Виявляється, Земля не обертається навколо Сонця? December 23rd, 2017

Напевно, хтось із вас уже встиг подивитися в інтернеті ролик із промовистою назвою «Земля не обертається навколо Сонця». Якщо ще не встигли ознайомитися, то вони на початку посту і під катом менш інформативна перша частина. До речі, перша частина зібрала майже три мільйони переглядів.

Давайте з'ясуємо чи є тут сенсація.

Якщо подивитися на те, як на ролик відреагували відвідувачі інших сайтів, починаєш розуміти, що даремно у школах перестали викладати астрономію, особливо для дітей середніх класів. «Професіонали», до речі, також відзначились. На деяких сайтах контент цього ролика був оформлений у дусі новини про відкриття вчених. Щоправда, враховуючи якість цього контенту, вийшло приблизно те саме, що й показ узбецьких «Воріт пекла» центральними каналами, що їх видавали за кратер Челябінського метеорита. Пам'ятайте, ми з вами обговорювали, що

Якщо сказати про побачений коротенько, то автор бере загальновідомі факти, виставляючи їх у вигідному собі світлі (рекламу порталу спочатку всі помітили?), при цьому обгортаючи все в оболонку «Сенсації» та «Шоку». За словами творця відео, наша планета, виявляється, звертається не навколо Сонця! Рух же, і їй, і Сонцем, і навіть волоссям на вашій маківці якась «спіральна енергія». На доказ автор наводить кілька прикладів зі спіралями, включивши туди навіть молекулу ДНК. Ніби для кола цих прикладів не знайти.

Тут треба зазначити, що наша планета дійсно рухається по спіралі, і це цілком логічно, адже саме Сонце також не стоїть на місці, а рухається в космічному просторі зі швидкістю 217 кілометрів на секунду. Таким чином, проходячи свою орбіту і опиняючись у тій її точці, що й рік тому, Земля буде майже за 7 мільярдів кілометрів від свого минулого становища. Якщо дивитися на все це збоку, то й справді планета рухається спіраллю. Але це, вибачте, ще говорить про те, що Земля не обертається навколо Сонця. Гравітацію, зі зрозумілих причин, ще ніхто не скасовував.

Автор, по суті, показує все правильно, але робить це як «обман влади». Звичайно, якщо суспільство дізнається, що Земля, гіпотетично, обертається не навколо Сонця, (не дивлячись на те, що світило регулярно встає на сході і сідає на заході), то в світі почнуться війни і запанує хаос. Ось влада і приховує. Комедія – не інакше. Але найбільше смішить те нахабство, з яким усе це подається. У відео прямим текстом йдеться про те, що "Ви ніде не знайдете інформацію про рух Сонячної системи в нашій галактиці". І найсумніше, що деякі в це вірять, що й виявляє всі недоліки сучасної системи освіти. А всі доводи, які наводять автори, дуже добре пояснюються з наукової точки зору і розбиваються про просту логіку.

Матеріал правильний. А ось інтерпретація хибна. Тоді вже треба говорити, що і Місяць не обертається навколо Землі. Знання авторів є поверхневими, а здатність аналізу близька до нульової. У гравітаційних системах рух відбувається щодо центру мас Еліптичних траєкторій. У Сонячній системі центр мас практично збігається з центром Сонця, так як маса Сонця це щось близько 97-99% (треба уточнити, не пам'ятаю). А от якщо рух ПЛАНЕТ розглядати в системі галактики, то їхній обертальний рух навколо Сонця накладається на загальний рух Сонячної системи навколо центру мас Галактики і т.д.. А так виходить, можна сказати, що від нас приховували те, що коли ми сидимо або лежимо, то насправді ми рухаємося, та ще й із космічною швидкістю

Але, варто відзначити, що самі ролики зроблені дуже якісно, ​​від сузір'я Оріона на самому початку, до музичного супроводу від гурту Two Steps From Hell. На цьому всі позитивні моменти закінчуються. З їх вирахуванням, у сухому залишку ми маємо деструктивний контент, що зомбує школярів та інших зайво довірливих особистостей не гірших за вечірні телешоу, які люблять майже вся країна.

У міру своєї еволюції людині доводиться долати низку оман. Це стосується і найяскравіших небесних об'єктів – Сонця та Місяця. У давнину люди були впевнені, що Сонце крутиться довкола Землі. Потім з'ясувалося, що Земля крутиться довкола Сонця. І на сьогодні майже всі дотримуються цього твердження, навіть не замислюючись про те, що насправді воно не є правильним.

