Razlozi rotacije Zemlje oko svoje osi. Zemlja se ne pomiče... ✓ Raspršite se

Požutjeli listovi Galilejevih Dijaloga tiho su šuštali na jesenskom vjetru. Tri brata sjedila su na verandi kuće, zamišljeno pognutih glava. Bio tužan. Završio je četverodnevni "razgovor", star gotovo četiri stotine godina, razgovor o dva najvažnija sustava svijeta - Ptolemejskom i Kopernikovom.

Koliko god knjiga bila zanimljiva, uvijek se završi. Ali knjiga ne umire, čak i više. Ostaje živjeti u našem sjećanju, u našim mislima. I tako, kako bi nakratko oživjeli izgubljeni osjećaj, trojica braće zamislila su - a bili su matematičar, astronom i lingvist (kako ćemo ih ubuduće zvati) - sami voditi razgovor ili spor o nekom sličnom pitanju .

U Dijalogu su bila tri sudionika: Sagredo, Salviati i Simplicio, a bila su samo tri brata. Našla se i prigodna tema za razgovor koja je svima odgovarala. Naime, budući da je Galileo dokazao da se Zemlja rotira, onda je razumno postaviti ovo pitanje: "Zašto se Zemlja okreće točno u smjeru suprotnom od kazaljke na satu?" Na to i odlučio.

Prvi, s pravima starijeg brata, bio je Matematičar. Naveo je da je smjer rotacije relativna karakteristika. Kada se gleda sa sjevernog pola, Zemlja se rotira u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, a ako se gleda s južnog pola, u smjeru kazaljke na satu. To znači da je pitanje besmisleno.

"Ovdje griješite", rekao je astronom, koji je srednji brat. - Sjeverna Zemljina hemisfera se smatra gornjom, a obično se gleda s njene strane. Nije uzalud što globusi s fiksnom osi imaju sjevernu hemisferu kao gornju. Čak i mi, astronomi, strogi ljudi, kažemo: “iznad ravnine ekliptike”, t.j. ravnina Zemljine orbite, kada mislimo na poluprostor sa sjeverne hemisfere, i - "ispod", kada s južne. Iako mornari geografske širine nazivaju visokim, blizu ne samo sjevernog, već i južnog pola, a niske - blizu ekvatora. Istina, stvar je ovdje prije da se apsolutna vrijednost zemljopisne širine povećava kada se kreće u oba smjera od ekvatora. Ali sam koncept visoke geografske širine nastao je na sjevernoj hemisferi.

"Brat astronom je u pravu", potvrdio je Lingvist, mlađi brat. - I iako je djetinjasta tvrdnja da Zemlja ima gore i dolje, ovo je povijesni relikt i posljedica rađanja civilizacije na sjevernoj hemisferi, ali to je prihvaćeno i tako prikladnije. Ako postavite pitanje striktno, zvuči preglomazno: "Zašto se Zemlja, gledano sa Sjevernog pola, rotira u smjeru suprotnom od kazaljke na satu?"

"Dobro, odgovorit ću i na to pitanje", rekao je matematičar s lukavim osmijehom. - Samo mi prvo odgovori, - bacio je novčić i pokazao ga svima, - zašto su baš glave pale, a ne repovi? Vidite, pojava okretanja u smjeru kazaljke na satu ili suprotno od kazaljke na satu, kao i pojava glava ili repa, slučajni su i jednako vjerojatni događaji.

"Pa, ovdje si u krivu", prekinuo ga je astronom. - U Sunčevom sustavu prevladava rotacija u smjeru suprotnom od kazaljke na satu (gledano sa sjevernog pola ekliptike), a time i vjerojatnija. Stoga mi, astronomi, ovo kretanje nazivamo izravnim, iako je "protiv", a kretanje u smjeru kazaljke na satu - obrnutim, iako je "uzduž". I fizičari i matematičari su, očito, stoga uzimali kretanje u smjeru suprotnom od kazaljke na satu za pozitivan smjer rotacije i pomicanja. Tako se kreće sve što je moguće: površina Sunca, planeti u orbitama i oko osi, sateliti i prstenovi oko planeta i oko osi, asteroidni pojas. Samo nekoliko nebeskih tijela ima obrnuto gibanje: lijeni Uran, zajedno sa svim svojim satelitima, nagnuo je os rotacije ispod orbitalne ravnine za osam stupnjeva; lijena Venera, koja ima najduži dan od 243 zemaljska dana; neki vanjski sateliti divovskih planeta i nekoliko kometa i asteroida. Prevladavanje izravnog gibanja u Sunčevom sustavu objašnjava se činjenicom da je ovaj smjer rotacije imao protoplanetarni oblak iz kojeg je nastao. Dakle, šansa da bi se Zemlja rotirala u smjeru kazaljke na satu je iznimno mala.

Kao odgovor na to, matematičar, koji je od svega znao napraviti model, izvadio je iz džepa kartu za autobus i upitao:

- A znate da je šansa da broj ove karte može biti točno "847935" bila jedan prema milijun, a ipak je, kao što vidite, on pao. A sve zato što nema smisla tražiti vjerojatnost događaja nakon što se dogodio. Osim toga, ima smisla govoriti o vjerojatnosti samo za događaje koji se mogu ponoviti, koji se mogu reproducirati ili promatrati u velikom broju, a u jednom događaju ne može biti nikakvih obrazaca. Zato se, na primjer, ne može govoriti o temperaturi ili tlaku plina u volumenu koji uključuje samo jednu ili više molekula. Osim toga, vi tvrdite da je smjer rotacije Zemlje određen smjerom rotacije proto-oblaka, a, u međuvremenu, zaboravljate da je i sam slučajan. Možete, na primjer, proučiti početne uvjete bacanja novčića i izračunati na koju će stranu pasti. To sugerira da, u principu, pad novčića nije slučajan događaj. No, poanta ovdje nije u tome da se rezultat ne može predvidjeti, već da je nepredvidiv bez poznavanja početnih uvjeta, koji su sami po sebi slučajni. Stoga su oba smjera rotacije za Zemlju jednako vjerojatna. Sada, nadam se, shvaćate da je besmisleno raspravljati - završio je matematičar pobjednički. - Jesam li u pravu, brate lingviste?

