Как вращается Земля?

Суточное вращение Земли и измерение времени

Основой для инструментальных измерений особенностей вращения Земли вокруг своей оси служат астрономические определения промежутков времени между двумя последовательными одноименными кульминациями на одном и том же географическом меридиане какого-нибудь светила или условной точки небесной сферы. В качестве таких светил используют звезды и Солнце, а в качестве условных точек на небесной сфере — точку весеннего равноденствия (точку Овна) и среднее экваториальное Солнце [16].

Звездное время s равно прямому восхождению а светила (часовому углу, отсчитываемому от точки Овна) плюс часовой угол t, отсчитанный от небесного меридиана, т. е. s = а + t. В момент верхней кульминации светила его часовой угол t = 0 h и тогда s = а.

Рассматривая Солнце в качестве кульминирующего светила, можно определить истинное солнечное время, которое вследствие неравномерного движения Земли вокруг Солнца и наклона оси вращения Земли к плоскости эклиптики крайне неравномерно. Поэтому для определения солнечного времени используют равномерное движение по экватору со средней скоростью движения истинного Солнца по эклиптике фиктивной точки, называемой средним экваториальным солнцем, или просто средним солнцем. Среднее солнечное время вычисляется по звездному времени из соотношений: одни средние солнечные сутки = 24 /г 03 7П 56 5 ,555363 звездного времени, одни звездные сутки = 23 /l 56 7n 04 s , 090537 среднего солнечного времени.

Понятие фиктивного среднего солнца было введено С. Ньюкомом в конце XIX века при разработке гравитационной теории движения Солнца и планет.

Местное солнечное время на меридиане Гринвича, отсчитываемое от полуночи, называется Всемирным временем UT0. Таким образом, шкала Всемирного времени, получаемая в результате астрономических наблюдений светил, — это шкала, определяемая вращением Земли вокруг своей оси. Определение времени UT0 выполняется на географических меридианах, положение которых фиксируется полюсами Земли, которые из-за чандле- ровской и годовой прецессии меняют свое положение на поверхности. Для точки с географическими координатами (ср₀, Х₀) это приводит к изменению ее долготы относительно гринвичского меридиана на величину (в часовой мере) [16]

где х и у — координаты мгновенного полюса. Вследствие этого Всемирное время UT0 независимо от ошибок астрономических наблюдений и ошибок принятых долгот в различных точках планеты будет неодинаковым. Исправленное за движение полюсов Всемирное время, т. е.

будет одинаковым (без учета ошибок наблюдений) для всех пунктов, но также неравномерным из-за изменений скорости суточного вращения Земли.

Для выявления этой неравномерности шкалу Всемирного времени UT 1 необходимо сравнить с более равномерной шкалой. Тогда разность АТ = UT1 — Равномерное время будет пропорциональна изменению периода суточного вращения Земли (продолжительности суток Р) за соответствующий промежуток времени, т. е.

где Р₀ = 86400 с — продолжительность средних солнечных суток на эпоху 1900.0, которая в астрономических расчетах принимается обычно в качестве начальной эпохи. Неравномерность вращения Земли также характеризуют отклонением ее угловой скорости Q от средней

соответствующей сидерическим суткам продолжительностью 86164 с. С точностью до членов второго порядка малости

Точное время еще до середины нашего столетия хранили с помощью маятниковых часов, затем использовали кварцевые часы и, наконец, с 1955 года применяются атомные и молекулярные системы воспроизведения эталонных частот и времени, на основе которых была создана шкала Атомного времени 7711. В качестве единицы для измерения Атомного времени принята атомная секунда, определяемая как время, равное 9162631770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 [16]. Это определение принято в 1967 году на XIII Генеральной конференции по мерам и весам. Шкала Атомного времени 7711 основана на показаниях цезиевых стандартов частоты ряда обсерваторий и лабораторий. Стабильность атомных стандартов частоты составляет порядка 10 -12 . Однако практическая реализация шкал 7711, связанная с синхронизацией шкал времени различных обсерваторий, не позволяет получать ошибки меньше 10 -7 с. И все-таки эти ошибки пренебрежимо малы в сравнении с теми, что возникают в результате определения Всемирного времени UT1. Другими словами, практически все погрешности в вычислении невязки АТ = UT1 — 7711, следовательно, и в вычислении согласно (1.24) неравномерности вращения Земли с 1955 года определяются ошибками астрономических наблюдений и каталогов, на основе которых вычислялось UT 1 до недавнего времени.

В последние десятилетия МСВЗ для вычисления невязки АТ использует данные не только оптической астрономии, но и радиоинтерферомет- рические наблюдения со сверхдлинными базами (РСДБ), лазерную локацию Луны (ЛЛЛ) и лазерную локацию ИСЗ (ЛЛС). Точность определения UT1 методом РСДБ на суточных интервалах в 70-80-е годы прошлого столетия составляла 0,05-0,10 мс, методами ЛЛЛ и ЛЛС на трехсуточных интервалах — первые десятые доли мс. После совместной обработки всех данных МСВЗ и их сглаживания точность определения UT 1 получалась порядка 0,1-0,2 мс [19]. В настоящее же время эта точность повысилась до 0,001 мс.

Координация работ и обобщение данных всех служб времени с 1920 года была возложена на Международное бюро времени (МБВ) с местом пребывания в Париже. Результаты вычислений по мировой сети обсерваторий и лабораторий Всемирного времени, Атомного времени, их разности и ряда других практически важных данных, включая и координаты полюсов, опубликованы в регулярных бюллетенях МБВ, которые и служат источниками при вычислении неравномерности вращения Земли. В 1988 году, как отмечено выше, МБВ и МСШ были реорганизованы в Международную службу вращения Земли (МСВЗ). В настоящее время МСВЗ не только в своих регулярных бюллетенях, но и на общедоступном сайте предоставляет всю информацию о неправильностях во вращении Земли, включая и данные об изменениях ото дня ко дню невязки АТ = UT1 — UTC, где UTC — Всемирное координированное время, вычисляемое на основе шкалы Атомного времени, а также об изменениях ото дня ко дню продолжительности земных суток 5Р = Р — Р₀.

В нашей стране служба точного времени начала действовать с 1928 года в Пулковской обсерватории [16]. С 1948 года основные функции по организации и обработке наблюдений местных служб времени были возложены на ВНИИФТРИ в Москве, на основании данных которого, публикуемых в периодических бюллетенях «Всемирное время», можно было вычислить изменения продолжительности суток ото дня ко дню с 1968 года.

Основой для изучения неравномерности суточного вращения Земли до 1955 года служат исключительно данные астрономических наблюдений движений Солнца, Луны и планет. Согласно ньютоновским законам небесной механики средняя скорость небесного светила может быть вычислена в функции времени, которое в качестве независимого переменного входит в уравнения движения и называется Динамическим (или Эфемеридным) временем, определяющим шкалу Динамического времени TD. Табулированные согласно ньютоновской механике координаты Солнца, Луны и планет называются эфемеридами. Луна имеет наибольшее среднее суточное движение (n_f = 47435 угл. с/сут = 0,55 угл. с/с) и с этой точки зрения является самым удобным объектом для определения Динамического времени. С другой стороны, она же является и наименее подходящим светилом для выявления неравномерности вращения Земли, поскольку ее собственная орбитальная скорость изменяется из-за приливного взаимодействия в системе «Земля — Луна».

Спенсер Джонс [326] показал, что отклонения наблюденных эфемерид Луны L ^ от теоретически рассчитанных имеют вид:

где а и b — эмпирические константы, т* — наблюдаемое ускорение Луны, В — так называемая флуктуация Луны по долготе, т — время в шкале TD, обычно измеряемое в юлианских столетиях. В уравнении (1.26) в явном виде выделены две основные особенности в изменении долготы Луны, а именно вековое возрастание невязки AL _€ (квадратичный член по т) и нерегулярные (или декадные) флуктуации В. Обе эти особенности непосредственно связаны с тем, что наблюдения Луны производятся с поверхности неравномерно вращающейся Земли. С достаточным основанием можно предполагать, что на протяжении последних трех столетий (т. е. за период инструментальных астрономических наблюдений) флуктуации Луны В были обусловлены только неравномерным суточным вращением Земли. Квадратичный же по т член в (1.26) обусловлен одновременно и неравномерным вращением Земли, и неравномерным орбитальным движением Луны. Наличие в флуктуациях В длиннопериодной (~ 10 2 лет) составляющей вносит заметный элемент неопределенности в процедуру вычисления постоянных а, Ъ и т*.

