Заинтересувах се от темата какво се върти по часовниковата стрелка и какво обратно на часовниковата стрелка и ето какво открих.

Галактиката се върти отпо посока на часовниковата стрелка, когато се гледа от северния му полюс, разположен в съзвездието Coma Berenices.
Завъртане слънчева системасе случва срещупо часовниковата стрелка: всички планети, астероиди, комети се въртят в една и съща посока (обратно на часовниковата стрелка, когато се гледа от северния небесен полюс).
Слънцето се върти около оста си срещудвижение по посока на часовниковата стрелка, когато се наблюдава от северния полюс на еклиптиката. И Земята (както всички планети от Слънчевата система, с изключение на Венера) се върти около оста си срещупо часовниковата стрелка.

Може би точно това въртене на Галактиката (по посока на часовниковата стрелка) и Слънчевата система (обратно на часовниковата стрелка) е показано на осемлъчевата свастика Коловрат (десни лъчи), вътре в която има друга осемлъчева свастика Коловрат (леви лъчи). връзка

Пътуващите наблюдаваха интересно преживяване, докато пресичаха екватора. Ако хвърлите кибрит или клонка във фуния, пълна с вода, тя ще се завърти по часовниковата стрелка в южното полукълбо, обратно на часовниковата стрелка в северното полукълбо и ще застане на екватора. връзка

Според приетия у нас закон за дясното движение, кръговото движение се движи обратно на часовниковата стрелка. Когато две коли, движещи се с висока скорост, се срещнат, се появява въздушен вихър, въртящ се обратно на часовниковата стрелка. И когато има огромен брой такива двойки, тези вихри могат да предизвикат торнадо. връзка

Главни ротори на хеликоптери различни странивъртене в различни посоки. Тоест в някои страни хеликоптерите се правят с ротор, въртящ се по посока на часовниковата стрелка, а в други – обратно. Ако погледнете хеликоптера отгоре, тогава:
в Америка, Германия и Италия винтът се върти обратно на часовниковата стрелка.
в Русия и Франция по часовниковата стрелка. връзка

Стадата прилепи, излитащи от пещерите, обикновено образуват „десен“ вихър. Но в пещерите край Карлови Вари (Чехия) по някаква причина те се въртят в спирала, обратна на часовниковата стрелка... връзка

Опашката на една котка се върти по посока на часовниковата стрелка, когато види врабчета (това са любимите й птици), а ако не са врабчета, а други птици, тогава се върти обратно на часовниковата стрелка. връзка

Но кучето, преди да излезе по работа, определено ще се върти обратно на часовниковата стрелка. връзка

Спиралните стълби в замъците бяха усукани по посока на часовниковата стрелка (ако се гледат отдолу и ако се гледат отгоре, след това обратно на часовниковата стрелка), така че да бъде неудобно за нападателите да атакуват, когато се изкачват. връзка

Молекулата на ДНК е усукана в дясна двойна спирала. Това е така, защото гръбнакът на двойната спирала на ДНК е изграден изцяло от дезоксирибоза захарни молекули. Интересното е, че по време на клонирането някои нуклеинови киселини променят посоката на усукване на техните спирали от дясно на ляво. Напротив, всички аминокиселини са усукани обратно на часовниковата стрелка, наляво.

Спиралата на ДНК съществува и в космоса: в Млечния път учените са открили мъглявина под формата на двойна спирала на ДНК. връзка

Но спиралите на електрическите крушки, произведени в Русия, са усукани наляво (за разлика от чуждестранните, които са усукани по същия начин като спиралата на ДНК, надясно). Възниква въпросът: това не е ли вредно?

Подобно на други планети от Слънчевата система, тя прави 2 основни движения: около собствената си ос и около Слънцето. От древни времена именно на тези две редовни движения се основаваха изчисленията на времето и възможността за съставяне на календари.

Един ден е времето на въртене около собствената си ос. Една година е революция около Слънцето. Разделянето на месеци също е в пряка връзка с астрономическите явления – тяхната продължителност е свързана с фазите на Луната.

Въртене на Земята около собствената си ос

Нашата планета се върти около собствената си ос от запад на изток, тоест обратно на часовниковата стрелка (гледана от Северния полюс). Оста е виртуална права линия, пресичаща земното кълбо в областта на Северния и Южния полюс, т.е. полюсите имат фиксирана позиция и не участват в въртеливо движение, докато всички други точки на местоположението на земната повърхност се въртят, като скоростта на въртене не е идентична и зависи от тяхното положение спрямо екватора - колкото по-близо до екватора, толкова по-висока е скоростта на въртене.

Например в италианския регион скоростта на въртене е приблизително 1200 км/ч. Последиците от въртенето на Земята около оста й са смяната на деня и нощта и видимото движение на небесната сфера.

Всъщност изглежда, че звездите и другите небесни тела на нощното небе се движат в посока, обратна на нашето движение с планетата (тоест от изток на запад).

Изглежда, че звездите са около Полярната звезда, която се намира на въображаема линия – продължение на земната ос в северна посока. Движението на звездите не е доказателство, че Земята се върти около оста си, тъй като това движение може да е следствие от въртенето на небесната сфера, ако приемем, че планетата заема фиксирана, неподвижна позиция в пространството.

Махалото на Фуко

Неопровержимо доказателство, че Земята се върти около собствената си ос, е представено през 1851 г. от Фуко, който провежда известния експеримент с махало.

Нека си представим, че намирайки се на Северния полюс, привеждаме махало в трептящо движение. Външната сила, действаща върху махалото, е гравитацията, но тя не влияе на промяната в посоката на трептенията. Ако подготвим виртуално махало, което оставя следи по повърхността, можем да сме сигурни, че след известно време следите ще се движат по посока на часовниковата стрелка.

Това въртене може да бъде свързано с два фактора: или с въртенето на равнината, върху която махалото прави колебателни движения, или с въртенето на цялата повърхност.

Първата хипотеза може да бъде отхвърлена, като се има предвид, че върху махалото няма сили, които да променят равнината на колебателните движения. От това следва, че Земята се върти и извършва движения около собствената си ос. Този експеримент е извършен в Париж от Фуко, той използва огромно махало под формата на бронзова сфера с тегло около 30 кг, окачено на 67-метров кабел. Началната точка на осцилаторните движения е записана на повърхността на пода на Пантеона.

