Скорость вращения земли вокруг солнца

С какой скоростью Земля летит сквозь Вселенную

Все планеты нашей системы вращаются вокруг Солнца, но и само светило при этом не стоит на месте. Любой гигантский космический объект обладает большой массой и рождает сильное гравитационное поле, начинающее притягивать к себе соседей. Этим объясняется движение планеты в направлении границ ближайших созвездий Лиры и Геркулеса со скоростью 20 км/с.


Полет Земли через Вселенную. Credit: NASA Solar System Exploration.

Одновременно с этим Солнечная система и соседние с ней объекты притягиваются более крупными звездам. Все вместе они движутся, направляясь к Змееносцу, пересекающему эклиптику большому экваториальному созвездию, в котором вспыхнули последние из наблюдавшихся в нашей Галактике сверхновые звезды. В первом случае скорость перемещения составляет 15 км/с, во втором — 23-25 км/с.

Как часть Млечного Пути, Солнечная система вместе с остальными звездными и планетарными объектами нашей галактики, газовыми облаками, астероидами, кометами, черными дырами, частицами пыли и темной материей движется относительно общего центра масс. Эта условная точка галактики находится на расстоянии около 25 тыс. световых лет от нас. Солнце двигается вокруг нее по эллиптической орбите, 1 полный оборот (галактический год) продолжается 220-250 млн лет. Расчеты показывают, что скорость Солнца составляет около 220 км/с.

Но и сам Млечный Путь нестатичен:

  • он и его соседка по Местной группе галактик Андромеда притягивают друг друга со скоростью примерно 100-150 км/с;
  • находящаяся недалеко от нас крупная галактика М33 тоже движется в нашем направлении примерно с такой же скоростью;
  • большое скопление Девы, находящееся в 15-20 световых годах от нас, настолько массивное, что притягивает Млечный Путь к себе со скоростью 400 км/сек.

Млечный Путь в космосе. Credit: NASA Solar System Exploration.

Но и Андромеда, и М33, и состоящее не менее, чем из 1500 отдельных галактик скопление Девы тоже не являются стационарными объектами. Все они со скоростью 600 км/час движутся по направлению к Великому Аттрактору. Так называют условную точку, расположенную в глубинах Вселенной и состоящую из множества сверхскоплений, притягивающих к себе все окружающее.

Доказательства движения Земли вокруг Солнца

Впервые предположение о том, что Земля движется вокруг Солнца по орбите высказал древнегреческий астроном Аристарх Самосский в III в. до н. э. Но этой идее не дали развиться контраргументы слишком влиятельных соперников: Аристотеля, Птолемея и Платона. Долгие столетия господствовала геоцентрическая система мира, вплоть до работ Коперника 1534 года. С этого периода стали укореняться мысли о наличии орбитального движения Земли.

Сравнение геоцентрической и гелиоцентрической системАвтр: Оригинальный образ Нико Ланга

Доказательствами того, что движение Земли вокруг Солнца существует являются:

  • параллактическое смещение звёзд дважды в год на один и тот же угол;
  • годичное аберрационное смещение звёзд;
  • непрерывное изменение положения Солнца на небе: изменяется полуденная высота Солнца, азимутальный угол восхода и заката.

Параллактическое смещение звёзд

Годичные параллаксы звёзд – изменение местоположения наблюдаемой звезды, объясняющееся изменением положения наблюдателя вследствие вращения Земли вокруг Солнца. Это смещение незаметно невооружённому глазу, так как звёзды удалены от нас на очень большие расстояния.

Для наблюдения за этим явлениям ранее использовали прибор гелиометр. В начале XX в. Фрэнком Шлезингером была разработана стандартная методика определения параллаксов способом фотографирования.

Современные способы измерения координат звёзд – космические телескопы и сверхдальная радиоинтерферометрия.

Движение Земли вокруг Солнца доказывает годичное аберрационное смещение звёзд

Аберрация – угол между наблюдаемым (видимым) и истинным направлением на светило. Годичное аберрационное смещение звёзд было открыто в 1728 году английским астрономом Дж. Брадлеем.

