Začala som sa zaujímať o tému, čo sa točí v smere hodinových ručičiek a čo sa točí proti smeru hodinových ručičiek, a toto som objavila.

Galaxia sa točí Autor: v smere hodinových ručičiek pri pohľade z jeho severného pólu, ktorý sa nachádza v súhvezdí Coma Bereniky.
Slnečná sústava sa otáča proti v smere hodinových ručičiek: všetky planéty, asteroidy, kométy rotujú rovnakým smerom (proti smeru hodinových ručičiek pri pohľade zo severného nebeského pólu).
Slnko sa otáča okolo svojej osi proti pohyb v smere hodinových ručičiek pri pozorovaní zo severného pólu ekliptiky. A Zem (ako všetky planéty slnečnej sústavy, okrem Venuše) sa otáča okolo svojej osi proti v smere hodinových ručičiek.

Možno je to práve táto rotácia Galaxie (v smere hodinových ručičiek) a Slnečnej sústavy (proti smeru hodinových ručičiek), ktorá je zobrazená na osemcípej svastike Kolovrat (pravé lúče), vo vnútri ktorej je ďalšia osemcípa svastika Kolovrat (ľavé lúče). odkaz

Cestovatelia pozorovali zaujímavý zážitok pri prechode rovníka. Ak hodíte zápalku alebo vetvičku do lievika naplneného vodou, bude sa otáčať v smere hodinových ručičiek na južnej pologuli, proti smeru hodinových ručičiek na severnej pologuli a bude stáť na rovníku. odkaz

Podľa u nás prijatého zákona o pravostrannej premávke ide okružná premávka proti smeru hodinových ručičiek. Keď sa dve autá pohybujúce sa vysokou rýchlosťou stretnú, objaví sa proti smeru hodinových ručičiek rotujúci vzduchový vír. A keď je takýchto párov obrovské množstvo, tieto víry môžu spôsobiť tornádo. odkaz

Rotory vrtuľníkov v rôznych krajinách sa točia rôznymi smermi. To znamená, že v niektorých krajinách sa vrtuľníky vyrábajú s rotorom otáčajúcim sa v smere hodinových ručičiek av iných - proti smeru hodinových ručičiek. Ak sa pozriete na helikoptéru zhora, potom:
v Amerike, Nemecku a Taliansku sa skrutka otáča proti smeru hodinových ručičiek.
v Rusku a vo Francúzsku v smere hodinových ručičiek. odkaz

Kŕdle netopierov vylietavajúce z jaskýň zvyčajne vytvárajú „pravotočivý“ vír. Ale v jaskyniach pri Karlových Varoch (Česká republika) z nejakého dôvodu krúžia po špirále proti smeru hodinových ručičiek... odkaz

Chvost jednej mačky sa točí v smere hodinových ručičiek, keď vidí vrabce (to sú jej obľúbené vtáky), a ak to nie sú vrabce, ale iné vtáky, potom sa točí proti smeru hodinových ručičiek. odkaz

Ale pes sa pred odchodom do práce určite otočí proti smeru hodinových ručičiek. odkaz

Točité schodiská v hradoch boli skrútené v smere hodinových ručičiek (pri pohľade zdola a pri pohľade zhora proti smeru hodinových ručičiek), aby bolo pre útočníkov nepohodlné útočiť pri výstupe. odkaz

Molekula DNA je stočená do pravotočivej dvojzávitnice. Je to preto, že kostra dvojitej špirály DNA je vyrobená výlučne z pravotočivých molekúl deoxyribózového cukru. Je zaujímavé, že počas klonovania niektoré nukleové kyseliny menia smer skrútenia svojich závitníc sprava doľava. Naopak, všetky aminokyseliny sú skrútené proti smeru hodinových ručičiek, doľava.

Špirála DNA existuje aj vo vesmíre: v Mliečnej dráhe vedci objavili hmlovinu v podobe dvojzávitnice DNA. odkaz

Ale špirály žiaroviek vyrábaných v Rusku sú skrútené doľava (na rozdiel od zahraničných, ktoré sú skrútené rovnako ako špirála DNA, doprava). Vynára sa otázka: nie je to škodlivé?

Rovnako ako ostatné planéty slnečnej sústavy vykonáva 2 hlavné pohyby: okolo vlastnej osi a okolo Slnka. Od dávnych čias boli na týchto dvoch pravidelných pohyboch založené výpočty času a schopnosť zostavovať kalendáre.

Deň je čas rotácie okolo vlastnej osi. Rok je revolúcia okolo Slnka. Rozdelenie na mesiace je v priamej súvislosti aj s astronomickými javmi – ich trvanie súvisí s fázami Mesiaca.

Rotácia Zeme okolo vlastnej osi

Naša planéta sa otáča okolo svojej vlastnej osi zo západu na východ, teda proti smeru hodinových ručičiek (pri pohľade zo severného pólu.) Os je virtuálna priamka pretínajúca zemeguľu v oblasti severného a južného pólu, t.j. póly majú pevnú polohu a nezúčastňujú sa rotačného pohybu, zatiaľ čo všetky ostatné lokalizačné body na zemskom povrchu rotujú a rýchlosť rotácie nie je totožná a závisí od ich polohy voči rovníku - čím bližšie k rovníku, tým vyššia rýchlosť otáčania.

Napríklad v talianskom regióne je rýchlosť otáčania približne 1200 km/h. Dôsledky rotácie Zeme okolo svojej osi sú zmena dňa a noci a zdanlivý pohyb nebeskej sféry.

Skutočne sa zdá, že hviezdy a iné nebeské telesá nočnej oblohy sa pohybujú opačným smerom ako náš pohyb s planétou (teda z východu na západ).

Zdá sa, že hviezdy sú okolo Polárky, ktorá sa nachádza na pomyselnej čiare – pokračovaní zemskej osi v severnom smere. Pohyb hviezd nie je dôkazom toho, že sa Zem otáča okolo svojej osi, pretože tento pohyb by mohol byť dôsledkom rotácie nebeskej sféry, ak predpokladáme, že planéta zaujíma pevnú, nehybnú polohu vo vesmíre.

Foucaultovo kyvadlo

Nezvratný dôkaz, že Zem sa otáča okolo vlastnej osi, predložil v roku 1851 Foucault, ktorý uskutočnil slávny experiment s kyvadlom.

Predstavme si, že na severnom póle uvedieme kyvadlo do kmitavého pohybu. Vonkajšia sila pôsobiaca na kyvadlo je gravitačná sila, ktorá však neovplyvňuje zmenu smeru kmitov. Ak si pripravíme virtuálne kyvadlo, ktoré zanecháva stopy na povrchu, môžeme sa uistiť, že po určitom čase sa značky budú pohybovať v smere hodinových ručičiek.

Táto rotácia môže byť spojená s dvoma faktormi: buď s rotáciou roviny, na ktorej kyvadlo vykonáva oscilačné pohyby, alebo s rotáciou celej plochy.