Така че Земята се върти, а не небесната сфера. Хората, наблюдаващи небето от нашата планета, записват движението както на Слънцето, така и на планетите, т.е. Всички обекти във Вселената се движат.

Времеви критерий – ден

Денонощието е периодът от време, през който Земята прави пълно завъртане около собствената си ос. Има две дефиниции на понятието ден. „Слънчев ден“ е период от време на въртене на Земята, през който . Друга концепция - „звезден ден“ - предполага различна отправна точка - всяка звезда. Продължителността на двата типа дни не е идентична. Продължителността на звездния ден е 23 часа 56 минути 4 секунди, докато продължителността на слънчевия ден е 24 часа.

Различната продължителност се дължи на факта, че Земята, въртейки се около собствената си ос, извършва и орбитално въртене около Слънцето.

По принцип продължителността на слънчевия ден (въпреки че се приема за 24 часа) не е постоянна величина. Това се дължи на факта, че орбиталното движение на Земята се извършва с променлива скорост. Когато Земята е по-близо до Слънцето, нейната орбитална скорост е по-висока; когато се отдалечава от слънцето, скоростта намалява. В тази връзка беше въведено такова понятие като „среден слънчев ден“, а именно неговата продължителност е 24 часа.

Обикаля около Слънцето със скорост 107 000 км/ч

Скоростта на въртене на Земята около Слънцето е второто основно движение на нашата планета. Земята се движи по елиптична орбита, т.е. орбитата има формата на елипса. Когато е в непосредствена близост до Земята и попадне в нейната сянка, настъпват затъмнения. Средното разстояние между Земята и Слънцето е приблизително 150 милиона километра. Астрономията използва единица за измерване на разстояния в Слънчевата система; тя се нарича „астрономическа единица“ (AU).

Скоростта, с която Земята се движи в орбита, е приблизително 107 000 км/ч.
Ъгълът, образуван от земната ос и равнината на елипсата, е приблизително 66°33', това е постоянна стойност.

Ако наблюдавате Слънцето от Земята, получавате впечатлението, че Слънцето се движи по небето през цялата година, преминавайки през звездите и звездите, които съставляват Зодиака. Всъщност Слънцето също преминава през съзвездието Змиеносец, но то не принадлежи към зодиакалния кръг.

V = (Re R p R p 2 + R e 2 t g 2 φ + R p 2 h R p 4 + Re 4 t g 2 φ) ω (\displaystyle v=\left((\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 )))\right)\omega ), Където R e (\displaystyle R_(e))= 6378,1 km - екваториален радиус, R p (\displaystyle R_(p))= 6356,8 km - полярен радиус.

• Самолет, летящ с тази скорост от изток на запад (на височина 12 км: 936 км/ч на ширината на Москва, 837 км/ч на ширината на Санкт Петербург), ще бъде в покой в ​​инерциалната отправна система.
• Суперпозицията на въртенето на Земята около оста си с период от един звезден ден и около Слънцето с период от една година води до неравенството на слънчевите и звездните дни: продължителността на средния слънчев ден е точно 24 часа, което е с 3 минути 56 секунди по-дълго от звездния ден.

Физическо значение и експериментално потвърждение

Физическият смисъл на въртенето на Земята около оста си

Тъй като всяко движение е относително, е необходимо да се посочи конкретна референтна система, спрямо която се изучава движението на определено тяло. Когато казват, че Земята се върти около въображаема ос, това означава, че тя извършва въртеливо движение спрямо всяка инерционна референтна система, а периодът на това въртене е равен на звезден ден - периодът на пълна революция на Земята ( небесна сфера) спрямо небесната сфера (Земята).

Всички експериментални доказателства за въртенето на Земята около нейната ос се свеждат до доказателството, че отправната система, свързана със Земята, е неинерциална отправна система от специален тип - отправна система, която извършва въртеливо движение спрямо инерциалните отправни системи.

За разлика от инерционното движение (т.е. равномерното праволинейно движение спрямо инерционните референтни системи), за откриване на неинерционно движение на затворена лаборатория не е необходимо да се правят наблюдения на външни тела - такова движение се открива с помощта на локални експерименти (т.е. експерименти, проведени в тази лаборатория). В този смисъл на думата неинерционното движение, включително въртенето на Земята около оста си, може да се нарече абсолютно.

Инерционни сили

Ефекти на центробежната сила

Ускорителна връзка свободно паданена географска ширина.Експериментите показват, че ускорението на свободното падане зависи от географската ширина: колкото по-близо до полюса, толкова по-голямо е то. Това се обяснява с действието на центробежната сила. Първо, точките на земната повърхност, разположени на по-високи географски ширини, са по-близо до ос на въртенеи, следователно, при приближаване до полюса, разстоянието r (\displaystyle r)намалява от оста на въртене, достигайки нула на полюса. Второ, с увеличаване на географската ширина ъгълът между вектора на центробежната сила и равнината на хоризонта намалява, което води до намаляване на вертикалния компонент на центробежната сила.

Това явление е открито през 1672 г., когато френският астроном Жан Рише, докато е на експедиция в Африка, открива, че часовникът с махало на екватора работи по-бавно, отколкото в Париж. Нютон скоро обясни това, като каза, че периодът на трептене на махалото е обратно пропорционален на квадратния корен от ускорението, дължащо се на гравитацията, което намалява на екватора поради действието на центробежната сила.

Сплесканост на Земята.Влиянието на центробежната сила води до сплескване на Земята на полюсите. Това явление, предсказано от Хюйгенс и Нютон в края на 17-ти век, е открито за първи път от Пиер дьо Мопертюи в края на 1730 г. в резултат на обработка на данни от две френски експедиции, специално оборудвани за решаване на този проблем в Перу (водени от Пиер Бугер и Шарл дьо ла Кондамин) и Лапландия (под ръководството на Алексис Клеро и самия Мопертюи).

