/

Ang Earth ay isang planeta dahil sa araw-araw na pag-ikot nito. Pag-ikot ng mundo sa paligid ng araw at ang axis nito

Ang pag-ikot ng Earth ay isa sa mga paggalaw ng Earth, na sumasalamin sa maraming astronomical at geophysical phenomena na nagaganap sa ibabaw ng Earth, sa loob nito, sa atmospera at karagatan, gayundin sa malapit na kalawakan.

Ang pag-ikot ng Earth ay nagpapaliwanag sa pagbabago ng araw at gabi, ang maliwanag na araw-araw na paggalaw ng mga celestial body, ang pag-ikot ng swing plane ng isang load na nakasuspinde sa isang thread, ang deflection ng mga bumabagsak na katawan sa silangan, atbp. Dahil sa pag-ikot ng Earth, ang puwersa ng Coriolis ay kumikilos sa mga katawan na gumagalaw sa ibabaw nito, ang impluwensya nito ay ipinapakita sa pagguho ng mga kanang pampang ng mga ilog sa Northern Hemisphere at ang kaliwa sa Southern Hemisphere ng Earth at sa ilang mga tampok ng sirkulasyon ng atmospera. Ang puwersang sentripugal na nabuo ng pag-ikot ng Earth ay bahagyang nagpapaliwanag ng mga pagkakaiba sa pagbilis ng grabidad sa ekwador at mga pole ng Earth.

Upang pag-aralan ang mga pattern ng pag-ikot ng Earth, dalawang coordinate system ang ipinakilala na may karaniwang pinagmulan sa sentro ng masa ng Earth (Larawan 1.26). Ang sistema ng mundo X 1 Y 1 Z 1 ay nakikilahok sa pang-araw-araw na pag-ikot ng Earth at nananatiling hindi gumagalaw na may kaugnayan sa mga punto sa ibabaw ng mundo. Ang XYZ stellar coordinate system ay hindi nauugnay sa araw-araw na pag-ikot ng Earth. Bagama't ang pinagmulan nito ay gumagalaw sa kosmikong espasyo na may kaunting acceleration, na nakikilahok sa taunang paggalaw ng Earth sa paligid ng Araw sa Galaxy, ang paggalaw na ito ng medyo malayong mga bituin ay maaaring ituring na pare-pareho at rectilinear. Samakatuwid, ang paggalaw ng Earth sa sistemang ito (pati na rin ang anumang celestial object) ay maaaring pag-aralan ayon sa mga batas ng mekanika para sa isang inertial reference frame. Ang XOY plane ay nakahanay sa ecliptic plane, at ang X axis ay nakadirekta sa vernal equinox point γ ng unang panahon. Maginhawang kunin ang mga pangunahing axes ng inertia ng Earth bilang ang mga axes ng coordinate system ng earth ay posible; Ang posisyon ng sistema ng daigdig na may kaugnayan sa stellar system ay karaniwang tinutukoy ng tatlong anggulo ng Euler ψ, υ, φ.

Fig.1.26. Mga sistema ng coordinate na ginagamit upang pag-aralan ang pag-ikot ng Earth

Ang pangunahing impormasyon tungkol sa pag-ikot ng Earth ay mula sa mga obserbasyon sa araw-araw na paggalaw ng mga celestial body. Ang pag-ikot ng Earth ay nangyayari mula kanluran hanggang silangan, i.e. counterclockwise gaya ng nakikita mula sa North Pole ng Earth.

Ang average na pagkahilig ng ekwador sa ecliptic ng unang panahon (angle υ) ay halos pare-pareho (noong 1900 ito ay katumbas ng 23° 27¢ 08.26² at noong ika-20 siglo ay tumaas ito ng mas mababa sa 0.1²). Ang linya ng intersection ng ekwador ng Earth at ang ecliptic ng unang panahon (linya ng mga node) ay dahan-dahang gumagalaw sa kahabaan ng ecliptic mula silangan hanggang kanluran, na gumagalaw ng 1° 13¢ 57.08² bawat siglo, bilang resulta kung saan nagbabago ang anggulo ψ ng 360° sa 25,800 taon (precession). Ang instantaneous axis ng pag-ikot ng OR ay palaging halos kasabay ng pinakamaliit na axis ng inertia ng Earth. Ayon sa mga obserbasyon na ginawa mula noong katapusan ng ika-19 na siglo, ang anggulo sa pagitan ng mga palakol na ito ay hindi lalampas sa 0.4².

Ang yugto ng panahon kung saan ang Earth ay gumagawa ng isang rebolusyon sa paligid ng axis nito na may kaugnayan sa ilang punto sa kalangitan ay tinatawag na isang araw. Ang mga puntos na tumutukoy sa haba ng araw ay maaaring:

· punto ng vernal equinox;

· ang gitna ng nakikitang disk ng Araw, na inilipat ng taunang pagkaligaw (“tunay na Araw”);

· Ang "average na Araw" ay isang kathang-isip na punto, ang posisyon kung saan sa kalangitan ay maaaring kalkulahin sa teorya para sa anumang sandali sa oras.

Ang tatlong magkakaibang yugto ng oras na tinukoy ng mga puntong ito ay tinatawag na sidereal, true solar at average na solar days, ayon sa pagkakabanggit.

Ang bilis ng pag-ikot ng Earth ay nailalarawan sa pamamagitan ng kamag-anak na halaga

kung saan ang P z ay ang tagal ng isang araw sa lupa, ang T ay ang tagal ng isang karaniwang araw (atomic), na katumbas ng 86400 s;

- angular velocities na tumutugma sa terrestrial at standard na mga araw.

Dahil ang halaga ng ω ay nagbabago lamang sa ikasiyam – ikawalong digit, ang mga halaga ng ν ay nasa pagkakasunud-sunod ng 10 -9 -10 -8.

Ang Earth ay gumagawa ng isang buong rebolusyon sa paligid ng axis nito na may kaugnayan sa mga bituin sa isang mas maikling panahon kaysa sa kaugnay sa Araw, dahil ang Araw ay gumagalaw sa kahabaan ng ecliptic sa parehong direksyon kung saan ang Earth ay umiikot.

Ang araw ng sidereal ay natutukoy sa pamamagitan ng panahon ng pag-ikot ng Earth sa paligid ng axis nito na may kaugnayan sa anumang bituin, ngunit dahil ang mga bituin ay may kanya-kanyang sarili at, bukod dito, napaka kumplikadong paggalaw, napagkasunduan na ang simula ng araw ng sidereal ay dapat bilangin. mula sa sandali ng itaas na kulminasyon ng vernal equinox, at ang haba ng sidereal na araw ay itinuturing na ang pagitan ng oras sa pagitan ng dalawang magkasunod na itaas na culmination ng vernal equinox na matatagpuan sa parehong meridian.