Дело в том, что пока свет от звезды доходит до окуляра прибора, наблюдатель вместе с прибором перемещается по орбите вокруг Солнца. Чтобы свет от звезды попал в объектив, нужно направить прибор не на истинное направление на звезду, а на расчетное.

Эклиптика

Нам кажется, что Солнце перемещается по небосводу, на самом деле это Земля вращается вокруг своей оси. Путь, который Солнце за год проходит по видимой части атмосферы, называют эклиптикой. Эклиптика – это сечение небесной сферы плоскостью земной орбиты. Небесный экватор – линия пересечения плоскости земного экватора с небесной сферой.

Эклиптика с небесным экватором в современную эпоху образует угол 23°27′. Места их пересечения называются точками весеннего и осеннего равноденствий. В этих точках Солнце бывает 20 либо 21 марта и 23 сентября.

Промежуток времени между двумя прохождениями Солнца через точку весеннего равноденствия называется тропическим годом. Тропический год на 20 мин. 24 сек. короче звёздного, т. к. точка весеннего равноденствия движется навстречу годовому движению Солнца.

Причины сезонных изменений

Сезонные изменения происходят благодаря тому, что Земля в течение года находится ближе к Солнцу то одним, то другим полюсом, так как земная ось находится под углом к плоскости эклиптики. Таким образом, Солнце, от которого планета получает львиную долю энергии, в большей мере обогревает то полушарие, которое к нему ближе. Движение вокруг Солнца циклично, поэтому такова же и смена сезонов.

Существуют также географические особенности, такие как неравномерное распределение гор и равнин, воды и суши. Все это влияет на погодные условия.

Разница между температурой на одной широте в разных регионах может составлять до 7 °С, а теплого периода — более чем вдвое.

Направленная энергия Солнца в большем объеме достается экваториальным и относительно близким к нему областям, поэтому лето, каким оно является в понимании жителя средней полосы России, совсем не совпадает с тем, какое оно в тропиках или экваториальном поясе. То же относится и к другим сезонам.

В первом случае Солнце находится под максимальным углом к экватору, что соответствует смене осеннего и весеннего сезонов в разных полушариях. Во втором случае Солнце находится перпендикулярно к экватору — это периоды астрономической смены летнего и зимнего сезонов. В разных полушариях сезоны всегда противоположны.

Скорость движения

Земля совершает вращение по направлению с запада на восток.

Звездные сутки — вращение планеты вокруг своей оси и относительно далеких звезд. Солнечные — относительно центра Солнца. Разница периода вращения между ними составляет 3 минуты 56 секунд. Солнечный — ровно 24 часа, звездный — несколько меньше (23 часа 56 минут 4,09971 секунды ).

Угловая скорость рассчитывается по формуле: 2 Пи ÷ звездные сутки = 7,292115078·10–5 c–1.

Линейная скорость вращения Земли (на экваторе) составляет 465,1013 м/с (1674,365 км/ч). Скорость оборота Земли вокруг своей оси зависит от широты: на экваторе она будет максимальной, на полюсах, соответственно, минимальной. Так, на широте 60° скорость в два раза меньше, чем на экваторе.

Скорость движения Земли вокруг Солнца равняется 108 000 км/ч (30 км/сек). Орбитальный путь составляет около 940 000 000 километров. Полный оборот осуществляется за 365.242199 дней.

Времена года

Орбита Земли проходит то ближе, то дальше от Солнца. Точка наиболее близкого схождения называется перигелием, а наиболее далекого — афелием. Но времена года и температура зависят не от этого, разница между перигелием и афелием составляет всего 1,5—2 % от средней величины (средняя величина в данном случае — это расстояние до Солнца, она носит название астрономической единицы и равна примерно 149 600 000 км ). То есть нашу орбиту можно назвать настолько приближенной к кругу, что эти небольшие отклонения не оказывают существенного влияния на изменение сезонных температур.

Время обращения Земли вокруг Солнца составляет 365.242199 средних солнечных дней, этот период почти равен нашему календарному году.