Це може зрозуміти будь-який старшокласник. Але через насунуті йому на очі шор «загальноприйнятої думки» навіть видатний відмінник автоматично підкоряється більшості, що помиляється. І, більше того, саме відмінник першим кинеться в наступ - на захист свого зашореного знання: як же, ми бачимо, що Місяць йде за горизонт і потім з'являється знову, тобто Місяць робить оберт навколо Землі, отже, він крутиться навколо Землі.

З тим, що Місяць іде за обрій і потім знову повертається, ніхто й не сперечається. Але ж і з погляду спостерігача, який перебуває на Місяці, Земля теж робить подібні ходіння - але вже щодо місячного горизонту. Тож виникає природне і закономірне питання: яка з планет навколо якої планети крутиться? І ще: і Місяць, і Сонце рухаються небосхилом приблизно однаково, тому давні люди були впевнені, що обидва небесні тіла крутяться навколо Землі. А виявилося, що рухаються вони по-різному: Місяць – навколо Землі, а Земля – навколо Сонця. Хоча, як ми вже сказали, і те, й інше неправильне.

Тепер розглянемо як правильно. Для розуміння руху Місяця, Землі та Сонця треба визначитися, з якого погляду ми розглядаємо цю ситуацію. Заглиблюватися у варіанти не станемо, скажімо лише, що в загальному випадку всі небесні тіла будуть обертатися (або здійснювати інші рухи) навколо небесного тіла, на якому знаходиться спостерігач. І, якщо ми дотримуватимемося такої позиції, то це знову приведе нас до неправильного результату.

Для виключення помилок сприйняття необхідно дістатися тієї точки, яка насправді перебуває у нерухомому стані і може бути використана як «достовірна» система відліку. Такою точкою є місце початку Великого вибуху (у сучасному розумінні цього явища). Навколо цієї точки справді крутиться перший небесний об'єкт - наш Всесвіт. І тут справді має місце реальний рух круговою орбітою. А далі?

Ми повертаємось до системи Сонце-Земля-Місяць. Розглядати Місяць і Землю як ізольовану систему не можна. Земля рухається з дуже великою швидкістю, і це рух Землі треба враховувати. Поки Місяць прагне обіжджати Землю «навколо», Земля зміщується на значну відстань. Через це зміщення у кожному одиничному циклі-«обороті» траєкторія руху Місяця щодо Землі ніколи не повертається до свого колишнього становища, тобто ніколи не замикається в коло або подібну фігуру. Кожна наступна точка місячної траєкторії зміщується у напрямку руху Землі зі швидкістю, що дорівнює геометричній сумі швидкості руху Землі «навколо» Сонця та швидкості руху Місяця «навколо» Землі.

В результаті Місяць здійснює складний періодичний рух по циклоїді . Такий самий рух здійснює будь-яка точка обода колеса по відношенню до поверхні землі. А планета Земля в цьому прикладі збігається зі становищем маточини того ж колеса і рухається щодо землі прямою лінією. Можна приблизно порахувати параметри такого руху Землі, Місяця та Сонця.

Мал. Рух небесних тіл: траєкторія Землі (пряма лінія) та траєкторія Місяця (циклоїда). Цифрами позначено вісь часу у масштабі послідовності земної доби. Вона є напрямом руху системи Земля-Луна.

Відстань від Землі до Сонця дорівнює 1 а. (астрономічна одиниця) – це радіус кривизни «орбіти» Землі. Він показує порядок довжини траєкторії, де відбувається викривлення, подібне викривлення земної «орбіти». Відстань від Землі до Місяця всього 0,00257 а. Це значення показує, наскільки астрономічних одиниць Місяць може відхилятися від курсу Землі в той чи інший бік упоперек поступального руху Землі. Таке відхилення знаходиться в діапазоні ±0,257% відстані між Сонцем та Землею.

Це означає, що ширина місячної циклоїди дорівнює всього 0,5% відстані між Сонцем і Землею. Для порівняння: якщо відстань між Сонцем та Землею прийняти за 1 метр, то биття орбіти Місяця становитиме всього 5 міліметрів, тобто Місяць рухатиметься практично по прямій лінії, ширина якої 5 міліметрів. Причому і ця лінія не буде замкненою.

А може бути ви хочете дізнатися або наприклад

Ще маленьким я дізнався, що Земля обертається. Мій дідусь якось розповів мені про сонячний годинник, і в чому полягає їхній принцип. Так звично спостерігати схід та захід сонця Сонця, але що буде, якщо Земля зупиниться?