Ефекти на силата на Кориолис: лабораторни експерименти

Този ефект трябва да бъде най-ясно изразен на полюсите, където периодът на пълно завъртане на равнината на махалото е равен на периода на въртене на Земята около оста си (звезден ден). IN общ случай, периодът е обратно пропорционален на синуса на географската ширина, на екватора равнината на трептене на махалото е непроменена.

Жироскоп- въртящо се тяло със значителен инерционен момент запазва ъгловия си момент, ако няма силни смущения. Фуко, който беше уморен да обяснява какво се случва с махалото на Фуко извън полюса, разработи друга демонстрация: окачен жироскоп запази ориентацията си, което означава, че се върти бавно спрямо наблюдателя.

Отклоняване на снаряди по време на стрелба с оръдие.Друго наблюдавано проявление на силата на Кориолис е отклонението на траекториите на снарядите (надясно в северното полукълбо, наляво в южното полукълбо), изстреляни в хоризонтална посока. От гледна точка на инерционната референтна система, за снаряди, изстреляни по меридиана, това се дължи на зависимостта на линейната скорост на въртене на Земята от географската ширина: когато се движи от екватора към полюса, снарядът поддържа хоризонтална позиция компонент на скоростта непроменен, докато линейна скороствъртенето на точки от земната повърхност намалява, което води до изместване на снаряда от меридиана по посока на въртене на земята. Ако изстрелът е бил изстрелян успоредно на екватора, тогава изместването на снаряда от паралела се дължи на факта, че траекторията на снаряда лежи в една равнина с центъра на Земята, докато точките на земната повърхност се движат в равнина, перпендикулярна на оста на въртене на Земята. Този ефект (за случая на стрелба по меридиана) е предсказан от Грималди през 40-те години на 17 век. и публикуван за първи път от Ричоли през 1651 г.

Отклонение на свободно падащи тела от вертикалата. ( ) Ако скоростта на движение на тялото има голяма вертикална компонента, силата на Кориолис е насочена на изток, което води до съответно отклонение на траекторията на свободно падащото тяло (без начална скорост) от висока кула. Когато се разглежда в инерционна референтна система, ефектът се обяснява с факта, че върхът на кулата спрямо центъра на Земята се движи по-бързо от основата, поради което траекторията на тялото се оказва тясна парабола и тялото е малко по-напред от основата на кулата.

Ефектът на Eötvös.В ниските географски ширини силата на Кориолис, когато се движи по земната повърхност, е насочена във вертикална посока и нейното действие води до увеличаване или намаляване на ускорението на гравитацията в зависимост от това дали тялото се движи на запад или на изток. Този ефект се нарича ефект на Eötvös в чест на унгарския физик Loránd Eötvös, който го открива експериментално в началото на 20 век.

Експерименти, използващи закона за запазване на ъгловия момент.Някои експерименти се основават на закона за запазване на ъгловия момент: в инерционна референтна система големината на ъгловия момент (равна на произведението на инерционния момент и ъгловата скорост на въртене) под влияние на вътрешни силине се променя. Ако в някакъв начален момент от време инсталацията е неподвижна спрямо Земята, тогава скоростта на нейното въртене спрямо инерциалната отправна система е равна на ъгловата скорост на въртене на Земята. Ако промените инерционния момент на системата, тогава ъгловата скорост на нейното въртене трябва да се промени, тоест ще започне въртене спрямо Земята. IN неинерциална системареферентна точка, свързана със Земята, въртенето възниква в резултат на действието на силата на Кориолис. Тази идея е предложена от френския учен Луи Поансо през 1851 г.

Първият такъв експеримент е извършен от Хаген през 1910 г.: две тежести върху гладка напречна греда са монтирани неподвижно спрямо повърхността на Земята. След това разстоянието между товарите беше намалено. В резултат на това инсталацията започна да се върти. Още по-демонстративен експеримент е извършен от немския учен Ханс Бука през 1949 г. Прът с дължина около 1,5 метра е монтиран перпендикулярно на правоъгълна рамка. Първоначално прътът беше хоризонтален, инсталацията беше неподвижна спрямо Земята. След това прътът беше приведен във вертикално положение, което доведе до промяна на инерционния момент на инсталацията приблизително 10 4 пъти и бързото му въртене с ъглова скорост 10 4 пъти по-висока от скоростта на въртене на Земята.

Фуния във ваната.

Тъй като силата на Кориолис е много слаба, тя има незначителен ефект върху посоката на завихряне на водата при източване на мивка или вана, така че като цяло посоката на въртене във фунията не е свързана с въртенето на Земята. Само при внимателно контролирани експерименти ефектът на силата на Кориолис може да бъде отделен от другите фактори: в северното полукълбо фунията ще се върти обратно на часовниковата стрелка, в южното полукълбо - обратно.

Ефекти на силата на Кориолис: явления в околната природа

Оптични експерименти

Редица експерименти, демонстриращи въртенето на Земята, се основават на ефекта на Саняк: ако пръстеновидният интерферометър извършва въртеливо движение, тогава поради релативистични ефекти се появява фазова разлика в насрещно разпространяващите се лъчи

Δ φ = 8 π A λ c ω , (\displaystyle \Delta \varphi =(\frac (8\pi A)(\lambda c))\omega ,)

Където A (\displaystyle A)- зоната на проекция на пръстена върху екваториалната равнина (равнината, перпендикулярна на оста на въртене), c (\displaystyle c)- скоростта на светлината, ω (\displaystyle \omega )- ъглова скорост на въртене. За да демонстрира въртенето на Земята, този ефект е използван от американския физик Майкелсън в серия от експерименти, проведени през 1923-1925 г. В съвременните експерименти, използващи ефекта на Саняк, трябва да се вземе предвид въртенето на Земята, за да се калибрират пръстеновидните интерферометри.

Има редица други експериментални демонстрации на денонощното въртене на Земята.

Неравномерно въртене

Прецесия и нутация

История на идеята за ежедневното въртене на Земята

Античност

Обяснението на ежедневното въртене на небето с въртенето на Земята около оста й е предложено за първи път от представители на Питагорейската школа, сиракузците Хицет и Екфант. Според някои реконструкции въртенето на Земята е потвърдено и от питагорееца Филолай от Кротон (5 век пр.н.е.). Твърдение, което може да се тълкува като указание за въртенето на Земята, се съдържа в диалога на Платон Тимей .