“Obojica ste u suštini u pravu. Spor koji imate je oko riječi i formulacije. Sve ovisi o tome kakvo značenje ste stavili u pitanje. Naravno, svatko je tražio i nalazio rješenje za pitanje u njemu bliskom značenju: matematičar traži vjerojatnosti, astronom kozmogoniju, a sada ću vam dati treće tumačenje. Budući da sam lingvist, značenje tražim prije svega u značenju riječi. Pogled mu je pao na sat. - Eto tko će nam suditi. Kada čujete za rotaciju u smjeru kazaljke na satu, zamislite određeni smjer, ali ja vidim riječ "sat". Za mene je "kazalka na satu" smjer koji se poklapa s smjerom kazaljke na satu našeg sata. Postavlja se pitanje zašto su ljudi kao glavni smjer odabrali kretanje u smjeru kazaljke na satu, a ne recimo smjer vrtnje lončarskog kola ili rotaciju kazaljke minuta? I općenito, zašto su ljudi učinili da se kazaljka sata okreće u smjeru koji poznajemo? Mislim da ovo nije slučajno. Smjer kretanja kazaljke kod mehaničkih satova uzet je kao smjer rotacije kazaljke u prvim satovima koje je stvorio čovjek – na suncu. Oni su bili ti koji su odredili ne samo vrstu modernih mehaničkih satova i brzinu rotacije njihove satne kazaljke (samo što se ona počela okretati dvostruko sporije od sjene i kazaljki na nekim od prethodnih 24-satnih brojčanika), nego općenito vrsta instrumenata s brojčanikom i pokazivačem. Samo je kretanje sjene satne kazaljke na sunčanom satu imalo stalan smjer rotacije i uvijek se moglo reproducirati - zato su ga ljudi uzeli kao standard. Imajte na umu da se sjena sa stupa, kao što znate, okreće u smjeru kazaljke na satu - u istom smjeru kao i prividno kretanje Sunca po nebu. Ali, kako je pokazao Galileo, u stvarnosti je Sunce nepomično, a njegovo prividno gibanje uzrokovano je rotacijom Zemlje u suprotnom smjeru, t.j. točno suprotno od kazaljke na satu. Dakle, jasno je da se Zemlja može rotirati samo u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, ako pod tim ne podrazumijevamo određeni smjer, odnosno smjer kretanja sjene satne kazaljke u solarnom ili mehaničkom satu. Kada bi se Zemlja rotirala u drugom smjeru, tada bi kretanje u smjeru kazaljke na satu također bilo drugačije.

- Pa ti si, brate, jak - reče matematičar zadivljeno. - To je nevjerojatno. Ispostavilo se da kada bi civilizacija nastala na južnoj hemisferi, otkrila bi da se Zemlja rotira u smjeru suprotnom od kazaljke na satu s njihove strane. Uostalom, njihovo se sunce kreće po nebu u smjeru suprotnom kretanju našeg, što znači da bi se njihova kazaljka sata okretala u suprotnom smjeru.

Zemlja se u svemiru kreće poput vrtloga, koji se okreće oko sebe i istovremeno se kreće u krug. Naš planet također obavlja dva glavna kretanja: rotira oko svoje osi i kreće se oko Sunca.

Rotacija Zemlje oko svoje osi. Već ste vidjeli kako se zemaljska kugla okreće oko osi štapa. Naš planet stalno provodi takav pokret. Ali mi to ne primjećujemo, jer zajedno s njim rotiramo i sva zemaljska tijela - ravnice, planine, rijeke, mora, pa čak i zrak koji okružuje Zemlju. Čini nam se da Zemlja miruje, a Sunce, Mjesec i zvijezde kreću se nebom. Kažemo da sunce izlazi na istoku i zalazi na zapadu. U stvarnosti, Zemlja se okreće od zapada prema istoku (u suprotnom smjeru kazaljke na satu).

Posljedično, rotirajući oko osi, Zemlju Sunce obasjava s jedne, a zatim s druge strane (slika 86). Kao rezultat toga, na planetu dolazi dan i noć. Zemlja napravi potpuni okret oko svoje osi za 24 sata. Ovo razdoblje se zove dana. Kretanje Zemlje oko osi je jednoliko i ne prestaje ni na trenutak.

Zbog rotacije Zemlje oko svoje osi dolazi do promjene dana i noći. Naš planet vrši punu revoluciju oko svoje osi dan(24 sata).

Kretanje zemlje oko Sunca. Zemlja se kreće oko Sunca po orbiti. Ona napravi potpuni zaokret godina — 365 dana.

Pažljivo pogledajte globus. Primijetit ćete da Zemljina os nije okomita, već nagnuta pod kutom. Ovo je od velike važnosti: nagib osi kada se Zemlja kreće oko Sunca razlog je promjene godišnjih doba. Uostalom, sunčeve zrake tijekom cijele godine osvjetljavaju više od sjeverne hemisfere (a dan je tu duži), a zatim od južne.

Zbog nagiba zemljine osi tijekom kretanja našeg planeta oko Sunca postoji promjena godišnjih doba.

Tijekom cijele godine ima dana kada je jedna od hemisfera, okrenuta prema Suncu, osvijetljena najviše, a druga - najmanje, i obrnuto. Ovi su dani solsticij... Tijekom jednog okretanja Zemlje oko Sunca postoje dva solsticija: ljetni i zimski. Dvaput godišnje obje hemisfere su osvijetljene na isti način (tada je duljina dana na obje hemisfere ista). Ovi su dani ekvinocija.

Razmotrite sl. 87 i pratiti kretanje Zemlje u orbiti. Kada je Zemlja okrenuta prema Suncu sa Sjevernim polom, ona više osvjetljava i zagrijava sjevernu hemisferu. Dani su sve duži od noći. Bliži se toplo godišnje doba – ljeto. 22. lipnja dan će biti najduži, a noć najkraća u godini, ovo je dan ljetni solsticij . U to vrijeme Sunce manje sja i zagrijava južnu hemisferu. Tamo je zima. Materijal sa stranice

za tri mjeseca, 23. rujna, Zemlja zauzima takav položaj u odnosu na Sunce kada će sunčeve zrake podjednako obasjati i sjevernu i južnu hemisferu. Na cijeloj Zemlji, osim polova, dan će biti jednak noći (svaki po 12 sati). Ovaj dan se zove dan jesenskog ekvinocija. Za još tri mjeseca južna hemisfera bit će okrenuta prema Suncu. Tamo će doći ljeto. U isto vrijeme, mi, na sjevernoj hemisferi, imat ćemo zimu. 22. prosinca dan će biti najkraći, a noć najduža. Ovo je dan zimski solsticij ... 21. ožujka opet će obje hemisfere biti jednako osvijetljene, dan će biti jednak noći. Ovo je dan proljetna ravnodnevica .

Tijekom cijele godine (tijekom potpunog okretanja Zemlje oko Sunca) dani se razlikuju prema osvijetljenosti zemljine površine:

• solsticij - zimski 22. prosinca, ljetni 22. lipnja;
• ekvinocija - proljeće 21. ožujka, jesensko 23. rujna.

Tijekom cijele godine Zemljina hemisfera prima različite količine sunčeve svjetlosti i topline. Dolazi do promjene godišnjih doba (godišnjih doba). Ove promjene utječu na sve žive organizme na Zemlji.

Niste pronašli ono što ste tražili? Koristite pretragu

V = (R e R p R p 2 + R e 2 tg 2 φ + R p 2 h R p 4 + R e 4 tg 2 φ) ω (\ displaystyle v = \ lijevo ((\ frac (R_ (e) \, R_ (p)) (\ sqrt ((R_ (p)) ^ (2) + (R_ (e)) ^ (2) \, (\ mathrm (tg) ^ (2) \ varphi)))) + (\ frac ((R_ (p)) ^ (2) h) (\ sqrt ((R_ (p)) ^ (4) + (R_ (e)) ^ (4) \, \ mathrm (tg) ^ (2) \ varphi))) \ desno) \ omega), gdje R e (\ displaystyle R_ (e))= 6378,1 km - ekvatorijalni polumjer, R p (\ displaystyle R_ (p))= 6356,8 km - polarni polumjer.