Траектория планеты формируется таким образом, что в один период времени ось Земли ближе к Солнцу своим южным полюсом, а в другой — северным. Соответственно, если в первом случае большую долю тепла получает южное полушарие, то во втором — северное. Именно это влияет на времена года. Связано это с тем, что угол оси планеты к плоскости эклиптики не меняет своего наклона и всегда составляет 23,4°. Таким образом, если представить себе вид спереди, то в крайней левой точке к Солнцу будет северный полюс, а в крайней правой — южный.

Интересно, что сезонность на экваторе выражена совсем не так, как в средних широтах, ведь его удаленность от светила зависима от оси вращения в наименьшей степени. В то же время меняется угол расположения Солнца по отношению к земному экватору. Этот угол имеет четыре пиковых точки, которые и разделяют времена года. В наиболее крайних положениях их называют точками солнцестояния и равноденствия. Первая считается датой начала зимы/лета, вторая — весны/осени.

Равноденствие

Момент прохождения Солнцем небесного экватора является датой равноденствия. То есть в этот момент времени Солнце расположено по отношению к земному экватору практически перпендикулярно, то есть и северное, и южное полушарие получают равную долю света и тепла.

Даты немного «плавают» и могут отличаться в разных часовых поясах, они приходятся примерно на 20 марта и на 22-23 сентября. Эти числа считаются началом астрономической весны и осени, при этом эти сезоны противоположны в разных полушариях. Если в северном в марте наступает весна, то в южном — осень, и наоборот.

Солнцестояние

Явления, когда Солнце по отношению к экватору находится в самом крайнем положении (то есть в моменты, когда угол отклонения от перпендикуляра к экватору Земли наиболее высок), называются солнцестоянием. Такие события так же, как и равноденствие, случаются дважды в год. Называются они зимним и летним солнцестоянием и приходятся на 21—22 декабря и 20—21 июня.

Для северного полушария 21 декабря — дата, когда продолжительность дня минимальна, а ночи — максимальна. Затем длительность дня начинает возрастать (а ночи — уменьшаться) до тех пор, пока 21 июня не начинается обратный процесс. Под днем понимается период между восходом и заходом Солнца. И здесь также применим принцип противоположности: что в северном полушарии самый короткий, то в южном — самый длинный день.

На бытовом уровне в средних широтах можно наблюдать изменения расположение Солнца над горизонтом в полдень. В день зимнего солнцестояния наше светило будет находиться в самой нижней точке над горизонтом, а затем с каждым днем располагаться все выше и выше. В день летнего солнцестояния оно будет расположено в наивысшей точке и затем пойдет на убыль, следствием чего будет также и сокращение дня.

Что такое орбита Земли и ось

Вселенная движется, как и каждый ее отдельный элемент, причем зачастую на огромных скоростях. К примеру, Земля несется в пространстве со скоростью около 30 км/с, и в процессе чтения этих строк ваше положение во вселенной изменилось километров на 150—200. Более того, планета движется не только в каком-то направлении, но и вокруг своей оси.

Как вращается Земля — для обычного наблюдателя неочевидно. Дело в том, что это движение относительно. Например, по отношению к любому объекту на планете положение остается прежним, а вот по отношению к космическим телам — местоположение изменяется постоянно. Люди вместе с Землей вращаются вокруг ее оси, Солнца, центра галактики и так далее.

Осью называют воображаемую линию, проходящую через южный и северный полюса планеты.

Вокруг этой линии и происходит оборот, который так и называется — вращение вокруг своей оси. При этом, если представить такое движение в плоскости, ось находится не перпендикулярно, а под углом к ней. Если наблюдать процесс с северного полюса Солнца, Земля будет двигаться против часовой стрелки, и наоборот — с южного.

Орбитой Земли называют траекторию ее движения вокруг Солнца.

При этом она представляет собой не круг, а немного вытянутый овал — такую орбиту называют эллиптической. Более того, наклон траектории по отношению к Солнцу постоянно меняется. Если представить, что Солнце статично, Земля движется вокруг него не в одной и той же плоскости. Образно выражаясь, наша планета как бы наматывает нитки на клубок Солнца с равным расстоянием между стежками.