Переход от невязки в долготе Луны AL содержащей в качестве аргумента Динамическое время т, к невязке АТ между шкалами Динамического и Всемирного времени осуществляется через невязку по долготе среднего Солнца AL₀, которая определяется только неравномерным вращением Земли:

где 24,3495 — коэффициент перевода угл. с в секунды времени. Для того чтобы выразить AL₀ через невязку в долготе Луны, необходимо (1.26) умножить на отношение средних движений Солнца и Луны п₀/п и вычесть квадратичный по т член, который пропорционален истинному ускорению Луны dn/dt. Тогда вместо (1.27) будем иметь

Единицей измерения времени в шкале TD, так же как и в шкале 7711, является секунда, которая определена как 1/31556925,9747 доля тропического года для 1900, январь 0, в 12 часов эфемеридного времени. Таким образом определяемая секунда получила название «эфемеридная» [16].

Для связи шкал Атомного и Динамического времени производилось их сравнение, и был приблизительно определен относительный сдвиг нуль-пункта этих шкал, равный

Возвращаясь к уравнению (1.28), заметим, что основные ошибки в вычислении АТ связаны с коэффициентом 0,5(m* — dn/dt) при т 2 , который, как это следует из (1.24), определяет линейный тренд в изменениях продолжительности суток. Дело в том, что на основании одних эфемерид Луны можно определить только наблюдаемое (кажущееся) ускорение Луны т*, а для вычисления истинного ускорения dn/dt необходимо привлекать дополнительные астрономические данные, например эфемериды планет или наблюдения солнечных затмений. Пионерские исследования этой проблемы Д. Фотерингэма, В. де Ситтера, Г. Спенсера Джонса и других подробно обсуждены в монографии [117].

В течение трех десятков лет значения т* = (5,22 + 0,20) угл. с/век 2 и dn/dt = —(22 ± 1) угл. с/век 2 , представленные Спенсером Джонсом в 1939 году [326], считались наиболее надежными оценками кажущегося и истинного ускорений Луны для современной эпохи. Новый этап исследований в этом направлении начался в 70-х годах прошлого столетия, когда для изучения неравномерности орбитального движения Луны стали использовать данные об особенностях движений ИСЗ [225], результаты лазерной локации Луны [225; 297], теоретические расчеты океанических приливов [121; 276] и, наконец, новые обработки современных и архивных астрономических данных [295; 302; 328; 343]. Результаты этих исследований свидетельствуют о том, что среднее за последние 300 лет значение истинного ускорения Луны приблизительно равно dn/dt = —26 угл. с/век 2 . Значение величины dn/dt в современную эпоху и в прошлые геологические эпохи будет обсуждено в других разделах книги.

Спектр изменений угловой скорости суточного вращения Земли, выявленных как по данным астрономических наблюдений (включая и дотеле- скопические наблюдения), так и по палеонтологическим данным, условно можно разделить на три части. Во-первых, это вариации с периодами до одного года, которые включают в себя изменения угловой скорости внутри суток, межсуточные, а также сезонные изменения 5Р. Во-вторых, изменения продолжительности средних за год суток 5Р с характерными временами порядка 10-10 2 лет (так называемые нерегулярные вариации). В-третьих, вековые вариации с характерными временами порядка

10 2 -10 8 лет. Рассмотрим эмпирические данные об особенностях суточного вращения Земли во всех трех временных интервалах.

Земля не стоит на месте, а находится в непрерывном движении. Благодаря тому, что она вращается вокруг Солнца, на планете происходит смена времён года. Однако не все помнят, что, облетая небесное светило, Земля ещё успевает крутиться вокруг своей собственной оси. Именно это движение вызывает за окном перемену дня и ночи и называется суточным.

Разобраться, как и с какой скоростью Земля вращается вокруг Солнца и своей оси, АиФ.ru помог астрофизик, сотрудник Московского планетария Александр Перхняк.

Движение Земли вокруг своей оси

Как Земля вращается вокруг своей оси?

Во время вращения Земли вокруг своей оси* остаются неподвижными только две точки: Северный и Южный полюса. Если их соединить воображаемой линией, то получится ось, вокруг которой вращается Земля. Земная ось не перпендикулярна, а находится под углом 23,5° к земной орбите**.

С какой скоростью Земля вращается вокруг своей оси?

Земля вращается вокруг своей оси со скоростью 465 м/с, или 1 674 км/ч. Чем дальше от экватора***, тем скорость движения планеты меньше.

«Мало кто знает, что на удалении от экватора скорость вращения Земли становится меньше. Наглядно это выглядит следующим образом. Город Кито находится вблизи линии экватора, значит, он и его жители незаметно для себя совершают вместе с Землёй поворот на скорости 465 м/с. А вот скорость вращения москвичей, проживающих гораздо севернее экватора, будет почти в два раза меньше: 260 м/с», — рассказал Перхняк.

В какую сторону вращается Земля?

Вращение Земли вокруг своей оси происходит с запада на восток. Если смотреть на Землю сверху в направлении Северного полюса, то она будет вращаться против часовой стрелки.

Меняется ли скорость движения Земли вокруг своей оси?

Да, меняется. Ежегодно ход Земли замедляется в среднем на 4 миллисекунды.

«Астрофизики связывают это явление с Лунным притяжением, которое, как известно, влияет на приливы и отливы на нашей планете. Так вот, когда они происходят, Луна как бы пытается притянуть воду к себе, двигая её в направлении, противоположном ходу Земли. Из-за этого своеобразного противодействия на дне водоемов возникает незначительная сила трения, которая, в соответствии с законами физики, замедляет скорость движения Земли. Незначительно, всего на 4 миллисекунды в год», — уточнил Перхняк.

Движение Земли вокруг Солнца

Как Земля вращается вокруг Солнца?

Вокруг Солнца наша планета вращается по орбите длиной более 930 млн км.

С какой скоростью?

Земля вращается вокруг Солнца со скоростью 30 км/c, то есть 107 218 км/ч.

За какое время Земля совершает полный оборот вокруг Солнца?

Один полный оборот вокруг Солнца Земля совершает примерно за 365 суток. Промежуток времени, за который Земля полностью оборачивается вокруг Солнца, называется годом.

В какую сторону движется Земля, облетая Солнце?

Вокруг Солнца Земля вращается с запада на восток, как и вокруг своей оси.

На каком расстоянии Земля вращается вокруг Солнца?

Земля вращается вокруг Солнца на расстоянии около 150 млн км.

Как изменяются времена года?

Во время вращения Земли вокруг Солнца её угол наклона не меняется. В результате на одной части своей траектории Земля будет больше повёрнута к Солнцу своей нижней половиной: Южным полушарием, где наступает лето. А в это время Северный полюс будет практически скрыт от солнца: значит туда приходит зима. Дважды в год Солнце примерно одинаково освещает Северное и Южное полушария: это время весны и осени. Эти моменты ещё известны как весеннее и осеннее равноденствие.

Почему Земля не падает на Солнце?

«Когда Земля вращается вокруг Солнца, вырабатывается центробежная сила, которая пытается постоянно отбросить нашу планету. Но у неё это не получится. А всё потому, что Земля всегда движется вокруг светила с одинаковой скоростью и находится от него на безопасном расстоянии, соотносимом с центробежной силой, с которой Землю и пытаются выбить с орбиты. Вот почему Земля не падает на Солнце и не улетает в космос, а продолжает двигаться по заданной траектории», — сказал Александр Перхняк.

*Земная ось — это воображаемая прямая, проходящая через центр Земли от Северного до Южного полюса. Земля крутится вокруг собственной оси.

**Земная орбита — траектория движения Земли вокруг Солнца.

***Экватор — воображаемая линия, которая делит Землю на Северное и Южное полушария.

Суточное вращение Земли

Земля совершает полный оборот вокруг оси за 23 ч 56 мин. 4 с. Угловая скорость всех точек на ее поверхности одинакова и составляет 15 град / ч. Линейная скорость их зависит от того расстояния, которое точки должны пройти за период их суточного вращения. С наибольшей скоростью вращаются точки на линии экватора (464 м / с). Точки же, которые совпадают с Северным и Южным полюсами, остаются практически неподвижными. Таким образом, линейная скорость точек, лежащих на одном меридиане, уменьшается от экватора к полюсам. Именно неодинаковой линейной скоростью точек на разных параллелях объясняется проявление отклоняющей действия вращения Земли (так называемой силы Кориолиса) справа в Северном полушарии и влево — в Южной относительно направления их перемещения. Отклоняющая действие особенно сказывается на направлении воздушных масс и морских течений.