В який бік обертається Земля

Все залежить від того, як на це подивитися. Щодо Південного полюса, земна куля буде обертатися у напрямку годинникова стрілка, і зовсім навпаки Північному полюсі. Логічно, що обертання відбувається у напрямку Сходу - адже Сонце з'являється зі Сходу і зникає на заході. Вчені з'ясували, що планета поступово сповільнюєтьсяна тисячні частки секунди на рік. Більшість планет нашої системи мають той же напрямок обертання, виняток становлять лише Урані Венера. Якщо подивитися на Землю з космосу, можна відзначити два типи руху: навколо своєї осі, і навколо зірки – Сонця.

Мало хто не помічав вирводи у ванній кімнаті. Це, незважаючи на свою буденність, є досить великою загадкою для вченого світу. Справді, в Північній півкулівир спрямований проти годинникової стрілки, а в протилежному – все навпаки. Більшість вчених вважають це проявом сили Коріоліса(інерція, викликана обертанням Землі). На користь цієї теорії можна навести ще деякі прояви цієї сили:

• в північній півсферівітру центральної частини циклонудмуть проти руху годинникової стрілки, у південній - навпаки;
• ліва рейка залізниці найбільше зношується в Південній півкулі, тоді як у протилежному - правий;

• біля річок Північній півкуліяскраво виражений правий крутий берег, у Південному – навпаки.

Що, якщо вона зупиниться

Цікаво припустити, що буде якщо наша планета перестане обертатися. Для звичайної людини це буде рівносильно їзді на автомобілі зі швидкістю 2000 км/год із наступним різким гальмуванням. Думаю, не варто пояснювати наслідки такої події, але це буде ще не найстрашніше. Якщо перебувати в цей момент на екватор, тіло людини продовжить «політ» зі швидкістю майже 500 метрів за секунду, проте тим, кому пощастить перебувати ближче до полюсам, Чи вдасться вижити, але не надовго. Вітер стане настільки сильним, що за силою своєї дії буде порівнянний із силою вибух ядерної бомби, а тертя вітрів викличе пожежі на всій планеті.

Земля, як відомо, постійно рухається і рух складається з її обертання навколо своєї осі і, по еліпсу, навколо Сонця. Завдяки цим обертанням на нашій планеті змінюються пори року, а також день змінюється вночі. Яка ж швидкість обертання Землі?

Швидкість обертання Землі навколо осі

Якщо розглядати обертання Землі навколо своєї осі (зрозуміло, уявної), то один повний оборот вона здійснює за 24 години (точніше, 23год, 56хв і 4сек), і прийнято вважати, що на екваторі швидкість цього обертання дорівнює 1670 кілометрів на годину. Обертання нашої планети навколо осі викликає зміну дня і ночі, і його називають добовим.

Швидкість обертання Землі навколо Сонця

Навколо нашого світила Земля обертається замкненою еліптичною траєкторією, і повний оборот здійснює за 365 діб 5ч 48хв і 46сек (цей проміжок часу називають роком). Годинники, хвилини та секунди становлять ще ¼ доби і за чотири роки з таких «чверток» складаються повна доба. Тому кожен четвертий рік складається рівно з 366 діб і називається

Обертання Землі – одне з рухів Землі, яке відбиває безліч астрономічних і геофізичних явищ, що відбуваються лежить на поверхні Землі, у її надрах, атмосфері і океанах, соціальній та ближньому Космосі.

Обертанням Землі пояснюється зміна дня і ночі, видимий добовий рух небесних тіл, поворот площини хитань вантажу, підвішеного на нитки, відхилення падаючих тіл на схід та ін. Внаслідок обертання Землі на тіла, що рухаються по її поверхні, діє Коріоліса сила, вплив якої проявляється в підмивання правих берегів річок у Північній півкулі та лівих – у Південній півкулі Землі та деяких особливостях циркуляції атмосфери. Відцентровою силою, що породжується обертанням Землі, частково пояснюються відмінності у прискоренні сили тяжіння на екваторі та полюсах Землі.

Для вивчення закономірностей обертання Землі вводять дві системи координат із загальним початком у центрі мас Землі (рис.1.26). Земна система X 1 Y 1 Z 1 бере участь у добовому обертанні Землі та залишається нерухомою щодо точок земної поверхні. Зоряна система координат XYZ не пов'язана з добовим обертанням Землі. Хоча її початок переміщається у світовому просторі з деяким прискоренням, беручи участь у річному русі Землі навколо Сонця в Галактиці, але цей рух щодо далеких зірок вважатимуться рівномірним і прямолінійним. Тому рух Землі у цій системі (як і будь-якого небесного об'єкта) можна вивчати за законами механіки для інерційної системи відліку. Площина XOY поєднана з площиною екліптики, а вісь X спрямована в точку весняного рівнодення γ початкової епохи. Як осі земної системи координат зручно приймати головні осі інерції Землі, можливий і інший вибір осей. Положення земної системи щодо зоряної прийнято визначати трьома ейлеровими кутами ψ, υ, φ.

