Основні рухи Землі у просторі

© Володимир Каланов,
сайт"Знання-сила".

Наша планета обертається навколо своєї осі із заходу Схід, тобто проти годинникової стрілки (якщо дивитись із боку Північного полюса). Вісь - це умовна пряма лінія, що перетинає земну кулю в районі Північного і Південного полюсів, тобто полюси мають фіксоване положення і "не беруть участь" у обертальному русі, тоді як всі інші точки розташування на земній поверхні обертаються, причому лінійна швидкістьобертання на поверхні земної кулізалежить від положення по відношенню до екватора - чим ближче до екватора, тим лінійна швидкість обертання вище (пояснимо, що кутова швидкість обертання будь-якої кулі однакова в різних його точках і вимірюється в рад/сек, ми обговорюємо швидкість переміщення об'єкта, що знаходиться на поверхні Землі і вона тим вища, що більше об'єкт віддалений від осі обертання).

Наприклад, на середніх широтах Італії швидкість обертання становить приблизно 1200 км/год, на екваторі вона максимальна і становить 1670 км/год, тоді як на полюсах вона дорівнює нулю. Наслідками обертання Землі навколо своєї осі є зміна дня та ночі та видимий рух небесної сфери.

Справді, складається враження, що зірки та інші небесні тіланічного неба рухаються у протилежному нашому з планетою руху напрямку (тобто зі сходу на захід). Здається, що зірки знаходяться навколо Полярної зірки, розташованої на уявної лінії - продовженні земної осі у північному напрямі. Рух зірок не є доказом того, що Земля обертається навколо своєї осі, адже цей рух міг би бути наслідком обертання небесної сфери, якщо вважати, що планета займає фіксоване, нерухоме становище у просторі, як думали раніше.

Добу. Що таке сидерічна та сонячна доба?

Доба - це час, протягом якого Земля здійснює повний оборот навколо своєї осі. Існують два визначення поняття «добу». «Сонячна доба» - це проміжок часу обертання Землі, за якого за відправну точкубереться Сонце. Інше поняття – «сидерічна доба» (від лат. sidus - родовий відмінок sideris- зірка, небесне світило) - має на увазі іншу відправну точку - "зафіксовану" зірку, відстань до якої спрямована до нескінченності, у зв'язку з чим ми припускаємо, що її промені взаємопаралельні. Тривалість двох видів діб відрізняється друг від друга. Сидерічна доба становлять 23 год 56 хв 4 с, тривалість сонячної доби трохи довше і дорівнює 24 годин. Різниця пов'язані з тим, що Земля, обертаючись навколо своєї осі, робить і орбітальне обертання навколо Сонця. Розібратися із цим простіше за допомогою малюнка.

Сонячна та сидерічна доба. Пояснення.

Розглянемо два положення (див. рис.), які Земля займає, здійснюючи просування своєю орбітою навколо Сонця, « А- місце спостерігача на земній поверхні. 1 - положення, яке займає Земля (на початку відліку доби) або від Сонця, або від будь-якої зірки, яку ми визначимо як точку відліку. 2 - становище нашої планети після обороту навколо власної осі щодо цієї зірки: світло цієї зірки, а вона знаходиться на великому видаленні, дійде до нас паралельно напрямку 1 . Коли Земля займе становище 2 , можна говорити про «сидерічну добу», т.к. Земля зробила повний оберт навколо своєї осі щодо далекої зірки, але поки що не щодо Сонця. Напрямок спостереження Сонцем дещо змінилося через звернення Землі. Для того щоб Земля здійснила повний оберт навколо власної осі щодо Сонця («сонячна доба»), потрібно почекати, коли вона "довернеться" ще приблизно на 1 ° (еквівалент щоденного переміщення Землі під кутом - вона проходить 360 ° за 365 діб), це займе приблизно чотири хвилини.

У принципі, тривалість сонячної доби (хоч і приймається за 24 години) – величина непостійна. Це пов'язано з тим, що рух Землі орбітою фактично відбувається зі змінною швидкістю. Коли Земля знаходиться ближче до Сонця, швидкість її руху по орбіті вище, у міру віддалення від світила швидкість знижується. У зв'язку з цим введено таке поняття, як «середня сонячна доба», саме їхня тривалість двадцять чотири години.

Крім того, зараз достовірно встановлено, що період обертання Землі збільшується під впливом зміни морських припливів та відливів, спричинених Місяцем. Уповільнення становить приблизно 0,002 із за століття. Накопичення таких, на перший погляд непомітних відхилень, означає, однак, що з початку нашої ери до сьогодні сумарне уповільнення вже становить близько 3,5 годин.