• Zrakoplov koji leti ovom brzinom od istoka prema zapadu (na visini od 12 km: 936 km/h na geografskoj širini Moskve, 837 km/h na geografskoj širini Sankt Peterburga) počivat će u inercijskom referentnom okviru.
• Superpozicija Zemljine rotacije oko osi s periodom od jednog sideralnog dana i oko Sunca s periodom od jedne godine dovodi do nejednakosti solarnih i sideralnih dana: duljina prosječnog sunčevog dana iznosi točno 24 sata, što je 3 minute 56 sekundi duže od sideralnog dana.

Fizičko značenje i eksperimentalna potvrda

Fizičko značenje Zemljine rotacije oko svoje osi

Budući da je svako kretanje relativno, potrebno je naznačiti određeni referentni okvir u odnosu na koji se proučava kretanje određenog tijela. Kada kažu da se Zemlja okreće oko imaginarne osi, to znači da se rotira u odnosu na bilo koji inercijski referentni okvir, a period ove rotacije jednak je sideralnim danima - razdoblju potpune revolucije Zemlje (nebeske sfere) u odnosu na nebesku sferu (Zemlju).

Svi eksperimentalni dokazi rotacije Zemlje oko svoje osi svode se na dokaz da je referentni okvir povezan sa Zemljom neinercijalni referentni okvir posebne vrste - referentni okvir koji se rotira u odnosu na inercijalne okvire referenca.

Za razliku od inercijalnog gibanja (odnosno jednolikog pravolinijskog gibanja u odnosu na inercijalne referentne okvire), za otkrivanje neinercijalnog gibanja zatvorenog laboratorija nije potrebno vršiti opažanja nad vanjskim tijelima - takvo se gibanje detektira pomoću lokalnih eksperimenata (tj. eksperimenti izvedeni unutar ovog laboratorija). U tom smislu riječi, neinercijalno kretanje, uključujući rotaciju Zemlje oko svoje osi, može se nazvati apsolutnim.

Sile inercije

Učinci centrifugalne sile

Ovisnost ubrzanja gravitacije o geografskoj širini. Eksperimenti pokazuju da ubrzanje gravitacije ovisi o geografskoj širini: što je bliže polu, to je veće. To je zbog djelovanja centrifugalne sile. Prvo, točke na zemljinoj površini koje se nalaze na višim geografskim širinama bliže su osi rotacije i, stoga, kada se približavaju polu, udaljenost r (\ displaystyle r) od osi rotacije opada, dostižući nulu na polu. Drugo, s povećanjem geografske širine smanjuje se kut između vektora centrifugalne sile i ravnine horizonta, što dovodi do smanjenja vertikalne komponente centrifugalne sile.

Taj je fenomen otkriven 1672. godine kada je francuski astronom Jean Richet, dok je bio na ekspediciji u Africi, otkrio da sat njihala na ekvatoru teče sporije nego u Parizu. Newton je to ubrzo objasnio činjenicom da je period titranja njihala obrnuto proporcionalan kvadratnom korijenu akceleracije gravitacije, koja se na ekvatoru smanjuje zbog djelovanja centrifugalne sile.

Spljoštenje Zemlje. Utjecaj centrifugalne sile dovodi do spljoštenja Zemlje na polovima. Ovu pojavu, koju su predvidjeli Huygens i Newton krajem 17. stoljeća, prvi je otkrio Pierre de Maupertuis kasnih 1730-ih kao rezultat obrade podataka dviju francuskih ekspedicija posebno opremljenih za rješavanje ovog problema u Peruu (pod vodstvom Pierre Bouguer i Charles de la Condamine ) i Laponija (pod vodstvom Alexisa Clairauta i samog Maupertuisa).

Učinci Coriolisove sile: laboratorijski pokusi

Taj bi učinak trebao biti najjasnije izražen na polovima, gdje je period potpune rotacije ravnine njihala jednak razdoblju Zemljine rotacije oko osi (siderski dan). Općenito, razdoblje je obrnuto proporcionalno sinusu geografske širine; na ekvatoru je ravnina njihanja nepromijenjena.

Žiroskop- rotirajuće tijelo sa značajnim momentom tromosti zadržava kutni moment ako nema jakih smetnji. Foucault, umoran od objašnjavanja što se događa s Foucaultovim njihalom koji nije na polu, razvio je još jednu demonstraciju: viseći žiroskop je zadržao svoju orijentaciju, što znači da se polako okretao u odnosu na promatrača.

Skretanje projektila tijekom pucnjave. Još jedna vidljiva manifestacija Coriolisove sile je odstupanje putanja projektila (na sjevernoj hemisferi udesno, na južnoj hemisferi - ulijevo), ispaljenih u vodoravnom smjeru. Sa stajališta inercijalnog referentnog sustava, za projektile ispaljene duž meridijana, to je zbog ovisnosti linearne brzine Zemljine rotacije o geografskoj širini: kada se kreće od ekvatora prema polu, projektil zadržava horizontalna komponenta brzine ostaje nepromijenjena, dok se linearna brzina rotacije točaka na zemljinoj površini smanjuje, što dovodi do pomaka projektila od meridijana u smjeru Zemljine rotacije. Ako je hitac ispaljen paralelno s ekvatorom, tada je pomak projektila iz paralele posljedica činjenice da putanja projektila leži u istoj ravnini sa središtem Zemlje, dok se točke na zemljinoj površini kreću u ravnina okomita na os rotacije Zemlje. Taj je učinak (za slučaj pucanja duž meridijana) predvidio Grimaldi 1740-ih. a prvi ga je objavio Riccioli 1651. godine.

Odstupanje tijela koja slobodno padaju od vertikale. ( ) Ako brzina tijela ima veliku vertikalnu komponentu, Coriolisova sila je usmjerena na istok, što dovodi do odgovarajućeg odstupanja putanje tijela koje slobodno pada (bez početne brzine) s visokog tornja. Kada se promatra u inercijskom referentnom okviru, učinak se objašnjava činjenicom da se vrh tornja u odnosu na središte Zemlje pomiče brže od baze, zbog čega se putanja tijela ispostavlja kao uska parabola i tijelo je malo ispred baze tornja.

Eötvösov efekt. Na niskim geografskim širinama Coriolisova sila pri kretanju uzduž zemljine površine usmjerena je u okomitom smjeru i njezino djelovanje dovodi do povećanja ili smanjenja ubrzanja sile teže, ovisno o tome kreće li se tijelo prema zapadu ili istoku. Taj je efekt nazvan Eötvösov efekt po mađarskom fizičaru Lorandu Eötvösu, koji ga je eksperimentalno otkrio početkom 20. stoljeća.