Prvú hypotézu možno zamietnuť, berúc do úvahy, že na kyvadlo nepôsobia žiadne sily, ktoré by mohli meniť rovinu kmitavých pohybov. Z toho vyplýva, že je to Zem, ktorá sa otáča a robí pohyby okolo svojej vlastnej osi. Tento experiment uskutočnil v Paríži Foucault, použil na to obrovské kyvadlo v podobe bronzovej gule s hmotnosťou asi 30 kg, zavesené na 67 metrovom kábli. Počiatočný bod oscilačných pohybov bol zaznamenaný na povrchu podlahy Panteónu.

Takže sa točí Zem a nie nebeská sféra. Ľudia pozorujúci oblohu z našej planéty zaznamenávajú pohyb Slnka aj planét, t.j. Všetky objekty vo vesmíre sa pohybujú.

Časové kritérium – deň

Deň je časový úsek, počas ktorého Zem vykoná úplnú revolúciu okolo svojej vlastnej osi. Existujú dve definície pojmu „deň“. „Slnečný deň“ je časový úsek rotácie Zeme, počas ktorého . Iný koncept – „hviezdny deň“ – znamená iný východiskový bod – akúkoľvek hviezdu. Dĺžka týchto dvoch dní nie je rovnaká. Dĺžka hviezdneho dňa je 23 hodín 56 minút 4 sekundy, kým dĺžka slnečného dňa je 24 hodín.

Rozdielne trvanie je spôsobené tým, že Zem, ktorá sa otáča okolo svojej vlastnej osi, vykonáva aj obežnú rotáciu okolo Slnka.

V zásade platí, že dĺžka slnečného dňa (hoci sa berie ako 24 hodín) nie je konštantná hodnota. Je to spôsobené tým, že obežný pohyb Zeme prebieha premenlivou rýchlosťou. Keď je Zem bližšie k Slnku, jej obežná rýchlosť je vyššia, keď sa vzďaľuje od Slnka, rýchlosť klesá. V tejto súvislosti bol zavedený koncept ako „priemerný slnečný deň“, konkrétne jeho trvanie je 24 hodín.

Obieha okolo Slnka rýchlosťou 107 000 km/h

Rýchlosť rotácie Zeme okolo Slnka je druhým hlavným pohybom našej planéty. Zem sa pohybuje po eliptickej dráhe, t.j. obežná dráha má tvar elipsy. Keď je v tesnej blízkosti Zeme a padá do jej tieňa, dochádza k zatmeniu. Priemerná vzdialenosť medzi Zemou a Slnkom je približne 150 miliónov kilometrov. Astronómia používa jednotku na meranie vzdialeností v rámci slnečnej sústavy; nazýva sa „astronomická jednotka“ (AU).

Rýchlosť, ktorou sa Zem pohybuje na obežnej dráhe, je približne 107 000 km/h.
Uhol, ktorý zviera zemská os a rovina elipsy je približne 66°33', je to konštantná hodnota.

Ak pozorujete Slnko zo Zeme, máte dojem, že je to Slnko, ktoré sa počas roka pohybuje po oblohe a prechádza cez hviezdy a hviezdy, ktoré tvoria Zodiac. V skutočnosti Slnko tiež prechádza súhvezdím Ophiuchus, ale nepatrí do kruhu Zodiac.

V = (R e R p R p 2 + R e 2 t g 2 φ + R p 2 h R p 4 + R e 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 )))\vpravo)\omega ), Kde R e (\displaystyle R_(e))= 6378,1 km - rovníkový polomer, R p (\displaystyle R_(p))= 6356,8 km - polárny polomer.

Lietadlo letiace touto rýchlosťou z východu na západ (vo výške 12 km: 936 km/h v šírke Moskva, 837 km/h v šírke Petrohradu) bude v pokoji v inerciálnej referenčnej sústave.
Superpozícia rotácie Zeme okolo svojej osi s periódou jedného hviezdneho dňa a okolo Slnka s periódou jedného roka vedie k nerovnosti slnečných a hviezdnych dní: dĺžka priemerného slnečného dňa je presne 24 hodín, čo je o 3 minúty 56 sekúnd dlhšie ako hviezdny deň.

Fyzikálny význam a experimentálne potvrdenie

Fyzikálny význam rotácie Zeme okolo svojej osi

Pretože každý pohyb je relatívny, je potrebné uviesť konkrétny referenčný systém, vzhľadom na ktorý sa študuje pohyb konkrétneho telesa. Keď hovoria, že Zem sa otáča okolo imaginárnej osi, znamená to, že vykonáva rotačný pohyb vzhľadom na akúkoľvek inerciálnu referenčnú sústavu a perióda tejto rotácie sa rovná hviezdnemu dňu - perióde úplnej rotácie Zeme ( nebeská sféra) vzhľadom na nebeskú sféru (Zem).

Všetky experimentálne dôkazy rotácie Zeme okolo svojej osi sa týkajú dôkazu, že referenčný systém spojený so Zemou je neinerciálny referenčný systém špeciálneho typu - referenčný systém, ktorý vykonáva rotačný pohyb vzhľadom na inerciálne referenčné systémy.

Na rozdiel od zotrvačného pohybu (teda rovnomerného priamočiareho pohybu vzhľadom na inerciálne vzťažné sústavy) nie je na detekciu neinerciálneho pohybu uzavretého laboratória potrebné vykonávať pozorovania vonkajších telies - takýto pohyb sa zisťuje pomocou lokálnych experimentov (t.j. experimenty vykonávané v tomto laboratóriu). V tomto zmysle slova možno neinerciálny pohyb vrátane rotácie Zeme okolo svojej osi nazvať absolútnym.

Zotrvačné sily

Účinky odstredivej sily

Závislosť zrýchlenia voľného pádu od zemepisnej šírky. Experimenty ukazujú, že zrýchlenie voľného pádu závisí od zemepisnej šírky: čím bližšie k pólu, tým je väčšie. To sa vysvetľuje pôsobením odstredivej sily. Po prvé, body na zemskom povrchu nachádzajúce sa vo vyšších zemepisných šírkach sú bližšie k osi rotácie, a preto pri priblížení k pólu je vzdialenosť r (\displaystyle r) klesá od osi otáčania a na póle dosahuje nulu. Po druhé, s rastúcou zemepisnou šírkou sa uhol medzi vektorom odstredivej sily a rovinou horizontu zmenšuje, čo vedie k zníženiu vertikálnej zložky odstredivej sily.

Tento jav bol objavený v roku 1672, keď francúzsky astronóm Jean Richet na expedícii v Afrike zistil, že kyvadlové hodiny na rovníku bežia pomalšie ako v Paríži. Newton to čoskoro vysvetlil tým, že perióda kmitania kyvadla je nepriamo úmerná druhej odmocnine zrýchlenia v dôsledku gravitácie, ktoré sa zmenšuje na rovníku v dôsledku pôsobenia odstredivej sily.

Oblatenosť Zeme. Vplyv odstredivej sily vedie k sploštenosti Zeme na póloch. Tento jav, ktorý koncom 17. storočia predpovedali Huygens a Newton, prvýkrát objavil Pierre de Maupertuis koncom 30. rokov 18. storočia ako výsledok spracovania údajov z dvoch francúzskych expedícií špeciálne vybavených na riešenie tohto problému v Peru (pod vedením Pierra Bouguera a Charles de la Condamine ) a Laponsko (pod vedením Alexisa Clairauta a samotného Maupertuisa).