Звернення навколо Сонця – другий основний рух нашої планети. Земля рухається еліптичною орбітою, тобто. орбіта має форму еліпса. Коли Місяць знаходиться в безпосередній близькості від Землі і потрапляє до її тіні, відбуваються затемнення. Середня відстань між Землею та Сонцем становить приблизно 149,6 мільйонів кілометрів. В астрономії використовується одиниця виміру відстаней усередині Сонячна система; її називають «астрономічна одиниця» (А.е.). Швидкість, з якою Земля рухається орбітою, становить приблизно 107 000 км/год. Кут, утворений земною віссю і площиною еліпса, становить приблизно 66°33" і зберігається на всій орбіті.

З точки зору спостерігача, що знаходиться на Землі, звернення призводить до видимого руху Сонця по екліптиці через зірки і сузір'я, представлені в Зодіаку. Насправді Сонце також проходить і через сузір'я Змієносця, але воно не належить до Зодіакального кола.

Пори року

Зміна пір року – наслідок звернення Землі навколо Сонця. Причиною сезонних змін є нахил осі обертання Землі до площини її орбіти. Рухаючись еліптичною орбітою, Земля в січні знаходиться в найближчій до Сонця точці (перигелій), а в липні в найвіддаленішій від нього точці - афелій. Причина зміни пір року - нахил орбіти, внаслідок чого Земля нахиляється до Сонця то однією півкулею, то іншою і, відповідно, отримує різну кількість сонячних променів. Влітку Сонце сягає вищої точкиекліптики. Це означає, що Сонце здійснює над горизонтом найдовший рух за добу, і тривалість дня максимальна. Взимку, навпаки, Сонце знаходиться низько над горизонтом, сонячне проміння падає на Землю не прямо, а косо. Тривалість дня коротка.

Залежно від пори року різні частини планети перебувають під впливом сонячних променів. Промені перпендикулярні до тропіків під час сонцестояння.

Пори року у північній півкулі

Річний рух Землі

Визначення року, основний календарної одиниці часу, негаразд просто, як здається здавалося б, і від обраної системи відліку.

Інтервал часу, за який наша планета здійснює повний оберт по орбіті навколо Сонця, називається роком. Проте тривалість року різниться залежно від цього, береться за точку відліку за його вимірі нескінченно далека зіркаабо Сонце.

У першому випадку мається на увазі «зірковий рік» («сидеричний рік») . Він дорівнює 365 діб 6 годин 9 хвилин і 10 секунді є час, необхідне повного звернення Землі навколо Сонця.

Але якщо ми виміряємо час, необхідний для того, щоб Сонце знову опинилося в тій самій точці в системі небесних координат, наприклад, у точці весняного рівнодення, тоді ми отримаємо тривалість «сонячного року» 365 діб 5 годин 48 хвилин 46 секунд. Відмінність між зоряним та сонячним роком відбувається через прецесію точок рівнодення, щороку дні рівнодення (і, відповідно, сонце стоянь) наступають "раніше" приблизно на 20 хв. в порівнянні з попереднім роком. Таким чином, Земля обходить свою орбіту трохи швидше, ніж Сонце у його видимому русі через зірки повертається до точки весняного рівнодення.

Враховуючи, що тривалість пори року перебуває у тісному зв'язку із Сонцем, при складанні календарів за основу береться саме «сонячний рік» .

Також в астрономії було введено замість звичайного астрономічного часу, який визначається за періодом обертання Землі щодо зірок, новий рівномірно поточний час, не пов'язаний з обертанням Землі та названий ефемеридним часом.

Докладніше про ефемеридний час у розділі: .

Шановні відвідувачі!

Земля завжди перебуває у русі. Хоча здається, що ми стоїмо нерухомо на поверхні планети, вона безперервно обертається навколо своєї осі та Сонця. Цей рух не відчувається нами, оскільки він нагадує політ у літаку. Ми рухаємося з тією самою швидкістю, як і літак, тому не відчуваємо, що рухаємося взагалі.

З якою швидкістю Земля обертається навколо осі?

Земля робить один оберт навколо своєї осі майже за 24 години (якщо бути точними, то за 23ч 56хв 4,09 сек або 23,93 години). Оскільки коло Землі на 40075 км, то будь-який об'єкт на екваторі обертається зі швидкістю приблизно 1674 км на годину або приблизно 465 метрів (0,465 км) на секунду (40075 км ділимо на 23,93 години та отримуємо 1674 км на годину).

На (90 градусах північної широти) і (90 градусах південної широти) швидкість фактично дорівнює нулю, тому що точки полюсів обертаються на дуже повільній швидкості.

