih in gospodarskih meja.

Za ničelni pas velja Greenwiški pas (imenovan po observatoriju Greenwich pri Londonu), ki poteka na obeh straneh začetnega poldnevnika. Upošteva se čas začetnega poldnevnika Univerzalni čas.

Poldnevnik 180° velja za mednarodni datumska vrstica- konvencionalna črta na površini sveta, na obeh straneh katere ure in minute sovpadajo, koledarski datumi pa se razlikujejo za en dan.

Za bolj racionalno izrabo dnevne svetlobe poleti je naša država leta 1930 uvedla porodniški čas, eno uro pred časovnim pasom. Da bi to dosegli, so urine kazalce premaknili za eno uro naprej. V zvezi s tem Moskva, ki je v drugem časovnem pasu, živi po času tretjega časovnega pasu.

Od leta 1981 se od aprila do oktobra čas premika za eno uro naprej. To je tako imenovani poletni čas. Uveden je zaradi varčevanja z energijo. Poleti je Moskva dve uri pred standardnim časom.

Čas časovnega pasu, v katerem se nahaja Moskva, je Moskva.

Gibanje Zemlje okoli Sonca

Ko se Zemlja vrti okoli svoje osi, se hkrati giblje okoli Sonca in kroži okoli kroga v 365 dneh 5 urah 48 minutah 46 sekundah. To obdobje se imenuje astronomsko leto. Za udobje velja, da je v letu 365 dni in vsaka štiri leta, ko se "nabere" 24 ur od šestih ur, ni 365, ampak 366 dni v letu. Letos se imenuje prestopno leto en dan pa se doda februarju.

Pot v vesolju, po kateri se Zemlja giblje okoli Sonca, se imenuje orbita(slika 4). Zemljina orbita je eliptična, zato razdalja od Zemlje do Sonca ni konstantna. Ko je Zemlja v perihelij(iz grščine peri- blizu, blizu in helios- Sonce) - točka orbite, ki je najbližja Soncu - 3. januarja je razdalja 147 milijonov km. Na severni polobli je v tem času zima. Največja oddaljenost od Sonca v afelij(iz grščine aro- stran od in helios- Sonce) - največja oddaljenost od Sonca - 5. julij. To je enako 152 milijonov km. V tem času je na severni polobli poletje.

riž. 4. Gibanje Zemlje okoli Sonca

Letno gibanje Zemlje okoli Sonca opazujemo po nenehnem spreminjanju položaja Sonca na nebu - spreminjajo se opoldanska višina Sonca in položaj njegovega vzhoda in zahoda, trajanje svetlih in temnih delov dan se spremeni.

Pri gibanju po orbiti se smer zemeljske osi ne spreminja, vedno je usmerjena proti zvezdi Severnici.

Zaradi sprememb razdalje od Zemlje do Sonca, pa tudi zaradi naklona Zemljine osi glede na ravnino njenega gibanja okoli Sonca, je na Zemlji opazna neenakomerna porazdelitev sončnega sevanja skozi vse leto. Tako pride do menjave letnih časov, ki je značilna za vse planete, katerih os vrtenja je nagnjena na ravnino orbite. (ekliptika) drugačen od 90°. Orbitalna hitrost planeta na severni polobli je večja pozimi in manjša poleti. Zato zimsko polletje traja 179 dni, poletno polletje pa 186 dni.

Zaradi gibanja Zemlje okoli Sonca in nagiba Zemljine osi glede na ravnino njene orbite za 66,5° se na našem planetu poleg menjave letnih časov spreminja tudi dolžina dneva in noči.

Vrtenje Zemlje okoli Sonca in menjava letnih časov na Zemlji sta prikazana na sl. 81 (enakonočja in solsticiji v skladu z letnimi časi na severni polobli).

Samo dvakrat na leto - na dneve enakonočja sta dolžina dneva in noči po vsej Zemlji skoraj enaka.

Enakonočje- trenutek, ko središče Sonca med svojim navideznim letnim gibanjem vzdolž ekliptike prečka nebesni ekvator. Obstajata spomladansko in jesensko enakonočje.

Nagib rotacijske osi Zemlje okoli Sonca na dneve enakonočja 20. in 21. marca ter 22. in 23. septembra se izkaže za nevtralen glede na Sonce, deli planeta, ki so obrnjeni proti njemu, pa so enakomerno osvetljeni od pola do drog (slika 5). Sončni žarki padajo navpično na ekvator.