Строение солнечной системы

Солнечная система состоит из центральной звезды — Солнца, планет, их спутников и поясов астероидов, набора комет, метеороидов и других небольших небесных тел, включая космическую пыль. Все они проделывают путь либо вокруг Солнца, либо вокруг планет, либо по другим орбитам.

Всего в нашей системе восемь полноценных планет (по мере удаленности от звезды):

  1. Меркурий (0).
  2. Венера (0).
  3. Земля (1).
  4. Марс (2).
  5. Юпитер (79).
  6. Сатурн (62).
  7. Уран (27).
  8. Нептун (17).

В скобках указано количество спутников. Кроме этого, у четырех последних присутствуют системы колец, состоящие из более мелких тел, метеоритов и квазиспутников.

Первые четыре называют планетами земной группы, их состав отличается от остальных — в основном это силикаты и металлы. Две следующие — газовые гиганты, состоящие в основном из гелия и водорода. Две последние, помимо того, что являются газовыми гигантами, также выделяются в группу ледяных гигантов.

До 2006 в системе существовала девятая планета — Плутон, однако ее понизили в статусе, так как было принято формальное определение планет, которому она не соответствует. В то же время есть пока не доказанная гипотеза о существовании еще одной планеты в нашей системе, которую на данный момент условно так и называют — «девятая планета».

Кроме основных, в системе присутствуют карликовые планеты, к которым теперь и относят Плутон.

Список официально признанных:

  1. Церера (0).
  2. Плутон (5).
  3. Эрида (1).
  4. Макемаке (1).
  5. Хаумеа (2).

В скобках также указано количество спутников. Ученые отмечают, что карликовых планет, еще не открытых, в нашей системе может насчитываться более сорока.

Наклон оси

Ось вращения Земли находится под углом к плоскости эклиптики. Если представить себе плоскость, по которой Земля совершает оборот вокруг Солнца, это она и есть. Строго говоря, Земля никогда не возвращается в одну и ту же точку, поэтому плоскостью это можно назвать условно, но для упрощения объяснения используется именно эта терминология.

Оборот вокруг оси идет под наклоном, так как ось нашей планеты находится под углом 23,4° (точная цифра — 23,439281°) к этой плоскости.

Таким образом, наша Земля «подставляет» Солнцу то свое северное, то южное полушарие.

Архив записей

Архив записейВыберите месяц Сентябрь 2020  (1) Август 2020  (2) Июль 2020  (2) Июнь 2020  (2) Декабрь 2019  (3) Ноябрь 2019  (4) Октябрь 2019  (3) Сентябрь 2019  (2) Май 2019  (1) Октябрь 2018  (1) Июнь 2018  (1) Апрель 2018  (1) Январь 2018  (1) Ноябрь 2017  (1) Октябрь 2017  (1) Сентябрь 2017  (2) Август 2017  (4) Июль 2017  (5) Июнь 2017  (4) Май 2017  (5) Апрель 2017  (2) Март 2017  (1) Февраль 2017  (1) Январь 2017  (3) Декабрь 2016  (1) Ноябрь 2016  (2) Октябрь 2016  (3) Сентябрь 2016  (4) Август 2016  (6) Июль 2016  (9) Июнь 2016  (4) Май 2016  (5) Апрель 2016  (6) Март 2016  (5) Февраль 2016  (8) Январь 2016  (8) Декабрь 2015  (9) Ноябрь 2015  (4) Июль 2015  (1) Март 2015  (1) Февраль 2015  (1) Январь 2015  (1) Июль 2014  (1) Июль 2013  (1) Март 2013  (2) Декабрь 2012  (1) Ноябрь 2012  (1) Сентябрь 2012  (3) Август 2012  (4) Июль 2012  (4) Июнь 2012  (4) Май 2012  (4) Апрель 2012  (5) Март 2012  (7) Февраль 2012  (8) Январь 2012  (7) Декабрь 2011  (5) Ноябрь 2011  (1)

Линия перемены дат

Земля вращается вокруг оси с запада на восток. При этом мореплаватели во главе с Магелланом придерживались противоположного направления. Они обогнули планету с востока на запад, увидев на один восход солнца меньше, чем за время путешествия встретили в Европе. Для того чтобы подобная досадная путаница не возникала каждый раз, когда кто-то решит обойти вокруг света, была проведена линия перемены дат.