Для того щоб визначити швидкість на будь-якій іншій широті, просто помножте широту косинус на швидкість обертання планети на екваторі (1674 км на годину). Косинус 45 градусів дорівнює 0,7071, таким чином, множимо 0,7071 на 1674 км на годину та отримуємо 1183,7 км на годину.

Косинус необхідної широти легко визначити за допомогою калькулятора або подивитися у таблиці косінусів.

Швидкість обертання Землі для інших широт:

• 10 градусів: 0.9848 × 1674 = 1648,6 км на годину;
• 20 градусів: 0.9397×1674=1573,1 км на годину;
• 30 градусів: 0.866×1674=1449,7 км на годину;
• 40 градусів: 0.766×1674=1282,3 км на годину;
• 50 градусів: 0.6428×1674=1076,0 км на годину;
• 60 градусів: 0.5×1674 = 837,0 км на годину;
• 70 градусів: 0.342×1674=572,5 км на годину;
• 80 градусів: 0.1736×1674 = 290,6 км на годину.

Циклічне гальмування

Все циклічно, навіть швидкість обертання нашої планети, яку геофізики можуть виміряти з точністю до мілісекунд. Обертання Землі, як правило, має п'ятирічні цикли уповільнення та прискорення, та останній рікциклу уповільнення часто взаємопов'язаний із сплеском землетрусів по всьому світу.

Оскільки 2018 рік є останнім у циклі уповільнення, вчені очікують цього року на зростання сейсмічної активності. Кореляція не є причинно-наслідковим зв'язком, але геологи завжди шукають інструменти, щоб спробувати передбачити, коли станеться черговий потужний землетрус.

Коливання земної осі

Земля при обертанні робить невеликі коливання, оскільки вісь дрейфує на полюсах. Було відмічено, що дрейф земної осі прискорився з 2000 року, рухаючись зі швидкістю 17 див на рік Схід. Вчені встановили, що вісь, як і раніше, рухається на схід замість того, щоб рухатися вперед і назад через комбінований ефект танення Гренландії, а також втрати води в Євразії.

Дрейф осі, як передбачається, особливо чутливий до змін, що відбуваються на 45 градусах північної та південної широти. Це відкриття призвело до того, що вчені нарешті змогли відповісти на давнє запитання, чому ось взагалі дрейфує. Коливання осі на Схід чи Захід викликано сухими чи вологими роками Євразії.

З якою швидкістю Земля рухається навколо Сонця?

На додаток до швидкості обертання Землі навколо своєї осі, наша планета також обертається навколо Сонця зі швидкістю близько 108000 км/год (або приблизно 30 км/сек), і повністю завершує свою орбіту навколо Сонця за 365,256 днів.

Лише у 16-му столітті люди зрозуміли, що Сонце є центром нашої Сонячної системи, і що Земля переміщається навколо нього, а чи не є нерухомим центром Всесвіту.

Ви сидите, стоїте або лежите, читаючи цю статтю, і не відчуваєте, що Земля обертається навколо своєї осі з шаленою швидкістю – приблизно 1700 км/год на екваторі. Однак швидкість обертання не здається такою вже швидкою, якщо перевести її в км/с. Вийде 0,5 км/с - ледь помітний спалах на радарі, в порівнянні з іншими навколишніми швидкостями.

Як і інші планети Сонячної системи, Земля обертається навколо Сонця. І щоб утримуватись на своїй орбіті, вона рухається зі швидкістю 30 км/с. Венера і Меркурій, що знаходяться ближче до Сонця, рухаються швидше, Марс, орбіта якого проходить за орбітою Землі, рухається набагато повільніше за неї.

Але навіть Сонце не стоїть на одному місці. Наша галактика Чумацький Шлях - величезна, масивна і рухлива! Усі зірки, планети, газові хмари, частинки пилу, чорні дірки, темна матерія – все це рухається щодо загального центру мас.

За припущеннями вчених, Сонце знаходиться на відстані 25 000 світлових років від центру нашої галактики і рухається еліптичною орбітою, здійснюючи повний оборот кожні 220-250 млн років. Виходить, що швидкість Сонця - близько 200-220 км/с, що в сотні разів вище швидкості руху Землі навколо осі і в десятки разів вище швидкості її руху навколо Сонця. Ось так виглядає рух нашої Сонячної системи.

Чи стаціонарна галактика? Знову ні. Гігантські космічні об'єкти мають велику масу, а отже, створюють сильні гравітаційні поля. Дайте Всесвіту небагато часу (а воно у нас було – приблизно 13,8 мільярдів років), і все почне рухатися у напрямку найбільшого тяжіння. Ось чому Всесвіт не однорідний, а являє собою галактики та групи галактик.