Najdaljši dan in najkrajša noč sta na poletni solsticij.

riž. 5. Osvetlitev Zemlje s Soncem v dneh enakonočja

Solsticij- trenutek, ko središče Sonca prečka točke ekliptike, ki so najbolj oddaljene od ekvatorja (solsticijske točke). Obstajata poletni in zimski solsticij.

Na dan poletnega solsticija, od 21. do 22. junija, zavzame Zemlja položaj, v katerem je severni konec njene osi nagnjen proti Soncu. In žarki ne padajo navpično na ekvator, ampak na severni trop, katerega zemljepisna širina je 23 ° 27". Ne samo polarna območja so osvetljena 24 ur na dan, ampak tudi prostor za njimi do zemljepisne širine 66 °. 33" (Arktični krog). Na južni polobli je v tem času osvetljen le tisti njen del, ki leži med ekvatorjem in južnim polarnim krogom (66°33"), zunaj njega zemeljsko površje ta dan ni osvetljeno.

Na dan zimskega solsticija, 21. in 22. decembra, se vse zgodi ravno obratno (slika 6). Sončni žarki že padajo navpično na južne trope. Območja, ki so osvetljena na južni polobli, niso le med ekvatorjem in tropom, ampak tudi okoli južnega tečaja. To stanje se nadaljuje do spomladanskega enakonočja.

riž. 6. Osvetlitev Zemlje na zimski solsticij

Na dveh vzporednikih Zemlje na dan solsticija je Sonce opoldne neposredno nad opazovalčevo glavo, torej v zenitu. Takšne vzporednice se imenujejo tropih. V severnem tropiku (23° S) je Sonce v zenitu 22. junija, v južnem tropiku (23° S) - 22. decembra.

Na ekvatorju je dan vedno enak noči. Vpadni kot sončnih žarkov na zemeljsko površino in dolžina dneva se tam malo spreminjata, zato menjava letnih časov ni izrazita.

Arktični krogi izjemne, ker so meje območij, kjer so polarni dnevi in ​​noči.

Polarni dan- obdobje, ko Sonce ne pade pod obzorje. Dlje kot je pol od arktičnega kroga, daljši je polarni dan. Na zemljepisni širini arktičnega kroga (66,5 °) traja le en dan, na polu pa 189 dni. Na severni polobli, na zemljepisni širini arktičnega kroga, se polarni dan opazuje 22. junija, na dan poletnega solsticija, na južni polobli, na zemljepisni širini južnega polarnega kroga, pa 22. decembra.

polarna noč traja od enega dneva na zemljepisni širini polarnega kroga do 176 dni na polih. Med polarno nočjo se Sonce ne pokaže nad obzorjem. Na severni polobli na zemljepisni širini polarnega kroga je ta pojav opazen 22. decembra.

Nemogoče je ne opaziti tako čudovitega naravnega pojava, kot so bele noči. Bele noči- to so svetle noči na začetku poletja, ko se večerna zarja združi z jutrom in somrak traja vso noč. Opazujemo jih na obeh poloblah na zemljepisnih širinah nad 60°, ko središče Sonca ob polnoči ne pade pod obzorje za največ 7°. V Sankt Peterburgu (približno 60° S) bele noči trajajo od 11. junija do 2. julija, v Arhangelsku (64° S) - od 13. maja do 30. julija.

Sezonski ritem v povezavi z letnim gibanjem vpliva predvsem na osvetljenost zemeljske površine. Glede na spremembo višine Sonca nad obzorjem na Zemlji jih je pet svetlobne cone. Vroče območje leži med severnim in južnim tropom (trop Raka in Tropik Kozoroga), zavzema 40% zemeljske površine in se odlikuje po največji količini toplote, ki prihaja od Sonca. Med tropiki in arktičnimi krogi na južni in severni polobli so zmerno svetla območja. Letni časi so tu že izraziti: dlje ko je od tropov, krajše in hladnejše je poletje, daljša in hladnejša je zima. Polarna območja na severni in južni polobli omejujejo arktični krogi. Tu je višina Sonca nad obzorjem skozi vse leto nizka, zato je količina sončne toplote minimalna. Za polarna območja so značilni polarni dnevi in ​​noči.

Odvisno od letnega gibanja Zemlje okoli Sonca ni le menjava letnih časov in s tem povezana neenakomernost osvetljenosti zemeljskega površja po zemljepisnih širinah, temveč tudi pomemben del procesov v geografskem ovoju: sezonske spremembe vremena, režim rek in jezer, ritmi v življenju rastlin in živali, vrste in čas kmetijskih del.