Eksperimenti koristeći zakon održanja kutnog momenta. Neki eksperimenti temelje se na zakonu održanja kutnog momenta: u inercijskom referentnom okviru veličina kutnog momenta (jednaka umnošku momenta tromosti i kutne brzine rotacije) se ne mijenja pod djelovanjem unutarnjeg snage. Ako je u nekom početnom trenutku instalacija nepomična u odnosu na Zemlju, tada je brzina njezine rotacije u odnosu na inercijski referentni okvir jednaka kutnoj brzini rotacije Zemlje. Ako promijenite moment inercije sustava, tada bi se trebala promijeniti kutna brzina njegove rotacije, odnosno počet će rotacija u odnosu na Zemlju. U neinercijskom referentnom okviru povezanom sa Zemljom, rotacija nastaje kao rezultat djelovanja Coriolisove sile. Ovu ideju predložio je francuski znanstvenik Louis Poinseau 1851. godine.

Prvi takav pokus izveo je Hagen 1910.: dva utega na glatkoj prečki postavljena su nepomično u odnosu na površinu Zemlje. Zatim je razmak između utega smanjen. Kao rezultat toga, instalacija se počela okretati. Još grafičkiji eksperiment napravio je njemački znanstvenik Hans Bucka 1949. godine. Štap, dugačak oko 1,5 metara, postavljen je okomito na pravokutni okvir. U početku je šipka bila horizontalna, instalacija je bila nepomična u odnosu na Zemlju. Zatim je štap doveden u okomiti položaj, što je dovelo do promjene momenta tromosti instalacije za oko 10 4 puta i njezine brze rotacije s kutnom brzinom 10 4 puta većom od brzine Zemljine rotacije.

Lijevak u kadi.

Budući da je Coriolisova sila vrlo slaba, zanemarivo utječe na smjer vrtloženja vode pri ispuštanju u sudoper ili kadu, stoga, općenito gledano, smjer rotacije u lijevku nije povezan s rotacijom Zemlje. Samo u pomno kontroliranim pokusima može se odvojiti učinak Coriolisove sile od ostalih čimbenika: na sjevernoj hemisferi lijevak će se zakrenuti u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, na južnoj hemisferi, obrnuto.

Učinci Coriolisove sile: fenomeni u okolišu

Optički eksperimenti

Brojni eksperimenti koji pokazuju rotaciju Zemlje temelje se na Sagnacovom učinku: ako se prstenasti interferometar rotira, tada se zbog relativističkih učinaka pojavljuje fazna razlika u protupropagirajućim snopovima

gdje A (\ stil prikaza A)- područje projekcije prstena na ekvatorijalnu ravninu (ravninu okomitu na os rotacije), c (\ stil prikaza c)- brzina svjetlosti, ω (\ displaystyle \ omega)- kutna brzina rotacije. Kako bi demonstrirao rotaciju Zemlje, ovaj je efekt upotrijebio američki fizičar Michelson u nizu eksperimenata izvedenih 1923.-1925. U suvremenim eksperimentima koji koriste Sagnacov učinak, za kalibraciju prstenastih interferometara mora se uzeti u obzir rotacija Zemlje.

Postoji niz drugih eksperimentalnih demonstracija dnevne rotacije Zemlje.

Nepravilnost rotacije

Precesija i nutacija

Povijest ideje dnevne rotacije Zemlje

Antika

Objašnjenje dnevne rotacije nebeskog svoda rotacijom Zemlje oko svoje osi prvi su predložili predstavnici pitagorejske škole, Sirakužani Giketus i Ekfant. Prema nekim rekonstrukcijama, rotaciju Zemlje tvrdio je i pitagorejac Filolaj iz Krotona (5. st. pr. Kr.). Izjava koja se može protumačiti kao naznaka rotacije Zemlje sadržana je u Platonovom dijalogu Timej .

Međutim, o Giketu i Ekfantu se praktički ništa ne zna, pa se čak i samo njihovo postojanje ponekad dovodi u pitanje. Prema mišljenju većine znanstvenika, Zemlja u sustavu svijeta Filolausa nije se rotirala, već se translatirala oko Centralne vatre. U svojim drugim djelima Platon slijedi tradicionalni pogled na nepokretnost Zemlje. Međutim, do nas su došli brojni dokazi da je ideju o Zemljinoj rotaciji branio filozof Heraklid iz Ponta (IV st. pr. Kr.). Vjerojatno je još jedna Heraklidova hipoteza povezana s hipotezom o rotaciji Zemlje oko osi: svaka zvijezda je svijet, uključujući zemlju, zrak, eter, a sve se to nalazi u beskonačnom prostoru. Doista, ako je dnevna rotacija neba odraz rotacije Zemlje, tada nestaje pretpostavka da se zvijezde smatraju na istoj sferi.

Otprilike stoljeće kasnije, pretpostavka o rotaciji Zemlje postala je sastavni dio prve koju je predložio veliki astronom Aristarh sa Samosa (3. st. pr. Kr.). Aristarha su podržavali babilonski Seleuk (II. st. pr. Kr.), kao i Heraklidi iz Ponta, koji su smatrali da je Svemir beskonačan. Činjenica da je ideja o dnevnoj rotaciji Zemlje imala svoje pristaše još u 1. stoljeću nove ere. e., o čemu svjedoče neke izjave filozofa Seneke, Derkillidesa, astronoma Klaudija Ptolomeja. Ogromna većina astronoma i filozofa, međutim, nije sumnjala u nepokretnost Zemlje.

Argumenti protiv ideje kretanja Zemlje nalaze se u djelima Aristotela i Ptolomeja. Dakle, u svojoj raspravi O Nebu Nepokretnost Zemlje Aristotel potkrepljuje činjenicom da na Zemlji koja rotira, tijela bačena okomito prema gore ne bi mogla pasti do točke s koje je počelo njihovo kretanje: površina Zemlje bi se kretala ispod bačenog tijela. Još jedan argument u prilog nepokretnosti Zemlje, koji je dao Aristotel, temelji se na njegovoj fizičkoj teoriji: Zemlja je teško tijelo, a teška tijela imaju tendenciju kretati se u središte svijeta, a ne rotirati oko njega.

Iz Ptolomejevog djela proizlazi da su pristaše hipoteze o rotaciji Zemlje na ove argumente odgovorili da se i zrak i svi zemaljski objekti kreću zajedno sa Zemljom. Očigledno je uloga zraka u ovom razmišljanju temeljno važna, budući da se podrazumijeva da upravo njegovo kretanje sa Zemljom skriva rotaciju našeg planeta. Ptolomej prigovara ovome da

tijela u zraku uvijek će izgledati kao da zaostaju... A kad bi se tijela rotirala zajedno sa zrakom kao jedna cjelina, onda se nijedno od njih ne bi činilo ispred drugog ili zaostajalo za njim, već bi ostalo na mjestu, u let i njegovo bacanje ne bi činili odstupanja ili pomake na drugo mjesto poput onih koje vidimo vlastitim očima kako se odvijaju, a ne bi se uopće usporili ili ubrzali, jer Zemlja nije stacionarna.