Рис.1.26. Системи координат, застосовувані вивчення обертання Землі

Основні відомості щодо обертання Землі доставляють спостереження добового руху небесних тіл. Обертання Землі відбувається із заходу Схід, тобто. проти годинникова стрілка, якщо дивитися з Північного полюса Землі.

Середній нахил екватора до екліптики початкової епохи (кут υ) майже постійний (у 1900 р. він дорівнював 23 ° 27 08,26 ² і протягом 20 століття збільшився менш ніж на 0,1 ²). Лінія перетину екватора Землі та екліптики початкової епохи (лінія вузлів) повільно рухається екліптикою зі сходу на захід, переміщаючись на 1° 13¢ 57,08² у століття, внаслідок чого кут ψ змінюється на 360° за 25 800 років. Миттєва вісь обертання ОР завжди майже збігається із найменшою віссю інерції Землі. Кут між цими осями за спостереженнями, виконаними з кінця 19 століття, вбирається у 0,4².

Проміжок часу, протягом якого Земля робить один оберт навколо своєї осі щодо якоїсь точки на небі, називається цілодобово. Точками, що визначають тривалість доби, можуть бути:

· точка весняного рівнодення;

· Центр видимого диска Сонця, зміщений річною аберацією («справжнє Сонце»);

· «Середнє Сонце» - фіктивна точка, положення якої на небі може бути обчислено теоретично для будь-якого моменту часу.

Визначаються цими точками три різних проміжки часу називаються відповідно зоряними, справжніми сонячними та середніми сонячними добами.

Швидкість обертання Землі характеризується відносною величиною

де П з - тривалість земної доби, Т - тривалість стандартної доби (атомної), яка дорівнює 86400с;

- кутові швидкості, що відповідають земній та стандартній добі.

Оскільки величина ω змінюється лише дев'ятому – восьмому знаку, то значення ν мають порядок 10 -9 -10 -8 .

Один повний оборот навколо своєї осі Земля здійснює щодо зірок за менший проміжок часу, ніж щодо Сонця, оскільки Сонце рухається екліптикою у тому напрямі, у якому обертається Земля.

Зоряна доба визначається періодом обертання Землі навколо своєї осі по відношенню до будь-якої зірки, але так як зірки мають власний і до того ж дуже складний рух, то умовилися початок зоряної доби відраховувати від моменту верхньої кульмінації точки весняного рівнодення, а за довжину зоряної доби приймають проміжок. часу між двома послідовними верхніми кульмінаціями точки весняного рівнодення, що знаходиться на тому самому меридіані.

Внаслідок явищ прецесії та нутації взаємне розташування небесного екватора та екліптики безперервно змінюється, а це означає, що відповідним чином змінюється місце розташування на екліптиці точки весняного рівнодення. Встановлено, що зоряна доба на 0,0084сек коротше дійсного періоду добового обертання Землі і що Сонце, рухаючись екліптикою, потрапляє в точку весняного рівнодення раніше, ніж воно потрапляє на те саме місце щодо зірок.

Земля у свою чергу звертається навколо Сонця не по колу, а по еліпсу, тому рух Сонця здається нам із Землі нерівномірним. Взимку справжня сонячна доба більша, ніж влітку. Наприклад, наприкінці грудня вона дорівнює 24 години 04 хвилин 27 секунд, а в середині вересня – 24год 03хв. 36сек. За середню одиницю сонячної доби прийнято вважати 24ч 03хв. 56,5554сек зіркового часу.

Кутова швидкість Землі щодо Сонця через еліптичність земної орбіти залежить від пори року. Найповільніше Земля рухається орбітою, перебуваючи в перигелії – найвіддаленішої від Сонця точці своєї орбіти. В результаті тривалість істинної сонячної доби протягом року неоднакова – еліптичність орбіти змінює тривалість істинної сонячної доби згідно із законом, який можна описати синусоїдою з амплітудою 7,6 хв. та періодом в 1 рік.