Koledar.Koledar- sistem za izračun dolgih časovnih obdobij. Ta sistem temelji na periodičnih naravnih pojavih, povezanih z gibanjem nebesnih teles. Koledar uporablja astronomske pojave – menjavo letnih časov, dneva in noči ter menjavo luninih faz. Prvi koledar je bil egipčanski, nastal je v 4. stoletju. pr. n. št e. Julij Cezar je 1. januarja 45 uvedel julijanski koledar, ki ga Ruska pravoslavna cerkev uporablja še danes. Glede na to, da je dolžina julijanskega leta za 11 minut 14 sekund daljša od astronomskega, je do 16. st. nabrala se je "napaka" 10 dni - dan pomladnega enakonočja se ni zgodil 21. marca, ampak 11. marca. To napako je leta 1582 popravil papež Gregor XIII. Štetje dni so premaknili za 10 dni naprej, dan po 4. oktobru pa je bilo predpisano, da se šteje za petek, vendar ne 5. oktober, ampak 15. oktober. Spomladansko enakonočje so ponovno vrnili na 21. marec in koledar so začeli imenovati gregorijanski. V Rusiji so ga uvedli leta 1918. Vendar pa ima tudi številne pomanjkljivosti: neenako dolžino mesecev (28, 29, 30, 31 dni), neenakost četrtin (90, 91, 92 dni), nedoslednost števila meseci po dnevih v tednu.

Milijarde let se Zemlja dan za dnem vrti okoli svoje osi. Zaradi tega so sončni vzhodi in zahodi običajni za življenje na našem planetu. Zemlja to počne, odkar je nastala pred 4,6 milijarde let. In to bo nadaljeval, dokler ne preneha obstajati. To se bo verjetno zgodilo, ko se bo Sonce spremenilo v rdečega velikana in pogoltnilo naš planet. Toda zakaj Zemlja?

Zakaj se Zemlja vrti?

Zemlja je nastala iz diska plina in prahu, ki se je vrtel okoli novorojenega Sonca. Zahvaljujoč temu prostorskemu disku so delci prahu in kamnin padli skupaj in oblikovali Zemljo. Ko je Zemlja rasla, so se vesoljske kamnine še naprej zaletavale v planet. In nanj so vplivali, da se je naš planet vrtel. In ker so vsi odpadki v zgodnjem Osončju krožili okoli Sonca v približno isti smeri, so trki, zaradi katerih se je Zemlja (in večina drugih teles v Osončju) zavrtela, zavrteli v isto smer.

Disk za plin in prah

Postavlja se razumno vprašanje: zakaj se je sam plinsko-prašni disk vrtel? Sonce in Osončje sta nastala v trenutku, ko se je oblak prahu in plina pod vplivom lastne teže začel zgoščevati. Večina plina se je združila v Sonce, preostali material pa je ustvaril planetarni disk, ki ga obkroža. Preden je dobil obliko, so se molekule plina in prašni delci premikali znotraj njegovih meja enakomerno v vse smeri. Toda v nekem trenutku so nekatere molekule plina in prahu naključno združile svojo energijo v eno smer. S tem je bila določena smer vrtenja diska. Ko se je plinski oblak začel stiskati, se je njegovo vrtenje pospešilo. Enak proces se zgodi, ko se drsalci začnejo vrteti hitreje, če roke pritisnejo bližje telesu.

V vesolju ni veliko dejavnikov, ki lahko povzročijo vrtenje planetov. Zato se ta proces, ko se začnejo vrteti, ne ustavi. Rotirajoči mladi sončni sistem ima velik kotni moment. Ta lastnost opisuje težnjo predmeta, da se še naprej vrti. Lahko domnevamo, da se verjetno tudi vsi eksoplaneti začnejo vrteti v isto smer okoli svojih zvezd, ko se oblikuje njihov planetarni sistem.

In vrtimo se vzvratno!