Сила Кориолиса действует только на тела, движущиеся она пропорциональна их массе и скорости движения и зависит от широты, на которой расположена точка. Чем больше угловая скорость, тем больше сила Кориолиса. Отклоняющая сила вращения Земли с широтой растет. ее величину можно рассчитать по формуле

где m — масса; v — скорость тела, движущегося; w — угловая скорость вращения Земли; j — широта данной точки.

Вращение Земли вызывает быструю смену дня и ночи. Суточное вращение создает особый ритм в развитии физико-географических процессов и природы в целом. Одним из важных последствий суточного вращения Земли вокруг оси являются приливы и отливы — явление периодического колебания уровня океана, которое вызывается силами притяжения Солнца и Луны. Большая из этих сил месячная, а потому она и определяет основные черты приливных явлений. Приточные явления имеют место и в земной коре, но здесь они не превышают 30-40 см, тогда как в океанах в отдельных случаях достигают 13 м (Пенжинская губа) и даже 18 м (залив Фанди). Высота водных выступов на поверхности океанов составляет около 20 см, и они дважды в сутки оббегают океаны. Крайнее положение уровня воды в конце притока называется полной водой, в конце оттока — малой водой; разница этих уровней называется величиной прилива.

Механизм приливных явлений достаточно сложный. Основная их суть состоит в том, что Земля и Луна — единственная система в вращательном движении вокруг общего центра тяжести, который лежит внутри Земли на расстоянии примерно 4800 км от ее центра (рис. 10). Как и на всякую плоть, вращающийся на систему Земля — Луна действуют две силы: притяжение и центробежная. Соотношение этих сил на разных сторонах Земли неодинаково. На стороне Земли, обращенной к Луне, силы притяжения Луны крупнее центробежные силы системы, и их равнодействующая направлена к Луне. На стороне Земли, противоположной Луне, центробежные силы системы крупнее силы притяжения Луны, а их равнодействующая направлена от него. Эти равнодействующая и является припливоутворюючимы силами, они вызывают повышение воды на противоположных сторонах Земли.

Припливоутворюючи силы

Рис. 10. Припливоутворюючи силы

Вследствие того, что Земля совершает суточное вращение в поле этих сил, а Луна движется вокруг нее, приточные волны пытаются двигаться в соответствии с положением Луны, поэтому в каждом районе океана в течение 24 ч 50 мин. дважды происходит прилив и дважды отлив. Ежедневное отставание на 50 мин. обусловлено опережающим движением Луны по его орбите вокруг Земли.

Солнце также вызывает на Земле приливы, хотя и втрое меньшей высоты. Они накладываются на лунные приливы, меняя их характеристики.

Несмотря на то, что Солнце, Земля и Луна находятся почти в одной плоскости, они непрерывно меняют свое взаимное расположение на орбитах, поэтому соответственно изменяется их приточный влияние. Дважды за месячный цикл — в новый (молодой) месяц и полнолуние — Земля, Луна и Солнце оказываются на одной линии. В это время приливные силы Луны и Солнца совпадают и возникают необычно высокие, так называемые сигизийни приливы. В первой и третьей четвертях Луны, когда приливные силы Солнца и Луны направлены под прямым углом друг к другу, они оказывают противоположное влияние и высота лунных приливов оказывается меньше примерно на одну треть. Эти приливы называются квадратурными.

Проблема использования колоссальной энергии приливов и отливов давно привлекала внимание человечества, но решение ее началось со строительства приливных электростанций (ПЭС) только сейчас. Первая ПЭС вступила в строй во Франции в 1960 г.. В России в 1968 было построено Кислогубская ПЭС на берегу Кольского залива. В районе Белого моря, а также в дальневосточных морях Камчатки запроектировано построить еще несколько ПЭС.

Приточные волны постепенно замедляют скорость вращения Земли, потому что они движутся во встречном направлении. Поэтому земные сутки становится длиннее. Подсчитано, что только по причине водных притоков за каждые 40 тыс. Лет сутки увеличивается на 1 с. Миллиард лет назад сутки на Земле составляла всего 17 часов. Через миллиард лет сутки продлится 31 час. А через несколько миллиардов лет Земля будет повернутой к Луне все время одной стороной, так же, как сейчас Луна к Земле.

Некоторые ученые считают, что взаимодействие Земли с Луной — одна из основных причин первичного разогрева нашей планеты. Приточный трения заставляет Луна удаляться от Земли со скоростью около 3 см / год. Эта величина сильно зависит от расстояния между двумя телами, которая сейчас составляет 60,3 радиуса Земли.

Если предположить, что поначалу Земля и Луна находились значительно ближе, то, с одной стороны и припливотворна сила должна быть больше. Приливная волна создает в теле планеты внутреннее трение, которое сопровождается выделением теплоты,

С вращением Земли вокруг своей оси связана ее прочность, которая зависит от угловой скорости суточного вращения планеты. Вращение порождает центробежную силу, прямо пропорциональна квадрату угловой скорости. Сейчас центробежная сила на экваторе, где она наибольшая, равен лишь 1/289 силы земного притяжения. В среднем Земля имеет 15-кратный запас прочности. Солнце — 200-кратный, а Сатурн — только 1,5-кратный в связи с быстрым вращением вокруг своей оси. Его кольца образовались, возможно, вследствие более быстрого вращения планеты в прошлом. Выдвигалась гипотеза, что и Луна образовалась в результате отрыва в районе Тихого океана части массы Земли в связи с ее быстрым вращением. Впрочем, после изучения образцов лунных пород эту гипотезу было отклонено, но то, что форма Земли изменяется в зависимости от скорости ее вращения, не вызывает у специалистов никаких сомнений.

С суточным вращением Земли связаны такие понятия, как звездный, солнечный, поясной и местное время, линия перемены дат и т. Время является основной единицей для определения времени, в течение которого происходит видимое вращение небесной сферы против часовой стрелки. Заметив на небе начальную точку, отчисляют от нее угол поворота, по которому вычисляют время, прошедшее. Звездный час отсчитывают с момента верхней кульминации точки весеннего равноденствия, в которой эклиптика пересекается с экватором. Им пользуются при астрономических наблюдениях. Солнечное время (настоящий, или истинный, средний) отсчитывают с момента нижней кульминации центра диска Солнца на меридиане наблюдателя. Местное время — это среднее солнечное время в каждом пункте Земли, который зависит от долготы данного пункта. Чем восточнее находится пункт на Земле, тем больше в нем местный время (каждые 15 ° долготы дают разницу во времени на 1 час), а чем дальше на запад, тем время меньше.

Земную поверхность условно разделен на 24 часовых пояса, на территории которых время считается равным времени центрального меридиана, то есть меридиана, проходящего через середину пояса.

В густонаселенных регионах пределы поясов проходят по границам государств и административных районов, иногда они совпадают с естественными границами: руслами рек, горными хребтами и тому подобное. В первом часовом поясе время на один час больше время нулевого пояса, или среднего солнечного времени Гринвичского меридиана, во втором поясе — на 2:00 и т. Д.

Поясное время, который разделяет планету на 24 часовых пояса, был введен во многих странах мира в 1884 p. И хотя его концентрация не устранило всех недоразумений, связанных с счетом времени (вспомним хотя бы недавние острые дискуссии в некоторых регионах Украины по поводу введения на ее территории вместо московского киевского времени, то есть времени второго часового пояса, в котором наша страна, собственно, и находится), все же система часовых поясов стала общепринятой на планете. Ведь поясное время не только мало отличается от местного, он также удобным при пользовании в далеких по географическому долготой путешествиях. В связи с этим будет уместно вспомнить одну интересную историю, которая неожиданно случилась с участниками первого кругосветного путешествия при ее завершении.

. В конце 1522 узкими улицами испанского города Севильи шла необычная процессия: 18 моряков экспедиции Ф. Магеллана, только вернулись в родную гавань после дальней океанической путешествия. Люди были крайне истощены во время почти трехлетнего плавания. Впервые прошли они вокруг земного шара, совершили подвиг. Но победителей не были похожи. В дрожащих от слабости руках несли горящие свечи и медленно направлялись к собору, чтобы замолить невольный грех, которого допустили в долгом плавании .

В чем провинились первопроходцы планеты? Когда «Виктория» на обратном пути приблизилась к островам Зеленого Мыса, на берег была отправлена шлюпка за продуктами и свежей водой. Моряки вскоре вернулись на корабль и сообщили изумленной команде: на суше этот день почему-то считают четвергом, хотя по судовым журналом — среда. При возврате в Севилью они окончательно поняли, что потеряли в своем корабельном счета сутки! А это значит, что совершили большой грех, потому что отмечали все религиозные праздники на день раньше, чем этого требовал календарь. В этом и покаялись в соборе.

