Что определяет вращение земли вокруг солнца
Движение Земли вокруг Солнца и вокруг своей оси
Движение Земли: Freepick
Движение Земли вокруг Солнца непрерывно. Благодаря этому постоянному вращению наблюдаем, как меняются на нашей планете времена года. Облетая вокруг небесного светила, Земля еще успевает совершать движение вокруг оси — так сменяются день и ночь. Почему не ощущаем этого движения и как все это происходит? Попробуем отыскать ответы.
Движение Земли вокруг Солнца
Ученые древности сформулировали идею геоцентричности мира. Считалось, что наша планета — недвижимый центр, а все небесные тела совершают вращение вокруг нее.
Первым мысль о том, что Земля вращается вокруг Солнца, высказал великий астроном Аристарх Самосский в III веке до н. э. Он предложил революционную на тот момент гелиоцентрическую систему мира.
Идею поддержали вавилонянин Селевк (II век до н. э.), Гераклид Понтийский, Сенека. Но все же эти ученые оставались в меньшинстве. Так, Аристотель и Птолемей активно доказывали обратное, а в их работах можно прочесть много аргументов в пользу того, что никакого движения Земли не происходит.
Вопросом продолжили заниматься средневековые авторы. Вновь гипотеза о вращении Земли была сформулирована великим индийским астрономом и математиком Ариабхатой (конец V — начало VI вв.).
Поворотным моментом в этой дискуссии стала публикация фундаментального труда «О вращениях небесных сфер», который написал и издал в 1543 году польский и немецкий астроном Николай Коперник. Ему удалось обосновать гипотезу вращения Земли и добиться того, чтобы гелиоцентрическая система мира была рассмотрена и принята человечеством.
Понадобилось еще много экспериментов для подтверждения выводов ученого. Много было скептиков и противников этой идеи.
Только когда Галилей вывел принцип относительности движения, споры начали утихать. Он установил, что равномерное движение Земли не сказывается на процессах, которые на ней протекают. Ученый объяснил, почему мы, жители планеты, ничего не ощущаем во время ее постоянного движения.
Земля в Космосе: Freepick
Для современного человека то, что Земля вращается вокруг Солнца, не сенсация. Исследователи установили такие подробности этого процесса:
Когда наша планета совершает это вращение, то ее угол наклона остается неизменным. По этой причине на определенном отрезке траектории Земля больше поворачивается к светилу нижней частью, в Южном полушарии наступает летний сезон.
В это же время на Северный полюс солнечные лучи попадают в гораздо меньшей степени — там наступает период зимних холодов. Есть и периоды, когда Солнце более-менее равномерно бросает лучи на оба полушария. Происходит это весной и осенью.
Итак, разобрались, с какой скоростью движется Земля вокруг Солнца, и в том, что такое орбита Земли. Но на этом особенности движения Земли не заканчиваются.
Движение Земли вокруг своей оси
Если между Северным и Южным полюсами нашей планеты провести воображаемую линию, то получится так называемая земная ось. Вокруг нее постоянно происходит вращение, о котором известно:
Последний факт мало известен, но вызывает интерес. Наглядно его можно продемонстрировать так:
Земля и Солнце в Космосе: Freepick
Этого вращательного движения люди не ощущают, так как оно осуществляется постоянно и равномерно. При этом еще и меняется. Ученые установили, что каждый год происходит замедление вращения в среднем на четыре миллисекунды.
Объясняют это явление притяжением Луны, которое оказывает воздействие на протекание приливов и отливов на планете. Когда они происходят, Луна старается притянуть к себе воду и двигает ее в направлении, которое противоположно ходу Земли.
Это своеобразное противодействие провоцирует возникновение незначительной силы трения на дне водоемов. По законам физики данный процесс приводит к небольшому замедлению скорости движения Земли.
Крайние точки в процессе вращения нашей планеты — это такие даты:
Почему же Земля не улетает в космические просторы и не падает на Солнце, если она постоянно находится в движении? Действительно, во время ее вращения происходит выработка центробежной силы, которая направлена на то, чтобы отбросить планету от Солнца.
Но это не происходит, потому что движение Земли всегда имеет одинаковую скорость, а безопасное расстояние до светила соотносится с центробежной силой.
Если бы Солнце не притягивало Землю, она бы отправилась «путешествовать» по Галактике. Наша планета упала бы на свою звезду, если бы скорость вращения на орбите была медленнее. Благодаря идеальному природному балансу всех этих сил и скоростей ни того, ни другого не происходит.