Dahil sa mga phenomena ng precession at nutation, ang relatibong posisyon ng celestial equator at ang ecliptic ay patuloy na nagbabago, na nangangahulugan na ang lokasyon ng vernal equinox sa ecliptic ay nagbabago nang naaayon. Ito ay itinatag na ang sidereal day ay 0.0084 segundo na mas maikli kaysa sa aktwal na panahon ng araw-araw na pag-ikot ng Earth at na ang Araw, na gumagalaw sa kahabaan ng ecliptic, ay umabot sa vernal equinox point nang mas maaga kaysa sa umabot sa parehong lugar na may kaugnayan sa mga bituin.

Ang Earth, sa turn, ay umiikot sa Araw hindi sa isang bilog, ngunit sa isang ellipse, kaya ang paggalaw ng Araw ay tila hindi pantay sa atin mula sa Earth. Sa taglamig, ang tunay na araw ng araw ay mas mahaba kaysa sa tag-araw. 36seg. Ang average na yunit ng solar day ay itinuturing na 24 oras 03 minuto. 56.5554 segundong sidereal time.

Dahil sa ellipticity ng orbit ng Earth, ang angular velocity ng Earth na may kaugnayan sa Araw ay nakasalalay sa oras ng taon. Ang Earth ay pinakamabagal na gumagalaw sa orbit nito kapag ito ay nasa perihelion - ang punto ng orbit nito na pinakamalayo mula sa Araw. Bilang resulta, ang tagal ng totoong araw ng araw ay hindi pareho sa buong taon - binabago ng ellipticity ng orbit ang tagal ng totoong araw ng solar ayon sa isang batas na maaaring ilarawan ng isang sinusoid na may amplitude na 7.6 minuto. at isang panahon ng 1 taon.

Ang pangalawang dahilan ng hindi pagkakapantay-pantay ng araw ay ang pagkahilig ng axis ng mundo sa ecliptic, na humahantong sa maliwanag na paggalaw ng Araw pataas at pababa mula sa ekwador sa buong taon. Ang direktang pag-akyat ng Araw malapit sa mga equinox (Larawan 1.17) ay nagbabago nang mas mabagal (dahil ang Araw ay gumagalaw sa isang anggulo sa ekwador) kaysa sa panahon ng mga solstice, kapag ito ay gumagalaw parallel sa ekwador. Bilang resulta, ang isang sinusoidal term na may amplitude na 9.8 minuto ay idinagdag sa tagal ng totoong araw ng araw. at isang panahon ng anim na buwan. Mayroong iba pang mga panaka-nakang epekto na nagbabago sa haba ng tunay na araw ng araw at nakadepende sa oras, ngunit maliit ang mga ito.

Bilang resulta ng pinagsamang pagkilos ng mga epektong ito, ang pinakamaikling totoong araw ng araw ay sinusunod sa Marso 26-27 at Setyembre 12-13, at ang pinakamahaba sa Hunyo 18-19 at Disyembre 20-21.

Upang alisin ang pagkakaiba-iba na ito, ginagamit nila ang average na araw ng solar, na nakatali sa tinatawag na average na Araw - isang kondisyong punto na gumagalaw nang pare-pareho sa kahabaan ng celestial equator, at hindi sa kahabaan ng ecliptic, tulad ng tunay na Araw, at tumutugma sa gitna ng Araw. sa sandali ng vernal equinox. Ang panahon ng rebolusyon ng average na Araw sa buong celestial sphere ay katumbas ng isang tropikal na taon.

Ang average na araw ng araw ay hindi napapailalim sa mga panaka-nakang pagbabago, tulad ng tunay na araw ng araw, ngunit ang tagal nito ay nagbabago nang monotonically dahil sa mga pagbabago sa panahon ng pag-ikot ng axial ng Earth at (sa mas mababang lawak) na may mga pagbabago sa haba ng tropikal na taon, tumataas ng humigit-kumulang 0.0017 segundo bawat siglo. Kaya, ang tagal ng average na araw ng solar sa simula ng 2000 ay katumbas ng 86400.002 SI segundo (ang SI segundo ay tinutukoy gamit ang intra-atomic periodic na proseso).

Ang sidereal na araw ay 365.2422/366.2422=0.997270 average na araw ng araw. Ang halagang ito ay ang pare-parehong ratio ng sidereal at solar time.

Ang ibig sabihin ng solar time at sidereal time ay nauugnay sa isa't isa sa pamamagitan ng mga sumusunod na relasyon:

24 na oras Wed. solar time = 24 na oras. 03 min. 56.555sec. oras ng sidereal

1 oras = 1 oras 00 min. 09.856 seg.

1 min. = 1 min. 00.164 seg.

1 seg. = 1.003 seg.

24 na oras na sidereal time = 23 oras 56 minuto. 04.091 seg. ikasal oras ng araw

1 oras = 59 minuto 50.170 seg.

1 min. = 59.836 seg.

1 seg. = 0.997 seg.

Ang oras sa anumang dimensyon - sidereal, true solar o average solar - ay iba sa iba't ibang meridian. Ngunit ang lahat ng mga punto na nakahiga sa parehong meridian sa parehong sandali sa oras ay may parehong oras, na tinatawag na lokal na oras. Kapag gumagalaw sa parehong parallel sa kanluran o silangan, ang oras sa panimulang punto ay hindi tumutugma sa lokal na oras ng lahat ng iba pang mga heograpikal na punto na matatagpuan sa parallel na ito.

Upang maalis ang disbentaha na ito sa ilang lawak, iminungkahi ng Canadian S. Flushing na ipakilala ang karaniwang oras, i.e. isang sistema ng pagbibilang ng oras batay sa paghahati sa ibabaw ng Earth sa 24 na time zone, bawat isa ay 15° sa longitude mula sa kalapit na sona. Ang pag-flush ay naglagay ng 24 na pangunahing meridian sa mapa ng mundo. Humigit-kumulang 7.5° sa silangan at kanluran ng mga ito, ang mga hangganan ng time zone ng sonang ito ay karaniwang iginuhit. Ang oras ng parehong time zone sa bawat sandali para sa lahat ng mga punto nito ay itinuring na pareho.