Účinky Coriolisovej sily: laboratórne experimenty

Tento efekt by mal byť najzreteľnejšie vyjadrený na póloch, kde sa doba úplného otočenia roviny kyvadla rovná perióde rotácie Zeme okolo svojej osi (hviezdny deň). Vo všeobecnosti je perióda nepriamo úmerná sínusu zemepisnej šírky, na rovníku je rovina kmitania kyvadla nezmenená.

Gyroskop- rotujúce teleso s výrazným momentom zotrvačnosti si zachováva moment hybnosti, ak nedochádza k silným poruchám. Foucault, ktorý bol unavený z vysvetľovania toho, čo sa stane s Foucaultovým kyvadlom, ktoré nie je na póle, vyvinul ďalšiu demonštráciu: zavesený gyroskop si zachoval svoju orientáciu, čo znamená, že sa pomaly otáčal vzhľadom na pozorovateľa.

Odklon projektilov pri streľbe z pištole.Ďalším pozorovateľným prejavom Coriolisovej sily je vychýlenie dráh projektilov (vpravo na severnej pologuli, vľavo na južnej pologuli) vystrelených v horizontálnom smere. Z hľadiska inerciálneho referenčného systému je to v prípade projektilov vystrelených pozdĺž poludníka v dôsledku závislosti lineárnej rýchlosti rotácie Zeme na zemepisnej šírke: pri pohybe od rovníka k pólu si projektil zachováva horizontálna zložka rýchlosti nezmenená, pričom lineárna rýchlosť rotácie bodov na zemskom povrchu klesá, čo vedie k posunutiu strely z poludníka v smere rotácie Zeme. Ak bol výstrel vystrelený rovnobežne s rovníkom, potom posunutie strely z rovnobežky je spôsobené tým, že dráha strely leží v rovnakej rovine so stredom Zeme, pričom body na zemskom povrchu sa pohybujú v rovina kolmá na os rotácie Zeme. Tento efekt (pre prípad streľby pozdĺž poludníka) predpovedal Grimaldi v 40. rokoch 17. storočia. a prvýkrát ju publikoval Riccioli v roku 1651.

Odchýlenie voľne padajúcich telies od vertikály. ( ) Ak má rýchlosť telesa veľkú vertikálnu zložku, Coriolisova sila smeruje na východ, čo vedie k zodpovedajúcej odchýlke trajektórie telesa voľne padajúceho (bez počiatočnej rýchlosti) z vysokej veže. Keď sa uvažuje v inerciálnej referenčnej sústave, účinok sa vysvetľuje skutočnosťou, že vrchol veže sa vzhľadom na stred Zeme pohybuje rýchlejšie ako základňa, vďaka čomu je trajektória telesa úzka parabola a telo je mierne pred základňou veže.

Eötvösov efekt. V nízkych zemepisných šírkach Coriolisova sila pri pohybe po zemskom povrchu smeruje vo vertikálnom smere a jej pôsobenie vedie k zvýšeniu alebo zníženiu gravitačného zrýchlenia v závislosti od toho, či sa teleso pohybuje na západ alebo na východ. Tento efekt sa nazýva Eötvösov efekt na počesť maďarského fyzika Loránda Eötvösa, ktorý ho experimentálne objavil na začiatku 20. storočia.

Experimenty využívajúce zákon zachovania momentu hybnosti. Niektoré experimenty sú založené na zákone zachovania momentu hybnosti: v inerciálnej referenčnej sústave sa veľkosť momentu hybnosti (rovnajúca sa súčinu momentu zotrvačnosti a uhlovej rýchlosti otáčania) nemení vplyvom vnútorných síl. . Ak je v určitom počiatočnom okamihu inštalácia stacionárna vzhľadom na Zem, potom sa rýchlosť jej rotácie vzhľadom na inerciálny referenčný systém rovná uhlovej rýchlosti rotácie Zeme. Ak zmeníte moment zotrvačnosti systému, potom by sa mala zmeniť uhlová rýchlosť jeho rotácie, to znamená, že začne rotácia vzhľadom na Zem. V neinerciálnej referenčnej sústave spojenej so Zemou dochádza k rotácii v dôsledku Coriolisovej sily. Túto myšlienku navrhol francúzsky vedec Louis Poinsot v roku 1851.

Prvý takýto experiment uskutočnil Hagen v roku 1910: dve závažia na hladkej priečke boli inštalované nehybne vzhľadom na povrch Zeme. Potom sa vzdialenosť medzi nákladmi zmenšila. V dôsledku toho sa inštalácia začala otáčať. Ešte demonštratívnejší pokus uskutočnil nemecký vedec Hans Bucka v roku 1949. Kolmo na pravouhlý rám bola inštalovaná tyč dlhá približne 1,5 metra. Pôvodne bola tyč horizontálna, inštalácia bola nehybná vzhľadom na Zem. Potom bola tyč uvedená do zvislej polohy, čo viedlo k zmene momentu zotrvačnosti inštalácie približne 10 4-krát a jej rýchlej rotácii s uhlovou rýchlosťou 10 4-krát vyššou ako je rýchlosť rotácie Zeme.

Lievik vo vani.

Keďže Coriolisova sila je veľmi slabá, má zanedbateľný vplyv na smer vírenia vody pri vypúšťaní umývadla alebo vane, takže vo všeobecnosti smer rotácie v lieviku nesúvisí s rotáciou Zeme. Iba pri starostlivo kontrolovaných experimentoch je možné oddeliť účinok Coriolisovej sily od iných faktorov: na severnej pologuli sa lievik bude otáčať proti smeru hodinových ručičiek, na južnej pologuli - naopak.

Coriolisove silové účinky: javy v okolitej prírode

Optické experimenty

Množstvo experimentov demonštrujúcich rotáciu Zeme je založených na Sagnacovom efekte: ak prstencový interferometer vykonáva rotačný pohyb, potom sa v dôsledku relativistických efektov objaví fázový rozdiel v protismerných lúčoch.

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

Kde A (\displaystyle A)- oblasť priemetu prstenca do rovníkovej roviny (rovina kolmá na os rotácie), c (\displaystyle c)- rýchlosť svetla, ω (\displaystyle \omega )- uhlová rýchlosť otáčania. Na demonštráciu rotácie Zeme tento efekt použil americký fyzik Michelson v sérii experimentov uskutočnených v rokoch 1923-1925. Pri moderných experimentoch využívajúcich Sagnacov efekt treba pri kalibrácii prstencových interferometrov brať do úvahy rotáciu Zeme.

Existuje množstvo ďalších experimentálnych demonštrácií dennej rotácie Zeme.

Nerovnomerné otáčanie

Precesia a nutácia

História myšlienky dennej rotácie Zeme

Antika

Vysvetlenie dennej rotácie oblohy rotáciou Zeme okolo svojej osi ako prví navrhli predstavitelia pytagorejskej školy, Syrakúzania Hicetus a Ecphantus. Podľa niektorých rekonštrukcií rotáciu Zeme potvrdil aj Pytagorovec Philolaos z Krotónu (5. storočie pred Kristom). Výrok, ktorý možno interpretovať ako náznak rotácie Zeme, je obsiahnutý v Platónovom dialógu Timaeus .