Каким же образом опытные мореплаватели потеряли сутки? Надо сразу сказать «что никакой ошибки в счете дней они не сделали. Дело в том, что земной шар вращается вокруг своей оси с запада на восток и через сутки совершает один оборот. Экспедиция Ф. Магеллана двигалась в противоположном направлении с востока на запад и с три года кругосветного путешествия она тоже сделала полный оборот вокруг земного оси, но в направлении, противоположном направлению вращения Земли, а это значит, что путешественники сделали на один оборот меньше, чем все человечество на Земле. И не потеряли сутки, а выиграли ее. Если бы экспедиция двигалась не на запад, а на восток, то в судовом журнале было бы записано на одни сутки больше, чем у всех людей. Астроном экспедиции Ф. Магеллана Антонио Пигафетта догадывался, что в разных местах земного шара в один и тот же момент время разный. А так оно и должно быть, ведь Солнце восходит не одновременно для всей планеты. Это означает, что на каждом меридиане существует местным временем, начало которого отсчитывается с того момента, когда Солнце находится низкое под горизонтом, то есть находится в так называемой нижний кульминации. Однако люди в своей повседневной деятельности не обращают на это внимания и ориентируются на поясное время, отвечающий местном времени срединного меридиана соответствующего часового пояса.

Но распределение земного шара на часовые пояса все же не решает всех проблем, в частности проблемы рационального использования светлого периода. Поэтому в последнее воскресенье марта во многих странах, в том числе в Украине, стрелки часов переводят на один час вперед, а в конце октября вновь возвращают на поясное время. Переход на летнее время позволяет более экономично расходовать топливно-энергетические ресурсы. Кроме того, это дает возможность людям больше времени работать и отдыхать в условиях естественного освещения, а для сна использовать наиболее темное время суток.

В практическом распределении часовых поясов на нашей планете специфическими являются пространства, через которые условно проходит линия перемены дат. Эта линия проходит в основном в открытом океане по географическому меридиану 180 ° и несколько отклоняется там, где она пересекает острова или отделяет различные государства. Сделано это во избежание определенных календарных неудобств для людей, которые их населяют. При пересечении линии с запада на восток дата повторяется, при движении в обратном направлении один день со счета исключается. Интересно, что в Беринговом проливе между Чукоткой и Аляской есть два острова, которые разделяет линия перемены дат: остров Ратманова, что принадлежит России, и остров Крузенштерна, который принадлежит СЕЛА. Преодолев расстояние в несколько километров между двумя островами, можно попасть . во вчерашний день, если вы плывете с острова Ратманова, или в завтрашний, когда направляетесь в противоположном направлении.

Суточное вращение Земли

Су́точное враще́ние Земли́ — вращение Земли вокруг своей оси с периодом в одни звёздные сутки, наблюдаемым проявлением чего является суточное вращение небесной сферы.

Вращение Земли происходит в том же направлении, что и движение планеты Земля вокруг Солнца — с запада на восток, то есть при наблюдении с Полярной звезды или северного полюса эклиптики.

Связанные понятия

Предварение равноденствий (лат. praecessio aequinoctiorum) — историческое название для постепенного смещения точек весеннего и осеннего равноденствий (то есть точек пересечения небесного экватора с эклиптикой) навстречу видимому годичному движению Солнца. Другими словами, каждый год весеннее равноденствие наступает немного раньше, чем в предыдущем году — примерно на 20 минут 24 секунды. В угловых единицах смещение составляет сейчас примерно 50,3″ в год, или 1 градус каждые 71,6 года. Это смещение.

Сфери́ческая астроно́мия или позиционная астрономия — раздел астрономии, изучающий способы определения положения объектов на небесной сфере при наблюдении их с Земли в определённый момент времени и в определённом месте. Сферическая астрономия использует математические методы сферической геометрии и астрометрические измерения, и тесно связана с проблемой редукции наблюдений.

Эпици́кл (от греч. ἐπί – на + κύκλος – круг) — понятие, используемое в древних и средневековых теориях движения планет, включая геоцентрическую модель Птолемея. Согласно этой модели, планета равномерно движется по малому кругу, называемому эпициклом, центр которого, в свою очередь, движется по большому кругу, который называется деферентом.

Геоцентрическая система мира (от др.-греч. Γῆ, Γαῖα — Земля) — представление об устройстве мироздания, согласно которому центральное положение во Вселенной занимает неподвижная Земля, вокруг которой вращаются Солнце, Луна, планеты и звёзды. Впервые возникла в Древней Греции, являлась основой античной и средневековой астрономии и космологии. Альтернативой геоцентризму является гелиоцентрическая система мира, являвшаяся предтечей современных космологических моделей Вселенной.

Аберра́ция све́та (лат. aberratio, от ab от и errare блуждать, уклоняться) — изменение направления распространения света (излучения) при переходе из одной системы отсчёта к другой.

Нута́ция (от лат. nutatio «колебание; качание, кивание») — слабое нерегулярное движение вращающегося твёрдого тела, совершающего прецессию. Напоминает «подрагивание» оси вращения и заключается в слабом изменении так называемого угла нутации между осями собственного и прецессионного вращения тела.

Гео-гелиоцентрическая система мира — исторический вариант геоцентрической системы мира, в котором Земля покоится в центре мира, Солнце и Луна обращаются вокруг Земли, а все пять известных тогда планет — вокруг Солнца. Таким образом, эту конструкцию можно рассматривать как компромиссную между геоцентрической системой Птолемея и гелиоцентрической моделью Коперника, причём с точки зрения наблюдений движения планет гео-гелиоцентрическая система ничем не отличается от коперниканской.

Гелиоцентрическая система мира (гелиоцентризм) — представление о том, что Солнце является центральным небесным телом, вокруг которого обращается Земля и другие планеты. Возникла в противовес геоцентрической системе мира в античности, но получила широкое распространение в XVI—XVII веках.

Звёздные су́тки — период вращения какого-либо небесного тела вокруг собственной оси в инерциальной системе отсчёта, за которую обычно принимается система отсчёта, связанная с удалёнными звёздами. Для Земли это время, за которое Земля совершает один оборот вокруг своей оси по отношению к далёким звёздам.

Попя́тное (ретроградное) движе́ние плане́т — наблюдаемое с Земли движение планет на фоне звёзд по небесной сфере с востока на запад, то есть в направлении, противоположном движению Солнца (годичному) и Луны.

Движения Солнца и планет по небесной сфере отображают лишь их видимые, то есть кажущиеся земному наблюдателю движения. При этом любые движения светил по небесной сфере не являются связанными с суточным вращением Земли, поскольку последнее воспроизводится вращением самой небесной сферы.

Система небесных координат используется в астрономии для описания положения светил на небе или точек на воображаемой небесной сфере. Координаты светил или точек задаются двумя угловыми величинами (или дугами), однозначно определяющими положение объектов на небесной сфере. Таким образом, система небесных координат является сферической системой координат, в которой третья координата — расстояние — часто неизвестна и не играет роли.

Небе́сная сфе́ра — воображаемая сфера произвольного радиуса, на которую проецируются небесные тела: служит для решения различных астрометрических задач. За центр небесной сферы принимают глаз наблюдателя; при этом наблюдатель может находиться как на поверхности Земли, так и в других точках пространства (например, он может быть отнесён к центру Земли). Для наземного наблюдателя вращение небесной сферы воспроизводит суточное движение светил на небе.

Неподви́жные звёзды, неподви́жные свети́ла (лат. stellae fixae) — историческое обозначение тех небесных объектов, которые при наблюдениях с Земли невооружённым глазом не изменяют своего видимого положения по отношению к другим светилам за относительно короткий срок (сопоставимый с периодом человеческой жизни). В эту категорию подпадают все звёзды, кроме Солнца. Само же Солнце, планеты и Луна относятся к подвижным звёздам или светилам.

Эква́нт (лат. punctum aequans; от aequo «уравниваю») — понятие, используемое в древних и средневековых теориях движения планет, в частности, в геоцентрической системе мира Птолемея. Согласно этим теориям, точка, из которой движение планеты выглядит равномерным, не совпадает с геометрическим центром траектории планеты: эта точка и называется эквантом.

Теория гомоцентрических сфер — разновидность геоцентрической системы мира, в которой небесные тела считаются жёстко прикреплёнными к комбинации скреплённых между собой жёстких сфер с общим центром.

Астрономическая рефракция (атмосферная рефракция) — преломление в атмосфере световых лучей от небесных светил, и изменение, в связи с этим, их положения на небосводе.