Въпреки това, почти нищо не се знае за Хицетас и Екфант и дори самото им съществуване понякога се поставя под въпрос. Според мнозинството учени Земята в световната система на Филолай не е извършвала въртеливо, а постъпателно движение около Централния огън. В другите си произведения Платон следва традиционното виждане, че Земята е неподвижна. До нас обаче са достигнали многобройни доказателства, че идеята за въртенето на Земята е била защитавана от философа Хераклид от Понт (IV в. пр. н. е.). Вероятно друго предположение на Хераклид е свързано с хипотезата за въртенето на Земята около оста си: всяка звезда представлява свят, включително земя, въздух, етер и всичко това се намира в безкрайното пространство. Наистина, ако дневното въртене на небето е отражение на въртенето на Земята, тогава предпоставката звездите да се считат за разположени на една и съща сфера изчезва.

Около век по-късно предположението за въртенето на Земята става част от първото, предложено от великия астроном Аристарх от Самос (3 век пр.н.е.). Аристарх е подкрепен от вавилонския Селевк (2 век пр.н.е.), както и от Хераклид от Понт, който смята Вселената за безкрайна. Фактът, че идеята за ежедневното въртене на Земята има своите привърженици още през 1 век сл. Хр. д., доказано от някои твърдения на философите Сенека, Дерцилид и астронома Клавдий Птолемей. По-голямата част от астрономите и философите обаче не се съмняваха в неподвижността на Земята.

Аргументи срещу идеята за движението на Земята се намират в произведенията на Аристотел и Птолемей. И така, в своя трактат За РаяАристотел оправдава неподвижността на Земята с факта, че на въртяща се Земя телата, хвърлени вертикално нагоре, не могат да паднат до точката, от която започва тяхното движение: повърхността на Земята ще се измести под хвърленото тяло. Друг аргумент в полза на неподвижността на Земята, даден от Аристотел, се основава на неговата физическа теория: Земята е тежко тяло и тежките тела са склонни да се движат към центъра на света, а не да се въртят около него.

От работата на Птолемей следва, че привържениците на хипотезата за въртенето на Земята отговориха на тези аргументи, че както въздухът, така и всички земни обекти се движат заедно със Земята. Очевидно ролята на въздуха в този аргумент е фундаментално важна, тъй като се подразбира, че именно неговото движение заедно със Земята крие въртенето на нашата планета. Птолемей възразява на това:

телата във въздуха винаги ще изглеждат изостанали... И ако телата се въртят с въздуха като едно цяло, тогава нито едно от тях няма да изглежда пред или зад другото, а ще остане на място, в полет и хвърляне няма да прави отклонения или движения на друго място, като тези, които ние лично виждаме да се случват, и те изобщо няма да забавят или ускоряват, защото Земята не е неподвижна.

Средна възраст

Индия

Първият средновековен автор, който предполага, че Земята се върти около оста си, е великият индийски астроном и математик Арябхата (края на 5-ти - началото на 6-ти век). Той го формулира на няколко места в своя трактат Арябхатия, Например:

Точно както човек на движещ се напред кораб вижда неподвижни обекти, движещи се назад, така и наблюдателят... вижда неподвижните звезди, движещи се по права линия на запад.

Не е известно дали тази идея принадлежи на самия Арябхата или той я е заимствал от древногръцки астрономи.

Арябхата е подкрепен само от един астроном, Пртхудака (9 век). Повечето индийски учени защитиха неподвижността на Земята. Така астрономът Варахамихира (6 век) твърди, че на въртяща се Земя птиците, летящи във въздуха, не могат да се върнат в гнездата си, а камъните и дърветата ще излетят от повърхността на Земята. Изключителният астроном Брахмагупта (6 век) също повтаря стария аргумент, че тяло, паднало от висока планина, може да потъне в основата си. В същото време обаче той отхвърли един от аргументите на Варахамихира: според него, дори ако Земята се върти, обектите не могат да излязат от нея поради своята гравитация.

ислямски изток

Възможността за въртене на Земята беше разгледана от много учени от мюсюлманския Изток. Така известният геометр ал-Сиджизи изобретява астролабията, чийто принцип на действие се основава на това предположение. Някои ислямски учени (чиито имена не са достигнали до нас) дори откриха Правилният начинопровергаване на основния аргумент срещу въртенето на Земята: вертикалността на траекториите на падащи тела. По същество беше предложен принципът на суперпозиция на движенията, според който всяко движение може да се разложи на два или повече компонента: по отношение на повърхността на въртящата се Земя падащо тяло се движи по отвес, но точка, която е проекция на тази линия върху повърхността на Земята ще бъде пренесена от нейното въртене. Това се доказва от известния енциклопедист ал-Бируни, който самият обаче е бил склонен към неподвижността на Земята. Според него, ако някаква допълнителна сила действа върху падащото тяло, тогава резултатът от нейното действие върху въртящата се Земя ще доведе до някои ефекти, които всъщност не се наблюдават.

Сред учените от 13-16 век, свързани с обсерваториите Марага и Самарканд, възникна дискусия относно възможността за емпирично обосноваване на неподвижността на Земята. Така известният астроном Кутб ад-Дин аш-Ширази (XIII-XIV век) вярва, че неподвижността на Земята може да бъде проверена чрез експеримент. От друга страна, основателят на обсерваторията Марага, Насир ад-Дин ал-Туси, вярваше, че ако Земята се върти, тогава това въртене ще бъде разделено от слой въздух, съседен на нейната повърхност, и всички движения близо до повърхността на Земята би се случила точно така, както ако Земята беше неподвижна. Той обосновава това с помощта на наблюдения на комети: според Аристотел кометите са метеорологично явление в горните слоеве на атмосферата; астрономическите наблюдения обаче показват, че кометите участват в ежедневното въртене на небесната сфера. Следователно горните слоеве на въздуха се отнасят от въртенето на небето, следователно долните слоеве също могат да бъдат отнесени от въртенето на Земята. Така експериментът не може да отговори на въпроса дали Земята се върти. Въпреки това той остава привърженик на неподвижността на Земята, тъй като това е в съответствие с философията на Аристотел.