Srednji vijek

Indija

Prvi od srednjovjekovnih autora koji je predložio rotaciju Zemlje oko svoje osi bio je veliki indijski astronom i matematičar Aryabhata (kraj 5. - početak 6. stoljeća). Formulira ga u nekoliko odlomaka svoje rasprave. Ariabhatia, na primjer:

Kao što osoba na brodu koji se kreće naprijed vidi nepokretne objekte koji se kreću unatrag, tako i promatrač ... vidi nepokretne zvijezde koje se kreću pravocrtno prema zapadu.

Nije poznato pripada li ova ideja samom Ariabhati ili ju je posudio od starogrčkih astronoma.

Aryabhatu je podržavao samo jedan astronom, Prthudaka (9. stoljeće). Većina indijskih znanstvenika zagovarala je nepokretnost zemlje. Tako je astronom Varahamihira (6. stoljeće) tvrdio da se na rotirajućoj Zemlji ptice koje lete u zraku ne mogu vratiti u svoja gnijezda, a kamenje i drveće će letjeti s površine Zemlje. Ugledni astronom Brahmagupta (VI. stoljeće) također je ponovio stari argument da je tijelo koje je palo s visoke planine, ali se moglo spustiti do svog podnožja. Istovremeno je, međutim, odbacio jedan od argumenata Varahamihire: po njegovom mišljenju, čak i kada bi se Zemlja rotirala, objekti se ne bi mogli otkinuti s nje zbog svoje gravitacije.

islamski istok

Mogućnost Zemljine rotacije razmatrali su mnogi znanstvenici muslimanskog istoka. Tako je poznati geometar al-Sijizi izumio astrolab, čiji se princip temelji na ovoj pretpostavci. Neki islamski učenjaci (čija imena nisu stigla do nas) čak su pronašli ispravan način da opovrgnu glavni argument protiv rotacije Zemlje: vertikalnost putanja padajućih tijela. U biti je izražen princip superpozicije gibanja prema kojem se svako kretanje može razložiti na dvije ili više komponenti: u odnosu na površinu rotirajuće Zemlje tijelo koje pada giba se uzduž viska, ali točka koja je projekcija ove linije na površinu Zemlje prenijela bi se njenom rotacijom. O tome svjedoči poznati znanstvenik-enciklopedist al-Biruni, koji je i sam, međutim, težio nepokretnosti Zemlje. Prema njegovom mišljenju, ako neka dodatna sila djeluje na tijelo koje pada, onda će rezultat njezina djelovanja na rotirajuću Zemlju dovesti do nekih učinaka koji se zapravo ne opažaju.

Među znanstvenicima XIII-XVI stoljeća, povezanim s zvjezdarnicama Maraginskaya i Samarkand, pojavila se rasprava o mogućnosti empirijskog potvrđivanja nepokretnosti Zemlje. Tako je poznati astronom Qutb al-Din ash-Shirazi (XIII-XIV stoljeće) vjerovao da se nepokretnost Zemlje može provjeriti eksperimentom. S druge strane, osnivač opservatorija Maragha Nasir ad-Din at-Tusi vjerovao je da će se, ako se Zemlja okreće, ta rotacija biti odvojena slojem zraka koji se nalazi uz njezinu površinu, a sva kretanja u blizini Zemljine površine će se dogoditi. na potpuno isti način kao da je Zemlja nepomična. To je potkrijepio uz pomoć opažanja kometa: prema Aristotelu, kometi su meteorološki fenomen u gornjim slojevima atmosfere; ipak, astronomska promatranja pokazuju da kometi sudjeluju u dnevnoj rotaciji nebeske sfere. Posljedično, gornji slojevi zraka odnesu se rotacijom nebeskog svoda, pa se donji slojevi također mogu odnijeti rotacijom Zemlje. Dakle, pokus ne može dati odgovor na pitanje rotira li se Zemlja. Međutim, ostao je pobornik nepokretnosti Zemlje, jer je to bilo u skladu s Aristotelovom filozofijom.

Većina islamskih učenjaka kasnijih vremena (al-Urdi, al-Qazwini, al-Naysaburi, al-Jurjani, al-Birjandi i drugi) složili su se s at-Tusijem da će se sve fizičke pojave na rotirajućoj i nepokretnoj Zemlji odvijati u Isti način. Međutim, uloga zraka u tome više se nije smatrala temeljnom: ne samo zrak, već i sve objekte nosi rotirajuća Zemlja. Stoga, da bi se potkrijepila nepokretnost Zemlje, potrebno je uključiti Aristotelovo učenje.

Poseban stav u tim sporovima zauzeo je treći direktor opservatorija Samarkand, Alauddin Ali al-Kushchi (15. stoljeće), koji je odbacio Aristotelovu filozofiju i smatrao da je rotacija Zemlje fizički moguća. U 17. stoljeću iranski teolog i enciklopedist Baha ad-Din al-Amili došao je do sličnog zaključka. Prema njegovom mišljenju, astronomi i filozofi nisu pružili dovoljno dokaza da opovrgnu rotaciju Zemlje.

latinski zapad

Detaljna rasprava o mogućnosti kretanja Zemlje naširoko je sadržana u spisima pariških skolastika Jeana Buridana, Alberta Saskog i Nicholasa Orema (druga polovica 14. stoljeća). Najvažniji argument koji ide u prilog rotaciji Zemlje, a ne neba, naveden u njihovim radovima, je malenost Zemlje u usporedbi sa Svemirom, što čini atribuciju dnevne rotacije nebeskog svoda izuzetno neprirodno.

Međutim, svi su ti znanstvenici u konačnici odbacili Zemljinu rotaciju, iako na različitim osnovama. Tako je Albert Saski vjerovao da ova hipoteza nije u stanju objasniti promatrane astronomske pojave. Buridan i Orem se opravdano nisu složili s tim, prema kojem bi se nebeske pojave trebale događati na isti način bez obzira na to rotira li se Zemlja ili Kosmos. Buridan je uspio pronaći samo jedan značajan argument protiv rotacije Zemlje: strijele ispaljene okomito prema gore padaju niz visak, iako bi tijekom rotacije Zemlje, prema njegovom mišljenju, trebale zaostajati za kretanjem Zemlje i pasti na zapad točke udarca.

Ali i ovaj argument Orem je odbacio. Ako se Zemlja okreće, tada strijela leti okomito prema gore i istovremeno se kreće prema istoku, zarobljena zrakom koji rotira sa Zemljom. Dakle, strijela mora pasti na isto mjesto odakle je ispaljena. Premda se ovdje opet spominje uvlačna uloga zraka, ona zapravo ne igra posebnu ulogu. Na to ukazuje sljedeća analogija:

Slično, kada bi se zrak zatvorio u brodu u pokretu, tada bi se osobi okruženoj tim zrakom činilo da se zrak ne pomiče... Ako je osoba bila u brodu koji se kreće velikom brzinom prema istoku, ne znajući za to kretanje, i ispružio je ruku u ravnoj liniji uz jarbol broda, činilo bi mu se da mu ruka pravi ravnu liniju; na isti način, prema ovoj teoriji, čini nam se da se ista stvar događa sa strijelom kada je ispucamo okomito prema gore ili okomito prema dolje. Unutar broda koji se velikom brzinom kreće prema istoku, mogu se odvijati sve vrste gibanja: uzdužno, bočno, dolje, gore, u svim smjerovima - i izgledaju potpuno isto kao kada brod miruje.