Движение Земли вокруг Солнца подчиняется целому ряду законов, которые человечество разгадывало в течение веков. Люди долго пытались найти иные объяснения смене дня и ночи и времен года. Но теперь точно установлено, что наша планета вращается, а мы движемся вместе с ней.
Уникальная подборка новостей от нашего шеф-редактора
Вращение Земли вокруг Солнца и вокруг своей оси: почему и с какой скоростью это происходит, период и направление вращения
Со времен создания гелиоцентрической модели известно, что Земля вращается вокруг Солнца и вокруг своей оси, и что не Солнце вращается вокруг Земли. Однако ученые не могут точно сказать, почему это происходит и, что самое главное, что заставляет планеты и прочие объекты вращаться вокруг центральной звезды Солнечной системы. Благодаря тому, что Земля двигается вокруг нашей дневной звезды и одновременно вращается по собственной оси происходит смена суточных циклов и сезонов. Эта цикличность является необходимой для поддержания жизни на нашей планете.
Из-за чего происходит вращение Земли
Единого мнения, объясняющего, почему Земля вращается вокруг Солнца, нет. Наиболее распространенная теория поясняет это процессами, происходящими во время зарождения Земли. Космические облака газов, пыли сформировали протопланеты, к которым притягивались другие космические тела. Из-за столкновений между ними, вероятно, и зародилось движение Земли.
Эта теория не дает ответа на вопрос, почему наш космический дом вращается именно с запада на восток. Также еще более загадочным является тот факт, что другие планеты Солнечной системы ведут себя по-иному: Венера вращается совсем в другом направлении, а Уран и вовсе «лежит на боку».
Вращение Земли вокруг Солнца
Вращение Земли вокруг Солнца происходит со скоростью около 30 км/с по вытянутой орбите. Среднее расстояние от Земли до центральной звезды – около 149,5 млн. км (астрономическая единица). Это расстояние изменяется: в перигелии оно приблизительно равно 147,1 млн. км, а в афелии – около 152,1 млн. км.
Следовательно, скорость вращения в перигелии будет немного превышать 30 км/с, в то время как в афелии – уменьшаться до 29,3 км/с.
Один оборот вокруг Солнца Земля совершает за 365 суток 5 ч. 48 мин. и 46 сек. Каждые 4 года в календарь вводится дополнительный день.
Многим интересно знать, вокруг чего вращается Солнце и вращается ли Солнце вокруг своей оси. Солнце движется вокруг центра галактики. Также оно делает оборот по оси за 25 суток на экваторе и за 38 суток на полюсах.
Может ли Земля упасть на Солнце
Наш космический дом никогда не может упасть на Солнце. Причина этого – непрерывное обращение вокруг дневной звезды. Из-за сил гравитации планета обращается по замкнутой орбите.
Почему чередуются времена года
Смена сезонов обусловлена годичным вращением Земли вокруг Солнца и наклоном оси относительно плоскости орбиты. В незначительной степени на этот процесс влияет эллиптичность орбиты. Астрономические сезоны определяются от точек солнцестояния и равноденствия.
Без наклона оси в любой земной точке продолжительность дня и ночи была бы неизменной. Днем Солнце занимало бы одно и то же положение в течение целого года, несмотря на то, что Земля вращается вокруг него.
В промежутке между сентябрьским и мартовским равноденствием Северное полушарие обращено к Солнцу меньшую часть суток. Поэтому дни становятся короче, а земная поверхность получает меньше тепла. Через полгода Земля находится в противоположной точке, но теперь Южное полушарие получает меньше тепла. За счет инерции атмосферы сглаживаются колоссальные температурные скачки.
Из-за эллиптичности земной орбиты в Северном полушарии осень и зима короче, чем весна и лето. В Южном полушарии наоборот, короче весна и лето, а зима и осень длиннее.
Високосный год
В високосный год в солнечных календарях прибавляется один день – 29 февраля. В лунно-солнечных календарях добавляется еще один месяц.
В нашем календаре високосным является год кратный 4. Исключение – для годов, кратных 100. Они являются високосными, если делятся на 400. Таким образом, год 2096 будет високосным, а 2100 – простым. Год 2000 был високосным, так как делился на 400.
В иудейском календаре високосный – это год, к которому добавлен месяц. В 19-годовом цикле – 7 високосных лет. В итоге получается 235 лунных месяцев из 29,5 дней. Средняя длина года составляет почти 365 ¼ дня, что соответствует полному обороту вокруг Солнца.