O Hicetas a Ecphantes však nie je známe prakticky nič a dokonca aj samotná ich existencia je niekedy spochybňovaná. Podľa väčšiny vedcov Zem vo svetovom systéme Philolaus nevykonávala rotačný, ale translačný pohyb okolo Centrálneho ohňa. Vo svojich ďalších dielach sa Platón riadi tradičným názorom, že Zem je nehybná. Dosiahli sme však množstvo dôkazov, že myšlienku rotácie Zeme obhajoval filozof Heraklides z Pontu (štvrté storočie pred Kristom). S hypotézou o rotácii Zeme okolo svojej osi je pravdepodobne spojený ďalší predpoklad Heraclides: každá hviezda predstavuje svet vrátane zeme, vzduchu, éteru a to všetko sa nachádza v nekonečnom priestore. Ak je totiž denná rotácia oblohy odrazom rotácie Zeme, potom zmizne predpoklad na to, aby sa hviezdy považovali za na tej istej sfére.

Asi o storočie neskôr sa predpoklad rotácie Zeme stal súčasťou prvého, ktorý navrhol veľký astronóm Aristarchus zo Samosu (3. storočie pred Kristom). Aristarcha podporoval babylonský Seleukos (2. storočie pred Kr.), ako aj Herakleides z Pontu, ktorý považoval Vesmír za nekonečný. Skutočnosť, že myšlienka dennej rotácie Zeme mala svojich priaznivcov už v 1. storočí nášho letopočtu. e., o čom svedčia niektoré výroky filozofov Senecu, Dercyllidasa a astronóma Claudia Ptolemaia. Prevažná väčšina astronómov a filozofov však o nehybnosti Zeme nepochybovala.

Argumenty proti myšlienke pohybu Zeme sa nachádzajú v dielach Aristotela a Ptolemaia. Takže vo svojom pojednaní O Nebi Aristoteles ospravedlňuje nehybnosť Zeme tým, že na rotujúcej Zemi by telesá vrhnuté kolmo nahor nemohli padnúť do bodu, z ktorého sa ich pohyb začal: povrch Zeme by sa pod hodeným telesom posunul. Ďalší argument v prospech nehybnosti Zeme, ktorý uviedol Aristoteles, je založený na jeho fyzikálnej teórii: Zem je ťažké teleso a ťažké telesá majú tendenciu pohybovať sa smerom k stredu sveta a neotáčať sa okolo neho.

Z diela Ptolemaia vyplýva, že zástancovia hypotézy rotácie Zeme odpovedali na tieto argumenty, že vzduch aj všetky pozemské objekty sa pohybujú spolu so Zemou. Úloha vzduchu v tomto argumente je zrejme zásadne dôležitá, keďže sa predpokladá, že práve jeho pohyb spolu so Zemou skrýva rotáciu našej planéty. Ptolemaios proti tomu namieta:

telesá vo vzduchu budú vždy akoby zaostávať... A ak by sa telesá otáčali so vzduchom ako jeden celok, potom by sa žiadne z nich nezdalo byť pred alebo za druhým, ale zostalo by na mieste, v lete a hádzaní nevykonával by odchýlky ani pohyby na iné miesto, ako tie, ktoré osobne vidíme prebiehať, a vôbec by sa nespomalili ani nezrýchlili, pretože Zem nie je nehybná.

Stredovek

India

Prvým stredovekým autorom, ktorý naznačil, že Zem sa otáča okolo svojej osi, bol veľký indický astronóm a matematik Aryabhata (koniec 5. – začiatok 6. storočia). Formuluje ho na viacerých miestach svojho pojednania Aryabhatiya, Napríklad:

Tak ako človek na lodi pohybujúcej sa dopredu vidí pevné objekty pohybujúce sa dozadu, tak pozorovateľ... vidí pevné hviezdy pohybujúce sa v priamej línii na západ.

Nie je známe, či táto myšlienka patrí samotnému Aryabhatovi, alebo si ju požičal od starogréckych astronómov.

Aryabhata podporoval iba jeden astronóm, Prthudaka (9. storočie). Väčšina indických vedcov obhajovala nehybnosť Zeme. Astronóm Varahamihira (6. storočie) teda tvrdil, že na rotujúcej Zemi sa vtáky lietajúce vo vzduchu nemôžu vrátiť do svojich hniezd a kamene a stromy budú odlietať z povrchu Zeme. Vynikajúci astronóm Brahmagupta (6. storočie) tiež zopakoval starý argument, že teleso, ktoré spadne z vysokej hory, sa môže potopiť na základňu. Zároveň však odmietol jeden z Varahamihirových argumentov: podľa jeho názoru, aj keby sa Zem otáčala, objekty by z nej nemohli kvôli svojej gravitácii vypadnúť.

islamský východ

O možnosti rotácie Zeme uvažovali mnohí vedci moslimského východu. Slávny geometer al-Sijizi teda vynašiel astroláb, ktorého princíp fungovania je založený na tomto predpoklade. Niektorí islamskí učenci (ktorých mená sa k nám nedostali) dokonca našli správny spôsob, ako vyvrátiť hlavný argument proti rotácii Zeme: vertikálnosť trajektórií padajúcich telies. V podstate bol navrhnutý princíp superpozície pohybov, podľa ktorého sa každý pohyb môže rozložiť na dve alebo viac zložiek: vo vzťahu k povrchu rotujúcej Zeme sa padajúce teleso pohybuje pozdĺž olovnice, ale bod, ktorý je jej rotáciou by sa premietla projekcia tejto čiary na povrch Zeme. Svedčí o tom známy encyklopedista al-Biruni, ktorý však sám inklinoval k nehybnosti Zeme. Podľa jeho názoru, ak na padajúce teleso pôsobí nejaká dodatočná sila, tak výsledok jej pôsobenia na rotujúcu Zem povedie k niektorým efektom, ktoré v skutočnosti nie sú pozorované.

Medzi vedcami 13. – 16. storočia spojenými s observatóriami Maragha a Samarkand sa rozprúdila diskusia o možnosti empirického zdôvodnenia nehybnosti Zeme. Slávny astronóm Qutb ad-Din ash-Shirazi (XIII-XIV storočia) teda veril, že nehybnosť Zeme sa dá overiť experimentom. Na druhej strane zakladateľ observatória Maragha, Násir ad-Dín al-Túsí, veril, že ak sa Zem otáča, túto rotáciu rozdelí vrstva vzduchu priliehajúca k jej povrchu a všetky pohyby v blízkosti povrchu Zeme Zem by nastala presne tak isto, ako keby bola Zem nehybná. Doložil to pomocou pozorovaní komét: kométy sú podľa Aristotela meteorologickým javom vo vyšších vrstvách atmosféry; astronomické pozorovania však ukazujú, že kométy sa zúčastňujú dennej rotácie nebeskej sféry. V dôsledku toho sú horné vrstvy vzduchu unášané rotáciou oblohy, preto môžu byť rotáciou Zeme unášané aj spodné vrstvy. Experiment teda nemôže odpovedať na otázku, či sa Zem otáča. Zostal však zástancom nehybnosti Zeme, pretože to bolo v súlade s filozofiou Aristotela.