Небе́сное свети́ло — астрономический объект, излучающий собственный свет или отражённый; синоним понятия «небесное тело». В сферической астрономии под небесным светилом могут понимать также проекцию астрономического объекта на небесную сферу.К небесным светилам относят Солнце и другие звёзды, Луну, планеты, и их спутники, а также астероиды, кометы и другие тела.В художественной литературе указанные выше названия небесных светил нашли своё применение при описании других планет. Так, «солнцами» называют.

Экваториа́льная (параллактическая) монтиро́вка — устройство для установки телескопа (или другого астрономического инструмента) так, чтобы одна из его осей была параллельна земной оси (и, соответственно, перпендикулярна небесному экватору).

Эклиптическая система координат, или эклиптикальные координаты:49 — это система небесных координат, в которой основной плоскостью является плоскость эклиптики, а полюсом — полюс эклиптики. Она применяется при наблюдениях за движением небесных тел Солнечной системы, плоскости орбит многих из которых, как известно, близки к плоскости эклиптики, а также при наблюдениях за видимым перемещением Солнца по небу за год:30.

Накло́н о́си враще́ния — угол отклонения оси вращения небесного тела от перпендикуляра к плоскости его орбиты. Другими словами — угол между плоскостями экватора небесного тела и его орбиты.

Орбита Земли — траектория движения Земли вокруг Солнца на среднем расстоянии около 149,6 миллионов километров (152,1 млн км в афелии; 147,09 млн км в перигелии).

Полюс мира — точка на небесной сфере, вокруг которой происходит видимое суточное движение звёзд из-за вращения Земли вокруг своей оси. Направление на Северный полюс мира совпадает с направлением на географический север, а на Южный полюс мира — с направлением на географический юг. Северный полюс мира находится в созвездии Малой Медведицы с поляриссимой — Полярной звездой, южный — в созвездии Октант. В результате прецессии земной оси полюса мира смещаются примерно на 20 » в год.

Орбита́льные элеме́нты, элеме́нты орби́ты небесного тела — набор параметров, задающих размеры и форму орбиты (траектории) небесного тела, расположение орбиты в пространстве и место расположения небесного тела на орбите.

Античное определение планет как «блуждающих звезд» с самого начала было неоднозначным. На протяжении своего существования это слово обозначало множество различных вещей, часто имея несколько значений в одно и то же время. На протяжении тысячелетий использование этого термина никогда не было строгим, расплывчатое понятие планеты то включало, то исключало из себя множество различных объектов от солнца и луны до спутников и астероидов. С развитием знаний о Вселенной слово «планета» также меняло своё.

Аномальное смещение перигелия Меркурия — обнаруженная в 1859 году особенность движения планеты Меркурий, сыгравшая исключительную роль в истории физики. Это смещение оказалось первым движением небесного тела, которое не подчинялось ньютоновскому закону всемирного тяготения. Физики были поставлены перед необходимостью искать пути модифицировать или обобщить теорию тяготения. Поиски увенчались успехом в 1915 году, когда Альберт Эйнштейн разработал общую теорию относительности (ОТО); из уравнений ОТО.

Фотометри́ческий парадо́кс (парадокс О́льберса, парадокс Шезо́ — О́льберса) — один из парадоксов дорелятивистской космологии, заключающийся в том, что в стационарной Вселенной, равномерно заполненной звёздами (как тогда считалось), яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. В теории в космологической модели Большого Взрыва этот парадокс полностью разрешается посредством учёта конечности скорости света и конечности возраста Вселенной.

С ранних времен человек задумывался об устройстве окружающего его мира как единого целого. И в каждой культуре оно понималось и представлялось по-разному. Так, в Вавилоне жизнь на Земле тесно связывали с движением звезд, а в Китае идеи гармонии переносились на всю Вселенную.

Пертурбация (возмущение орбиты) — отклонение небесного тела от орбиты под влиянием иных сил, кроме гравитационного притяжения центра масс системы, таких как другие небесные тела или сопротивление среды.Изучение пертурбаций началось в древности, вместе с первыми попытками расчёта движений небесных тел, но до XVII века их природа оставалась загадкой. Исаак Ньютон попытался применить разработанные им законы движения и гравитации для анализа возмущения орбит, но столкнулся со значительными трудностями.

Гелиометр (от др.-греч. Ἥλιος или Ἠέλιος — солнце и métron — мера) — астрометрический инструмент для измерения небольших (до 1°) углов на небесной сфере. Название его происходит от первоначального способа применения — измерения диаметра Солнца. Позже использовался для измерения поперечников Луны, планет, планетоцентрических координат спутников планет, а также для измерения двойных звёзд и для определения параллаксов звёзд.

Соедине́ние (в астрономии) — такая конфигурация небесных тел, при которой их эклиптические долготы равны. Иногда используется и понятие соединения по прямому восхождению, а не по эклиптической долготе. Таким образом, во время соединения двух тел они относительно близки друг к другу на небесной сфере (но момент соединения не обязательно совпадает с моментом максимального сближения). В астрологии может использоваться термин конъюнкция.

Затме́ние — астрономическая ситуация, при которой одно небесное тело заслоняет свет от другого небесного тела.

Узел орбиты — одна из двух диаметрально противоположенных точек небесной сферы, в которых орбита какого-либо небесного тела пересекается с некоторой условной плоскостью, выступающей как система отсчёта, а также геоцентрическая проекция этой точки на небесную сферу. Таковой плоскостью для планет Солнечной системы и Луны является плоскость эклиптики. Для отслеживания ИСЗ обычно используют экваториальную систему координат и, соответственно, плоскость небесного экватора.. Поскольку таких точек две, различают.

Уравнение времени — разница между средним солнечным временем (ССВ) и истинным солнечным временем (ИСВ), то есть УВ = ССВ — ИСВ. Эта разница в каждый конкретный момент времени одинакова для наблюдателя в любой точке Земли. Уравнение времени можно узнать из специализированных астрономических изданий, астрономических программ или вычислить по формуле, приведенной ниже.

Апексом в астрономии называют точку на небесной сфере, в которую направлена скорость движения наблюдателя относительно какой-либо системы отсчета. Точка, противоположная апексу, называется антиапексом.

Вулкан — гипотетическая малая планета, орбита которой предполагалась расположенной между Меркурием и Солнцем.

Тео́рия импе́туса (от лат. impetus ‘толчок, импульс’) — натурфилософская теория, согласно которой причиной движения брошенных тел является некоторая сила (импетус), вложенная в них внешним источником. Теория импетуса появилась в результате критики некоторых положений физики Аристотеля, но в целом соответствует ей.

Баллисти́ческая тео́рия, также известная как эмиссио́нная тео́рия — отвергнутая фундаментальная физическая теория, альтернативная максвелловской электродинамике, теории относительности, квантовой теории и претендовавшая на новое единое всестороннее и наглядное описание мира на базе классических и механических представлений. В данной теории отвергается постулат СТО о постоянстве скорости света. Скорость света, испускаемого движущимся источником, складывается со скоростью источника подобно скорости.

Экли́птика (от лат. (linea) ecliptica, от др.-греч. ἔκλειψις — затмение) — большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца. Соответственно плоскость эклиптики — плоскость обращения Земли вокруг Солнца (земной орбиты). Современное, более точное определение эклиптики — сечение небесной сферы плоскостью орбиты барицентра системы Земля — Луна.

Общая теория относительности предсказывает множество эффектов. В первую очередь, для слабых гравитационных полей и медленно движущихся тел она воспроизводит предсказания ньютоновой теории тяготения, как это должно быть согласно принципу соответствия. Специфически отличающие её эффекты проявляются в сильных полях (например, в компактных астрофизических объектах) и/или для релятивистски движущихся тел и объектов (например, отклонение света). В случае слабых полей общая теория относительности предсказывает.

Синхронное вращение (приливный захват) — ситуация, когда период обращения спутника вокруг своей оси совпадает с периодом его обращения вокруг центрального тела. При этом спутник всегда обращён к центральному телу одной и той же стороной, поскольку он обращается вокруг своей оси за то же время, которое ему требуется, чтобы обернуться по орбите вокруг своего партнёра. Приливный захват происходит в процессе взаимного движения и характерен для многих крупных естественных спутников планет Солнечной системы.

Орбитальная скорость тела (обычно планеты, естественного или искусственного спутника, кратной звезды) — скорость, с которой оно вращается вокруг барицентра системы, как правило вокруг более массивного тела.

Прили́вное ускоре́ние — эффект, вызванный гравитационно-приливным взаимодействием в системе естественный спутник — центральное тело. Главными следствиями этого эффекта являются изменение орбиты спутника и изменение вращения центрального тела вокруг оси, как это наблюдается в системе Земля — Луна. Другим следствием является разогрев недр планет, как это наблюдается с Ио и Европой и, предположительно, имело значительный эффект с древней Землёй.