Що це означає для нас?

Це означає, що Чумацький Шлях тягне до себе інші галактики та групи галактик, розташовані поблизу. Це означає, що домінують у процесі масивні об'єкти. І це означає, що не лише наша галактика, а й усі оточуючі зазнають впливу цих «тягачів». Ми все ближче підходимо до розуміння того, що відбувається з нами в космічному просторі, але нам все ще не вистачає фактів, наприклад:

• які були початкові умови, за яких зародився Всесвіт;
• як різні маси в галактиці рухаються та змінюються з часом;
• як утворювався Чумацький Шлях та навколишні галактики та скупчення;
• і як це відбувається зараз.

Однак є трюк, який допоможе нам розібратися.

Всесвіт наповнює реліктове випромінювання з температурою 2725 К, яке збереглося з часів Великого Вибуху. Де-не-де є крихітні відхилення - близько 100 мкК, але загальний температурний фон постійний.

Це відбувається тому, що Всесвіт утворився в результаті Великого Вибуху 13,8 мільярдів років тому і досі розширюється та охолоджується.

Через 380 000 років після Великого Вибуху Всесвіт охолоне до такої температури, що стало можливим утворення атомів водню. До цього фотони постійно взаємодіяли з рештою частинок плазми: стикалися з ними та обмінювалися енергією. У міру остигання Всесвіту заряджених частинок поменшало, а простору між ними - більше. Фотони змогли вільно переміщатися у просторі. Реліктове випромінювання - це фотони, які випромінювали плазмою у бік майбутнього розташування Землі, але уникли розсіювання, оскільки рекомбінація вже почалася. Вони досягають Землю крізь простір Всесвіту, який продовжує розширюватися.

Ви самі можете побачити це випромінювання. Перешкоди, які виникають на порожньому каналі телевізора, якщо ви використовуєте просту антену, схожу на вуха заячі, на 1% викликані реліктовим випромінюванням.

Проте температура реліктового фону не однакова в усіх напрямках. За результатами досліджень місії Planck, температура дещо відрізняється в протилежних півкулях небесної сфери: вона трохи вища на ділянках неба на південь від екліптики - близько 2,728 K, і нижче в іншій половині - близько 2,722 K.

Ця різниця майже в 100 разів більша за інші коливання температури реліктового фону, що спостерігаються, і це вводить в оману. Чому так відбувається? Відповідь очевидна – ця різниця відбувається не через флуктуації реліктового випромінювання, вона з'являється, бо є рух!

Коли ви наближаєтеся до джерела світла або він наближається до вас, спектральні лінії у спектрі джерела зміщуються у бік коротких хвиль (фіолетове зміщення), коли віддаляєтеся від нього або він від вас - спектральні лінії зміщуються у бік довгих хвиль (червоне зміщення).

Реліктове випромінювання може бути більш-менш енергійним, отже, ми рухаємося крізь простір. Ефект Доплера допомагає визначити, що наша Сонячна система рухається щодо реліктового випромінювання зі швидкістю 368 ± 2 км/с, а місцева група галактик, що включає Чумацький Шлях, галактику Андромеди та галактику Трикутника, рухається зі швидкістю 627 ± 22 км/с щодо реліктового. Це звані пекулярні швидкості галактик, які становлять кілька сотень км/с. Крім них існують ще космологічні швидкості, зумовлені розширенням Всесвіту і розраховуються за законом Хаббла.

Завдяки залишковому випромінюванню від Великого Вибуху ми можемо спостерігати, що у Всесвіті постійно рухається і змінюється. І наша галактика – лише частина цього процесу.

Всі ми жителі найпрекраснішої планети у Всесвіті, її називають «блакитною» через велику кількість води. Вона в Сонячній системі лише одна така, але все добре рано чи пізно закінчується. Ви ніколи не думали, якщо Земля зупиниться, що буде? На це запитання ми спробуємо знайти відповідь у цій статті.

Все ще з часів шкільної лави знають, що наша земля має форму кулі та обертається навколо своєї осі. Також вона знаходиться в безперервному русі навколо нашого джерела тепла і світла, Сонця. Але яка причина обертання Землі?

Всі ці питання досить цікаві, напевно, хоч раз у житті цим ставився кожен житель нашої планети. Шкільний курсдає нам мало інформації такого роду. Наприклад, усім відомо, що в результаті руху Землі, у нас відбувається зміна дня та ночі, підтримується температура повітря, яка звична всім нам. Але цього всього мало, адже не тільки цим обмежується цей процес.