Bago ang Flushing, ang mga mapa na may iba't ibang prime meridian ay nai-publish sa maraming bansa sa buong mundo. Kaya, halimbawa, sa Russia ang mga longitude ay binibilang mula sa meridian na dumadaan sa Pulkovo Observatory, sa France - sa pamamagitan ng Paris Observatory, sa Germany - sa pamamagitan ng Berlin Observatory, sa Turkey - sa pamamagitan ng Istanbul Observatory. Upang ipakilala ang karaniwang oras, kinakailangan na pag-isahin ang isang pangunahing meridian.

Ang karaniwang oras ay unang ipinakilala sa Estados Unidos noong 1883, at noong 1884. Sa Washington, sa International Conference, kung saan nakibahagi rin ang Russia, isang napagkasunduang desisyon ang ginawa sa karaniwang oras. Sumang-ayon ang mga kalahok sa kumperensya na isaalang-alang ang prime o prime meridian bilang meridian ng Greenwich Observatory, at ang lokal na mean solar time ng Greenwich meridian ay tinawag na unibersal o world time. Ang tinatawag na "date line" ay itinatag din sa kumperensya.

Sa ating bansa, ang karaniwang oras ay ipinakilala noong 1919. Isinasaalang-alang bilang batayan ang internasyonal na sistema ng mga time zone at ang mga administratibong hangganan na umiiral noong panahong iyon, ang mga time zone mula II hanggang XII kasama ay inilapat sa mapa ng RSFSR. Ang lokal na oras ng mga time zone na matatagpuan sa silangan ng Greenwich meridian ay tumataas ng isang oras mula sa zone hanggang zone, at naaayon ay bumababa ng isang oras sa kanluran ng Greenwich.

Kapag kinakalkula ang oras sa pamamagitan ng mga araw sa kalendaryo, mahalagang itatag kung saang meridian magsisimula ang bagong petsa (araw ng buwan). Ayon sa internasyonal na kasunduan, ang linya ng petsa ay tumatakbo sa kahabaan ng meridian, na 180° ang layo mula sa Greenwich, umaatras mula dito: sa kanluran - malapit sa Wrangel Island at Aleutian Islands, sa silangan - sa baybayin ng Asia , ang mga isla ng Fiji, Samoa, Tongatabu, Kermandek at Chatham.

Sa kanluran ng linya ng petsa, ang araw ng buwan ay palaging isa pa kaysa sa silangan nito. Samakatuwid, pagkatapos tumawid sa linyang ito mula sa kanluran hanggang sa silangan, kinakailangang bawasan ng isa ang bilang ng buwan, at pagkatapos tumawid mula silangan hanggang kanluran, dagdagan ito ng isa. Ang pagbabago ng petsa na ito ay karaniwang ginagawa sa pinakamalapit na hatinggabi pagkatapos tumawid sa International Date Line. Halatang halata na ang isang bagong buwan sa kalendaryo at isang bagong taon ay magsisimula sa International Date Line.

Kaya, ang prime meridian at ang 180°E meridian, kung saan pangunahing dumadaan ang linya ng petsa, ay naghahati sa globo sa kanluran at silangang hemisphere.

Sa buong kasaysayan ng sangkatauhan, ang pang-araw-araw na pag-ikot ng Earth ay palaging nagsisilbing perpektong pamantayan ng oras, na kinokontrol ang mga aktibidad ng mga tao at isang simbolo ng pagkakapareho at katumpakan.

Ang pinakalumang tool para sa pagtukoy ng oras BC ay isang gnomon, isang pointer sa Greek, isang patayong haligi sa isang patag na lugar, ang anino nito, na nagbabago ng direksyon nito habang gumagalaw ang Araw, ay nagpakita ng ganito o ang oras na iyon ng araw sa isang sukat na minarkahan sa lupa malapit sa haligi. Ang mga sundial ay kilala mula noong ika-7 siglo BC. Sa una, karaniwan ang mga ito sa Ehipto at sa mga bansa sa Gitnang Silangan, mula sa kung saan sila lumipat sa Greece at Roma, at kahit na kalaunan ay tumagos sa mga bansa ng Kanluran at Silangang Europa. Ang mga astronomo at mathematician ng sinaunang daigdig, ang Middle Ages at modernong panahon ay humarap sa mga isyu ng gnomonics - ang sining ng paggawa ng mga sundial at ang kakayahang gamitin ang mga ito. Noong ika-18 siglo at sa simula ng ika-19 na siglo. Ang Gnomonics ay ipinakita sa mga aklat-aralin sa matematika.

At pagkatapos lamang ng 1955, nang ang mga pangangailangan ng mga physicist at astronomer para sa katumpakan ng oras ay tumaas nang malaki, naging imposible na masiyahan sa araw-araw na pag-ikot ng Earth bilang isang pamantayan ng oras, na hindi pantay sa kinakailangang katumpakan. Ang oras, na tinutukoy ng pag-ikot ng Earth, ay hindi pantay dahil sa mga paggalaw ng poste at ang muling pamamahagi ng angular momentum sa pagitan ng iba't ibang bahagi ng Earth (hydrosphere, mantle, liquid core). Ang meridian na pinagtibay para sa timing ay tinutukoy ng EOR point at ang punto sa ekwador na katumbas ng zero longitude. Ang meridian na ito ay napakalapit sa Greenwich.

Ang mundo ay umiikot nang hindi pantay, na nagiging sanhi ng mga pagbabago sa haba ng araw. Ang bilis ng pag-ikot ng Earth ay maaaring pinakasimpleng nailalarawan sa pamamagitan ng paglihis ng tagal ng araw ng Earth mula sa pamantayan (86,400 s). Kung mas maikli ang araw ng Earth, mas mabilis ang pag-ikot ng Earth.

May tatlong bahagi sa laki ng mga pagbabago sa bilis ng pag-ikot ng Earth: sekular na pagbagal, pana-panahong pagbabago sa pana-panahon at hindi regular na biglaang pagbabago.