В исламском календаре месяцы имеют 29 или 30 дней. В табличном календаре есть регулярный високосный день, который добавляется к последнему месяцу в одиннадцатый год 30-годичного цикла. В этом месяце совершается хадж.
Земная ось и ее наклон
Ось вращения Земли имеет наклон на 23,44° к плоскости орбиты. Именно он и обусловливает циклическую смену сезонов.
Не существует факторов, которые могли бы повлиять на величину наклона оси планеты к плоскости орбиты. Однако гравитация Солнца и оборот вокруг Земли ее естественного спутника, Луны, вызывает прецессию оси. При этом она изменяет свое направление в пространстве. Она описывает конус с периодом примерно 24 тыс. лет.
Сейчас северный полюс «смотрит» на альфу Малой Медведицы. Спустя 12 тыс. лет он направится на звезду Вега. Еще через 12 тыс. лет он снова переместится на прежнее место.
Осевое вращение Земли
Полный виток Земля делает в течение звездных суток – 23 ч. 26 мин. 4 сек. Этот период меньше средних солнечных суток на 3 минуты и 56 секунд.
Линейная скорость осевого вращения Земли возле экватора – более 465 м/с. По мере удаления на север она постепенно замедляется и на широте 60° составляет уже 232,5 м/с.
Интересно, что если на широте Санкт-Петербурга самолет будет лететь со скоростью 837 км/ч в западном направлении, фактически он будет на одном месте в инерциальной точке отсчета
На полюсах линейная скорость вращения равна нулю. В любой другой точке угловая скорость одинакова и равняется 15°.
С помощью маятника Фуко в середине 19 века удалось экспериментально доказать земное вращение. Также из-за обращения планеты и связанной с ним силы Кориолиса снаряды, которые выстреливаются в горизонтальном направлении, отклоняются в северном полушарии вправо.
Каждые сто лет сутки увеличиваются приблизительно на 0,001 секунды. В прошлом Земля изменяла темп вращения. Недавно ученые обнаружили, что существуют циклы ускорения и замедления вращения нашей планеты с периодом 5 лет.
Гипотеза об инертном вращении
Эта гипотеза говорит, что в прошлом Земля, достаточно интенсивно вращаясь, обрела «запас движения» и сейчас вращается по инерции. Слабость ее в том, что она не объясняет колебания скорости вращения в прошлом.
Теория о магнитных полях
Если соединять два магнита с одноименными полюсами, то они будут отталкиваться. Из этого походит теория магнитных полей. Раз у земных полюсов один и тот же заряд, они будут стремиться оттолкнуться в разные стороны. Этим и объясняется вращение планеты.
Еще одна гипотеза предполагает, что земная магнитосфера заставляет внутреннее ядро двигаться в направлении с запада на восток. Из-за действия этой силы и вращается планета.
В какую сторону происходит орбитальное вращение Земли
Многим интересно узнать, в какую сторону вращается Земля. Вращение Земли происходит по орбите против часовой стрелки. Это направление может увидеть условный наблюдатель, если он будет находиться «сверху» около Северного полюса Земли. При условии нахождения «над» Южным полюсом планета будет вращаться по часовой стрелке.
Почему люди не чувствуют движения Земли
Мы не можем ощущать, как Земля вращается вокруг своей оси, потому что сами движемся с ней с одинаковой скоростью. Относительно нас все объекты остаются неподвижными.
Истинное и среднее солнечное время
Истинное местное солнечное время определяется локализацией Солнца в конкретной точке земного шара и вращением Земли вокруг оси. Из-за того, что наша планета движется не по круговой орбите, истинное время неодинаково в течение года. В отдельные дни разница между истинным и средним солнечным временем может доходить до 16 минут.
В основе среднего солнечного времени лежит суточное движение «среднего», воображаемого Солнца в результате вращения Земли вокруг своей оси. Его нижняя кульминация рассчитывается от 0 часов (средней полуночи). Чтобы узнать среднее солнечное время, следует географическую долготу конкретного места перевести в часы и минуты. Так, например, долгота Астрахани составляет 48°02′ в.д., или 3:12 (исходя из того, что период вращения Земли вокруг своей оси (360°) – 24 часа. Следовательно, среднее солнечное время сдвинуто от UTC на +3 ч. 12 мин. Так как поясное время Астрахани равно UTC+4:00, средний солнечный полдень наступает в Астрахани в 12 ч. 48 мин.