Обертання навколо Сонця

Отже, ми розібралися з тим, що наша планета завжди рухається, але навіщо і з якою швидкістю обертається Земля? Важливо знати, що всі планети в Сонячній системі обертаються з певною швидкістю і всі в одному напрямку. Збіг? Звичайно, ні!

Ще задовго до появи людини утворилася наша планета, вона виникла у водневій хмарі. Після цього вийшов сильний поштовх, внаслідок якого хмара почала обертатися. Щоб відповісти на запитання «чому», пригадаємо, що кожна частинка при проходженні через вакуум має свою інерцію, при цьому всі частинки врівноважують її.

Таким чином, вся Сонячна система обертається все швидше та швидше. З цього утворилося наше Сонце, а потім і всі інші планети, а у спадок від світила отримали ті самі рухи.

Обертання навколо власної осі

Це питання цікавить вчених і зараз, існує безліч гіпотез, але наведемо найбільш правдоподібну.

Отже, ми в попередньому пункті вже сказали, що вся Сонячна система утворилася зі скупчення «сміття», яке набралося внаслідок того, що молоде на той момент Сонце його приваблювало. Незважаючи на те, що основна його маса і дісталася нашому Сонцю, таки навколо утворилися планети. Спочатку вони не мали звичної для нас форми.

Іноді, стикаючись з об'єктами, вони руйнувалися, але мали здатність притягувати дрібніші частинки, так і набирали свою масу. Нашу планету змусило обертатися кілька факторів:

• Час.
• Вітер.
• Асиметрія.

І останнє не помилка, тоді Земля нагадувала форму сніжка, зліпленого маленькою дитиною. Неправильна формазмушувала бути планету нестійкою, вона зазнавала впливу вітру та радіації Сонця. Незважаючи на вийшла з неврівноваженого становища і почала крутитися, що підштовхується тими самими чинниками. Якщо говорити коротко, то наша планета не сама рухається, а її багато мільярдів років тому підштовхнули. Ми не уточнили, з якою швидкістю обертається Земля. Вона завжди знаходиться в русі. І майже за двадцять чотири години робить повний оберт навколо своєї осі. Такий рух називають добовим. Швидкість обертання не скрізь однакова. Так на екваторі вона дорівнює приблизно 1670 кілометрів на годину, а Північний і Південний полюс може залишатися на місці.

Але крім цього наша планета ще рухається і по іншій траєкторії. Повний оборотЗемлі навколо Сонця відбувається за триста шістдесят п'ять днів та п'ять годин. Це пояснює те, що існує високосний ріктобто в ньому на один день більше.

Чи можлива зупинка?

Якщо Земля зупиниться, що буде? Почнемо з того, що зупинку можна розглядати як навколо своєї осі, так і навколо Сонця. Ми розберемо всі варіанти докладніше. У цьому розділі обговоримо деякі загальні моменти, і чи можливо це взагалі.

Якщо розглядати різку зупинку обертання Землі навколо своєї осі, це практично не реально. Це може призвести лише до зіткнення з великим об'єктом. Відразу уточнимо, що вже не буде жодної різниці, обертається планета або взагалі відлетіла зі своєї орбіти, оскільки зупинку може викликати такий великий об'єкт, що Земля просто не витримає такого удару.

Якщо Земля зупиниться, що буде? Якщо різка зупинка практично не можлива, повільне гальмування цілком реальне. Хоч це й не відчувається, але наша планета й так поступово сповільнюється.

Якщо говорити про польот навколо Сонця, то зупинка планети в цьому випадку - це щось з області фантастики. Але ми відкинемо всі ймовірності і припустимо, що це таки сталося. Пропонуємо вам розібрати кожний випадок окремо.

Різка зупинка

Хоча цей варіант гіпотетично неможливий, але ми таки припустимо. Якщо Земля зупиниться, що буде? Швидкість нашої планети настільки велика, що різка зупинка з якихось причин просто знесе все на ній.

Спочатку, у якому напрямі обертається Земля? Із Заходу на Схід зі швидкістю понад п'ятсот метрів за секунду. З цього ми можемо припустити, що все, що рухається на планеті і продовжить рух зі швидкістю понад 1,5 тисячі кілометрів на годину. Вітер, який дутиме з такою самою швидкістю, викличе найсильніше цунамі. На одній півкулі буде шість місяців день, а потім ті, кого не спалить найвища температура, доб'є півроку сильного морозута ночі. А якщо і після цього залишаться живі? Їх загубить радіація. Крім цього, після зупинки Землі наше ядро ​​зробить ще кілька обертів, при цьому вивергатимуть вулкани в тих місцях, де вони раніше не зустрічалися.