Повечето ислямски учени от по-късни времена (ал-Урди, ал-Казвини, ан-Найсабури, ал-Джурджани, ал-Бирджанди и други) се съгласиха с ал-Туси, че всички физически явления на въртяща се и неподвижна Земя биха се случили по същия начин . Ролята на въздуха обаче вече не се смяташе за фундаментална: не само въздухът, но и всички обекти се транспортират от въртящата се Земя. Следователно, за да се оправдае неподвижността на Земята, е необходимо да се привлече учението на Аристотел.

Специална позиция в тези спорове заема третият директор на Самаркандската обсерватория Алаудин Али ал-Кушчи (XV век), който отхвърля философията на Аристотел и смята въртенето на Земята за физически възможно. През 17 век иранският теолог и енциклопедист Баха ад-Дин ал-Амили стига до подобно заключение. Според него астрономите и философите не са предоставили достатъчно доказателства, за да опровергаят въртенето на Земята.

латински запад

Подробно обсъждане на възможността за движение на Земята се съдържа широко в писанията на парижките схоластици Жан-Буридан, Алберт от Саксония и Николай от Оресме (втората половина на 14 век). Най-важният аргумент в полза на въртенето на Земята, а не на небето, даден в техните трудове, е малката земя в сравнение с Вселената, което прави приписването на дневното въртене на небето на Вселената през най-висока степеннеестествено.

Всички тези учени обаче в крайна сметка отхвърлиха въртенето на Земята, макар и на различни основания. Така Алберт Саксонски смята, че тази хипотеза не е в състояние да обясни наблюдаваните астрономически явления. С това правилно не са съгласни Буридан и Оресме, според които небесните явления трябва да се случват по един и същи начин, независимо дали въртенето се извършва от Земята или от Космоса. Буридан успя да намери само един важен аргумент срещу въртенето на Земята: стрелите, изстреляни вертикално нагоре, падат по вертикална линия, въпреки че с въртенето на Земята те, според него, трябва да изостават от движението на Земята и да падат на запад от точката на изстрела.

Но дори този аргумент беше отхвърлен от Оресме. Ако Земята се върти, тогава стрелата лети вертикално нагоре и в същото време се движи на изток, като е уловена от въздуха, който се върти със Земята. Така стрелата трябва да падне на същото място, откъдето е изстреляна. Въпреки че тук отново се споменава завладяващата роля на въздуха, тя всъщност не играе специална роля. За това говори следната аналогия:

По същия начин, ако въздухът беше затворен в движещ се кораб, тогава на човек, заобиколен от този въздух, би изглеждало, че въздухът не се движи... Ако човек беше в кораб, движещ се с висока скорост на изток, без да осъзнава това движение и ако протегне ръката си в права линия по протежение на мачтата на кораба, ще му се стори, че ръката му прави линейно движение; по същия начин според тази теория ни се струва, че същото се случва със стрела, когато я изстреляме вертикално нагоре или вертикално надолу. Вътре в кораб, който се движи с висока скорост на изток, могат да се извършват всякакви движения: надлъжно, напречно, надолу, нагоре, във всички посоки - и те изглеждат точно така, както когато корабът е неподвижен.

След това Оресме дава формулировка, която предвижда принципа на относителността:

Следователно заключавам, че е невъзможно да се докаже с какъвто и да е експеримент, че небето има денонощно движение, а земята не.

Окончателната присъда на Оресме за възможността за въртене на Земята обаче беше отрицателна. Основа за това заключение беше текстът на Библията:

Въпреки това, засега всички подкрепят и аз вярвам, че [Небето], а не Земята се движи, защото „Бог направи кръга на Земята, който няма да се помръдне“, въпреки всички аргументи за противното.

Възможността за ежедневното въртене на Земята е спомената и от средновековни европейски учени и философи от по-късно време, но не са добавени нови аргументи, които не се съдържат в Буридан и Оресме.

Така почти никой от средновековните учени не приема хипотезата за въртенето на Земята. Въпреки това, по време на обсъждането му, учени от Изтока и Запада изразиха много дълбоки мисли, които по-късно ще бъдат повторени от учените от Новата епоха.

Ренесанс и ново време

През първата половина на 16 век са публикувани няколко произведения, които твърдят, че причината за ежедневното въртене на небето е въртенето на Земята около оста си. Един от тях е трактатът на италианеца Селио Калканини „За факта, че небето е неподвижно и Земята се върти, или за вечното движение на Земята“ (написано около 1525 г., публикувано през 1544 г.). Той не прави особено впечатление на съвременниците си, тъй като по това време вече е публикуван фундаменталният труд на полския астроном Николай Коперник „За въртенията на небесните сфери“ (1543 г.), където се излага хипотезата за ежедневното въртене на Земята става част от хелиоцентричната система на света, подобно на Аристарх от Самос. Коперник преди това очерта мислите си в малко ръкописно есе Малък коментар(не по-рано от 1515 г.). Две години преди основния труд на Коперник е публикуван трудът на немския астроном Георг Йоахим Ретикус Първи разказ(1541), където теорията на Коперник е популярно изложена.

През 16 век Коперник е напълно подкрепян от астрономите Томас Дигес, Ретикус, Кристоф Ротман, Михаел Мьостлин, физиците Джамбатиста Бенедети, Саймън Стевин, философът Джордано Бруно и теологът Диего де Зунига. Някои учени приемат въртенето на Земята около оста си, отхвърляйки нейното транслационно движение. Това е позицията на немския астроном Николас Раймерс, известен още като Урсус, както и италианските философи Андреа Чезалпино и Франческо Патрици. Гледната точка на изключителния физик Уилям Хилбърт, който подкрепи аксиално въртенеЗемята, но не се изказа за това движение напред. В началото на 17 век хелиоцентричната система на света (включително въртенето на Земята около оста си) получава впечатляваща подкрепа от Галилео Галилей и Йоханес Кеплер. Най-влиятелните противници на идеята за движението на Земята през 16-ти и началото на 17-ти век са астрономите Тихо Брахе и Кристофър Клавий.