Друга причина нерівномірності доби - спосіб земної осі до екліптики, що призводить до видимого руху Сонця вгору і вниз від екватора протягом року. Пряме сходження Сонця поблизу рівнодення (рис.1.17) змінюється повільніше (оскільки Сонце рухається під кутом до екватора), ніж під час сонцестоянь, коли воно рухається паралельно екватору. В результаті до тривалості справжньої сонячної доби додається синусоїдальний член з амплітудою 9,8 хв. та періодом у півроку. Є й інші періодичні ефекти, що змінюють тривалість істинних сонячних діб і залежні від часу, але вони невеликі.

В результаті спільної дії цих ефектів найкоротші справжні сонячні доби спостерігаються 26-27 березня та 12-13 вересня, а найдовші – 18-19 червня та 20-21 грудня.

Щоб усунути цю змінність, використовують середню сонячну добу, прив'язану до так званого середнього Сонця - умовної точки, що рухається рівномірно небесним екватором, а не екліптикою, як реальне Сонце, і збігається з центром Сонця в момент весняного рівнодення. Період звернення середнього Сонця небесною сферою дорівнює тропічному року.

Середня сонячна доба не схильна до періодичних змін, як справжня сонячна доба, але їх тривалість монотонно змінюється у зв'язку зі зміною періоду осьового обертання Землі та (у меншій мірі) зі зміною тривалості тропічного року, збільшуючись приблизно на 0,0017 секунди в сторіччя. Так, тривалість середньої сонячної доби на початку 2000 року дорівнювала 86400,002 секунди СІ (секунда СІ визначається з використанням внутрішньоатомного періодичного процесу).

Зоряна доба становлять 365,2422/366,2422=0,997270 середньої сонячної доби. Ця величина – постійне співвідношення зоряного та сонячного часу.

Середній сонячний час і зоряний час пов'язані між собою такими співвідношеннями:

24 год. пор. сонячного часу = 24г. 03 хв. 56,555сек. зоряного часу

1ч. = 1ч. 00 хв. 09,856 сек.

1 хв. = 1 хв. 00,164 сек.

1 сек. = 1,003 сік.

24 год. зоряного часу = 23 год. 56 хв. 04,091 сек. пор. сонячного часу

1 год. = 59 хв. 50,170 сек.

1 хв. = 59,836 сік.

1 сек. = 0,997 сік.

Час у будь-якому вимірі – зоряний, справжній сонячний або середній сонячний – на різних меридіанах різний. Але всі точки, що лежать на тому самому меридіані, в один і той же момент часу мають однаковий час, який називається місцевим часом. При переміщенні по одній і тієї ж паралелі на захід або на схід час у вихідній точці не відповідатиме місцевому часу всіх інших географічних точок, розташованих на даній паралелі.

Щоб певною мірою усунути цей недолік, канадець З. Флешинг запропонував запровадити поясний час, тобто. систему рахунку часу, засновану на поділі поверхні Землі на 24 часових пояси, кожен із яких віддалений від сусіднього пояса на 15° по довготі. Флешинг завдав на карту світу 24 основних меридіанів. Приблизно на 7,5° на схід і захід від них умовно було нанесено межі часового часу даного поясу. Час одного й того самого часового поясу в кожний момент для всіх його пунктів вважався однаковим.

До Флешінга в багатьох країнах світу видавалися карти з різними початковими меридіанами. Так, наприклад, у Росії рахунок довгот вівся від меридіана, що проходить через Пулковську обсерваторію, у Франції – через Паризьку, у Німеччині – через Берлінську, у Туреччині – через Стамбульську. Щоб запровадити поясний час, треба було уніфікувати єдиний початковий меридіан.

Поясне час вперше було запроваджено США 1883г., а 1884г. у Вашингтоні на Міжнародній конференції, у роботі якої брала участь і Росія, було ухвалено узгоджене рішення про поясний час. Учасники конференції домовилися вважати початковим чи нульовим меридіаном меридіан Грінвічської обсерваторії, а місцевий середній сонячний час Грінвічського меридіана назвали всесвітнім чи світовим часом. На конференції було встановлено і так звану «лінію зміни дати».

У нашій країні поясний час було запроваджено 1919г. Прийнявши за основу міжнародну систему часових поясів і існували тоді адміністративні кордони, на кару РРФСР було завдано часові пояси від II до XII включно. Місцевий час часових поясів, розташованих на сході від Грінвічського меридіана, з пояса до пояса збільшується на годину, а на захід від Грінвіча відповідно на годину зменшується.

При рахунку календарної доби важливо встановити, на якому меридіані починається нова дата (число місяця). За міжнародною угодою лінія зміни дати проходить здебільшого по меридіану, що відходить від грінвічського на 180°, відступаючи від нього: на захід – біля острова Врангеля та Алеутських островів, на схід – біля узбережжя Азії, островів Фіджі, Самоа, Тонгатабу, Керманд та Чатам.