Ang sekular na pagbagal sa bilis ng pag-ikot ng Earth ay dahil sa pagkilos ng tidal forces of attraction ng Buwan at Araw. Ang lakas ng tidal ay umaabot sa Earth sa isang tuwid na linya na nagkokonekta sa gitna nito sa gitna ng nakakagambalang katawan - ang Buwan o ang Araw. Sa kasong ito, ang compression force ng Earth ay tumataas kung ang resulta ay tumutugma sa equatorial plane, at bumababa kapag lumihis ito patungo sa tropiko. Ang moment of inertia ng compressed Earth ay mas malaki kaysa sa undeformed spherical planet, at dahil ang angular momentum ng Earth (i.e., ang produkto ng moment of inertia nito sa angular velocity) ay dapat manatiling pare-pareho, ang bilis ng pag-ikot ng ang compressed Earth ay mas mababa kaysa sa undeformed Earth. Dahil sa ang katunayan na ang mga declinations ng Buwan at Araw, ang mga distansya mula sa Earth hanggang sa Buwan at Araw ay patuloy na nagbabago, ang lakas ng tidal ay nagbabago sa paglipas ng panahon. Ang compression ng Earth ay nagbabago nang naaayon, na sa huli ay nagdudulot ng tidal fluctuation sa rate ng pag-ikot ng Earth. Ang pinakamahalaga sa mga ito ay ang mga pagbabagu-bago na may semi-buwanang at buwanang mga panahon.

Ang pagbagal sa bilis ng pag-ikot ng Earth ay nakita sa panahon ng astronomical na obserbasyon at paleontological na pag-aaral. Ang mga obserbasyon ng mga sinaunang solar eclipses ay humantong sa konklusyon na ang haba ng araw ay tumataas ng 2 segundo bawat 100,000 taon. Ang mga obserbasyon ng paleontological ng mga corals ay nagpakita na ang mga coral ng mainit na dagat ay lumalaki, na bumubuo ng isang sinturon, ang kapal nito ay depende sa dami ng liwanag na natatanggap bawat araw. Kaya, posible na matukoy ang taunang mga pagbabago sa kanilang istraktura at kalkulahin ang bilang ng mga araw sa isang taon. Sa modernong panahon, 365 coral belt ang natagpuan. Ayon sa mga obserbasyon ng paleontological (Talahanayan 5), ang haba ng araw ay tumataas ng linearly sa oras ng 1.9 s bawat 100,000 taon.

Talahanayan 5

Ayon sa mga obserbasyon sa nakalipas na 250 taon, ang araw ay tumaas ng 0.0014 s bawat siglo. Ayon sa ilang data, bilang karagdagan sa tidal slowdown, mayroong pagtaas sa bilis ng pag-ikot ng 0.001 s bawat siglo, na sanhi ng pagbabago sa sandali ng pagkawalang-galaw ng Earth dahil sa mabagal na paggalaw ng bagay sa loob ng Earth at sa ibabaw nito. Ang sarili nitong acceleration ay binabawasan ang haba ng araw. Dahil dito, kung wala ito, ang araw ay tataas ng 0.0024 s bawat siglo.

Bago ang paglikha ng mga atomic na orasan, ang pag-ikot ng Earth ay kinokontrol sa pamamagitan ng paghahambing ng naobserbahan at kinakalkula na mga coordinate ng Buwan, Araw at mga planeta. Sa ganitong paraan, posible na makakuha ng ideya ng pagbabago sa bilis ng pag-ikot ng Earth sa huling tatlong siglo - mula sa katapusan ng ika-17 siglo, nang ang unang instrumental na mga obserbasyon ng paggalaw ng Nagsimula ang buwan, Araw at mga planeta. Ang pagsusuri sa mga datos na ito ay nagpapakita (Larawan 1.27) na mula sa simula ng ika-17 siglo. hanggang sa kalagitnaan ng ika-19 na siglo. Ang bilis ng pag-ikot ng Earth ay bahagyang nagbago. Mula sa ikalawang kalahati ng ika-19 na siglo. Sa ngayon, ang mga makabuluhang irregular na pagbabago ng bilis ay naobserbahan na may mga katangiang oras ng pagkakasunud-sunod ng 60-70 taon.

Fig.1.27. Paglihis ng haba ng araw mula sa karaniwang mga halaga sa paglipas ng 350 taon

Pinakamabilis na umikot ang Earth noong 1870, nang ang haba ng araw ng Earth ay 0.003 s na mas maikli kaysa sa pamantayan. Ang pinakamabagal - sa paligid ng 1903, nang ang araw ng mundo ay 0.004 s na mas mahaba kaysa sa karaniwan. Mula 1903 hanggang 1934 Nagkaroon ng acceleration ng pag-ikot ng Earth mula sa huling bahagi ng 30s hanggang 1972. nagkaroon ng pagbagal, at mula noong 1973. Sa kasalukuyan, pinapabilis ng Earth ang pag-ikot nito.

Ang mga pana-panahong taunang at kalahating-taunang pagbabagu-bago sa bilis ng pag-ikot ng Earth ay ipinaliwanag ng mga pana-panahong pagbabago sa moment of inertia ng Earth dahil sa pana-panahong dynamics ng atmospera at ang planetary distribution ng precipitation. Ayon sa modernong data, ang haba ng araw ay nagbabago ng ±0.001 segundo sa buong taon. Ang pinakamaikling araw ay sa Hulyo-Agosto, at ang pinakamahabang araw ay sa Marso.

Ang mga pana-panahong pagbabago sa bilis ng pag-ikot ng Earth ay may mga panahon na 14 at 28 araw (lunar) at 6 na buwan at 1 taon (solar). Ang pinakamababang bilis ng pag-ikot ng Earth (ang acceleration ay zero) ay tumutugma sa Pebrero 14, ang average na bilis (maximum acceleration) ay Mayo 28, ang maximum na bilis (acceleration ay zero) ay Agosto 9, ang average na bilis (minimum na deceleration) ay Nobyembre 6 .

Ang mga random na pagbabago sa bilis ng pag-ikot ng Earth ay sinusunod din, na nangyayari sa hindi regular na pagitan ng oras, halos multiple ng labing-isang taon. Ang ganap na halaga ng relatibong pagbabago sa angular velocity ay naabot noong 1898. 3.9×10 -8, at noong 1920 – 4.5×10 -8. Ang kalikasan at likas na katangian ng mga random na pagbabago sa bilis ng pag-ikot ng Earth ay hindi gaanong pinag-aralan. Ipinapaliwanag ng isang hypothesis ang hindi regular na pagbabagu-bago sa angular velocity ng pag-ikot ng Earth sa pamamagitan ng recrystallization ng ilang mga bato sa loob ng Earth, na binabago ang moment of inertia nito.