Пассажный инструмент (фр. instrument de passage) — в астрономии служит для определения времени прохождения светил через какую-нибудь вертикальную плоскость, обыкновенно меридиан или первый вертикал. Введён в употребление Рёмером в XVII веке. Бывают переносные и постоянные.

Покры́тие — это астрономическое явление, во время которого, с точки зрения наблюдателя из определённой точки, одно небесное тело проходит перед другим небесным телом, заслоняя его часть.

Эпоха в астрономии (от греч. έποχή — «остановка») — момент времени, для которого определены астрономические координаты или элементы орбиты. Астрономические координаты могут быть пересчитаны из одной эпохи в другую с учётом прецессии, а также собственного движения.

Астрономия Древней Греции — астрономические познания и взгляды тех людей, которые писали на древнегреческом языке, независимо от географического региона: сама Эллада, эллинизированные монархии Востока, Рим или ранняя Византия. Охватывает период с VI века до н. э. по V век н. э. Древнегреческая астрономия является одним из важнейших этапов развития не только астрономии как таковой, но и науки вообще. В трудах древнегреческих учёных находятся истоки многих идей, лежащих в основании науки Нового времени.

Со́лнечные су́тки — промежуток времени, за который небесное тело совершает 1 поворот вокруг своей оси относительно центра Солнца.Более строго это промежуток времени между двумя одноимёнными (верхними или нижними) кульминациями (прохождениями через меридиан) центра Солнца в данной точке Земли (или иного небесного тела).

Увлече́ние инерциальных систем отсчёта, или эффе́кт Ле́нзе — Ти́рринга, — явление в общей теории относительности (ОТО), наблюдаемое вблизи вращающихся массивных тел. Эффект проявляется в появлении дополнительных ускорений, сходных с ускорением Кориолиса, то есть, в итоге, сил, действующих на пробные тела, двигающиеся в гравитационном поле.

В какую сторону вращается Земля?

Помню, географичка рассказывала об эксперименте со сливом. Вода в раковине стекает по часовой стрелке или в противоположном направлении, зависимо от полушария. А на экваторе вообще нет подобного водоворота. Не чудо ли!

Кто первый наглядно показал, в какую сторону вращается земля

В прошлом году случайно посмотрела одну познавательную передачу. Там рассказывали, что первым, кто показал людям вращение Земли – физик из Франции Леон Фуко, в середине 19 века. Он проводил свои эксперименты дома, а после успешных презентаций стал показывать «аттракцион» широкой публике в обсерватории и Парижском Пантеоне.

Маятник месье Фуко выглядел следующим образом. Представьте шар весом 28 кг, подвешенный на нити 67 м. Под шаром – кольцо. Шар отклоняли от оси и отпускали без стартовой скорости. В итоге маятник колебался, рисуя штрихи по контуру кольца. Все дальше продвигаясь по часовой стрелке. Эксперимент доказывает, что маятник движется лишь под силой притяжения. А направление движения земли противоположно движению маятника, то есть – против часовой стрелки.

Восточное направление

Физики высчитали, что падающие предметы отклоняются к востоку. Например, если залезть на вершину высокой горы и скинуть с нее камень, у подножия он упадет, чуть отклоняясь от оси в восточном направлении.

Также можно понаблюдать за Солнцем и логически поразмыслить. На востоке оно появляется, на западе – исчезает. Значит, и планета вращается в сторону востока солнца.

Как движение Земли проявляется в природе

Кроме известных всем смены дня и ночи, цикличности времен года, движение планеты отражается и на таких явлениях:

Пассаты – тропические ветры, постоянно дующие к экватору (с северо-востока и юго-востока по обе стороны экватора).
Смещение циклонов на восток (идущих с юга на север).
Подмывание берегов рек (в северной части – правых, в южной – левых).

Если хотите понаблюдать за движением планеты по-настоящему, а не додумывая факты выводами, посмотрите на Землю со спутника. Планетарии, научные сайты, видеоролики – все это доступно и очень увлекает.

Перед нашим преподавателем по физике тряслось не одно поколение студентов. Прихожу, вроде бы все выучив, тяну билет – а во втором вопросе задачка про планеты! Это мы быстро! И вот я с радостью все объясняю, уже готовлюсь к пятерке – и слышу вопрос: «А в какую сторону у вас Земля-то вращается?». В общем, пришлось идти на пересдачу – раз уж я ответа на «школьный вопрос» не знаю.

Типы вращения Земли

Для начала, стоит упомянуть, что есть два типа движения планет (с поправкой на то, что речь идет о Солнечной Системе):

Вращение вокруг Солнца, которое для нас выражается в смене времен года.
Вращение вокруг своей оси, которое мы можем заметить по смене дня и ночи.

Теперь разберемся с каждым из них по отдельности

В какую сторону вращается Земля вокруг своей оси

Дело в том, что любое движение относительно. Направление вращения планеты будет зависеть от того, где находится наблюдатель. Иначе говоря, на эту характеристику планеты влияет точка отсчета.

Представьте, что вы оказались точнехонько на Северном полюсе. Тогда можно будет смело заявить, что движение идет против часовой стрелки.
Если же переместиться на противоположный конец земного шара – на Южный полюс – правильно будет говорить, что Земля движется по часовой стрелке.
В общем же случае правильнее будет ответить, что Земля движется с запада на восток.

Доказать это можно, наблюдая за движением солнца по небосклону. Каждый день, вне зависимости от того, где вы находитесь, солнце будет вставать на одной и той же (восточной) стороне, а садиться гарантированно станет на западе. Правда, на полюсах день длится целых полгода, но даже здесь это правило не будет нарушаться.

Вращение вокруг Солнца

Здесь было бы неплохо сначала разобраться с тем, что такое эклиптика.

Эклиптикой называют окружность, по которой движется Солнце для наблюдателя с Земли.

Теперь представим, что мы можем с легкостью добраться до любой точки эклиптики. Вжух – и мы моментально переместились. Так что же мы увидим?

Рассказав все это на пересдаче, я смогла-таки получить свою пятерку. Конечно, лучше бы было учить все своевременно – зато теперь буду умнее.

«Земля вращается, это нам говорили, а вот как понять — куда она вращается, мы же этого не ощущаем?» — спросила меня дочь и, надо сказать, была права — в школе обычно не вдаются в подробности, особенно в начальных классах. Пришлось запастись терпением, глобусом и парочкой интересных историй, чтобы малышке не было скучно.

Почему она вращается

Существует три причины, по которым наша планета вращается не только вокруг небесного светила, но и как волчок, вокруг своей оси:

вращение по инерции;
из-за воздействия магнитных полей;
как реакция на солнечное излучение.

Все эти факторы вместе приводят в движение нашу планету, но как все же понять — в какую сторону она движется?

В каком направлении движется наша планета

На этот вопрос ответил ученый Иоганн Кеплер еще в 17 веке. Он определил эллиптическую орбиту нашей планеты и вычислил направление ее движения. Проще всего это понять, когда мы смотрим на глобус сверху — если в его центр поставить точку, то она будет двигаться с запада на восток, как и сама планета.

Однако фокус астрономии заключается в положении, с которого ведется наблюдение — если смотреть на глобус снизу, то он будет двигаться по часовой стрелке. Именно по этой причине в Австралии вода в раковине, образуя воронку, закручивается в другую сторону.

Как же определить направление движения Земли

Ученые решили отталкиваться от точки, на которую направлена земная ось, а именно — от Полярной звезды. Именно поэтому направление движения со стороны северного полушария принято как единственно верное.

И снова она вертится

Но уже вокруг Солнца. Как известно, у нашей планеты есть два направления движения — вокруг своей оси и вокруг небесного светила, причем и в том, и в другом случае она вращается с запада на восток.

Почему мы не чувствуем ее движения

Наша планета движется с колоссальной скоростью — 1675 километров в час, и мы движемся вместе с ней. Находясь в атмосфере Земли, мы фактически являемся одним целым и даже стоя на месте, движемся с планетой на одной скорости, именно поэтому и не чувствуем его.

Насколько помню еще с детства, меня всегда увлекало вечернее небо, покрытое бесчисленными звездами. Сколько их, как до них далеко, есть ли возле них такие же планеты, как наша Земля и может быть, какие-то из них тоже населены мыслящими существами? И всегда было интересно вообразить, что мы каждую секунду не находимся на месте неподвижно, а вместе со своей планетой вращаемся и летим на огромной скорости среди бесконечного космоса.

Как вращается Земля

Наша планета на самом деле движется по очень сложной траектории и совершает одновременно перемещение в трех плоскостях:

вращается вокруг своей оси;
вокруг своей звезды — Солнца;
вместе со своей звездной системой делаем гигантский оборот вокруг галактического центра.