Väčšina islamských učencov neskorších čias (al-Urdi, al-Qazwini, an-Naysaburi, al-Jurjani, al-Birjandi a iní) súhlasila s al-Tusi, že všetky fyzikálne javy na rotujúcej a stacionárnej Zemi sa budú vyskytovať rovnakým spôsobom. . Úloha vzduchu sa však už nepovažovala za základnú: nielen vzduch, ale aj všetky predmety sú transportované rotujúcou Zemou. V dôsledku toho je na ospravedlnenie nehybnosti Zeme potrebné zahrnúť učenie Aristotela.

Osobitné postavenie v týchto sporoch zaujal tretí riaditeľ observatória v Samarkande Alauddin Ali al-Kushchi (XV. storočie), ktorý odmietol Aristotelovu filozofiu a považoval rotáciu Zeme za fyzicky možnú. V 17. storočí dospel k podobnému záveru iránsky teológ a encyklopedista Baha ad-Din al-Amili. Podľa jeho názoru astronómovia a filozofi neposkytli dostatočné dôkazy na vyvrátenie rotácie Zeme.

Latinský západ

Podrobná diskusia o možnosti pohybu Zeme je široko obsiahnutá v spisoch parížskych scholastikov Jeana-Buridana, Alberta Saského a Mikuláša z Oresme (druhá polovica 14. storočia). Najdôležitejším argumentom v prospech rotácie Zeme a nie oblohy, ktorý uvádzajú v ich dielach, je malosť Zeme v porovnaní s Vesmírom, čo spôsobuje, že pripisovanie dennej rotácie oblohy Vesmíru je veľmi neprirodzené.

Všetci títo vedci však nakoniec rotáciu Zeme odmietli, aj keď z iných dôvodov. Albert Saský teda veril, že táto hypotéza nie je schopná vysvetliť pozorované astronomické javy. S tým oprávnene nesúhlasili Buridan a Oresme, podľa ktorých by nebeské úkazy mali prebiehať rovnako bez ohľadu na to, či rotáciu vykonáva Zem alebo Kozmos. Buridan dokázal nájsť iba jeden významný argument proti rotácii Zeme: šípy vystrelené zvisle nahor padajú po zvislej línii, hoci s rotáciou Zeme by podľa jeho názoru mali zaostávať za pohybom Zeme a klesať na západ. bodu výstrelu.

Ale aj tento argument Oresme odmietol. Ak sa Zem otáča, šípka letí kolmo nahor a zároveň sa pohybuje na východ, pričom ju zachytáva vzduch rotujúci so Zemou. Šíp by teda mal dopadnúť na to isté miesto, odkiaľ bol vystrelený. Aj keď sa tu opäť spomína strhujúca úloha vzduchu, v skutočnosti nehrá zvláštnu rolu. Hovorí o tom nasledujúca analógia:

Podobne, ak by bol vzduch uzavretý v pohybujúcej sa lodi, potom by sa človeku obklopenému týmto vzduchom zdalo, že sa vzduch nehýbe... Ak by sa človek nachádzal na lodi, ktorá sa pohybovala vysokou rýchlosťou na východ, neuvedomujúc si to pohyb, a keby natiahol ruku v priamej línii pozdĺž sťažňa lode, zdalo by sa mu, že jeho ruka robí lineárny pohyb; rovnako sa nám podľa tejto teórie zdá, že to isté sa stane so šípom, keď ho vystrelíme kolmo nahor alebo kolmo nadol. Vo vnútri lode pohybujúcej sa vysokou rýchlosťou na východ môžu prebiehať všetky druhy pohybu: pozdĺžny, priečny, dolu, hore, všetkými smermi – a javia sa úplne rovnako, ako keď loď stojí.

Ďalej Oresme uvádza formuláciu, ktorá anticipuje princíp relativity:

Preto som dospel k záveru, že nie je možné žiadnym experimentom preukázať, že nebesia majú denný pohyb a že Zem nie.

Oresmeov konečný verdikt o možnosti rotácie Zeme bol však negatívny. Základom tohto záveru bol text Biblie:

Zatiaľ však všetci podporujú a verím, že sa hýbe [nebo] a nie Zem, pretože „Boh stvoril kruh Zeme, ktorý sa nepohne“, napriek všetkým argumentom o opaku.

O možnosti dennej rotácie Zeme sa zmienili aj stredovekí európski vedci a filozofi neskorších čias, no nepridali sa žiadne nové argumenty, ktoré by neboli obsiahnuté v Buridane a Oresme.

Takmer nikto zo stredovekých vedcov teda neprijal hypotézu o rotácii Zeme. Počas diskusie však vedci z Východu a Západu vyjadrili mnohé hlboké myšlienky, ktoré neskôr zopakovali vedci New Age.

Renesancia a moderná doba

V prvej polovici 16. storočia vyšlo niekoľko prác, ktoré tvrdili, že príčinou každodennej rotácie oblohy je rotácia Zeme okolo svojej osi. Jedným z nich bolo pojednanie Taliana Celia Calcagniniho „O tom, že nebo je nehybné a Zem sa otáča, alebo o večnom pohybe Zeme“ (napísané okolo roku 1525, publikované v roku 1544). Na svojich súčasníkov veľmi nezapôsobil, keďže v tom čase už vyšlo zásadné dielo poľského astronóma Mikuláša Koperníka „O rotáciách nebeských sfér“ (1543), kde sa uvádza hypotéza o dennej rotácii Zem sa stala súčasťou heliocentrického systému sveta, ako Aristarchos zo Samosu. Kopernik predtým načrtol svoje myšlienky v malej, rukou napísanej eseji Malý komentár(nie skôr ako v roku 1515). Dva roky pred hlavným dielom Koperníka vyšlo dielo nemeckého astronóma Georga Joachima Rheticusa Prvé rozprávanie(1541), kde bola s obľubou vyložená Kopernikova teória.

V 16. storočí Koperníka plne podporovali astronómovia Thomas Digges, Rheticus, Christoph Rothmann, Michael Möstlin, fyzici Giambatista Benedetti, Simon Stevin, filozof Giordano Bruno a teológ Diego de Zuniga. Niektorí vedci akceptovali rotáciu Zeme okolo svojej osi, odmietajúc jej translačný pohyb. To bol postoj nemeckého astronóma Nicholasa Reimersa, známeho aj ako Ursus, ako aj talianskych filozofov Andrea Cesalpina a Francesca Patriziho. Uhol pohľadu vynikajúceho fyzika Williama Hilberta, ktorý podporoval osovú rotáciu Zeme, no nevyjadril sa k jej translačnému pohybu, nie je celkom jasný. Začiatkom 17. storočia získal heliocentrický systém sveta (vrátane rotácie Zeme okolo svojej osi) pôsobivú podporu od Galilea Galileiho a Johannesa Keplera. Najvplyvnejšími odporcami myšlienky pohybu Zeme v 16. a začiatkom 17. storočia boli astronómovia Tycho Brahe a Christopher Clavius.