Хипотезата за въртенето на Земята и формирането на класическата механика

По същество през XVI-XVII век. единственият аргумент в полза на аксиалното въртене на Земята беше, че в този случай няма нужда да се приписват огромни скорости на въртене на звездната сфера, тъй като още в древността вече е надеждно установено, че размерът на Вселената значително надвишава размера на Земята (този аргумент се съдържа и в Буридан и Оресме).

Срещу тази хипотеза бяха изразени съображения, основани на динамичните концепции от онова време. На първо място, това е вертикалността на траекториите на падащи тела. Появиха се и други аргументи, например равен обсег на стрелба в източната и западната посока. Отговаряйки на въпроса за ненаблюдаемостта на ефектите от ежедневното въртене в земните експерименти, Коперник пише:

Не само Земята се върти със свързаната с нея водна стихия, но и значителна част от въздуха и всичко, което по някакъв начин е сродно със Земята, или най-близкия до Земята въздух, наситен със земна и водна материя, следва нея. същите закони на природата като Земята, или е придобил движение, което й е придадено от съседната Земя при постоянно въртене и без никакво съпротивление

По този начин основната роля в ненаблюдаемостта на въртенето на Земята играе увличането на въздуха от нейното въртене. Повечето коперниканци през 16 век споделят същото мнение.

Привърженици на безкрайността на Вселената през 16-ти век са също Томас Дигес, Джордано Бруно, Франческо Патрици – всички те подкрепят хипотезата, че Земята се върти около оста си (а първите двама и около Слънцето). Кристоф Ротман и Галилео Галилей вярваха, че звездите се намират на различни разстояния от Земята, въпреки че не говориха изрично за безкрайността на Вселената. От друга страна, Йоханес Кеплер отричаше безкрайността на Вселената, въпреки че беше привърженик на въртенето на Земята.

Религиозен контекст за дебата за въртенето на Земята

Редица възражения срещу въртенето на Земята бяха свързани с противоречията му с текста на Светото писание. Тези възражения бяха два вида. Първо, някои места в Библията бяха цитирани, за да потвърдят, че Слънцето прави ежедневното движение, например:

Слънцето изгрява и слънцето залязва и бърза към мястото си, където изгрява.

В този случай е засегнато аксиалното въртене на Земята, тъй като движението на Слънцето от изток на запад е част от ежедневното въртене на небето. В тази връзка често се цитира пасаж от книгата на Исус Навин:

Исус извика към Господа в деня, когато Господ предаде аморейците в ръцете на Израел, когато ги победи в Гаваон и те бяха бити пред израилтяните, и каза пред израилтяните: Застани, слънце, над Гаваон , и луната, над долината на Авалон. !

Тъй като командата за спиране е дадена на Слънцето, а не на Земята, се стигна до извода, че Слънцето извършва ежедневното движение. Други пасажи са цитирани в подкрепа на неподвижността на Земята, например:

Ти си поставил земята на твърди основи: тя няма да се поклати до века.

Счита се, че тези пасажи противоречат както на възгледа, че Земята се върти около оста си, така и на революцията около Слънцето.

Привържениците на въртенето на Земята (по-специално Джордано-Бруно, Йоханес-Кеплер и особено Галилео-Галилей) се застъпиха на няколко фронта. Първо, те посочиха, че Библията е написана на език, разбираем за обикновените хора, и ако нейните автори предоставят научно ясен език, тя не би могла да изпълни основната си религиозна мисия. Така Бруно пише:

В много случаи е глупаво и непрепоръчително да се правят много разсъждения според истината, а не според дадения случай и удобство. Например, ако вместо думите: „Слънцето се ражда и изгрява, преминава през пладне и се накланя към Аквилон“, мъдрецът каза: „Земята върви в кръг на изток и, оставяйки слънцето, което залязва, се накланя към двата тропика, от Рак на Юг, от Козирог до Аквилон”, тогава слушателите започват да си мислят: „Как? Казва ли, че земята се движи? Що за новина е това? Накрая щяха да го смятат за глупак и той наистина щеше да бъде глупак.

Този вид отговор беше даден главно на възражения относно денонощното движение на Слънцето. Второ, беше отбелязано, че някои пасажи от Библията трябва да се тълкуват алегорично (вижте статията Библейски алегоризъм). Така Галилей отбелязва, че ако Светото писание се приеме буквално в неговата цялост, ще се окаже, че Бог има ръце, подлежи на емоции като гняв и т.н. Като цяло основната идея на защитниците на учението за движението на Земята беше, че науката и религията имат различни цели: науката изследва явленията материален свят, ръководена от аргументите на разума, целта на религията е моралното усъвършенстване на човека, неговото спасение. В това отношение Галилей цитира кардинал Баронио, че Библията учи как да се изкачи на небето, а не как работи небето.

Католическата църква смята тези аргументи за неубедителни и през 1616 г. доктрината за въртенето на Земята е забранена, а през 1631 г. Галилей е осъден от Инквизицията за своята защита. Извън Италия обаче тази забрана не оказа значително влияние върху развитието на науката и допринесе главно за спада на авторитета на самата католическа църква.

Трябва да се добави, че религиозни аргументи срещу движението на Земята са дадени не само от църковни лидери, но и от учени (например Тихо Брахе). От друга страна, католическият монах Паоло Фоскарини пише кратко есе „Писмо за възгледите на питагорейците и Коперник за подвижността на Земята и неподвижността на Слънцето и за новата питагорейска система на Вселената“ (1615 г.), където той изразява съображения, близки до тези на Галилей, а испанският теолог Диего де Зунига дори използва теорията на Коперник, за да тълкува някои пасажи от Светото писание (въпреки че по-късно промени мнението си). По този начин конфликтът между теологията и доктрината за движението на Земята не е толкова конфликт между науката и религията като такава, а конфликт между стари (вече остарели в началото на 17 век) и нови методологични принципи, лежащи в основата на науката .

Значението на хипотезата за въртенето на Земята за развитието на науката

Разбирането на научните проблеми, повдигнати от теорията за въртящата се Земя, допринесе за откриването на законите на класическата механика и създаването на нова космология, която се основава на идеята за безграничността на Вселената. Обсъдени по време на този процес, противоречията между тази теория и буквалния прочит на Библията допринесоха за разграничаването на естествената наука от религията.