На захід від лінії зміни дати число місяця завжди на одиницю більше, ніж на схід від неї. Тому після перетину цієї лінії із заходу Схід необхідно зменшити число місяця на одиницю, а після перетину її зі Сходу захід – збільшити на одиницю. Така зміна дати зазвичай проводиться найближчої опівночі після перетину лінії зміни дат. Очевидно, що новий календарний місяць і новий рік починаються на лінії зміни дат.

Таким чином, нульовий меридіан і меридіан 180 ° с.д., яким переважно проходить лінія зміни дати, ділять земну кулю на західну і східну півкулі.

Всю історію людства добове обертання Землі завжди слугувало ідеальним еталоном часу, який регулював діяльність людей і був символом рівномірності та точності.

Найдавнішим інструментом для визначення часу до нашої ери служив гномон, по-грецьки покажчик, вертикальний стовп на вирівняному майданчику, тінь якого, що змінювала свій напрямок при переміщенні Сонця, показувала на нанесеній землі біля стовпа шкалі той чи інший час дня. Сонячний годинник відомий з 7 століття до н.е. Спочатку вони були поширені в Єгипті та країнах Близького Сходу, звідки перейшли до Греції та Риму, а ще пізніше проникли до країн Західної та Східної Європи. Питаннями гномоніки – мистецтву робити сонячний годинник та вмінню користуватися ними – займалися астрономи та математики стародавнього світу, середньовіччя та нового часу. У 18 ст. та на початку 19в. гномоніка викладалася у підручниках математики.

І лише після 1955 р., коли вимоги фізиків і астрономів до точності часу дуже зросли, стало неможливим задовольнятися добовим обертанням Землі як зразком часу, вже нерівномірним за необхідної точності. Час, що визначається за обертанням Землі, нерівномірно внаслідок рухів полюса та перерозподілу моменту кількості руху між різними частинами Землі (гідросферою, мантією, рідким ядром). Прийнятий для відліку часу меридіан визначається точкою МУН та точкою на екваторі, що відповідає нульовій довготі. Цей меридіан дуже близький до грінвічського.

Земля обертається нерівномірно, що викликає зміну тривалості доби. Швидкість обертання Землі найпростіше можна охарактеризувати відхиленням тривалості земної доби від еталонних (86 400 з). Чим коротша земна доба, тим швидше обертається Земля.

Виділяють три складові у величині зміни швидкості обертання Землі: вікове уповільнення, періодичні сезонні коливання та нерегулярні стрибкоподібні зміни.

Вікове уповільнення швидкості обертання Землі обумовлено дією припливних сил тяжіння Місяця та Сонця. Приливообразующая сила розтягує Землю вздовж прямої, що з'єднує її центр із центром тіла, що обурює – Місяця або Сонця. При цьому сила стиснення Землі збільшується, якщо рівнодіюча збігається з площиною екватора і зменшується, коли вона відхиляється до тропіків. Момент інерції стиснутої Землі більше, ніж недеформованої кулястої планети, оскільки момент імпульсу Землі (тобто. твір її моменту інерції на кутову швидкість) повинен залишатися постійним, то швидкість обертання стиснутої Землі менше, ніж недеформованої. Зважаючи на те, що відмінювання Місяця і Сонця, відстані від Землі до Місяця і Сонця постійно змінюються, сила припливу коливається в часі. Відповідним чином змінюється стиск Землі, що, зрештою, викликає приливні коливання швидкості обертання Землі. Найбільш значними є коливання з напівмісячним і місячним періодами.

Уповільнення швидкості обертання Землі виявляється при астрономічних спостереженнях та палеонтологічних дослідженнях. Спостереження античних сонячних затемнень дозволили дійти невтішного висновку, що тривалість діб кожні 100 000 років збільшується на 2с. Палеонтологічні спостереження за коралами показали, що корали теплих морів ростуть, утворюючи поясок, товщина якого залежить кількості світла, отриманого протягом дня. Таким чином, можна визначити річні зміни їх будови та підрахувати кількість діб на рік. У сучасну епоху знаходять 365 поясів на коралах. За палеонтологічними спостереженнями (табл.5) тривалість діб зростає лінійно з часом на 1,9с за 100 000 років.