Hypotéza o rotácii Zeme a vzniku klasickej mechaniky

V podstate v XVI-XVII storočí. Jediným argumentom v prospech axiálnej rotácie Zeme bolo, že v tomto prípade netreba hviezdnej sfére pripisovať obrovské rýchlosti rotácie, pretože už v staroveku bolo spoľahlivo preukázané, že veľkosť vesmíru výrazne presahuje veľkosť Zeme (tento argument obsahoval aj Buridan a Oresme) .

Proti tejto hypotéze boli vyjadrené úvahy založené na dynamických konceptoch tej doby. V prvom rade ide o zvislosť dráh padajúcich telies. Objavili sa aj ďalšie argumenty, napríklad rovnaký strelecký dosah vo východnom a západnom smere. V odpovedi na otázku o nepozorovateľnosti účinkov dennej rotácie v pozemských experimentoch Kopernik napísal:

Otáča sa nielen Zem s vodným živlom, ktorý je na ňu napojený, ale aj značná časť vzduchu a všetkého, čo je akýmkoľvek spôsobom blízke Zemi, alebo vzduch najbližšie k Zemi, nasýtený zemskou a vodnou hmotou. rovnaké prírodné zákony ako Zem, alebo získala pohyb, ktorý jej udeľuje susedná Zem v neustálom otáčaní a bez akéhokoľvek odporu

Hlavnú úlohu v nepozorovateľnosti rotácie Zeme teda zohráva strhávanie vzduchu jej rotáciou. Väčšina Koperníkov v 16. storočí zdieľala rovnaký názor.

Zástancami nekonečnosti Vesmíru boli v 16. storočí aj Thomas Digges, Giordano Bruno, Francesco Patrizi – všetci podporovali hypotézu, že Zem sa otáča okolo svojej osi (a prví dvaja aj okolo Slnka). Christoph Rothmann a Galileo Galilei verili, že hviezdy sa nachádzajú v rôznych vzdialenostiach od Zeme, hoci výslovne nehovorili o nekonečnosti vesmíru. Na druhej strane Johannes Kepler popieral nekonečnosť Vesmíru, hoci bol zástancom rotácie Zeme.

Náboženský kontext diskusie o rotácii Zeme

Množstvo námietok proti rotácii Zeme súviselo s jej rozpormi s textom Svätého písma. Tieto námietky boli dvojakého druhu. Po prvé, niektoré miesta v Biblii boli citované, aby potvrdili, že je to Slnko, ktoré robí každodenný pohyb, napríklad:

Slnko vychádza a slnko zapadá a ponáhľa sa na svoje miesto, kde vychádza.

V tomto prípade bola ovplyvnená axiálna rotácia Zeme, keďže pohyb Slnka z východu na západ je súčasťou dennej rotácie oblohy. V tejto súvislosti bol často citovaný úryvok z knihy Jozue:

Ježiš volal k Pánovi v deň, keď Hospodin vydal Amorejčanov do rúk Izraela, keď ich porazil v Gibeone a oni boli bití pred synmi Izraela, a povedal pred Izraelitmi: Stoj, slnko, nad Gibeonom a mesiac nad údolím Avalonu. !

Keďže príkaz na zastavenie dostal Slnko a nie Zem, dospelo sa k záveru, že to bolo Slnko, ktoré vykonávalo každodenný pohyb. Na podporu nehybnosti Zeme boli citované aj iné pasáže, napríklad:

Zem si postavil na pevné základy: nebude sa otriasať na veky vekov.

Tieto pasáže boli považované za v rozpore s názorom, že Zem sa otáča okolo svojej osi, aj s revolúciou okolo Slnka.

Zástancovia rotácie Zeme (najmä Giordano-Bruno, Johannes-Kepler a najmä Galileo-Galilei) presadzovali na viacerých frontoch. Po prvé, poukázali na to, že Biblia bola napísaná jazykom zrozumiteľným pre bežných ľudí a ak by jej autori poskytli vedecky jasný jazyk, nemohla by plniť svoje hlavné, náboženské poslanie. Bruno teda napísal:

V mnohých prípadoch je hlúpe a neodporúča sa veľa uvažovať podľa pravdy a nie podľa daného prípadu a pohodlnosti. Napríklad, ak namiesto slov: „Slnko sa rodí a vychádza, prechádza cez poludnie a nakláňa sa k Aquilonovi,“ mudrc povedal: „Zem ide v kruhu na východ a opúšťa slnko, ktoré zapadá, nakláňa sa smerom k dvom trópom, od Raka na juh, od Kozorožca po Aquilon,“ potom by poslucháči začali premýšľať: „Ako? Hovorí, že sa zem hýbe? Čo je to za správy? Nakoniec by ho považovali za blázna a on by bol skutočne hlupák.

Takáto odpoveď bola daná hlavne na námietky týkajúce sa denného pohybu Slnka. Po druhé, bolo poznamenané, že niektoré pasáže Biblie by sa mali vykladať alegoricky (pozri článok Biblický alegorizmus). Galileo teda poznamenal, že ak sa Sväté písmo berie doslovne ako celok, ukáže sa, že Boh má ruky, podlieha emóciám, ako je hnev atď. Vo všeobecnosti je hlavnou myšlienkou obhajcov doktríny pohybu Zeme bolo, že veda a náboženstvo majú rozdielne ciele: veda skúma javy hmotného sveta, riadi sa argumentmi rozumu, cieľom náboženstva je mravné zlepšenie človeka, jeho spása. Galileo v tejto súvislosti citoval kardinála Baronia, že Biblia učí, ako vystúpiť do neba, nie ako funguje nebo.

Katolícka cirkev tieto argumenty považovala za nepresvedčivé a v roku 1616 bola doktrína o rotácii Zeme zakázaná a v roku 1631 bol Galileo za svoju obranu odsúdený inkvizíciou. Mimo Talianska však tento zákaz nemal výraznejší vplyv na rozvoj vedy a prispel najmä k poklesu autority samotnej katolíckej cirkvi.

Treba dodať, že náboženské argumenty proti pohybu Zeme dávali nielen cirkevní predstavitelia, ale aj vedci (napríklad Tycho Brahe). Na druhej strane katolícky mních Paolo Foscarini napísal krátku esej „List o názoroch Pytagorejcov a Koperníka na pohyblivosť Zeme a nehybnosť Slnka a na nový pytagorejský systém vesmíru“ (1615), kde vyjadril úvahy blízke Galileimu a španielsky teológ Diego de Zuniga dokonca použil koperníkovskú teóriu na interpretáciu niektorých pasáží Písma (hoci neskôr zmenil názor). Konflikt medzi teológiou a doktrínou pohybu Zeme teda nebol ani tak konfliktom medzi vedou a náboženstvom ako takým, ale konfliktom medzi starými (začiatkom 17. storočia už zastaranými) a novými metodologickými princípmi, ktoré sú základom vedy. .

Význam hypotézy o rotácii Zeme pre rozvoj vedy

Pochopenie vedeckých problémov, ktoré vyvolala teória rotujúcej Zeme, prispelo k objavu zákonov klasickej mechaniky a vytvoreniu novej kozmológie, ktorá je založená na myšlienke bezhraničnosti vesmíru. Rozpory medzi touto teóriou a doslovným čítaním Biblie, o ktorých sa diskutovalo počas tohto procesu, prispeli k vymedzeniu prírodnej vedy a náboženstva.