Bago ang pagtuklas ng hindi pantay na pag-ikot ng Earth, ang nagmula na yunit ng oras - ang pangalawa - ay tinukoy bilang 1/86400 ng average na araw ng araw. Ang pagkakaiba-iba ng average na araw ng araw dahil sa hindi pantay na pag-ikot ng Earth ay nagpilit sa amin na iwanan ang kahulugan na ito ng pangalawa.

Noong Oktubre 1959 Ang International Bureau of Weights and Measures ay nagpasya na ibigay ang sumusunod na kahulugan sa pangunahing yunit ng oras, ang pangalawa:

"Ang isang segundo ay 1/31556925.9747 ng tropikal na taon para sa 1900, Enero 0, sa 12 o'clock ephemeris time."

Ang pangalawang tinukoy sa ganitong paraan ay tinatawag na "ephemeris". Ang numerong 31556925.9747=86400´365.2421988 ay ang bilang ng mga segundo sa tropikal na taon, ang tagal nito para sa taong 1900, Enero 0, sa 12 oras ng ephemeris time (unipormeng Newtonian na oras) ay katumbas ng 365.2421.98 average na araw ng araw.

Sa madaling salita, ang isang ephemeris second ay isang yugto ng oras na katumbas ng 1/86400 ng average na haba ng average na araw ng araw, na mayroon sila noong 1900, noong Enero 0, sa 12 oras ng oras ng ephemeris. Kaya, ang bagong kahulugan ng pangalawa ay nauugnay din sa paggalaw ng Earth sa paligid ng Araw, habang ang lumang kahulugan ay batay lamang sa pag-ikot nito sa paligid ng axis nito.

Sa ngayon, ang oras ay isang pisikal na dami na maaaring masukat nang may pinakamataas na katumpakan. Ang yunit ng oras - ang pangalawa ng "atomic" na oras (SI segundo) - ay katumbas ng tagal ng 9192631770 na mga panahon ng radiation na tumutugma sa paglipat sa pagitan ng dalawang hyperfine na antas ng ground state ng cesium-133 atom, ay ipinakilala noong 1967 sa pamamagitan ng desisyon ng XII General Conference of Weights and Measures, at noong 1970 ang " atomic" na oras ay kinuha bilang pangunahing oras ng sanggunian. Ang relatibong katumpakan ng cesium frequency standard ay 10 -10 -10 -11 sa loob ng ilang taon. Ang atomic time standard ay walang pang-araw-araw o sekular na pagbabagu-bago, hindi tumatanda at may sapat na katiyakan, katumpakan at reproducibility.

Sa pagpapakilala ng atomic time, ang katumpakan ng pagtukoy sa hindi pantay na pag-ikot ng Earth ay makabuluhang napabuti. Mula sa sandaling ito, naging posible na itala ang lahat ng pagbabagu-bago sa bilis ng pag-ikot ng Earth na may panahon na higit sa isang buwan. Ipinapakita ng Figure 1.28 ang kurso ng average na buwanang paglihis para sa panahon ng 1955-2000.

Mula 1956 hanggang 1961 Ang pag-ikot ng Earth ay bumilis mula 1962 hanggang 1972. - bumagal, at mula noong 1973. hanggang sa kasalukuyan - ay bumilis muli. Ang pagbilis na ito ay hindi pa natatapos at magpapatuloy hanggang 2010. Pagpapabilis ng pag-ikot 1958-1961 at paghina 1989-1994. ay panandaliang pagbabagu-bago. Ang mga pana-panahong pagkakaiba-iba ay nagiging sanhi ng pinakamabagal na bilis ng pag-ikot ng Earth sa Abril at Nobyembre, at pinakamataas sa Enero at Hulyo. Ang maximum na Enero ay makabuluhang mas mababa kaysa sa maximum ng Hulyo. Ang pagkakaiba sa pagitan ng pinakamababang paglihis ng tagal ng araw ng daigdig mula sa pamantayan noong Hulyo at ang pinakamataas sa Abril o Nobyembre ay 0.001 s.

Fig.1.28. Average na buwanang paglihis ng tagal ng araw ng Earth mula sa pamantayan sa loob ng 45 taon

Ang pag-aaral ng hindi pantay ng pag-ikot ng Earth, nutation ng axis ng Earth at ang paggalaw ng mga pole ay may malaking pang-agham at praktikal na kahalagahan. Ang kaalaman sa mga parameter na ito ay kinakailangan upang matukoy ang mga coordinate ng celestial at terrestrial na mga bagay. Nag-aambag sila sa pagpapalawak ng ating kaalaman sa iba't ibang larangan ng geosciences.

Noong 80s ng ika-20 siglo, pinalitan ng mga bagong pamamaraan ng geodesy ang mga astronomical na pamamaraan para sa pagtukoy ng mga parameter ng pag-ikot ng Earth. Ang mga obserbasyon ng Doppler ng mga satellite, laser ranging ng Buwan at mga satellite, GPS global positioning system, radio interferometry ay mabisang paraan para pag-aralan ang hindi pantay na pag-ikot ng Earth at ang paggalaw ng mga poste. Ang pinaka-angkop para sa interferometry ng radyo ay mga quasar - malakas na pinagmumulan ng paglabas ng radyo na napakaliit na laki ng anggular (mas mababa sa 0.02²), na, tila, ang pinakamalayong mga bagay ng Uniberso, halos hindi gumagalaw sa kalangitan. Kinakatawan ng Quasar radio interferometry ang pinakaepektibo at independiyenteng mga optical measurements na paraan para sa pag-aaral ng rotational motion ng Earth.

"Ang ating planeta ay umiikot" - ang nasabing pahayag ay matagal nang naging halata. Bukod dito, ang pag-ikot na ito ay masalimuot, marahil ay mas kumplikado kaysa sa maiisip ng isang tao at hindi pa ganap na ginalugad ng tao, dahil ang mga hangganan ng sansinukob ay hindi pa alam, at walang sinuman ang makapagsasabi kung ano ang ganap na umiikot sa mundo ng ating buong planeta. Gayunpaman, ang anumang pag-ikot, tulad ng anumang paggalaw, ay isang kamag-anak na bagay, at mula sa Earth ay tila sa atin na ito ay hindi tayo, ngunit ang buong mundo ang umiikot sa ating paligid, kaya naman tumagal ng maraming siglo para sa tao upang mapagtanto ang pag-ikot. ng sarili niyang planeta. At ang tila halata na ngayon ay talagang napakahirap: tingnan ang iyong mundo mula sa labas, lalo na kapag tila ito ang sentro ng uniberso. Subukan nating alamin kung paano umiikot ang ating planeta at kung anong mga kahihinatnan ang lumabas dito.