Мы не можем физически ощущать вращение Земли так, как мы чувствуем скорость, находясь в движущемся автомобиле. Тем не менее, внешние признаки вращения планеты мы наблюдаем в смене времени суток и времен года и относительном положении небесных тел.

Суточное вращение Земли

Осевое вращение Земля совершает с Запада на Восток. Осью мы называем условную линию, что соединяет остающимися неподвижными во время вращения полюса планеты — Северный и Южный. Если мы поднимемся точно над Северным полюсом, то сможем увидеть, что Земля, подобно большому мячу, катится против часовой стрелки. Земная ось не является строго перпендикулярной, а имеет наклон 66°33´ по отношению к плоскости.

В течение одного полного оборота Земли вокруг оси длятся сутки, равные 24 часам. Скорость вращения неодинакова на всей поверхности и по мере удаления к полюсам уменьшается, на экваторе она самая большая и составляет 465 м/с.

Годовое вращение Земли

Подобно своему осевому движению, Земля и вокруг Солнца устремляется также с Запада на Восток и скорость ее уже намного больше, целых 108000 км/ч. Протяженность одного такого оборота и составляет один земной год, или 365 суток, а также смену четырех времен года.

Интересно, что в Южном и Северном полушариях на нашей планете зима и лето не совпадают по времени и зависят от того, какое из полушарий в данный период Земля обращено к Солнцу. Так что, если в Лондоне лето, то в это же время в Веллингтоне зима.

Знания о направлении вращения Земли и относительном положении небесных тел имеют практическое применение не только в науке и многих областях жизнедеятельности человеческого общества, но и могут пригодиться каждому из нас в определенной жизненной ситуации. Например, в туристическом походе такие знания всегда помогут сориентироваться на местности и определить текущее время.

Еще маленьким я узнал, что Земля вращается. Мой дедушка как-то рассказал мне о солнечных часах, и в чем заключается их принцип. Так привычно наблюдать восход и закат Солнца, но что будет, если Земля остановится?

В какую сторону вращается Земля

Все зависит от того, каким образом на это посмотреть. Относительно Южного полюса, земной шар будет вращаться в направлении часовой стрелки, и совсем наоборот на Северном полюсе. Логично, что вращение происходит в направлении востока — ведь Солнце появляется с востока и исчезает на западе. Ученые выяснили, что планета постепенно замедляется на тысячные доли секунды в год. Большая часть планет нашей системы имеют то же направление вращения, исключение составляют лишь Уран и Венера. Если посмотреть на Землю из космоса, можно отметить два типа движения: вокруг своей оси, и вокруг звезды — Солнца.

Интересные факты

Мало кто не замечал водоворот воды в ванной. Это явление, несмотря на свою обыденность, является довольно большой загадкой для ученого мира. Действительно, в Северном полушарии водоворот направлен против часовой стрелки, а в противоположном — все наоборот. Большинство ученых считают это проявлением силы Кориолиса (инерция, вызванная вращением Земли). В пользу этой теории можно привести еще некоторые проявления этой силы:

в северной полусфере ветра центральной части циклона дуют против движения часовой стрелки, в южной — наоборот;
левый рельс железной дороги наиболее изнашивается в Южном полушарии, тогда как в противоположном — правый;

у рек в Северном полушарии ярко выражен правый крутой берег, в Южном — наоборот.

Что, если она остановится

Интересно предположить, что будет если наша планета перестанет вращаться. Для обычного человека это будет равносильно езде на автомобили со скоростью 2000 км/ч с последующим резким торможением. Думаю, не стоит объяснять последствия такого события, но это будет еще не самое страшное. Если находиться в этот момент на экваторе, тело человека продолжит «полет» со скоростью почти 500 метров в секунду, однако тем, кому посчастливится находиться ближе к полюсам, удастся выжить, но не надолго. Ветер станет настолько сильным, что по силе своего действия будет сопоставим с силой взрыва ядерной бомбы, а трение ветров вызовет пожары на всей планете.

После такой катастрофы жизнь на нашей планете исчезнет и больше никогда не восстановится.

СУТОЧНОЕ ВРАЩЕНИЕ ЗЕМЛИ – величайшая ЗАГАДКА

Анонс: Что является самым основным, самым ранним фактором в исторической иерархии развития и прогресса, без которого не могла бы появиться сама жизнь на Земле? Скажу сразу — этим фактором является суточное вращение Земли вокруг своей оси! Без суточного вращения на Земле никогда не могла бы появиться жизнь! Но причина возникновения суточного вращения Земли вокруг своей оси пока не раскрыта и что раскрутило и продолжает вращать нашу планету, божественная воля или материальная причина, ученые до сих пор не знают.

Нераскрытых загадок и тайн мироздания много, и чем больше мы познаем окружающий мир, тем больше появляется новых идей, загадок и вопросов. Но эти новые загадки в иерархии развития являются более поздними, т.е. производными от более важных первичных форм и законов. И некоторые важные первичные загадки даже сегодня еще не разгаданы. Например, что является самым основным, ключевым фактором в исторической иерархии развития и прогресса, без которого не могла бы появиться сама жизнь на Земле?

Скажу сразу — одним из самых важных и величайших факторов является фактор суточного вращения Земли. Да, да! Если бы не было суточного вращения Земли, то на Земле никогда не могла бы возникнуть жизнь! И загадка механизма возникновения этого вращения до сих пор не разгадана. Давайте осознаем некоторые факты: мощность солнечного излучения при подходе к Земле огромна ~ 1.5 квт.ч/м2 и без вращения вокруг своей оси одна сторона Земли раскалялась бы от излучения Солнца, а на другой её стороне царил бы космический холод! Жара Сахары и холод Антарктиды были бы в разы сильнее! И именно суточное вращение Земли позволило сделать более равномерными тепловые условия в течении миллионов лет во всех районах Земли и это явилось одним из важнейших условий для возникновения жизни. Т.е. суточное вращение Земли явилось ключевым, главным условием в возникновении жизни на Земле.

Но как возникло это суточное вращение? Что раскрутило нашу планету? На сегодня не существует научных объяснений этой загадке! Само суточное вращение Земли было научно доказано по исторически меркам совсем недавно, в период с XIV -го по XVI -ый века нашей эры, вместе с созданием гелиоцентрической системы мира и открытием вращения Земли вокруг Солнца. До этого тысячи лет господствовало представление о Земле, как неподвижном центре всего мира. Осмысление вопросов, поднимаемых теорией вращающейся Земли, способствовало открытию законов классической механики.

Эксперимент, наглядно демонстрирующий вращение Земли, поставил в 1851 году французский физик Леон Фуко. Его смысл очень прост и понятен. Плоскость колебаний маятника неизменна относительно неподвижных звезд. А в системе отсчета, связанной с Землей, плоскость колебаний маятника поворачивается в сторону, противоположную направлению вращения Земли, что наглядно видно по делениям на круге, размещенном под маятником. Наиболее отчетливо этот эффект выражен на полюсах, где период полного поворота плоскости маятника равен периоду вращения Земли вокруг своей оси, а на экваторе плоскость колебаний маятника неизменна. В настоящее время маятник Фуко с успехом демонстрируется в ряде научных музеев и планетариев, в частности, в планетарии Санкт-Петербурга, планетарии Волгограда.

В последние годы появилась одна гипотеза возникновения суточного вращения Земли от действия глобальных земных ветров и океанских течений, но она не выдерживает никакой критики. Ведь вода и атмосфера на Земле появились много позже возникновения суточного вращения Земли. Кроме того, учеными доказано, что океанские течения появились именно благодаря суточному вращению Земли, а не наоборот. Воздействие Луны также не могло привести к появлению суточного вращения Земли. Кроме того Луна имеет своё собственное вращение. Вращаются вокруг своей оси и другие планеты солнечной системы, а также само Солнце. Что вызывает все эти вращения? Ответа пока нет. Но возможно механизм возникновения вращения у планет и у Солнца один и тот же, поскольку Солнце вращается вокруг центра галактики Млечный путь, как планеты вокруг Солнца.

Кстати, все небесные тела вращаются не по круговой, а по эллиптической Кеплеровской орбите, которая со временем также сдвигается в пространстве:

Также пока нет ответа и на вопрос о причине появления наклона оси вращения Земли относительно плоскости вращения Земли вокруг Солнца. Этот наклон равен 66˚33’22” и его наличие привело к появлению на Земле времен года, исключительно важных для земного климата.