Základné pohyby Zeme vo vesmíre

Naša planéta sa otáča okolo vlastnej osi zo západu na východ, teda proti smeru hodinových ručičiek (pri pohľade zo severného pólu). Os je konvenčná priamka pretínajúca zemeguľu v oblasti severného a južného pólu, to znamená, že póly majú pevnú polohu a „nezúčastňujú sa“ rotačného pohybu, zatiaľ čo všetky ostatné body polohy na zemskom povrchu sa otáčajú, a lineárna rýchlosť otáčania je povrch zemegule závisí od polohy vzhľadom k rovníku - čím bližšie k rovníku, tým vyššia je lineárna rýchlosť otáčania (vysvetlime, že uhlová rýchlosť otáčania akejkoľvek gule je rovnaká pri jeho rôznych bodoch a meria sa v rad/sec, hovoríme o rýchlosti pohybu objektu umiestneného na povrchu Zeme a čím je vyššia, tým je objekt ďalej vzdialený od osi rotácie).

Napríklad v stredných zemepisných šírkach Talianska je rýchlosť rotácie približne 1200 km/h, na rovníku je maximálna a dosahuje 1670 km/h, zatiaľ čo na póloch je nulová. Dôsledky rotácie Zeme okolo svojej osi sú zmena dňa a noci a zdanlivý pohyb nebeskej sféry.

Skutočne sa zdá, že hviezdy a iné nebeské telesá nočnej oblohy sa pohybujú opačným smerom ako náš pohyb s planétou (teda z východu na západ). Zdá sa, že hviezdy sú okolo Polárky, ktorá sa nachádza na pomyselnej čiare – pokračovaní zemskej osi v severnom smere. Pohyb hviezd nie je dôkazom toho, že sa Zem otáča okolo svojej osi, pretože tento pohyb by mohol byť dôsledkom rotácie nebeskej sféry, ak predpokladáme, že planéta zaujíma pevnú, nehybnú polohu vo vesmíre, ako sa doteraz predpokladalo. .

deň. Čo sú hviezdne a slnečné dni?

Deň je časový úsek, počas ktorého Zem vykoná úplnú rotáciu okolo svojej vlastnej osi. Existujú dve definície pojmu „deň“. „Slnečný deň“ je časový úsek rotácie Zeme, v ktorom sa za východiskový bod považuje Slnko. Ďalším pojmom je „hviezdny deň“ (z lat. sidus- Genitív sideris- hviezda, nebeské teleso) - implikuje ďalší východiskový bod - „pevnú“ hviezdu, ktorej vzdialenosť smeruje k nekonečnu, a preto predpokladáme, že jej lúče sú navzájom rovnobežné. Dĺžka dvoch typov dní sa od seba líši. Hviezdny deň má 23 hodín 56 minút 4 sekundy, pričom trvanie slnečného dňa je o niečo dlhšie a rovná sa 24 hodinám. Rozdiel je spôsobený skutočnosťou, že Zem, ktorá sa otáča okolo svojej vlastnej osi, vykonáva aj orbitálnu rotáciu okolo Slnka. Je ľahšie to zistiť pomocou výkresu.

Slnečné a hviezdne dni. Vysvetlenie.

Uvažujme dve polohy (pozri obrázok), ktoré Zem zaujíma pri pohybe po svojej obežnej dráhe okolo Slnka, “ A“ – miesto pozorovateľa na zemskom povrchu. 1 - poloha, ktorú Zem zaujíma (na začiatku odpočítavania dňa) buď od Slnka alebo od akejkoľvek hviezdy, ktorú definujeme ako referenčný bod. 2 - poloha našej planéty po dokončení otáčania okolo vlastnej osi vzhľadom na túto hviezdu: svetlo tejto hviezdy, ktorá sa nachádza vo veľkej vzdialenosti, k nám dorazí rovnobežne so smerom 1 . Keď Zem zaujme svoju pozíciu 2 , môžeme hovoriť o „hviezdnych dňoch“, pretože Zem urobila úplnú revolúciu okolo svojej osi vzhľadom na vzdialenú hviezdu, ale zatiaľ nie vo vzťahu k Slnku. Smer pozorovania Slnka sa v dôsledku rotácie Zeme trochu zmenil. Na to, aby Zem urobila úplnú rotáciu okolo svojej vlastnej osi vzhľadom na Slnko („slnečný deň“), musíte počkať, kým sa „otočí“ približne o 1° viac (ekvivalent denného pohybu Zeme pod uhlom – to prejde 360° za 365 dní), bude to trvať asi štyri minúty.

Trvanie slnečného dňa (hoci sa berie ako 24 hodín) v zásade nie je konštantná hodnota. Je to spôsobené tým, že obežný pohyb Zeme v skutočnosti prebieha premenlivou rýchlosťou. Keď je Zem bližšie k Slnku, jej obežná rýchlosť je vyššia, keď sa vzďaľuje od Slnka, rýchlosť klesá. V tomto smere je koncept ako napr "priemerný slnečný deň", presne ich trvanie je dvadsaťštyri hodín.

Okrem toho sa teraz spoľahlivo zistilo, že doba rotácie Zeme sa zvyšuje pod vplyvom meniacich sa prílivov a odlivov spôsobených Mesiacom. Spomalenie je približne 0,002 s za storočie. Hromadenie takýchto na prvý pohľad nepostrehnuteľných odchýlok však znamená, že od začiatku nášho letopočtu až po súčasnosť je celkové spomalenie už asi 3,5 hodiny.

Revolúcia okolo Slnka je druhým hlavným pohybom našej planéty. Zem sa pohybuje po eliptickej dráhe, t.j. obežná dráha má tvar elipsy. Keď je Mesiac v tesnej blízkosti Zeme a padá do jej tieňa, dochádza k zatmeniu. Priemerná vzdialenosť medzi Zemou a Slnkom je približne 149,6 milióna kilometrov. Astronómia používa jednotku na meranie vzdialeností v rámci slnečnej sústavy; volajú ju "astronomická jednotka" (a.e.). Rýchlosť, ktorou sa Zem pohybuje na obežnej dráhe, je približne 107 000 km/h. Uhol, ktorý zviera zemská os a rovina elipsy, je približne 66°33" a je udržiavaný počas celej obežnej dráhy.

Z pohľadu pozorovateľa na Zemi má revolúcia za následok zdanlivý pohyb Slnka po ekliptike cez hviezdy a súhvezdia znázornené vo zverokruhu. V skutočnosti Slnko tiež prechádza súhvezdím Ophiuchus, ale nepatrí do kruhu Zodiac.

Ročné obdobia

Striedanie ročných období je dôsledkom rotácie Zeme okolo Slnka. Dôvodom sezónnych zmien je sklon osi rotácie Zeme k rovine jej obežnej dráhy. Pohybujúc sa po eliptickej obežnej dráhe sa Zem v januári nachádza v bode najbližšie k Slnku (perihéliu) av júli v bode najvzdialenejšom od neho - aféliu. Dôvodom zmeny ročných období je sklon obežnej dráhy, v dôsledku čoho sa Zem nakláňa k Slnku jednou a potom druhou pologuľou a podľa toho dostáva iné množstvo slnečného svetla. V lete dosahuje Slnko najvyšší bod ekliptiky. To znamená, že Slnko robí svoj najdlhší pohyb nad obzorom počas dňa a dĺžka dňa je maximálna. Naopak, v zime je Slnko nízko nad obzorom, slnečné lúče dopadajú na Zem nie priamo, ale šikmo. Dĺžka dňa je krátka.

V závislosti od ročného obdobia sú rôzne časti planéty vystavené slnečným lúčom. Lúče sú počas slnovratu kolmé na trópy.

Ročné obdobia na severnej pologuli

Ročný pohyb Zeme

Určenie roku, základnej kalendárnej časovej jednotky, nie je také jednoduché, ako sa na prvý pohľad zdá a závisí od zvolenej referenčnej sústavy.

Časový interval, počas ktorého naša planéta dokončí obeh okolo Slnka, sa nazýva rok. Dĺžka roka sa však líši v závislosti od toho, či sa na jej meranie použije východiskový bod nekonečne vzdialená hviezda alebo slnko.

V prvom prípade máme na mysli „hviezdny rok“ („hviezdny rok“) . Je to rovné 365 dní 6 hodín 9 minút a 10 sekúnd a predstavuje čas potrebný na to, aby sa Zem úplne otočila okolo Slnka.

Ale ak zmeriame čas potrebný na to, aby sa Slnko vrátilo do rovnakého bodu v nebeskom súradnicovom systéme, napríklad pri jarnej rovnodennosti, potom dostaneme trvanie "slnečný rok" 365 dní 5 hodín 48 minút 46 sekúnd. Rozdiel medzi hviezdnym a slnečným rokom nastáva v dôsledku precesie rovnodenností; každý rok prichádzajú rovnodennosti (a teda aj slnečné stanice) „skôr“ približne o 20 minút. v porovnaní s predchádzajúcim rokom. Zem sa teda po svojej dráhe pohybuje o niečo rýchlejšie ako Slnko, pri svojom zdanlivom pohybe hviezdami sa vracia do jarnej rovnodennosti.

Vzhľadom na to, že trvanie ročných období je v úzkom spojení so Slnkom, pri zostavovaní kalendárov sa za základ berie "slnečný rok" .

Aj v astronómii sa namiesto obvyklého astronomického času, určeného periódou rotácie Zeme voči hviezdam, zaviedol nový rovnomerne plynúci čas, nesúvisiaci s rotáciou Zeme a nazývaný efemeridový čas.

Prečítajte si viac o efemeridovom čase v sekcii: Teórie pohybu Mesiaca. Ephemeridský čas.

Vážení návštevníci!

Vaša práca je zakázaná JavaScript. Povoľte skripty vo svojom prehliadači a otvorí sa vám plná funkčnosť stránky!

Dobrý deň, milí čitatelia! Dnes by som sa chcel dotknúť témy Zeme a myslel som si, že by sa vám hodil príspevok o tom, ako sa Zem otáča 🙂 Koniec koncov, závisí od toho deň a noc a tiež ročné obdobia. Poďme sa na všetko pozrieť bližšie.

Naša planéta sa otáča okolo svojej osi a okolo Slnka. Keď urobí jednu otáčku okolo svojej osi, uplynie jeden deň, a keď sa točí okolo Slnka, uplynie jeden rok. Prečítajte si viac o tom nižšie:

Zemská os.

Zemská os (rotačná os Zeme) – toto je priamka, okolo ktorej prebieha denná rotácia Zeme; táto čiara prechádza stredom a pretína povrch Zeme.

Sklon osi rotácie Zeme.

Rotačná os Zeme je naklonená k rovine pod uhlom 66°33´; vďaka tomu sa to deje. Keď je Slnko nad obratníkom severu (23°27´ s. š.), na severnej pologuli začína leto a Zem je od Slnka najďalej.

Keď Slnko vyjde nad obratníkom juhu (23°27´ j. š.), na južnej pologuli sa začína leto.

Na severnej pologuli v tomto období začína zima. Príťažlivosť Mesiaca, Slnka a iných planét nemení uhol sklonu zemskej osi, ale spôsobuje jej pohyb po kruhovom kužeľu. Tento pohyb sa nazýva precesia.

Severný pól teraz smeruje k severnej hviezde. Počas nasledujúcich 12 000 rokov sa zemská os v dôsledku precesie presunie približne do polovice a bude smerovať k hviezde Vega.

Približne 25 800 rokov predstavuje úplný precesný cyklus a výrazne ovplyvňuje klimatický cyklus.

Dvakrát do roka, keď je Slnko priamo nad rovníkom, a dvakrát za mesiac, keď je Mesiac v podobnej polohe, príťažlivosť v dôsledku precesie klesá na nulu a dochádza k periodickému zvyšovaniu a znižovaniu rýchlosti precesie.

Takéto oscilačné pohyby zemskej osi sú známe ako nutácia, ktorá vrcholí každých 18,6 roka. Z hľadiska významu jej vplyvu na klímu je táto periodicita na druhom mieste zmeny v ročných obdobiach.

Rotácia Zeme okolo svojej osi.

Denná rotácia Zeme - pohyb Zeme proti smeru hodinových ručičiek alebo zo západu na východ pri pohľade zo severného pólu. Rotácia Zeme určuje dĺžku dňa a spôsobuje zmenu medzi dňom a nocou.

Zem vykoná jednu otáčku okolo svojej osi za 23 hodín 56 minút a 4,09 sekundy. Počas periódy jednej otáčky okolo Slnka vykoná Zem približne 365 ¼ otáčky, čo je jeden rok alebo sa rovná 365 ¼ dňom.

Každé štyri roky pribudne do kalendára ďalší deň, pretože na každú takúto revolúciu pripadá okrem celého dňa ďalšia štvrť dňa. Rotácia Zeme postupne spomaľuje príťažlivosť Mesiaca, čím sa deň za každé storočie predlžuje približne o 1/1000 sekundy.

Podľa geologických údajov by sa rýchlosť rotácie Zeme mohla zmeniť, ale nie o viac ako 5%.

Okolo Slnka sa Zem otáča po eliptickej, takmer kruhovej dráhe, rýchlosťou asi 107 000 km/h v smere zo západu na východ. Priemerná vzdialenosť k Slnku je 149 598 tisíc km a rozdiel medzi najmenšou a najväčšou vzdialenosťou je 4,8 milióna km.

Excentricita (odchýlka od kruhu) obežnej dráhy Zeme sa v priebehu cyklu trvajúceho 94 tisíc rokov mierne mení. Predpokladá sa, že formovanie zložitého klimatického cyklu je uľahčené zmenami vzdialenosti od Slnka a postup a odchod ľadovcov v dobách ľadových sú spojené s jeho jednotlivými štádiami.

Všetko v našom obrovskom Vesmíre je usporiadané veľmi zložito a presne. A naša Zem je v nej len bod, ale toto je náš domov, o ktorom sme sa dozvedeli trochu viac z príspevku o tom, ako sa Zem otáča. Uvidíme sa v nových príspevkoch o štúdiu Zeme a vesmíru🙂