Pag-ikot sa paligid ng axis nito

Ang mundo ay umiikot sa axis nito at gumagawa ng isang buong rebolusyon sa loob ng 24 na oras. Mula sa aming panig - sa Earth - sinusunod namin ang paggalaw ng kalangitan, ang Araw, mga planeta at mga bituin. Ang kalangitan ay umiikot mula silangan hanggang kanluran, kaya ang Araw at mga planeta ay sumisikat sa silangan at lumulubog sa kanluran. Ang pangunahing celestial body para sa atin, siyempre, ay ang Araw. Ang pag-ikot ng Earth sa paligid ng axis nito ay nagiging sanhi ng Araw na tumataas sa itaas ng abot-tanaw araw-araw at bumababa sa ibaba nito tuwing gabi. Actually, ito ang dahilan kung bakit nagsusunod ang araw at gabi. Malaki rin ang kahalagahan ng Buwan para sa ating planeta. Ang Buwan ay kumikinang na may liwanag na sinasalamin mula sa Araw, kaya ang pagbabago ng araw at gabi ay hindi nakasalalay dito, gayunpaman, ang Buwan ay isang napakalaking celestial na bagay, kaya't ito ay may kakayahang maakit ang likidong shell ng Earth sa sarili nito, na bahagyang nababago. ito. Sa pamamagitan ng mga pamantayan ng kosmiko, ang atraksyong ito ay hindi gaanong mahalaga, ngunit sa atin, ito ay kapansin-pansin. Dalawang beses sa isang araw ang pagtaas ng tubig at dalawang beses sa isang araw ang low tide. Ang mga pagtaas ng tubig ay sinusunod sa bahagi ng planeta sa itaas kung saan matatagpuan ang Buwan, gayundin sa kabaligtaran nito. Ang low tides ay inilipat kaugnay ng high tides ng 90°. Ang Buwan ay gumagawa ng isang buong rebolusyon sa paligid ng Earth sa isang buwan (kaya ang pangalan ng bahagyang buwan sa kalangitan), sa parehong oras na ito ay gumagawa ng isang buong rebolusyon sa paligid ng axis nito, kaya palagi nating nakikita ang isang bahagi lamang ng Buwan. Sino ang nakakaalam, kung ang Buwan ay umiikot sa ating kalangitan, marahil ay nahulaan ng mga tao ang tungkol sa pag-ikot ng kanilang planeta nang mas maaga.
Mga konklusyon: ang pag-ikot ng Earth sa paligid ng axis nito ay humahantong sa pagbabago ng araw at gabi, ang paglitaw ng mga ebbs at daloy.

Pag-ikot sa paligid ng Araw

Noong ika-17 siglo lamang na ang heliocentric na modelo ng mundo (ang Earth at ang mga planeta ay umiikot sa Araw) sa wakas ay pinalitan ang geocentric na modelo (ang Araw at ang mga planeta ay umiikot sa Earth). Ang pag-unlad ng astronomiya at ang pagmamasid sa mga planeta ay naging dahilan upang hindi na masabi na ang mundo ay umiikot sa Earth. Ngayon ay malinaw na sa lahat na ang ating planeta ay umiikot sa Araw sa humigit-kumulang 365.25 araw. Sa kasamaang palad, ito ay hindi masyadong maginhawa, at ang petsang ito ay hindi maaaring bilugan, kung hindi man ang isang error ng isang araw ay maipon sa loob ng 4 na taon. Sa pamamagitan ng paraan, ang tampok na ito ay lumikha ng maraming mga problema para sa mga sinaunang tao, dahil ang pagguhit ng isang kalendaryo dahil sa hindi pantay na bilang ng mga araw sa isang taon ay naging kalituhan. Naapektuhan pa nito ang Sinaunang Roma; mayroong isang salawikain na, maluwag na binibigyang-kahulugan, na ang mga Romano ay laging nakakamit ng mga dakilang tagumpay, ngunit hindi nila alam kung anong araw ito nangyari. Isinagawa niya ang kinakailangang reporma sa kalendaryo noong 45 BC. Julius Caesar. Ito ay sa kanyang karangalan na tinatawag pa rin natin ang ikapitong buwan ng taon na "Hulyo." Sa kalendaryong Julian, bawat ika-4 na taon ay isang taon ng paglukso, ibig sabihin, ito ay 366 araw - idinagdag ang Pebrero 29. Gayunpaman, ang sistemang ito ay hindi naging sapat na tumpak, dahil sa paglipas ng panahon, ang mga error ay nagsimulang maipon dito. Ang taon ay talagang 11 minutong mas maikli ang haba, na nagiging makabuluhan sa paglipas ng mga siglo. Sa loob ng humigit-kumulang 128 taon, ang kalendaryong Julian ay nag-iipon ng error na 1 araw. Dahil dito, kinailangan na magpakilala ng bago - ang Gregorian calendar (ito ay ipinakilala ni Pope Gregory XIII). Ginagamit pa rin namin ang kalendaryong ito ngayon. Sa loob nito, hindi lahat ng taon na nahahati sa 4 ay itinuturing na taon ng paglukso. Ang mga taon na nahahati sa 100 ay mga taon ng paglukso kung mahahati sila ng 400. Ngunit kahit na ang kalendaryong ito ay hindi mainam; Totoo, sa ngayon ay nasisiyahan kami sa gayong pagkakamali. Gayunpaman, ang problemang ito ay maaaring malutas nang puro teknikal sa pamamagitan ng pagpapakilala nito tuwing 10 libong taon sa Pebrero 30, gayunpaman, hindi ito nagbabanta sa amin.
Kaya, ang Earth ay umiikot sa Araw sa isang taon, habang ang mga panahon ay nagbabago dito. Ang dahilan nito ay ang pagtabingi ng axis ng lupa. Ang axis ng pag-ikot ng ating planeta (at ito ang nakikita natin sa globo) ay nakakiling sa isang anggulo na 23.5°. Kasabay nito, palagi siyang "tumingin" sa isang punto sa kalangitan, sa tabi kung saan matatagpuan ang North Star, na lumilikha ng impresyon na ang celestial sphere ay umiikot sa puntong ito. Ang pagtabingi ng axis ng daigdig ay humahantong sa katotohanan na sa loob ng kalahating taon ang daigdig ay tumagilid patungo sa Araw ng Northern Hemisphere, at sa loob ng kalahating taon ay tinatalikuran ito ng Northern Hemisphere at lumiko patungo sa Southern Hemisphere. Ito ay humahantong sa katotohanan na ang taas ng Araw sa itaas ng abot-tanaw ay nagbabago mula buwan hanggang buwan - sa taglamig ito ay tumataas nang mababa, nakakatanggap tayo ng kaunting init, at nagiging malamig. Ngunit sa kabaligtaran ng hemisphere sa sandaling ito ay tag-araw - ito ay lumiliko patungo sa Araw, makalipas ang anim na buwan ay dumating ang tag-araw. Ang araw ay sumisikat nang mas mataas at mas mataas sa itaas ng abot-tanaw at nagpapainit sa ating kalahati ng Earth, gayunpaman, ang taglamig ay darating sa kabilang panig ng planeta. (tingnan ang figure; pinagmulan: http://www.rgo.ru/2011/01/kogda-prixodit-osen/)
Nais kong tandaan na itinuturing nating pare-pareho ang pagtabingi ng axis ng mundo, at ayon sa mga pamantayan ng buhay ng tao ito ay totoo, bagaman hindi ganap. Ang katotohanan ay ang North Pole ng mundo sa kalangitan (kung saan ang North Star ngayon) ay dahan-dahang gumagalaw. Ang phenomenon na ito ay tinatawag na pole precession. Ang parehong proseso ay sinusunod sa isang umiikot na tuktok, na nagsisimula kaming malinaw na makita kapag ang tuktok ay nagsimulang huminto. Sa kabila ng mabilis na pag-ikot, ang hawakan nito ay nagsisimula upang ilarawan ang mga bilog, dahan-dahang binabago ang direksyon ng pagkahilig ng axis nito. Siyempre, ang Earth ay hindi isang tuktok at isang mahigpit na parallel ay hindi maaaring iguguhit, ngunit ang proseso ay magkatulad, kaya sa loob ng ilang libong taon ang North Star ay wala na sa "celestial pole". Gayunpaman, sa buong buhay ng isang tao ay hindi magagawang obserbahan ang mga naturang proseso. Pati na rin ang pagbabago sa pagtabingi ng axis ng lupa. Malinaw, sa loob ng 4.5 bilyong taon ng pag-iral, ang pagtabingi ng ating planeta ay nagbago, na nagkaroon ng malubhang kahihinatnan para sa buong planeta, ngunit ang pagbabago sa pagtabingi ng axis ay maaaring mangyari nang hindi hihigit sa 1° sa daan-daang libong taon ! Ang ilang mga pseudoscientific na pelikula ay nagsasabi sa amin tungkol sa isang posibleng halos madalian na paglilipat ng mga geograpikal na pole, ngunit ayon sa mga batas ng kalikasan hindi ito pisikal na mangyayari.
Konklusyon: Ang pag-ikot ng Earth sa paligid ng Araw ay humahantong sa pagbabago ng mga panahon, salamat sa patuloy na pagtabingi ng axis ng Earth na 23.5°