Zanimivo je, da imajo v sončnem sistemu nekateri planeti smer vrtenja nasprotno od svojega gibanja okoli Sonca. Venera se vrti v nasprotni smeri glede na Zemljo. In rotacijska os Urana je nagnjena za 90 stopinj. Znanstveniki ne razumejo popolnoma procesov, zaradi katerih so ti planeti pridobili takšne smeri vrtenja. Imajo pa nekaj ugibanj. Venera je to rotacijo morda prejela zaradi trka z drugim kozmičnim telesom v zgodnji fazi svojega nastanka. Morda pa se je Venera začela vrteti na enak način kot drugi planeti. Toda sčasoma je gravitacija Sonca začela upočasnjevati njegovo vrtenje zaradi gostih oblakov. Kar je v kombinaciji s trenjem med planetovim jedrom in plaščem povzročilo vrtenje planeta v drugo smer.

V primeru Urana so znanstveniki predlagali, da je planet trčil v ogromen skalnat odpadek. Ali morda z več različnimi predmeti, ki so spremenili svojo os vrtenja.

Kljub takšnim anomalijam je jasno, da se vsi predmeti v vesolju vrtijo v eno ali drugo smer.

Vse se vrti

Asteroidi se vrtijo. Zvezde se vrtijo. Po podatkih Nase se galaksije tudi vrtijo. Osončje potrebuje 230 milijonov let, da opravi en obrat okoli središča Rimske ceste. Nekateri najhitreje vrteči se predmeti v vesolju so gosti okrogli predmeti, imenovani pulsarji. So ostanki masivnih zvezd. Nekateri pulsarji v velikosti mesta se lahko vrtijo okoli svoje osi več stokrat na sekundo. Najhitrejši in najbolj znan med njimi, odkrit leta 2006 in imenovan Terzan 5ad, se zavrti 716-krat na sekundo.

Črne luknje lahko to storijo še hitreje. Ena izmed njih, imenovana GRS 1915+105, naj bi se lahko zavrtela med 920 in 1150-krat na sekundo.

Vendar so zakoni fizike neizprosni. Vse rotacije se sčasoma upočasnijo. Ko se je vrtel okoli svoje osi s hitrostjo enega obrata vsake štiri dni. Danes potrebuje naša zvezda približno 25 dni, da opravi en obrat. Znanstveniki menijo, da je razlog za to v interakciji Sončevega magnetnega polja s Sončevim vetrom. To je tisto, kar upočasni njegovo vrtenje.

Tudi vrtenje Zemlje se upočasnjuje. Lunina gravitacija vpliva na Zemljo tako, da ta počasi upočasnjuje svoje vrtenje. Znanstveniki so izračunali, da se je vrtenje Zemlje v zadnjih 2740 letih upočasnilo za skupaj približno 6 ur. To znaša samo 1,78 milisekunde v stoletju.

Če najdete napako, označite del besedila in kliknite Ctrl+Enter.

Zemlja je kroglasta, vendar ni popolna krogla. Zaradi rotacije je planet rahlo sploščen na polih; takšna figura se običajno imenuje sferoid ali geoid - "kot zemlja".

Zemlja je ogromna, težko si je predstavljati njeno velikost. Glavni parametri našega planeta so naslednji:

• Premer - 12570 km
• Dolžina ekvatorja - 40076 km
• Dolžina katerega koli poldnevnika je 40008 km
• Skupna površina Zemlje je 510 milijonov km2
• Polmer polov - 6357 km
• Polmer ekvatorja - 6378 km

Zemlja se istočasno vrti okoli sonca in okoli lastne osi.

Katere vrste gibanja Zemlje poznate?
Letna in dnevna rotacija Zemlje

Vrtenje Zemlje okoli svoje osi

Zemlja se vrti okoli nagnjene osi od zahoda proti vzhodu.

Polovica zemeljske oble je obsijana s soncem, tam je takrat dan, druga polovica je v senci, tam je noč. Zaradi vrtenja Zemlje pride do kroženja dneva in noči. Zemlja naredi en obrat okoli svoje osi v 24 urah – na dan.

Zaradi vrtenja se gibljivi tokovi (reke, vetrovi) na severni polobli odklanjajo v desno, na južni polobli pa v levo.

Vrtenje Zemlje okoli Sonca

Zemlja se vrti okoli sonca po krožni orbiti in opravi popolno revolucijo v 1 letu. Zemljina os ni navpična, nagnjena je pod kotom 66,5° glede na orbito, ta kot med celotno rotacijo ostane konstanten. Glavna posledica tega kroženja je menjava letnih časov.

Razmislimo o skrajnih točkah vrtenja Zemlje okoli Sonca.