Атмосфера так само не зупинить свого руху миттєво, тобто буде вітер, що дме зі швидкістю 500 метрів за секунду. Крім цього, можлива часткова втрата атмосфери.

Цей варіант катастрофи найкращий результат для людства, адже все станеться настільки швидко, що жодна людина просто не встигне схаменутися, не зрозуміє, що відбувається. Оскільки найімовірніший результат - це вибух планети. Інша справа - це повільна та поступова зупинка планети.

Багатьом спадає перше на думку - це вічний день на одній стороні, і вічна ніч на іншій, але це, насправді, не дуже велика проблема, порівняно з іншими.

Плавна зупинка

Наша планета сповільнює своє обертання, вчені говорять про те, що людина не застане повної її зупинки, оскільки вона відбудеться через мільярди років, а задовго до цього Сонце збільшиться в обсязі і спалити Землю. Проте ми змоделюємо ситуацію зупинки в найближчому майбутньому. Тільки спочатку розберемося з питанням: чому відбувається повільна зупинка?

Раніше доба на нашій планеті тривала приблизно шість годин, а на цей фактор впливає Місяць. Але як? Вона викликає коливання води своєю силою тяжіння, а результаті цього процесу відбувається повільна зупинка.

Все-таки трапилося

Нас чекає вічна ніч чи вічний день на одній із півкуль, але це не найбільше лихо, порівняно з перерозподілом суші та океану, що призведе до масового знищення всього живого.

Там, де буде сонце, всі рослини поступово вимруть, а ґрунт потріскається від посухи, а ось інша сторона – це снігова тундра. Найбільш підходяща для проживання область буде проміжною, де буде вічний схід або захід сонця. При цьому ці території будуть досить малі. Суша розташовуватиметься лише на екваторі. Північний і Південний полюс являтимуть собою два великі океани.

Не виняток і те, що людині потрібно буде пристосуватися до існування в землі, а для прогулянок на поверхні знадобляться скафандри.

Без руху навколо Сонця

Цей сценарій простий, все, що знаходилося на передній стороні, відлетить у вільний простіркосмосу, адже наша планета рухається з дуже великою швидкістю, а інші отримають не менш сильний удар об землю.

Навіть якщо Земля поступово уповільнюватиме свій рух, то в результаті вона впаде на Сонце, а весь цей процес займе шістдесят п'ять днів, але до останнього ніхто не доживе, оскільки температура складатиме близько трьох тисяч градусів за Цельсієм. Якщо вірити розрахункам вчених, то за місяць на нашій планеті температура сягатиме 50 градусів.

Цей сценарій практично не є реальним, але поглинання Землі Сонцем - це факт, якого не уникнути, але людство не зможе застати цього дня.

Земля злетіла з орбіти

Це найфантастичніший варіант. Ні, ми не вирушимо в подорож космосом, адже існують закони фізики. Якщо хоч одна планета з Сонячної системи злетить з орбіти, то вона внесе хаос у русі решти, в результаті потрапить у "лапи" Сонцю, яке його поглине, притягуючи своєю масою.

Земля обертається навколо осі із заходу Схід, т. е. проти годинникової стрілки, якщо дивитися Землю з Полярної зірки (з Північного полюса). У цьому кутова швидкість обертання, т. е. кут, який повертається будь-яка точка лежить на поверхні Землі, однаковий і становить 15° протягом години. Лінійна швидкість залежить від широти: на екваторі вона найбільша – 464 м/с, а географічні полюси нерухомі.

Головним фізичним доказом обертання Землі навколо осі служить досвід з маятником Фуко, що коливається. Після того як французький фізик Ж. Фуко в 1851 р. в паризькому Пантеоні здійснив свій знаменитий досвід, обертання Землі навколо осі стало незаперечною істиною. Фізичним доказом осьового обертання Землі є також вимірювання дуги 1° меридіана, яка у екватора становить 110,6 км, а полюси – 111,7 км (рис. 15). Ці виміри доводять стиснення Землі біля полюсів, а воно властиве лише тім, що обертаються. І нарешті, третій доказ - відхилення падаючих тіл від прямовисної лінії на всіх широтах, крім полюсів (рис. 16). Причина цього відхилення обумовлена ​​збереженням ними за інерцією більшої лінійної швидкості точки А(на висоті) порівняно з точкою У(У земної поверхні). Падаючи, предмети відхиляються Землі на схід оскільки вона обертається із заходу Схід. Величина відхилення максимальна на екваторі. На полюсах тіла падають вертикально, не відхиляючись напряму земної осі.