Она практически полностью проходит по меридиану 180º и является границей, где время суток остается одинаковым, но изменяется календарная дата.

В отличие от нулевого меридиана линия перемены дат практически не попадает на территорию суши. Благодаря этому в большинстве случаев при перемещении по планете не приходится вычитать или прибавлять один день. Как уже было сказано, основная часть линии совпадает с меридианом 180º. Она соединяет два полюса, попадая на сушу только в Антарктиде.

Правило

Смену дат необходимо проводить при пересечении линии. Если корабль движется с востока на запад, то его команде нужно увеличить календарное число на один. В случае перемещения в обратном направлении оно уменьшается. На отрезке, где временная граница отклоняется, огибая острова Океании, команда вправе менять дату, лишь преодолев меридиан 180º, если судно не будет заходить в один из портов, то есть не возникнет необходимость синхронизации с местным временем.

По своей сути, линия перемены дат лишь условная граница. В ее основе не лежат какие-то физические закономерности. Линия создана для удобства международного общения. Смена одной даты на другую при пересечении этой границы похожа на перевод часов при переходе на летнее или зимнее время. Эти действия помогают человеку соотнести свое движение или деятельность с космическими процессами, но напрямую из них не вытекают.

Видео

Источники

  • https://aif.ru/dontknows/eternal/kak_vrashchaetsya_zemlyahttps://nauka.club/astronomiya/vrashhenie-zemli-vokrug-solnca.htmlhttps://wiki2.org/ru/Суточное_вращение_Землиhttps://spacegid.com/vrashhenie-zemli-vokrug-nashego-svetila.htmlhttps://o-kosmose.ru/solnechnaya-sistema/kak-vrashhaetsya-zemlyahttp://www.vseznaika.org/priroda/chto-takoe-god-mesyac-sutki-s-tochki-zreniya-astronomii/https://fb.ru/article/205487/chto-takoe-liniya-peremenyi-dat

Колебание земной оси

В физике существует два понятия, которые используются для описания колебаний оси Земли — прецессия и нутация.

Прецессия — это такое явление, при котором момент импульса небесного тела меняет свою направленность в пространстве. Такое движение можно увидеть на примере волчка, который при запуске имеет вертикальную ось вращения, но волчок имеет свойство постепенного замедления, в процессе которого скорость начинает теряться. Из-за этого ось начинает постепенно отклоняться от привычной вертикали. За счет этого волчок начинает описывать форму подобную конусу.. Подобное движение и есть прецессия.

С Землей дела обстоят серьезнее и медленнее. Такую особенность в движении нашей родной планеты заметил еще античный географ и астроном Гиппарх, назвав это явление преддверием равноденствия. Цикл процессии у Земли крайне долгий — 25 тысяч лет. Именно с таким движением планеты ученые связывают периодические изменения в климате. Так в какой-то момент колебания станут настолько заметны, что ориентироваться по старым небесным картам будет невозможно из-за смещения всех звезд относительно экваториальной линии.

Нутация — это довольно слабое движение, которое напоминает своего рода качание или же кивание, характерное для твердого тела, совершающего процессию. Это небольшие колебания земной оси, накладывающиеся на прецессионное движение.

Что же будет, если Земля вдруг резко остановится?

Вероятность того, что вы можете в любой момент просто вылететь в открытый космос, равна нулю. В этом вам помогает гравитация, которая безустанно притягивает нас к земле. Но гравитация на Земле не везде одинаковая! Наша планета имеет сферическую форму и за счет вращения вокруг оси, Земля немножко приплюснута у полюсов. Скорость на самой широкой окружности должна быть наивысшей — такой окружностью является экватор. Гравитация на экваторе на 0.3% сильнее!