Orem dalje daje formulaciju koja predviđa načelo relativnosti:

Stoga zaključujem da je nemoguće bilo kakvim iskustvom dokazati da se nebo giba dnevno, a da zemlja ne.

Međutim, Oremova konačna presuda o mogućnosti Zemljine rotacije bila je negativna. Osnova za ovaj zaključak bio je tekst Biblije:

Međutim, svi i dalje podržavaju i vjerujem da su oni [Nebo] a ne Zemlja ta koja se kreće, jer je „Bog stvorio krug Zemlje koji se neće tresti“, unatoč svim suprotnim argumentima.

Srednjovjekovni europski znanstvenici i filozofi kasnijih vremena također su spominjali mogućnost dnevne rotacije Zemlje, ali nisu dodani novi argumenti koji nisu sadržani u Buridanu i Oremu.

Dakle, praktički nitko od srednjovjekovnih znanstvenika nikada nije prihvatio hipotezu o Zemljinoj rotaciji. Međutim, tijekom njegove rasprave, znanstvenici Istoka i Zapada iznijeli su mnoga duboka razmišljanja, koja će potom ponoviti znanstvenici moderne ere.

Renesansa i moderno doba

U prvoj polovici 16. stoljeća objavljeno je nekoliko radova u kojima se tvrdi da je razlog dnevne rotacije nebeskog svoda rotacija Zemlje oko svoje osi. Jedna od njih bila je rasprava Talijana Celija Calcagninija "O tome da je nebo nepomično, a da se zemlja okreće, ili o vječnom kretanju zemlje" (napisano oko 1525., objavljeno 1544.). Nije ostavio veliki dojam na svoje suvremenike, budući da je do tada već objavljeno temeljno djelo poljskog astronoma Nikole Kopernika "O rotacijama nebeskih sfera" (1543.), gdje je postavljena hipoteza o dnevnoj rotaciji Zemlja je postala dio heliocentričnog sustava svijeta, kao u Aristarhu sa Samosa ... Kopernik je prethodno iznio svoje misli u malom rukom pisanom eseju Mali komentar(ne prije 1515.). Dvije godine ranije, glavno Kopernikovo djelo objavio je njemački astronom Georg Joachim Rethick. Prvo pripovijedanje(1541), gdje se popularno iznosi Kopernikova teorija.

U 16. stoljeću Kopernika su u potpunosti podržavali astronomi Thomas Digges, Rethick, Christoph Rothmann, Michael Möstlin, fizičari Giambatista Benedetti, Simon Stevin, filozof Giordano Bruno, teolog Diego de Zuniga. Neki su znanstvenici prihvatili rotaciju Zemlje oko svoje osi, odbacujući njezino translacijsko gibanje. To je bio stav njemačkog astronoma Nicholasa Reimersa, poznatog i kao Ursus, te talijanskih filozofa Andrea Cesalpina i Francesca Patrizija. Točka gledišta izvanrednog fizičara Williama Hilberta, koji je podržavao aksijalnu rotaciju Zemlje, ali nije govorio o njenom translacijskom kretanju, nije sasvim jasno. Početkom 17. stoljeća heliocentrični sustav svijeta (uključujući rotaciju Zemlje oko svoje osi) dobio je impresivnu podršku Galilea Galileija i Johannesa Keplera. Najutjecajniji protivnici ideje o kretanju Zemlje u 16. i ranom 17. stoljeću bili su astronomi Tycho Brahe i Christopher Clavius.

Hipoteza o rotaciji Zemlje i nastanku klasične mehanike

Zapravo, u XVI-XVII stoljeću. jedini argument u prilog aksijalnoj rotaciji Zemlje bio je da u ovom slučaju nema potrebe zvjezdanoj sferi pripisivati ​​velike brzine rotacije, jer je već u antici pouzdano utvrđeno da veličina Svemira znatno premašuje veličine Zemlje (ovaj argument je sadržan u Buridanu i Oremu) ...

Ovoj hipotezi suprotstavljala su se razmatranja temeljena na dinamičkim konceptima tog vremena. Prije svega, to je vertikalnost putanja padajućih tijela. Pojavili su se i drugi argumenti, na primjer, jednak domet paljbe u smjeru istoka i zapada. Odgovarajući na pitanje o neuočljivosti učinaka dnevne rotacije u zemaljskim eksperimentima, Kopernik je napisao:

Ne rotira se samo Zemlja s elementom vode koji je s njom povezan, nego i znatan dio zraka i svega što je na bilo koji način srodno Zemlji, odnosno zraku koji je već najbliži Zemlji zasićen zemljom i vodenom tvari, slijedi iste zakone prirode kao i Zemlja, ili je steklo kretanje, koje joj prenosi susjedna Zemlja u stalnoj rotaciji i bez ikakvog otpora

Dakle, glavnu ulogu u neuočljivosti Zemljine rotacije igra zauzimanje zraka svojom rotacijom. Većina Kopernikanaca u 16. stoljeću bila je istog mišljenja.

Pristaše beskonačnosti Svemira u 16. stoljeću bili su i Thomas Digges, Giordano Bruno, Francesco Patrizi - svi su podržavali hipotezu o rotaciji Zemlje oko osi (a prva dva također oko Sunca). Christoph Rothman i Galileo Galilei vjerovali su da se zvijezde nalaze na različitim udaljenostima od Zemlje, iako očito nisu govorili o beskonačnosti svemira. S druge strane, Johannes Kepler nijekao je beskonačnost svemira, iako je bio pobornik rotacije Zemlje.

Religijski kontekst kontroverze o rotaciji Zemlje

Brojni prigovori rotaciji Zemlje bili su povezani s njezinim proturječjima s tekstom Svetoga pisma. Ti su prigovori bili dvije vrste. Prvo, neki odlomci u Bibliji citirani su u prilog činjenici da je Sunce ono koje čini dnevno kretanje, na primjer:

Sunce izlazi i sunce zalazi, i žuri na svoje mjesto, gdje izlazi.

U ovom slučaju pogođena je aksijalna rotacija Zemlje, budući da je kretanje Sunca od istoka prema zapadu dio dnevne rotacije neba. S tim u vezi često je citiran odlomak iz knjige Jošue:

Isus je zavapio Jahvi na dan kad je Gospodin predao Amoreje u ruke Izraela, kad ih je pobio u Gibeonu, te su bili pobijeni pred sinovima Izraelovim, i rekao pred Izraelcima: Stani, sunce! , nad Gibeonom, i mjesecom, nad dolinom Avalonom. !

Budući da je naredba za zaustavljanje data Suncu, a ne Zemlji, iz toga se zaključilo da je Sunce ono koje čini dnevno kretanje. Navedeni su i drugi odlomci koji podržavaju nepokretnost zemlje, na primjer:

Postavio si zemlju na čvrste temelje: neće se pokolebati zauvijek.