Времена года, наряду с суточным вращением, т .е. быстрой сменой дня и ночи, еще более смягчили и облегчили условия для возникновения жизни и биосферы Земли, для появления многочисленных форм растений, животных, а также человека. Вкупе с временами года на Земле возникли 5 поясов освещенности (или радиации), ограниченные тропиками и полярными кругами, которые разделяются по продолжительности солнечного освещения и количеству получаемого тепла. Учеными также замечено, что ось вращения Земли периодически меняет свое направление. Это называется прецессией. Каждые 13 тыс лет ось вращения Земли «наклоняется» в противоположную сторону. Но ведь огромные небесные тела, вращающиеся в невесомости, представляют собой идеальные гироскопы, которые не могут менять своей ориентации в пространстве.

Лишь много позже возникновения суточного вращения на Земле появилась вода, кислородная атмосфера, а затем и различные формы жизни, животные, растения, человек.

Другой важнейший фактор для возникновения жизни на Земле – это магнитное поле Земли. Земная магнитосфера защищает все живое от солнечной радиации. Но этот фактор уже давно нашел свое научное объяснение. Поэтому я коснусь его очень кратко.

Солнце и каждая планета Солнечной системы обладает своим магнитным полем, которое создает вокруг каждого из этих небесных тел особую оболочку – магнитосферу. Полюса магнитного поля Земли располагаются практически на оси суточного вращения Земли с небольшим отклонением в 11.5 градусов от неё. Различают два вида магнитного поля Земли: постоянное (главное) и переменное. Природа и происхождение их различны, но между ними существует взаимосвязь. Формированию постоянного магнитного поля способствуют внутренние источники Земли – электрические токи, возникающие на поверхности уплотненного ядра Земли из-за различия температур в его частях, что предположительно связано с динамическими процессами в мантии и ядре Земли. Они создают устойчивое магнитное поле, простирающееся на 20-25 земных радиусов, которое подвержено лишь медленным, «вековым» колебаниям. Переменное поле создается при взаимодествиии с внешними источниками, находящимися за пределами планеты. Переменное магнитное поле примерно в 100 раз слабее постоянного и характеризуется регулярными вариациями, имеющими главным образом солнечную природу, и нерегулярными (типа магнитных бурь). У Земли средний диаметр магнитосферы свыше 90 тыс. км в перпендикуляре к солнечному лучу. Земля постоянно подвергается воздействию потоков заряженных частиц (корпускул) космического происхождения и излучения Солнца – солнечного ветра. Магнитосфера под ударами солнечного ветра сжата со стороны Солнца и сильно вытянута в противосолнечном направлении. Так образуется хвост магнитосферы, вытянутый на 900-1050 земных радиусов. Магнитосфера является главным препятствием для проникновения в географическую оболочку губительных для живого вещества заряженных солнечных частиц и таким образом изолирует живые организмы от проникающей радиации. Беспрепятственно вторгаться в атмосферу космические частицы могут лишь в районе магнитных полюсов. Одновременно магнитосфера пропускает к поверхности планеты электромагнитные волны – рентгеновские и ультрафиолетовые лучи, радиоволны и лучистую энергию, которая служит основным источником тепла и энергетической базой происходящих в географической оболочке процессов.

В историческом разрезе наблюдаются географические смещения магнитного поля и даже смены полярности магнитного диполя. Полярность, когда северный конец магнитной стрелки направлен к северу, называют прямой (как сейчас), в противоположном случае говорят об обратной намагниченности земного диполя. Наблюдения за магнитным полем Земли ведут многие обсерватории мира.

Таким образом вращение планет вокруг своей оси является важнейшим и главнейшим условием возникновения жизни на планетах. Выяснение причины собственного вращения планет, позволит понять, может ли быть во Вселенной много таких планет как Земля, на которых со временем также появится жизнь, или же Земля является уникальным явлением во Вселенной. Наличие суточного вращения у других планет Солнечной системы намекает на то, что причиной появления такого вращения у планет является не случайность, а какой-то пока еще не раскрытый объективный механизм, который ждет своего научного раскрытия. И значит Иерархия законов возникновения и развития мира еще только-только начинает познаваться человеком.

Движение Земли вокруг своей оси — понятие, следствие и причины

Земля кажется нам иногда огромным миром, но это всего лишь воображение. На самом деле наша планета просто песчинка в необъятной пустоте космоса. Но именно на этой песчинке зародилась жизнь. Ни для кого не секрет, что наша с вами планета всегда находится в движение. Как правило, еще со школьной скамьи мы узнаем, что Земля не стоит на месте. Всем нам известное утверждение «Движение-это жизнь» справедливо не только в отношении человека, но планеты. Именно благодаря такому движению Земли на каждом участке планеты периодически день сменяется ночью.

Что такое осевое вращение планеты?

Под понятием «осевое вращение Земли» подразумевается перемещение планеты вокруг своей оси. Его в полной мере ощущает на себе человек. Перемещение, точнее вращение Земли, происходит с запада на восток. Наблюдая с Северного полюса, можно сказать, что планета крутится против часовой стрелки.

Условная прямая, которую принято считать земной осью, проходит в центре и в географических полюсах планеты. Времена года сменяются на Земле именно благодаря наклону данной оси:

При нахождении Солнца над Северным тропиком именно северное полушарие получает максимальное количество света и тепла, т.е. здесь наступает лето;
Через полгода Солнце оказывается над Южным тропиком, до южного полушария доходит больше света и тепла, а в северном полушарии начинается зима.

Отсюда можно сделать вывод, что если бы земная ось располагалась под углом 90 градусов, то сезонности на планете не было бы, потому что на половине Земного шара, освещенной Солнцем, до всех точек доходило бы равное количество света и тепла. Следует понимать, что на расположение оси не влияют ни внешние, ни внутренние факторы.

Каждый человек хотя бы раз хотел, чтобы в сутках было больше 24 часов. Примерно 24 часа, а если быть точнее то 23 часа 56 минут и 4 секунды, составляет период вращения вокруг оси, из-за этого осевое движение также называют суточным.

Ось Земли описывает в пространстве конусы при своем движении.

Следствия вращения Земли вокруг своей оси

К чему привело осевое движение нашей планеты:

Почему Земля движется вокруг своей оси?

Если верить самой распространенной теории, то данное явление возникло из-за процессов, которые шли еще во времена образования планет. К зародышам планет, возникшим из космической пыли, притягивались другие космические тела. Какие-то из них были больше Земли, другие меньше. При столкновении с этими телами и могла начать вращаться вокруг своей оси Земля. Затем планеты продолжали вращаться уже по инерции.

Что такое линия перемены дат?

Мореплаватель Магеллан придерживался мнения, что Земля вращается вокруг своей оси с востока на запад. Когда он обогнул планету в таком направлении, то увидел на одни солнечный рассвет меньше, чем в это же самое время встретили в Европе. Именно для отсутствия подобной путаницы во время других путешествий вокруг света, и была придумана линия перемены дат.

Данная линия почти не проходит по территории суши. В основном она совпадает с меридианом 180 градусов. Линия перемены дат соединяет два полюса Земли и попадает на сушу только в Антарктиде. Благодаря этому при путешествии по планете не приходится прибавлять или отнимать один день.

Такая линия является границей, где изменяется календарная дата, но время суток остается одинаковым. Т.е., для примера, если к западу от линии уже наступило первое января, то к востоку еще тридцать первое декабря. Но при этом часы показывают приблизительно одинаковое время и там, и там.

Даты сменяются при пересечении линий. При движении с востока на запад следует прибавить один день к календарному числу. В обратном перемещении, наоборот, отнять. По сути, в основе линии перемены дат нет каких-либо физических закономерностей. Она необходима только для удобного общения стран и государств между собой. Смена дат при пересечении данной границы чем-то напоминает сезонный перевод часов.

Почему мы не ощущаем вращение Земли?

Когда планета крутится вокруг собственной оси, то на своих местах остаются только две точки: Северный и Южный полюса. Если соединить их воображаемой линией, мы сможем получить ось вращения Земли. Данная ось не перпендикулярна к земной орбите, а находится под углом 23,5 градуса. Все предметы при вращении Земли движутся абсолютно одинаково и параллельно друг другу.

Подведение итогов

Таким образом, географическое значение осевого вращения Земли достаточно велико. Благодаря ему сменяются день и ночь, что очень важно для развития жизни на планете, потому что так Земля не может ни перегреться, ни охладиться до тех пределов, при которых жизнь была бы убита либо сильной жарой, либо чрезвычайным холодом. Благодаря осевому вращению планеты многие процессы на нашей планете, связанные с приходом и отступлением тепла, становятся ритмичными. Также огромное значение в жизни планеты играет отклонение движущихся тел от своего изначального направления в левую сторону в Южном полушарии и в правую в Северном.