Таблиця 5

За спостереженнями протягом останніх 250 років доба збільшувалися на 0,0014с століття. За деякими даними крім приливного уповільнення має місце збільшення швидкості обертання на 0,001с століття, яке викликано зміною моменту інерції Землі внаслідок повільного переміщення матерії всередині Землі та її поверхні. Власне прискорення зменшує тривалість доби. Отже, якби його не було, то доба збільшувалася б на 0,0024с за сторіччя.

До створення атомного годинника обертання Землі контролювалося шляхом порівняння спостережених і обчислених координат Місяця, Сонця та планет. Таким шляхом вдалося отримати уявлення про зміну швидкості обертання Землі протягом трьох останніх століть - з кінця 17 ст., Коли почали вестися перші інструментальні спостереження за рухом Місяця, Сонця та планет. Аналіз цих даних показує (рис.1.27), що початку 17в. до середини 19в. швидкість обертання Землі мінялася мало. З другої половини 19в. до теперішнього часу спостерігалися значні нерегулярні флуктуації швидкості з характерними часами близько 60-70 років.

Рис.1.27. Відхилення тривалості доби від еталонних за 350 років

Найбільш швидко Земля оберталася близько 1870 р., коли тривалість земної доби була на 0,003с коротше еталонних. Найбільш повільно - близько 1903 р., коли земна доба була довшою за еталонні на 0,004с. З 1903 по 1934р. відбувалося прискорення обертання Землі, з кінця 1930-х до 1972г. спостерігалося уповільнення, і з 1973г. по сьогодні Земля прискорює своє обертання.

Періодичні річні та піврічні коливання швидкості обертання Землі пояснюються періодичними змінами моменту інерції Землі через сезонну динаміку атмосфери та планетарного розподілу атмосферних опадів. За сучасними даними, тривалість доби протягом року змінюється на ±0,001 секунди. При цьому найкоротша доба припадає на липень-серпень, а найдовша – на березень.

Періодичні зміни швидкості обертання Землі мають періоди 14 та 28 діб (місячні) та 6 місяців та 1 рік (сонячні). Мінімальна швидкість обертання Землі (прискорення дорівнює нулю) відповідає 14 лютого, середня швидкість (прискорення максимально) – 28 травня, максимальна швидкість (прискорення дорівнює нулю) – 9 серпня, середня швидкість (уповільнення мінімальне) – 6 листопада.

Спостерігаються й випадкові зміни швидкості обертання Землі, що відбуваються через нерівномірні проміжки часу, майже кратні одинадцяти років. Абсолютна величина відносної зміни кутової швидкості досягала 1898р. 3,9×10 -8 , а 1920г. - 4,5 × 10-8. Характер та природа випадкових коливань швидкості обертання Землі мало вивчені. Одна з гіпотез пояснює нерегулярні флуктуації кутової швидкості обертання Землі перекристалізацією деяких порід усередині Землі, що змінює її момент інерції.

До відкриття нерівномірності обертання Землі похідна одиниця міри часу – секунда – визначалася як 1/86400 частка середньої сонячної доби. Нестабільність середньої сонячної доби внаслідок нерівномірного обертання Землі змусило відмовитися від такого визначення секунди.

У жовтні 1959р. Міжнародне Бюро заходів та ваг вирішили дати наступне визначення фундаментальної одиниці часу секунді:

«Секунда є 1/31556925,9747 частка тропічного року на 1900 р., січень 0, в 12 годин ефемеридного часу».

Так визначається секунда отримала назву «ефемеридної». Число 31556925,9747 = 86400 365,2421988 є число секунд у тропічному році, тривалість якого для 1900 року, січень 0, в 12 годин ефемеридного часу (рівномірного ньютоніанського часу) дорівнювала 395,24.

Іншими словами, ефемеридна секунда є проміжок часу, що дорівнює 1/86400 частці середньої тривалості середньої сонячної доби, яку вони мали у 1900 році, у січні 0, о 12 годині ефемеридного часу. Таким чином, нове визначення секунди було пов'язане і з рухом Землі навколо Сонця, тоді як старе визначення ґрунтувалося лише на її обертанні навколо осі.

У наш час – фізична величина, яку можна виміряти з найвищою точністю. Одиниця часу – секунда «атомного» часу (секунда СІ) - прирівняна тривалості 9192631770 періодів випромінювання, що відповідає переходу між двома надтонкими рівнями основного стану атома цезію-133, була введена в 1967 році рішенням XII Генеральної конференції заходів атомний час було прийнято за фундаментальний реперний час. Відносна точність цезієвого зразка частоти становить 10 -10 -10 -11 протягом кількох років. Еталон атомного часу не має ні добових, ні вікових коливань, не старіє і має достатню певність, точність і відтворюваність.