Линия перемены дат
Это условная линия на земной поверхности. По разные ее стороны местное время, за некоторыми исключениями, отличается на сутки. Из-за сдвига часовых поясов разница может составлять от 1 до 4 часов. Линия всегда проходит по морю, кроме Антарктиды.
Международная линия перемены дат
На восток от линии сутки уже начались новые сутки, а на запад от нее – уже закончились. Интересно, что на островах Лайн установлено время, на 14 часов опережающее гринвичское. Их жители первыми на планете встречают новый день. Время островов Лайн на сутки опережает гавайское, которое отстает от гринвичского на 10 часов.
Что же будет, если Земля вдруг резко остановится
Если допустить, что вдруг прекратится вращение Земли вокруг своей оси, то наступят такие изменения:
Поскольку линейная скорость вращения планеты огромна, при резкой остановке планеты все будет снесено и уничтожено инерцией. Океаны под воздействием этой же силы вызовут разрушительные цунами. Вода стечет к полюсам, оставив область суши около экватора. Не будет также и магнитного поля, а значит, что все живое будет уничтожено радиацией и ультрафиолетом.
Если же прекратится движение Земли вокруг Солнца, изменения будут еще более катастрофическими. На одной стороне будет вечный день, а на второй – вечная ночь.
Цикличность смены дня и ночи, и времен года является необходимым условием для поддержания жизни. Прекращение вращения по орбите и вокруг своей оси было бы катастрофическим для нашей планеты. То же самое было бы, если бы земной оборот вокруг Солнца был длиннее или короче.
Время и вращение Земли
Земля не стоит на месте, а находится в непрерывном движении.
Вращение Земли вокруг Солнца — определяющий процесс, от которого зависит наличие жизни на планете. От того, какой стороной планета повернута и какое место занимает в Солнечной системе, зависят погодные условия, стабильность атмосферы, биосферы и другие важные условия для жизни организмов.
Именно потому, что Земля вращается вокруг Солнца и в то же самое время вокруг своей собственной оси, абсолютно на всех участках данной планеты происходит периодическая смена дня и ночи, а также последовательная смена четырех времен года.
Происхождение вращения Земли
Самая распространенная теория объясняет это процессами, шедшими во времена образования планет. Облака космической пыли «сбивались в кучу», образуя зародыши планет, к ним притягивались другие более или менее крупные космические тела. Столкновения с этими телами и могли придать вращение будущим планетам. А дальше планеты продолжали вращаться по инерции.
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.
Вращение Земли вокруг своей оси
Планета делает обороты вокруг самой себя по направлению с запада на восток. Мы не ощущаем этого процесса потому, что все предметы движутся одновременно и параллельно друг другу вместе с космическим телом. 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.
Осевое вращение Земли вокруг Солнца
Один такой оборот Земли называется сутками и длится 24 часа, точнее — 23 часа 56 минут и несколько секунд. Движение планеты происходит с запада на восток. Это явление объясняет смену дня и ночи: день наблюдается на той половине земного шара, которая освещается Солнцем, а ночь — на теневой стороне.
Сутки делятся на 24 часа (1440 минут, или 86 400 секунд) и условно делятся на четыре характерных интервала — утро, день, вечер и ночь.
Календарные сутки составляют недели, месяцы.
Вращение планеты имеет такие особенности и последствия:
Истинное и среднее солнечное время
Точно местное истинное солнечное время можно узнать, измерив специальным астрономическим инструментом часовой угол Солнца. Приблизительно солнечное время можно узнать по солнечным часам (низкая точность которых обусловлена размытостью тени).
В настоящее время местное истинное солнечное время используется в основном астрономами. В широком распространении оно потеряло актуальность в конце XIX — начале XX века в связи с введением системы часовых поясов и поясного времени.
Интересный факт. Ученые обнаружили пятилетние циклы ускорения и замедления в обращении Земли вокруг оси, и каждый последний «медленный» год чаще всего сопровождается всплеском количества землетрясений во всем мире. Прямая причинно-следственная связь этого еще не выявлена, но такие циклы могут стать инструментом прогнозирования роста сейсмической активности.