Географічне значення осьового обертання Землі винятково велике. Насамперед воно впливає на фігуру Землі. Стиснення Землі біля полюсів – результат її осьового обертання. Раніше, коли Земля оберталася з більшою кутовою швидкістю, полярний стиск був значнішим. Подовження доби і, як наслідок, зменшення екваторіального радіусу та збільшення полярного супроводжується тектонічними деформаціями земної кори (розлами, складки) та перебудовою макрорельєфу Землі.

Важливим наслідком осьового обертання Землі є відхилення тіл, що рухаються в горизонтальній площині (вітерів, річок, морських течій та ін.). від їхнього початкового напряму: у північній півкулі – праворуч,у південному – вліво(це одна із сил інерції, названа прискоренням Коріоліса на честь французького вченого, який першим пояснив це явище). За законом інерції кожне тіло, що рухається, прагне зберегти незмінними напрямок і швидкість свого руху у світовому просторі (рис. 17). Відхилення – результат те, що тіло бере участь одночасно як у поступальному, і у обертальному рухах. На екваторі, де меридіани паралельні один одному, напрямок їх у світовому просторі при обертанні не змінюється і відхилення дорівнює нулю. До полюсів відхилення наростає і стає у полюсів найбільшим, оскільки там кожен меридіан за добу змінює свій напрямок у просторі на 360 °. Сила Коріоліса обчислюється за формулою F = m x 2ω x υ x sin φ, де F - Сила Коріоліса, т- Маса тіла, що рухається, ω - кутова швидкість, υ – швидкість тіла, що рухається, φ – географічна широта. Прояв сили Коріоліса в природних процесах дуже різноманітний. Саме через неї в атмосфері виникають вихори різного масштабу, у тому числі циклони та антициклони, відхиляються від градієнтного напрямку вітри та морські течії, впливаючи на клімат і через нього на природну зональність та регіональність; з нею пов'язана асиметрія великих річкових долин: у північній півкулі у багатьох річок (Дніпро, Волга та ін.) з цієї причини праві береги круті, ліві – пологі, а в південній – навпаки.

З обертанням Землі пов'язана природна одиниця виміру часу – добаі відбувається зміна дня та ночі.Доба буває зоряна та сонячна. Зоряна доба- Проміжок часу між двома послідовними верхніми кульмінаціями зірки через меридіан точки спостереження. За зоряну добу Земля здійснює повний оберт навколо своєї осі. Вони дорівнюють 23 год 56 хв 4 с. Зоряна доба використовується при астрономічних спостереженнях. Справжня сонячна доба- Проміжок часу між двома послідовними верхніми кульмінаціями центру Сонця через меридіан точки спостереження. Тривалість справжньої сонячної доби змінюється протягом року насамперед через нерівномірний рух Землі еліптичною орбітою. Отже, вони незручні для вимірювання часу. У практичних цілях користуються середньої сонячної доби.Середній сонячний час вимірюють за так званим середнім Сонцем - уявною точкою, що рівномірно переміщається по екліптиці і здійснює повний оборот за рік, як і справжнє Сонце. Середня сонячна доба дорівнює 24 год. Вона довша за зоряну, оскільки Земля обертається навколо осі в тому ж напрямку, в якому рухається по орбіті навколо Сонця з кутовою швидкістю близько 1° на добу. Через це Сонце зміщується на тлі зірок, і Землі потрібно ще «довернутися» приблизно на 1°, щоб Сонце «прийшло» на той самий меридіан. Таким чином, за сонячну добу Земля здійснює оборот приблизно на 361 °. Для переведення справжнього сонячного часу в середній сонячний час вводиться поправка – так зване рівняння часу.Його максимальне позитивне значення+ 14 хв 11 лютого, найбільше негативне –16 хв 3 листопада. За початок середньої сонячної доби приймають момент нижньої кульмінації середнього Сонця – опівночі. Такий рахунок часу називають громадянським часом.