Smatralo se da su ti odlomci proturječni i mišljenju o rotaciji Zemlje oko svoje osi i rotaciji oko Sunca.

Pristaše Zemljine rotacije (osobito Giordano Bruno, Johannes Kepler i posebno Galileo Galilei) branili su se u nekoliko smjerova. Prvo su istaknuli da je Biblija napisana jezikom razumljivim običnim ljudima, a kada bi njezini autori dali jasne formulacije sa znanstvenog stajališta, ne bi mogla ispuniti svoju glavnu, vjersku misiju. Dakle, Bruno je napisao:

U mnogim je slučajevima glupo i neprimjereno navoditi puno obrazloženja više u skladu s istinom nego u skladu s danim slučajem i pogodnošću. Na primjer, ako umjesto riječi: "Sunce se rađa i izlazi, prolazi kroz podne i naginje se prema Akvilonu" - mudrac je rekao: "Zemlja ide u krug prema istoku i, napuštajući sunce koje zalazi, savija se prema dva tropa, od Raka do Juga, od Jarca do Akvilona, ​​"- tada bi slušatelji počeli razmišljati: "Kako? Kaže li da se Zemlja kreće? Kakva je ovo vijest?" Na kraju bi ga smatrali budalom, a on bi stvarno bio budala.

Odgovori ove vrste davali su se uglavnom na prigovore o dnevnom kretanju Sunca. Drugo, napomenuto je da pojedine odlomke Biblije treba tumačiti alegorijski (vidi članak Biblijski alegorizam). Dakle, Galileo je primijetio da ako se Sveto pismo shvati u potpunosti doslovno, onda ispada da Bog ima ruke, da je podložan emocijama kao što je bijes, itd. imaju različite ciljeve: znanost ispituje fenomene materijalnog svijeta, vođena argumentima razuma, cilj religije je moralno poboljšanje čovjeka, njegovo spasenje. Galileo je u vezi s tim citirao kardinala Baronija da Biblija uči kako se uzaći na nebo, a ne kako nebo djeluje.

Te je argumente Katolička crkva smatrala neuvjerljivima, te je 1616. zabranjena doktrina o rotaciji Zemlje, a 1631. Galileo je osuđen od Inkvizicije zbog svoje obrane. Međutim, izvan Italije ova zabrana nije imala značajnijeg utjecaja na razvoj znanosti i pridonijela je uglavnom opadanju autoriteta same Katoličke crkve.

Treba dodati da su vjerske argumente protiv kretanja Zemlje donijeli ne samo crkveni poglavari, već i znanstvenici (na primjer, Tycho Brahe). S druge strane, katolički redovnik Paolo Foscarini napisao je mali esej "Pismo o gledištima Pitagorejaca i Kopernika o pokretljivosti Zemlje i nepokretnosti Sunca i o novom pitagorejskom sustavu svemira" (1615.), gdje je iznosio razmatranja bliska Galilejevima, a španjolski teolog Diego de Zuniga čak je koristio Kopernikovu teoriju za tumačenje pojedinih odlomaka Svetog pisma (iako se kasnije predomislio). Dakle, sukob između teologije i doktrine o kretanju Zemlje nije bio toliko sukob između znanosti i religije kao takve, koliko sukob između starih (već zastarjelih početkom 17. stoljeća) i novih metodoloških načela, koji su bili temelj znanosti.

Vrijednost hipoteze o rotaciji Zemlje za razvoj znanosti

Razumijevanje znanstvenih problema koje postavlja teorija rotirajuće Zemlje pridonijelo je otkrivanju zakona klasične mehanike i stvaranju nove kozmologije, koja se temelji na ideji beskonačnosti Svemira. O kojima se raspravljalo tijekom ovog procesa, proturječnosti između ove teorije i doslovnog čitanja Biblije pridonijele su razgraničenju prirodne znanosti i religije.

Kao i drugi planeti Sunčevog sustava, čini 2 glavna kretanja: oko svoje osi i oko Sunca. Od davnina, upravo su ta dva redovita kretanja bila osnova za mjerenje vremena i sposobnost sastavljanja kalendara.

Dan je vrijeme rotacije oko vlastite ose. Godina - okreti oko Sunca. Podjela na mjesece također je izravno povezana s astronomskim fenomenima – njihovo trajanje je povezano s mjesečevim fazama.

Rotacija Zemlje oko vlastite osi

Naš planet rotira oko svoje osi od zapada prema istoku, odnosno u smjeru suprotnom od kazaljke na satu (gledano sa Sjevernog pola.) Os je virtualna ravna linija koja prelazi globus u području Sjevernog i Južnog pola, t.j. polovi imaju fiksni položaj i ne sudjeluju u rotacijskom kretanju, dok se sve ostale točke položaja na zemljinoj površini rotiraju, a brzina rotacije nije identična i ovisi o njihovom položaju u odnosu na ekvator - što je bliže ekvatoru, veća brzina vrtnje.

Na primjer, u regiji Italije brzina rotacije je približno 1200 km / h. Posljedice rotacije Zemlje oko svoje osi su promjena dana i noći te prividno kretanje nebeske sfere.

Doista, čini se da se zvijezde i druga nebeska tijela noćnog neba kreću u smjeru suprotnom našem kretanju s planetom (odnosno od istoka prema zapadu).

Čini se da se zvijezde nalaze oko zvijezde Sjevernjače, koja se nalazi na zamišljenoj liniji – nastavku Zemljine osi u smjeru sjevera. Kretanje zvijezda nije dokaz da se Zemlja okreće oko svoje osi, jer bi to kretanje moglo biti posljedica rotacije nebeske sfere, ako pretpostavimo da planet zauzima fiksni, stacionarni položaj u svemiru.

Foucaultovo njihalo

Nepobitni dokaz da se Zemlja okreće oko svoje osi iznio je 1851. Foucault, koji je proveo poznati pokus s njihalom.

Zamislite da, dok smo na Sjevernom polu, pokrećemo njihalo u oscilatornom kretanju. Sila izvana koja djeluje na njihalo je gravitacija i ne utječe na promjenu smjera titranja. Ako pripremimo virtualno njihalo koje ostavlja tragove na površini, možemo se pobrinuti da će se otisci nakon nekog vremena pomaknuti u smjeru kazaljke na satu.

Ova rotacija može biti povezana s dva čimbenika: ili s rotacijom ravnine na kojoj njihalo oscilira, ili s rotacijom cijele površine.

Prva hipoteza se može odbaciti, uzimajući u obzir da na njihalo ne postoje sile koje bi mogle promijeniti ravninu oscilatornog gibanja. Otuda proizlazi da je Zemlja ta koja rotira i čini kretanje oko svoje osi. Ovaj eksperiment je u Parizu proveo Foucault, koristio je ogromno njihalo u obliku brončane kugle težine oko 30 kg, obješeno na 67-metarski kabel. Na površini poda Panteona zabilježena je početna točka oscilatornih kretanja.