• 22. december- Zimski solsticij. Južni trop je v tem trenutku najbližje soncu (sonce je v zenitu) - zato je na južni polobli poletje, na severni pa zima. Noči na južni polobli so kratke, 22. decembra v južnem polarnem krogu dan traja 24 ur, noč ne pride. Na severni polobli je vse obratno, na polarnem krogu noč traja 24 ur.
• 22. junij- dan poletnega solsticija. Severni trop je najbližje soncu, na severni polobli je poletje, na južni pa zima. V južnem polarnem krogu traja noč 24 ur, v severnem krogu pa noči sploh ni.
• 21. marec, 23. september- dneva spomladanskega in jesenskega enakonočja Ekvator je najbližje soncu, dan je na obeh poloblah enak noči.

Vrtenje Zemlje okoli svoje osi in okoli Sonca Oblika in dimenzije Zemlje Wikipedia
Iskanje po spletnem mestu:

leto

Čas ena revolucija Zemlja okoli sonce . V procesu letnega gibanja je naš planet vseli se prostora s povprečno hitrostjo 29,765 km/s, tj. več kot 100.000 km/h.

anomalistično

Anomalistično leto je obdobje čas med dvema zaporednima podajama Zemlja njegov perihelij . Njegovo trajanje je 365,25964 dnevi . Je približno 27 minut daljši od časa delovanja tropski(glej tukaj) let. To je posledica nenehnega spreminjanja položaja perihelijske točke. V trenutnem časovnem obdobju Zemlja preide točko perihelija 2. januarja

prestopno leto

Vsako četrto leto, kot se trenutno uporablja v večini držav sveta koledar ima dodaten dan - 29. februar - in se imenuje prestopni dan. Potreba po njegovi uvedbi je posledica dejstva, da Zemlja naredi eno revolucijo sonce za obdobje, ki ni enako celemu številu dnevi . Letna napaka je enaka skoraj četrtini dneva in se vsaka štiri leta kompenzira z uvedbo "dodatnega dneva". Poglej tudi Gregorijanski koledar .

zvezdni (zvezdni)

Čas promet Zemlja okoli sonce v koordinatnem sistemu »fiksnega zvezde «, tj. kot da bi »ob pogledu na solarni sistem od zunaj." Leta 1950 je bil enak 365 dnevi , 6 ur, 9 minut, 9 sekund.

Pod motečim vplivom privlačnosti drugih planeti , predvsem Jupiter in Saturn , je dolžina leta podvržena večminutnim nihanjem.

Poleg tega se dolžina leta skrajša za 0,53 sekunde na sto let. To se zgodi zato, ker Zemlja s plimskimi silami upočasnjuje vrtenje Sonca okoli svoje osi (glej sl. Plima in oseka ). Vendar se po zakonu o ohranitvi vrtilne količine to kompenzira z dejstvom, da se Zemlja oddaljuje od Sonca in po drugem Keplerjev zakon njegova obtočna doba se poveča.

tropski

Zemlja se vrti okoli nagnjene osi od zahoda proti vzhodu. Polovica zemeljske oble je obsijana s soncem, tam je takrat dan, druga polovica je v senci, tam je noč. Zaradi vrtenja Zemlje pride do kroženja dneva in noči. Zemlja naredi en obrat okoli svoje osi v 24 urah – na dan.

Zaradi vrtenja se gibljivi tokovi (reke, vetrovi) na severni polobli odklanjajo v desno, na južni polobli pa v levo.

Vrtenje Zemlje okoli Sonca

Zemlja se vrti okoli sonca po krožni orbiti in opravi popolno revolucijo v 1 letu. Zemljina os ni navpična, nagnjena je pod kotom 66,5° glede na orbito, ta kot med celotno rotacijo ostane konstanten. Glavna posledica tega kroženja je menjava letnih časov.

Razmislite o vrtenju Zemlje okoli Sonca.

• 22. december- Zimski solsticij. Južni trop je v tem trenutku najbližje soncu (sonce je v zenitu) - zato je na južni polobli poletje, na severni pa zima. Noči na južni polobli so kratke, 22. decembra v južnem polarnem krogu dan traja 24 ur, noč ne pride. Na severni polobli je vse obratno, na polarnem krogu noč traja 24 ur.
• 22. junij- dan poletnega solsticija. Severni trop je najbližje soncu, na severni polobli je poletje, na južni pa zima. V južnem polarnem krogu traja noč 24 ur, v severnem krogu pa noči sploh ni.
• 21. marec, 23. september- dneva spomladanskega in jesenskega enakonočja Ekvator je najbližje soncu, dan je na obeh poloblah enak noči.