Із запровадженням атомного часу значно покращилася точність визначення нерівномірності обертання Землі. З цього моменту з'явилася можливість реєструвати всі коливання швидкості Землі з періодом більше одного місяця. На рис.1.28 показаний перебіг середньомісячних величин відхилень у період 1955-2000гг.

З 1956 по 1961р. обертання Землі прискорювалося, з 1962 по 1972р. - Уповільнювалося, а з 1973р. по теперішній час – знову прискорювалося. Це прискорення ще не закінчилося і триватиме до 2010р. Прискорення обертання 1958-1961гг. та уповільнення 1989-1994рр. є короткочасними флуктуаціями. Сезонні коливання призводять до того, що швидкість обертання Землі буває найменшою у квітні та листопаді, а найбільшою – у січні та липні. Січневий максимум значно менший за липневий. Різниця між мінімальною величиною відхилення тривалості земної доби від еталонних у липні та максимальною у квітні чи листопаді становить 0,001с.

Рис.1.28. Середньомісячні відхилення тривалості земної доби від еталонних за 45 років

Вивчення нерівномірності обертання Землі, нутацій земної осі та руху полюсів має велике наукове та практичне значення. Знання цих параметрів необхідне визначення координат небесних і земних об'єктів. Вони сприяють розширенню наших знань у різних галузях наук про Землю.

У 80-ті роки 20 століття зміну астрономічним методам визначення параметрів обертання Землі прийшли нові методи геодезії. Доплерівські спостереження ШСЗ, лазерна локація Місяця та ШСЗ, система глобального позиціонування GPS, радіоінтерферометрія є ефективними засобами вивчення нерівномірності обертання Землі та руху полюсів. Найбільш підходящими для радіоінтерферометрії є квазари - потужні джерела радіовипромінювання надзвичайно малого кутового розміру (менше 0,02 ²), які є, мабуть, найбільш віддаленими об'єктами Всесвіту, практично нерухомими на небі. Квазарна радіоінтерферометрія представляє ефективний і незалежний від оптичних вимірювань засіб вивчення обертального руху Землі.

Я згадую момент зі шкільних років, коли до мене підійшла мама та повернула мій шкільний глобус на 360 градусів. Тоді вона запитала мене: "А ти знаєш, синку, скільки годин займає поворот земної кулі навколо своєї осі? " Я замислився, а вона продовжила: " А ось відкрий підручник географії і дізнайся ". Я пішов її поради і відкрив для себе те, про що раніше не знав. Отже ...

Скільки ж часу займає один оборот Землі навколо себе

Повний оберт навколо своєї осі наша планета здійснює рівно за 24 години. Так і минає доба. Їх називають «сонячними»цілодобово.

Саме обертання планета здійснює із заходу на схід. А при спостереженні з північного полюса екліптики (або Полярної зірки) обертання відбувається проти годинникової стрілки.

Саме завдяки такому кружлянню відбувається зміна днів та ночей. Адже одна половина освітлюється сонячним промінням, а інша – залишається в тіні.

До того ж, обертанню планети сприяють відхилення рухомих потоків (наприклад, річок або вітрів) у північній півкулі – у праву частину, а у південній – у ліву.

Історія ідей про добове обертання Землі

У різні часи люди намагалися пояснити зміну доби. Гіпотези часто змінювали одне одного, кожен народ давнини мав свою теорію:

• раннє пояснення добової зміни небосхилу було дано ще за часів Піфагора. Вважалося, що Земля в системі світу Філолая робила певні рухи. Але вони були не обертальними, а поступальними. І проходили ці рухи через так званий "Центральний вогонь";
• першим із давніх астрономів, які стверджували, що наша планета саме обертається, став індійський вчений Аріабхата(Жив у кінці п'ятого століття - початку шостого);
• потім, у другій половині 19 століття, у Європі велися детальніші обговорення про можливості рухів Землі.Найбільш широко про це писали такі паризькі вчені, як Жан Бурідан, Микола Оремі Альберт Саксонський;
• у 1543 році знаменитий Микола Коперниквже написав свою роботу«Про обертання небесних сфер» , яку підтримали багато астрономів того часу;
• а пізніше Галілео Галілейсформулював фундаментальний принцип відносності. Він стверджував, що рух Землі (або будь-якого іншого об'єкта) ніяк не впливає на внутрішні і зовнішні процеси, що протікають.

Такі основні етапи розвитку гіпотези про обертанні нашої планети. Саме осмислення проблем, пов'язаних із цією темою, сприяло відкриттю багатьох законів механікита зародження нової космології.