У повсякденному житті середнім сонячним часом користуватися теж незручно, оскільки на кожному меридіані воно своє, місцевий час.Наприклад, на двох сусідніх меридіанах, проведених з інтервалом 1°, місцевий час відрізняється на 4 хв. Наявність у різних пунктах, що лежать на різних меридіанах, свого місцевого часу призводила до багатьох незручностей. Тому на Міжнародному астрономічному конгресі 1884 р. було прийнято поясний рахунок часу. Для цього всю поверхню земної кулі розділили на 24 часові пояси, по 15° кожен. За поясний часприйнято місцеве час середнього меридіана кожного пояса. Для переведення місцевого часу в поясне та назад існує формула T n – m = N – λ °, де Т п - Поясні час, m - місцевий час, N- Число годин, рівне номеру пояса, λ ° - Довгота, виражена в часовій мірі. Нульовий (він же 24-й) пояс той, посередині якого проходить нульовий (Грінвічський) меридіан. Його час прийнято як всесвітнього часу.Знаючи всесвітній час, легко обчислити поясний час за формулою T n = T 0 + N, де Т 0 - Всесвітній час. Рахунок поясів ведеться Схід. У двох сусідніх поясах поясний час відрізняється рівно на 1 год. Межі часових поясів на суші для зручності проведені не строго по меридіанах, а по природних рубежах (річках, горах) або державних та адміністративних кордонах.

У ряді країн час переводять на одну годину вперед лише на літо. У Росії з 1981 р. на період із квітня по жовтень також вводиться літній часза рахунок переведення часу ще на годину вперед у порівнянні з декретним. Таким чином, влітку час у Москві фактично відповідає місцевому часу на меридіані 60 в. д. Час, за яким живуть жителі Москви та другого часового поясу, в якому вона розташована, називається московським.За московським часом у нашій країні складають розклад руху поїздів, літаків, відзначається час на телеграмах.

По середині дванадцятого пояса, приблизно вздовж 180 меридіана, в 1884 проведена міжнародної лінії зміни дати.Це умовна лінія на поверхні земної кулі, по обидва боки від якої годинник і хвилина збігаються, а календарні дати відрізняються на одну добу. Наприклад, у Новий рік о 0 год 00 хв на захід від цієї лінії настає вже 1 січня нового року, а на схід – лише 31 грудня старого року. При перетині кордону дат із заходу на схід у рахунку календарних днів повертаються на одну добу тому, а зі сходу на захід одну добу у рахунку дат пропускаються.

Зміна дня та ночі створює добову ритмічністьу живій та неживій природі. Добовий ритм пов'язаний зі світловими та температурними умовами. Загальновідомий добовий перебіг температури, денний та нічний бризи тощо. д. Дуже яскраво проявляється добовий ритм живої природи. Відомо, що фотосинтез можливий лише вдень, за наявності сонячного світла, що багато рослин розкривають свої квітки в різні годинники. Тварин за часом прояви активності можна поділити на нічних і денних: більшість з них не спить удень, але багато (сови, кажани, нічні метелики) – у темряві ночі. Життя людини теж протікає у добовому ритмі.

Мал. 18. Сутінки та білі ночі

Період плавного переходу від денного світла до нічної темряви сутінками. УНа основі їх лежить оптичне явище, що спостерігається в атмосфері перед сходом і після заходу Сонця, коли воно ще (або вже) знаходиться під лінією горизонту, але висвітлює небозвід, від якого відбивається світло. Тривалість сутінків залежить від відмінювання Сонця (кутової відстані Сонця від площини небесного екватора) та географічної широти місця спостереження. На екваторі сутінки короткі, зі збільшенням широти зростають. Розрізняють три періоди сутінків. Цивільні сутінкиспостерігаються, коли центр Сонця занурюється під обрій неглибоко (на кут до 6 °) і ненадовго. Це фактично білі ночі,коли вечірня зоря сходиться з ранковою зорею. Влітку вони спостерігаються на широтах 60 і більше. Наприклад/в Санкт-Петербурзі (широта 59 ° 56 "пн.ш.) вони продовжуються з 11 червня по 2 липня, в Архангельську (64 ° 33" пн.ш.) - з 13 травня по 30 липня. Навігаційні сутінкиспостерігаються, коли центр сонячного диска занурюється під обрій на 6–12°. При цьому видно лінію горизонту, і з корабля можна визначити кут зірок над нею. І наостанок, астрономічні сутінкиспостерігаються, коли центр диска Сонця занурюється під обрій на 12–18°. При цьому зоря на небі ще перешкоджає астрономічним спостереженням слабких світил (рис. 18).

Обертання Землі дає дві нерухомі точки - географічні полюси(точки перетину уявної осі обертання Землі з земною поверхнею) – і цим дозволяє побудувати координатну сітку з паралелей і меридіанів. Екватор(Лат. aequator – вирівнювач) – лінія перетину земної кулі площиною, що проходить через центр Землі перпендикулярно до осі її обертання. Паралелі(грец. parallelos – йдуть поруч) – лінії перетину земного еліпсоїда площинами, паралельними площині екватора. Меридіани(Лат. meridlanus – полуденний) – лінії перетину земного еліпсоїда площинами, що проходять через обидва її полюси. Довжина 1 меридіана в середньому 111,1 км.