Dakle, rotira se Zemlja, a ne nebeska sfera. Ljudi koji promatraju nebo s našeg planeta bilježe kretanje i Sunca i planeta, t.j. svi se objekti kreću u svemiru.

Vremenski kriterij - dan

Dan je vremenski period tijekom kojeg Zemlja napravi potpunu revoluciju oko svoje osi. Postoje dvije definicije pojma "dan". “Sunčev dan” je vremenski period Zemljine rotacije u kojem se uzima kao početna točka. Drugi koncept - "sideralni dan" - podrazumijeva drugačiju početnu točku - bilo koju zvijezdu. Trajanje ove dvije vrste dana nije identično. Dužina sideralnog dana iznosi 23 sata 56 minuta 4 s, dok je dužina sunčevog dana 24 sata.

Različito trajanje je zbog činjenice da Zemlja, rotirajući oko svoje osi, također čini orbitalnu rotaciju oko Sunca.

U principu, trajanje sunčanog dana (iako se uzima kao 24 sata) nije konstantna vrijednost. To je zbog činjenice da se Zemljino orbitalno kretanje događa promjenjivom brzinom. Kada je Zemlja bliže Suncu, brzina njenog kretanja po orbiti je veća, kako se udaljava od zvijezde, brzina se smanjuje. S tim u vezi, uveden je koncept kao što je "prosječni solarni dan", naime, njihovo trajanje je 24 sata.

Kruži oko Sunca brzinom od 107.000 km/h

Brzina Zemljine revolucije oko Sunca drugo je glavno gibanje našeg planeta. Zemlja se kreće po eliptičnoj putanji, tj. orbita je eliptična. Kada je u neposrednoj blizini Zemlje i padne u njezinu sjenu, nastaju pomrčine. Prosječna udaljenost između Zemlje i Sunca je otprilike 150 milijuna kilometara. Astronomija koristi jedinicu mjere za udaljenosti unutar Sunčevog sustava; naziva se "astronomska jedinica" (au).

Brzina kojom se Zemlja kreće u orbiti je približno 107 000 km/h.
Kut koji formiraju Zemljina os i ravnina elipse je približno 66 ° 33 ', to je konstantna vrijednost.

Ako Sunce promatrate sa Zemlje, stječete dojam da se upravo ono kreće po nebu tijekom godine, prolazeći kroz zvijezde i čini Zodijak. Zapravo, Sunce također prolazi kroz zviježđe Zmije, ali ono ne pripada Zodijačkom krugu.

Čovjeku je trebalo mnogo tisućljeća da shvati da Zemlja nije središte svemira i da je u stalnom kretanju.


Fraza Galilea Galileija "A ipak se okreće!" zauvijek je ušao u povijest i postao svojevrsni simbol tog doba kada su znanstvenici iz različitih zemalja pokušali opovrgnuti teoriju geocentričnog sustava svijeta.

Iako je Zemljina rotacija dokazana prije otprilike pet stoljeća, točni razlozi koji su je potaknuli na kretanje još uvijek su nepoznati.

Zašto se Zemlja vrti oko osi?

U srednjem vijeku ljudi su vjerovali da je Zemlja nepomična, a da se Sunce i drugi planeti okreću oko nje. Tek u 16. stoljeću astronomi su uspjeli dokazati suprotno. Unatoč činjenici da mnogi ovo otkriće povezuju s Galileom, ono zapravo pripada drugom znanstveniku - Nikoli Koperniku.

Upravo je on 1543. godine napisao raspravu "O kruženju nebeskih sfera", gdje je iznio teoriju o kretanju Zemlje. Dugo vremena ova ideja nije dobila podršku ni od njegovih kolega ni od crkve, ali je na kraju imala ogroman utjecaj na znanstvenu revoluciju u Europi i postala temeljna u daljnjem razvoju astronomije.


Nakon što je dokazana teorija rotacije Zemlje, znanstvenici su počeli tražiti uzroke ovog fenomena. Tijekom proteklih stoljeća iznesene su mnoge hipoteze, ali ni danas nijedan astronom ne može točno odgovoriti na ovo pitanje.

Trenutno postoje tri glavne verzije koje imaju pravo na život - teorija inercijalne rotacije, magnetska polja i učinak sunčevog zračenja na planet.

Teorija inertne rotacije

Neki su znanstvenici skloni vjerovati da se Zemlja nekada (u vrijeme svoje pojave i formiranja) okretala, a sada se okreće po inerciji. Nastala iz kozmičke prašine, počela je privlačiti druga tijela k sebi, što joj je dalo dodatni impuls. Ova pretpostavka vrijedi i za druge planete u Sunčevom sustavu.

Teorija ima mnogo protivnika, jer ne može objasniti zašto se u različito vrijeme brzina kretanja Zemlje povećava ili smanjuje. Također je nejasno zašto se neki od planeta u Sunčevom sustavu okreću u drugom smjeru, poput Venere.

Teorija magnetskih polja

Ako pokušate spojiti dva magneta s jednako nabijenim polom, oni će se međusobno odbijati. Teorija magnetskih polja pretpostavlja da su polovi Zemlje također nabijeni na isti način i, takoreći, odbijaju se, zbog čega se planet rotira.


Zanimljivo je da su znanstvenici nedavno otkrili da Zemljino magnetsko polje gura njezinu unutarnju jezgru od zapada prema istoku i tjera je da se okreće brže od ostatka planeta.

Hipoteza o izloženosti suncu

Najvjerojatnijom teorijom smatra se zračenje Sunca. Poznato je da zagrijava površinske ljuske Zemlje (zrak, mora, oceane), ali se istovremeno zagrijavanje događa neravnomjerno, uslijed čega nastaju morske i zračne struje.

Oni su ti koji, u interakciji s čvrstom ljuskom planeta, tjeraju je da se okreće. Kontinenti djeluju kao svojevrsne turbine koje određuju brzinu i smjer kretanja. Ako nisu dovoljno monolitni, počinju zanositi, što utječe na povećanje ili smanjenje brzine.

Zašto se Zemlja kreće oko Sunca?

Razlog za okretanje Zemlje oko Sunca naziva se inercija. Prema teoriji nastanka naše zvijezde, prije oko 4,57 milijardi godina u svemiru se pojavila ogromna količina prašine koja se postupno pretvorila u disk, a potom u Sunce.

Vanjske čestice ove prašine počele su se spajati jedna s drugom, tvoreći planete. Već tada su se po inerciji počeli vrtjeti oko zvijezde i nastavljaju se kretati istom putanjom i danas.


Prema Newtonovom zakonu, sva kozmička tijela kreću se pravocrtno, odnosno planeti Sunčevog sustava, uključujući i Zemlju, trebali su davno odletjeti u otvoreni svemir. Ali to se ne događa.

Razlog je što Sunce ima veliku masu i, sukladno tome, ogromnu gravitaciju. Dok se Zemlja kreće, uvijek pokušava pravocrtno odjuriti od nje, ali je gravitacijske sile povlače natrag, pa se planet drži u orbiti i okreće se oko Sunca.