Pag-ikot sa gitna ng kalawakan

Ang Earth at ang buong solar system ay matatagpuan sa isang kalawakan na tinatawag nating Milky Way. Natanggap nito ang pangalang ito dahil kung ano ang ating Galaxy sa maaliwalas na kalangitan sa labas ng lungsod sa isang gabing walang buwan ay mukhang isang liwanag na pahabang strip. Para sa mga sinaunang tao, ito ay kahawig ng gatas na natapon sa kalangitan, na talagang milyun-milyong bituin sa ating kalawakan. Ang kalawakan ay aktwal na may spiral na hugis at dapat ay katulad ng ating pinakamalapit na kapitbahay - ang Andromeda galaxy (nakalarawan). Sa kasamaang palad, hindi pa natin matingnan ang sarili nating kalawakan mula sa labas, ngunit ang mga modernong kalkulasyon at obserbasyon ay nagpapakita na ang ating sistema ay matatagpuan sa medyo malapit sa gilid ng Milky Way sa isa sa mga braso nito. Ang mga braso ng spiral galaxy ay dahan-dahang umiikot sa gitna nito, at kami ay umiikot kasama nila. Ang Earth at ang buong solar system ay nakumpleto ang isang rebolusyon sa paligid ng sentro ng kalawakan sa 225-250 milyong taon. Sa kasamaang palad, masyadong kaunti ang nalalaman tungkol sa mga kahihinatnan ng pag-ikot na ito, dahil ang malay-tao na buhay ng sangkatauhan sa Earth ay sinusukat sa libu-libong taon, at ang mga seryosong obserbasyon ay isinasagawa sa loob lamang ng ilang siglo, gayunpaman, ang mga prosesong nagaganap sa kalawakan ay dapat kahit papaano ay nakakaimpluwensya rin sa buhay ng ating planeta, ngunit ito ay nananatiling makikita.

Ang lupa ay kasangkot sa ilang uri ng paggalaw: sa paligid ng sarili nitong axis, kasama ng iba pang mga planeta ng Solar system sa paligid ng Araw, kasama ng Solar system sa paligid ng gitna ng Galaxy, atbp. Gayunpaman, ang pinakamahalaga para sa kalikasan ng Earth ay paggalaw sa paligid ng sarili nitong axis At sa paligid ng Araw.

Ang paggalaw ng Earth sa paligid ng sarili nitong axis ay tinatawag pag-ikot ng ehe. Isinasagawa ito sa direksyon mula kanluran hanggang silangan(counterclockwise kapag tiningnan mula sa North Pole). Ang panahon ng pag-ikot ng axial ay humigit-kumulang 24 na oras (23 oras 56 minuto 4 segundo), iyon ay, isang makalupang araw. Samakatuwid, ang paggalaw ng axial ay tinatawag pang-araw-araw na allowance.

Ang axial motion ng Earth ay may hindi bababa sa apat na pangunahing kahihinatnan : figure ng Earth; ang pagbabago ng gabi at araw; ang paglitaw ng puwersa ng Coriolis; ang paglitaw ng mga ebbs and flows.

Dahil sa axial rotation ng Earth, polar compression, samakatuwid ang pigura nito ay isang ellipsoid ng rebolusyon.

Umiikot sa paligid ng axis nito, ang Earth ay "nagdidirekta" sa una sa isang hemisphere at pagkatapos ay sa isa pa patungo sa Araw. Sa may ilaw na bahagi - araw, sa walang ilaw - gabi. Ang haba ng araw at gabi sa iba't ibang latitude ay tinutukoy ng posisyon ng Earth sa orbit. May kaugnayan sa pagbabago ng araw at gabi, ang isang pang-araw-araw na ritmo ay sinusunod, na pinaka-binibigkas sa mga bagay ng buhay na kalikasan.