НАСА заявляет, что остановка планеты невозможна в ближайшие несколько миллиардов лет. Но если представить такую ситуацию, что Земля резко останавливается, — получается не радужная картина. Если вращение самого небесного тела прекратиться, то движение атмосферы никто не остановит, поэтому все, что находилось на поверхности земли будет разрушено сильным ветром. И это касается не только людей и животных, но и зданий, деревьев, и даже верхних слоев почвы!

Вариант с постепенным замедлением же является реальной ситуацией, с которой наша планета столкнется в далеком будущем. Наименьшая скорость, до которой может Земля опуститься, равна одному обороту в 365 дней. Такая ситуация называется “синхронностью солнца”. Тогда одна сторона будет всегда повернута к Солнцу, другая же — как и у Луны, вечно будет во тьме. Но к подобной ситуации, в целом, по заявлениям НАСА, можно будет привыкнуть.

Вернемся опять к полной остановке: если Земля остановится совсем, то скорее всего пропадет магнитное поле, которое создается в первую очередь благодаря спину планеты. Из-за этого мы потеряли бы радиационные пояса Ван Аллена и северные сияния, что оставило бы нас совершенно беззащитными перед космической радиацией. В таком случае, при каждом всплеске радиации на Солнце, Земля бы получала такую дозу излучения, что вряд ли бы осталось что-то живое.

Но не переживайте! Вероятность таких сценариев практически равна нулю!

Змееносец

Созвездие Змееносца утвердилось на эклиптике в первой половине XX века, когда были уточнены границы и координаты созвездий. Оно расположено между Скорпионом и Стрельцом. Причем в Змееносце Солнце проводит даже больше времени, чем в Стрельце. В созвездии Змееносца вспыхнула в 1604 году последняя в нашей Галактике сверхновая звезда. Ее наблюдал еще Иоганн Кеплер. В 1848 году была зафиксирована вспышка новой звезды. В созвездии Змееносца много интересных астрономических объектов. Это красный карлик — звезда Барнарда, множество шаровых скоплений и около 2500 переменных звезд. Ученые открыли около 9 звезд в этом созвездии.

Движение Земли вокруг своей оси

Из-за того, что Земля непрерывно вращается, на каждом участке планеты непрерывно что-то меняется. Например, на смену дню приходит вечер, плавно перетекающий в ночь. И это все благодаря движению вокруг оси.

Стоит сразу отметить, что никакая земная ось на самом деле не существует, только в воображении. Представить ее несложно, она как будто бы проходит сквозь всю планету, пронизывая ее в двух точках-полюсах, Северном и Южном. Несмотря на физическое отсутствие оси, вращается планета так, будто и правда насажена на эту гигантскую палку и раскручена чьей-то сильной рукой.

Направление движения стабильно и происходит с запада на восток. Именно поэтому на протяжении миллионов лет все обитатели планеты видят, что Солнце восходит на востоке и потом скрывается на западе.

Интересно, что если вдруг кто-то возьмется наблюдать за ним с Северного полюса, то выглядеть оно будет как вращение против часовой стрелки. Ну а если с Южного, то, наоборот, по часовой стрелке.

Интересно, что скорость движения, в отличие от направления, периодически меняется. Несложно догадаться, что один оборот Земля делает примерно за 24 часа. Слово «примерно» появилось здесь не случайно. На самом деле, дотошные ученые установили, что сутки суткам рознь и могут отличаться на какие-то доли секунд.

Например, самые короткие были зафиксированы в 2003 году. Они длились меньше, чем положено на целую секунду и еще 5 ее тысячных.

Причин для изменения скорости множество. Это могут быть и внутренние процессы, происходящие глубоко под земной корой, и магнитное излучение Луны, и небесные тела, проносящиеся поблизости от Солнечной системы.

Самые дотошные ученые поли дальше. Они тщательно изучили записи, оставленные их коллегами во времена расцвета Вавилона, и пришли к выводу, что тогда длина суток была меньше на 0,04 секунды. А анализ сохранившихся до наших дней артефактов Мезозойской эры показал, что во времена господства динозавров на планете, длина суток составляла всего 23 часа.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий