Рух Землі навколо Сонця та навколо своєї осі

Рух Землі навколо Сонця безперервний. Завдяки цьому постійному обертанню спостерігаємо, як змінюються на нашій планеті пори року. Облітаючи навколо небесного світила, Земля ще встигає здійснювати рух навколо осі — так змінюються день і ніч. Чому не відчуваємо цього руху і як усе це відбувається? Спробуємо відшукати відповіді.

Рух Землі навколо Сонця

Учені давнини сформулювали ідею геоцентричності світу. Вважалося, що наша планета — нерухомий центр, а всі небесні тіла здійснюють обертання навколо неї.

Першим думку про те, що Земля обертається навколо Сонця, висловив великий астроном Аристарх Самоський у III столітті до н. е. Він запропонував революційну на той момент геліоцентричну систему світу.

Ідею підтримали вавилонянин Селевк (II століття до н. е.), Гераклід Понтійський, Сенека. Але все ж ці вчені залишалися в меншості. Так, Аристотель і Птолемей активно доводили протилежне, а в їхніх роботах можна прочитати багато аргументів на користь того, що ніякого руху Землі не відбувається.

Питанням продовжили займатися середньовічні автори. Знову гіпотезу про обертання Землі сформулював великий індійський астроном і математик Аріабхата (кінець V — початок VI ст.).

Поворотним моментом у цій дискусії стала публікація фундаментальної праці «Про обертання небесних сфер», яку написав і видав 1543 року польський і німецький астроном Микола Коперник. Йому вдалося обґрунтувати гіпотезу обертання Землі і домогтися того, щоб геліоцентрична система світу була розглянута і прийнята людством.

Знадобилося ще багато експериментів для підтвердження висновків ученого. Багато було скептиків і противників цієї ідеї.

Тільки коли Галілей вивів принцип відносності руху, суперечки почали вщухати. Він встановив, що рівномірний рух Землі не позначається на процесах, які на ній протікають. Учений пояснив, чому ми, жителі планети, нічого не відчуваємо під час її постійного руху.

Для сучасної людини те, що Земля обертається навколо Сонця, не сенсація. Дослідники встановили такі подробиці цього процесу:

• Цей рух відбувається по особливій орбіті (траєкторії руху), довжина якої становить приблизно 930 млн км.
• Швидкість руху Землі по орбіті дорівнює близько 30 км/c, тобто 107 218 км/год.
• Обертання нашої планети відбувається в напрямку сходу.
• Земля під час цього обертання зберігає відстань від світила у 150 млн км.
• Для одного повного оберту Землі необхідно 365 діб і 6 годин. Проміжок часу, протягом якого відбувається це обертання, називаємо роком.
• За кожні чотири роки набирається ще одна доба. Тож через три роки на календарі з’являється лютий, у якому 29 днів.

Коли наша планета здійснює це обертання, то її кут нахилу залишається незмінним. З цієї причини на певному відрізку траєкторії Земля більше повертається до світила нижньою частиною, у Південній півкулі настає літній сезон.

У цей же час на Північний полюс сонячні промені потрапляють набагато меншою мірою — там настає період зимових холодів. Є й періоди, коли Сонце більш-менш рівномірно кидає промені на обидві півкулі. Відбувається це навесні та восени.

Отже, розібралися, з якою швидкістю рухається Земля навколо Сонця, і в тому, що таке орбіта Землі. Але на цьому особливості руху Землі не закінчуються.

Рух Землі навколо своєї осі

Якщо між Північним і Південним полюсами нашої планети провести уявну лінію, то вийде так звана земна вісь. Навколо неї постійно відбувається обертання, про яке відомо:

• Земна вісь — це не перпендикулярна лінія. Вона розташована під кутом 23,5° щодо орбіти планети.
• Обертання навколо осі здійснюється, як і по орбіті, у східному напрямку. Якщо розглядати нашу планету зверху в бік Північного полюса, то обертання оцінюється як таке, що відбувається проти стрілки годинника.
• У міру цього обертання день змінюється ніччю.
• Швидкість обертання Землі поруч з екватором (розділова лінія, рівновіддалена від обох полюсів, яка проходить по всьому колу планети) становить 465 м/с (1 674 км/год). У міру віддалення від екватора швидкість такого руху зменшується.

Останній факт мало відомий, але викликає інтерес. Наочно його можна продемонструвати так:

• Поруч з екватором розташоване місто Кіто. Люди, які в ньому живуть, непомітно для себе постійно рухаються разом із планетою на швидкості 465 м/с.
• Жителі Москви, які живуть на північ від лінії екватора, обертаються практично вдвічі повільніше. Їхня швидкість приблизно дорівнює 260 м/с.

Цього обертального руху люди не відчувають, оскільки він здійснюється постійно і рівномірно. При цьому ще й змінюється. Вчені встановили, що щороку відбувається уповільнення обертання в середньому на чотири мілісекунди.

Пояснюють це явище тяжінням Місяця, яке впливає на перебіг припливів і відливів на планеті. Коли вони відбуваються, Місяць намагається притягнути до себе воду і рухає її в напрямку, який протилежний ходу Землі.

Ця своєрідна протидія провокує виникнення незначної сили тертя на дні водойм. За законами фізики цей процес призводить до невеликого уповільнення швидкості руху Землі.

Крайні точки в процесі обертання нашої планети — це такі дати:

1. Зимове сонцестояння (21 грудня). В області Південного полярного кола в цей день ніч не настає. Північне полярне коло, навпаки, опиняється на добу під покровом ночі.
2. Літнє сонцестояння (21 червня). Цього разу все відбувається з точністю навпаки: Південне полярне коло на добу полонить ніч, а на Північному день триває всі 24 години.
3. У дні весняних (20 березня) та осінніх рівнодень (22 або 23 вересня залежно від року) найближче до Сонця розташовується екватор, а день із ніччю рівні за тривалістю в обох півкулях.

Чому ж Земля не відлітає в космічні простори і не падає на Сонце, якщо вона постійно перебуває в русі? Дійсно, під час її обертання відбувається вироблення відцентрової сили, яка спрямована на те, щоб відкинути планету від Сонця.

Але це не відбувається, бо рух Землі завжди має однакову швидкість, а безпечна відстань до світила співвідноситься з відцентровою силою.

Якби Сонце не притягувало Землю, вона б вирушила «подорожувати» Галактикою. Наша планета впала б на свою зірку, якби швидкість обертання на орбіті була повільнішою. Завдяки ідеальному природному балансу всіх цих сил і швидкостей ні того, ні іншого не відбувається.

Рух Землі навколо Сонця підпорядковується цілій низці законів, які людство розгадувало протягом століть. Люди довго намагалися знайти інші пояснення зміні дня і ночі та пір року. Але тепер точно встановлено, що наша планета обертається, а ми рухаємося разом із нею.