Основни движения на Земята в космоса

© Владимир Каланов,
уебсайт"Знанието е сила".

Нашата планета се върти около собствената си ос от запад на изток, тоест обратно на часовниковата стрелка (когато се гледа от Северния полюс). Оста е условна права линия, пресичаща земното кълбо в района на Северния и Южния полюс, тоест полюсите имат фиксирана позиция и „не участват“ в ротационно движение, докато всички останали точки на местоположението на земната повърхност се въртят, и линейната скорост на въртене е повърхността на земното кълбо, зависи от позицията спрямо екватора - колкото по-близо до екватора, толкова по-висока е линейната скорост на въртене (нека обясним, че ъгловата скорост на въртене на всяка топка е еднаква при неговите различни точки и се измерва в rad/sec, ние обсъждаме скоростта на движение на обект, разположен на повърхността на Земята и колкото по-високо е тя, толкова по-далече е обектът от оста на въртене).

Например в средните ширини на Италия скоростта на въртене е приблизително 1200 km/h, на екватора тя е максимална и възлиза на 1670 km/h, докато на полюсите е нула. Последиците от въртенето на Земята около оста й са смяната на деня и нощта и видимото движение на небесната сфера.

Всъщност изглежда, че звездите и другите небесни тела на нощното небе се движат в посока, обратна на нашето движение с планетата (тоест от изток на запад). Изглежда, че звездите са около Полярната звезда, която се намира на въображаема линия – продължение на земната ос в северна посока. Движението на звездите не е доказателство, че Земята се върти около оста си, защото това движение може да е следствие от въртенето на небесната сфера, ако приемем, че планетата заема фиксирана, неподвижна позиция в пространството, както се смяташе досега .

ден. Какво представляват звездните и слънчевите дни?

Един ден е продължителността от време, през което Земята прави пълно завъртане около собствената си ос. Има две дефиниции на понятието ден. „Слънчев ден“ е период от време за въртене на Земята, в който Слънцето се приема за начална точка. Друго понятие е „звезден ден“ (от лат. сидус- Родителен падеж sideris- звезда, небесно тяло) - предполага друга начална точка - „неподвижна“ звезда, разстоянието до която клони към безкрайност и следователно приемаме, че нейните лъчи са взаимно успоредни. Продължителността на двата вида дни се различава една от друга. Сидеричният ден е 23 часа 56 минути 4 секунди, докато продължителността на слънчевия ден е малко по-голяма и е равна на 24 часа. Разликата се дължи на факта, че Земята, въртейки се около собствената си ос, извършва и орбитално въртене около Слънцето. По-лесно е да разберете това с помощта на чертеж.

Слънчеви и звездни дни. Обяснение.

Нека разгледаме две позиции (виж фигурата), които Земята заема, когато се движи по своята орбита около Слънцето, “ А“ – мястото на наблюдателя на земната повърхност. 1 - позицията, която Земята заема (в началото на обратното броене на деня) или от Слънцето, или от която и да е звезда, която определяме като отправна точка. 2 - позицията на нашата планета след завършване на революция около собствената си ос спрямо тази звезда: светлината на тази звезда, която се намира на голямо разстояние, ще достигне до нас успоредно на посоката 1 . Когато Земята заеме своята позиция 2 , можем да говорим за „звездни дни“, т.к Земята е направила пълен оборот около оста си спрямо далечната звезда, но все още не спрямо Слънцето. Посоката на наблюдение на Слънцето се е променила донякъде поради въртенето на Земята. За да може Земята да направи пълно завъртане около собствената си ос спрямо Слънцето („слънчев ден“), трябва да изчакате, докато тя се „завърти“ с още около 1° (еквивалентно на ежедневното движение на Земята под ъгъл – това изминава 360° за 365 дни), това ще отнеме само около четири минути.

По принцип продължителността на слънчевия ден (въпреки че се приема за 24 часа) не е постоянна величина. Това се дължи на факта, че орбиталното движение на Земята всъщност се извършва с променлива скорост. Когато Земята е по-близо до Слънцето, нейната орбитална скорост е по-висока; когато се отдалечава от слънцето, скоростта намалява. В тази връзка понятие като напр "среден слънчев ден", именно тяхната продължителност е двадесет и четири часа.

Освен това вече е надеждно установено, че периодът на въртене на Земята се увеличава под влиянието на променящите се приливи и отливи, причинени от Луната. Забавянето е приблизително 0,002 s на век. Натрупването на такива, на пръв поглед, незабележими отклонения обаче означава, че от началото на нашата ера до наши дни общото забавяне вече е около 3,5 часа.

Революцията около Слънцето е второто основно движение на нашата планета. Земята се движи по елиптична орбита, т.е. орбитата има формата на елипса. Когато Луната е в непосредствена близост до Земята и попадне в нейната сянка, настъпват затъмнения. Средното разстояние между Земята и Слънцето е приблизително 149,6 милиона километра. Астрономията използва единица за измерване на разстояния в Слънчевата система; викат я "астрономическа единица" (а.е.). Скоростта, с която Земята се движи в орбита, е приблизително 107 000 км/ч. Ъгълът, образуван от земната ос и равнината на елипсата, е приблизително 66°33", и се поддържа по цялата орбита.

От гледна точка на наблюдател на Земята, революцията води до видимото движение на Слънцето по еклиптиката през звездите и съзвездията, представени в зодиака. Всъщност Слънцето също преминава през съзвездието Змиеносец, но то не принадлежи към зодиакалния кръг.

Сезони

Смяната на сезоните е следствие от въртенето на Земята около Слънцето. Причината за сезонните промени е наклонът на оста на въртене на Земята към равнината на нейната орбита. Движейки се по елиптична орбита, Земята през януари е в най-близката до Слънцето точка (перихелий), а през юли в най-отдалечената от него точка - афелий. Причината за смяната на сезоните е наклонът на орбитата, в резултат на което Земята се накланя към Слънцето ту с едното, ту с другото полукълбо и съответно получава различно количество слънчева светлина. През лятото Слънцето достига най-високата точка на еклиптиката. Това означава, че Слънцето прави най-дългото си движение над хоризонта през деня, а продължителността на деня е максимална. През зимата, напротив, Слънцето е ниско над хоризонта, слънчевите лъчи падат върху Земята не директно, а наклонено. Продължителността на деня е кратка.

В зависимост от времето на годината различни части на планетата са изложени на слънчевите лъчи. Лъчите са перпендикулярни на тропиците по време на слънцестоенето.

Сезони в Северното полукълбо

Годишно движение на Земята

Определянето на годината, основната календарна единица за време, не е толкова просто, колкото изглежда на пръв поглед, и зависи от избраната референтна система.

Интервалът от време, през който нашата планета прави пълна обиколка около Слънцето, се нарича година. Продължителността на годината обаче варира в зависимост от това дали се взема началната точка за нейното измерване безкрайно далечна звездаили слънце.

В първия случай имаме предвид „звездна година“ („звездна година“) . То е равно 365 дни 6 часа 9 минути и 10 секундии представлява времето, необходимо на Земята да се завърти напълно около Слънцето.

Но ако измерим времето, необходимо на Слънцето да се върне в същата точка на системата небесни координати, например, в точката на пролетното равноденствие, тогава получаваме продължителността "слънчева година" 365 дни 5 часа 48 минути 46 секунди. Разликата между звездните и слънчевите години възниква поради прецесията на равноденствията; всяка година равноденствията (и съответно слънчевите станции) идват „по-рано“ с приблизително 20 минути. в сравнение с предходната година. Така Земята се движи около орбитата си малко по-бързо, отколкото Слънцето, при видимото си движение през звездите, се връща към пролетното равноденствие.

Като се има предвид, че продължителността на сезоните е в тясна връзка със Слънцето, при съставянето на календари се взема за основа "слънчева година" .

Също така в астрономията вместо обичайното астрономическо време, определено от периода на въртене на Земята спрямо звездите, беше въведено ново равномерно течащо време, което не е свързано с въртенето на Земята и наречено ефемеридно време.

Прочетете повече за ефемеридното време в раздела: Теории за движението на Луната. Ефемеридно време.

Уважаеми посетители!

Вашата работа е деактивирана JavaScript. Моля, активирайте скриптове във вашия браузър и ще ви се отвори пълната функционалност на сайта!

Здравейте скъпи читатели!Днес бих искал да засегна темата за Земята и реших, че публикация за това как се върти Земята ще ви бъде полезна 🙂 В крайна сметка денят и нощта, а също и сезоните зависят от това. Нека разгледаме всичко по-отблизо.

Нашата планета се върти около оста си и около Слънцето. Когато направи един оборот около оста си, минава един ден, а когато се завърти около Слънцето, минава една година. Прочетете повече за това по-долу:

Земната ос.

Земна ос (Ос на въртене на Земята) –това е правата линия, около която се извършва ежедневното въртене на Земята; тази линия минава през центъра и пресича повърхността на Земята.

Наклонът на оста на въртене на Земята.

Оста на въртене на Земята е наклонена спрямо равнината под ъгъл 66°33´; благодарение на това се случва.Когато Слънцето е над Северния тропик (23°27´ N), лятото започва в Северното полукълбо и Земята е на най-голямото си разстояние от Слънцето.

Когато Слънцето изгрява над Южния тропик (23°27´ ю.ш.), лятото започва в южното полукълбо.

В Северното полукълбо по това време започва зимата. Привличането на Луната, Слънцето и други планети не променя ъгъла на наклона на земната ос, а я кара да се движи по кръгъл конус. Това движение се нарича прецесия.

Сега Северният полюс сочи към Полярната звезда.През следващите 12 000 години, в резултат на прецесията, земната ос ще измине приблизително половината път и ще бъде насочена към звездата Вега.

Около 25 800 години представляват пълен прецесионен цикъл и значително влияят върху климатичния цикъл.

Два пъти годишно, когато Слънцето е точно над екватора, и два пъти месечно, когато Луната е в подобна позиция, привличането, дължащо се на прецесия, намалява до нула и има периодично увеличение и намаляване на скоростта на прецесия.

Такива осцилаторни движения на земната ос са известни като нутация, която достига своя връх на всеки 18,6 години. По значимост на влиянието си върху климата тази периодичност се нарежда на второ място след това промени в сезоните.

Въртенето на Земята около оста си.

Ежедневно въртене на Земята -движението на Земята обратно на часовниковата стрелка или от запад на изток, гледано от северния полюс. Въртенето на Земята определя продължителността на деня и предизвиква смяната между деня и нощта.

Земята прави един оборот около оста си за 23 часа 56 минути и 4,09 секунди.За период от едно завъртане около Слънцето Земята прави приблизително 365 ¼ оборота, това е една година или равно на 365 ¼ дни.

На всеки четири години в календара се добавя още един ден, тъй като за всяка такава революция, освен цял ден, се изразходва още една четвърт от деня.Въртенето на Земята постепенно забавя гравитационното привличане на Луната, удължавайки деня с около 1/1000 от секундата всеки век.

Съдейки по геоложките данни, скоростта на въртене на Земята може да се промени, но не с повече от 5%.

Около Слънцето Земята се върти по елиптична орбита, близка до кръговата, със скорост около 107 000 km/h в посока от запад на изток.Средното разстояние до Слънцето е 149 598 хил. км, а разликата между най-малкото и най-голямото разстояние е 4,8 млн. км.

Ексцентричността (отклонението от кръга) на орбитата на Земята се променя леко в хода на цикъл с продължителност 94 хиляди години.Смята се, че формирането на сложен климатичен цикъл се улеснява от промените в разстоянието до Слънцето, а напредването и отдалечаването на ледниците по време на ледникови периоди се свързва с отделните му етапи.

Всичко в нашата необятна Вселена е устроено много сложно и прецизно. И нашата Земя е само точка в него, но това е нашият дом, за който научихме малко повече от публикацията за това как се върти Земята. Ще се видим в нови публикации за изучаването на Земята и Вселената🙂

Подобни статии