Вращение Земли вокруг Солнца
Наша планета пятая по величине и третья по удаленности от Солнца. Она сформировалась из элементов солнечной туманности около 4,55 млрд лет назад.Обращение планеты по отношению к центральной точке нашей системы происходит по эллиптической орбите на среднем расстоянии от центра системы почти 149,6 млн км со средней орбитальной скоростью примерно 29,8 км/с.
Пока Земля совершает полный оборот вокруг Солнца, она успевает сделать примерно 365,25 своего собственного витка. Столько дней входит в 1 астрономический год.
Вращение Земли вокруг Солнца
Значение скорости изменяется в зависимости от расположения нашей планеты в космическом пространстве: находясь в ближайшей к Солнцу точке (она называется перигелием), это небесное тело движется быстрее — более 30 км/с, в афелии (наиболее удаленной от светила позиции) — медленнее, около 29,3 км/с. Такой цикл Земля проходит бесконечно, и от точности соблюдения траектории зависит жизнь на планете.
Чередование времен года
Совершая оборот вокруг Солнца, Земля движется по направлению с запада на восток. Во время своего путешествия это небесное тело не меняет угол наклона, поэтому на определенном участке орбиты она полностью обращена какой-то одной стороной. Этот период на планете воспринимается живым миром как лето, а на необращенной к Солнцу стороне в это время года будет царить зима. Благодаря постоянному движению на планете происходит смена сезонов.
Два раза в году на обоих Полушариях планеты устанавливается относительно одинаковое сезонное состояние. Земля в это время повернута к Солнцу таким образом, что оно равномерно освещает ее поверхность. Это происходит осенью и весной в дни равноденствия.
Високосный год
Земля делает один оборот вокруг собственной оси примерно за 23 часа 56 минут, а один оборот вокруг Солнца происходит за 365 дней и 6 часов. Эта разница периодов постепенно накапливается и один раз в 4 года у нас в календаре появляется лишний день (29 февраля), и такой год называется високосным.
Также на данный процесс оказывает определенное воздействие располагающаяся в непосредственной близости Луна, под действием гравитационного поля которой вращение Земли постепенно замедляется, а это свою очередь удлиняет сутки примерно на одну тысячную каждые 100 лет.
Что такое год?
Изначально под годом подразумевался полный цикл смен времён года (зима, весна, лето, осень). Лишь после создания гелиоцентрической теории было доказано, что понятие года неразрывно связано с вращением Земли вокруг Солнца (а также наклоном земной оси). Для повышения точности вычисления траекторий небесных тел и решения других астрономических задач необходимо было чёткое определение термина «год», в результате чего на свет появилось несколько его трактовок:
Линия перемены дат
Земля вращается вокруг оси с запада на восток. При этом мореплаватели во главе с Магелланом придерживались противоположного направления. Они обогнули планету с востока на запад, увидев на один восход солнца меньше, чем за время путешествия встретили в Европе. Для того чтобы подобная досадная путаница не возникала каждый раз, когда кто-то решит обойти вокруг света, была проведена линия перемены дат.
Она практически полностью проходит по меридиану 180º и является границей, где время суток остается одинаковым, но изменяется календарная дата.
Например, если к западу от линии на календаре 18 мая, то к востоку — еще 17-е. При этом и там, и там часы показывают примерно одно и то же время.
В отличие от нулевого меридиана линия перемены дат практически не попадает на территорию суши. Благодаря этому в большинстве случаев при перемещении по планете не приходится вычитать или прибавлять один день. Как уже было сказано, основная часть линии совпадает с меридианом 180º. Она соединяет два полюса, попадая на сушу только в Антарктиде.
Правило
Смену дат необходимо проводить при пересечении линии. Если корабль движется с востока на запад, то его команде нужно увеличить календарное число на один. В случае перемещения в обратном направлении оно уменьшается. На отрезке, где временная граница отклоняется, огибая острова Океании, команда вправе менять дату, лишь преодолев меридиан 180º, если судно не будет заходить в один из портов, то есть не возникнет необходимость синхронизации с местным временем.
Получается, что при пересечении линии в определенном направлении можно дважды прожить один и тот же день. Некоторые романтики подгадывают такое путешествие под знаменательные даты: годовщину свадьбы, день рождения.
По своей сути, линия перемены дат лишь условная граница. В ее основе не лежат какие-то физические закономерности. Линия создана для удобства международного общения. Смена одной даты на другую при пересечении этой границы похожа на перевод часов при переходе на летнее или зимнее время. Эти действия помогают человеку соотнести свое движение или деятельность с космическими процессами, но напрямую из них не вытекают.