Ang pag-ikot ng Earth ay "puwersa" sa mga gumagalaw na katawan lumihis mula sa direksyon ng orihinal nitong paggalaw, at sa Sa Northern Hemisphere - sa kanan, at sa Southern Hemisphere - sa kaliwa. Ang deflecting effect ng pag-ikot ng Earth ay tinatawag na pwersa ng Coriolis. Ang pinakakapansin-pansing mga pagpapakita ng kapangyarihang ito ay mga paglihis sa direksyon ng paggalaw ng mga masa ng hangin(ang trade winds ng parehong hemispheres ay nakakakuha ng eastern component), mga alon ng karagatan, mga alon ng ilog.

Ang pagkahumaling ng Buwan at Araw, kasama ang axial rotation ng Earth, ay nagiging sanhi ng paglitaw ng tidal phenomena. Isang tidal wave ang umiikot sa Earth dalawang beses sa isang araw. Ang mga ebbs at flow ay katangian ng lahat ng geosphere ng Earth, ngunit ang mga ito ay pinaka-malinaw na ipinahayag sa hydrosphere.

Hindi gaanong mahalaga para sa kalikasan ng mundo ang nito orbital motion sa paligid ng Araw.

Ang hugis ng Earth ay elliptical, iyon ay, sa iba't ibang mga punto ang distansya sa pagitan ng Earth at ng Araw ay hindi pareho. SA Hulyo Ang Earth ay mas malayo sa Araw (152 milyong km), at samakatuwid ay bahagyang bumagal ang paggalaw ng orbital nito. Bilang resulta, ang Northern Hemisphere ay tumatanggap ng mas maraming init kumpara sa Southern Hemisphere at mas matagal ang tag-araw dito. SA Enero ang distansya sa pagitan ng Earth at ng Araw ay minimal at katumbas 147 milyong km.

Ang panahon ng orbital motion ay 365 buong araw at 6 na oras. Bawat ika-apat na taon binibilang leap year, ibig sabihin, naglalaman ng 366 araw, dahil ang Sa paglipas ng 4 na taon, nag-iipon ng mga dagdag na araw. Karaniwang tinatanggap na ang pangunahing kinahinatnan ng paggalaw ng orbital ay ang pagbabago ng mga panahon. Gayunpaman, ito ay nangyayari hindi lamang bilang isang resulta ng taunang paggalaw ng Earth, kundi pati na rin dahil sa pagkahilig ng axis ng Earth sa ecliptic plane, pati na rin dahil sa constancy ng anggulong ito, na kung saan ay 66.5°.

Ang orbit ng Earth ay may ilang mahahalagang punto na tumutugma sa mga equinox at solstice. ika-22 ng Hunyo – araw ng summer solstice. Sa araw na ito, ang Daigdig ay ibinaling patungo sa Araw ng Northern Hemisphere, kaya tag-araw na sa hemisphere na ito. Ang mga sinag ng araw ay bumabagsak sa tamang mga anggulo sa parallel 23.5°N- hilagang tropiko. Sa Arctic Circle at sa loob nito - polar day, sa Antarctic Circle at timog nito - polar night.

Disyembre 22, V winter solstice, Ang Daigdig ay sumasakop, kumbaga, ang kabaligtaran na posisyon na may kaugnayan sa Araw.

Sa mga araw ng mga equinox, ang parehong mga hemisphere ay iluminado ng Araw nang pantay. Ang mga sinag ng araw ay bumabagsak sa tamang mga anggulo sa ekwador. Sa buong Earth, maliban sa mga pole, ang araw ay katumbas ng gabi, at ang tagal nito ay 12 oras. Sa mga pole mayroong pagbabago ng polar araw at gabi.

website, kapag kumukopya ng materyal nang buo o bahagi, kinakailangan ang isang link sa pinagmulan.

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 )))\kanan)\omega ), Saan R e (\displaystyle R_(e))= 6378.1 km - equatorial radius, R p (\displaystyle R_(p))= 6356.8 km - polar radius.

  • Ang isang eroplanong lumilipad sa ganitong bilis mula silangan hanggang kanluran (sa taas na 12 km: 936 km/h sa latitude ng Moscow, 837 km/h sa latitude ng St. Petersburg) ay magpapapahinga sa inertial reference frame.
  • Ang superposisyon ng pag-ikot ng Earth sa paligid ng axis nito na may panahon ng isang sidereal na araw at sa paligid ng Araw na may panahon ng isang taon ay humahantong sa hindi pagkakapantay-pantay ng solar at sidereal na mga araw: ang haba ng average na araw ng solar ay eksaktong 24 na oras, na 3 minuto 56 segundo na mas mahaba kaysa sa sidereal day.

Pisikal na kahulugan at pang-eksperimentong kumpirmasyon

Ang pisikal na kahulugan ng pag-ikot ng Earth sa paligid ng axis nito

Dahil ang anumang paggalaw ay kamag-anak, kinakailangan upang ipahiwatig ang isang tiyak na sistema ng sanggunian na nauugnay kung saan pinag-aralan ang paggalaw ng isang partikular na katawan. Kapag sinabi nila na ang Earth ay umiikot sa paligid ng isang haka-haka na axis, ito ay nangangahulugan na ito ay nagsasagawa ng rotational motion na may kaugnayan sa anumang inertial reference frame, at ang panahon ng pag-ikot na ito ay katumbas ng isang sidereal day - ang panahon ng isang kumpletong rebolusyon ng Earth ( celestial sphere) na may kaugnayan sa celestial sphere (Earth).

Ang lahat ng pang-eksperimentong ebidensya ng pag-ikot ng Earth sa paligid ng axis nito ay bumababa sa patunay na ang reference system na nauugnay sa Earth ay isang non-inertial reference system ng isang espesyal na uri - isang reference system na nagsasagawa ng rotational motion na may kaugnayan sa inertial reference system.

Hindi tulad ng inertial motion (iyon ay, pare-parehong rectilinear motion na may kaugnayan sa inertial frames of reference), upang makita ang non-inertial motion ng isang closed laboratoryo hindi kinakailangan na gumawa ng mga obserbasyon sa mga panlabas na katawan - ang naturang paggalaw ay nakita gamit ang mga lokal na eksperimento (iyon ay, mga eksperimento na isinagawa sa loob ng laboratoryo na ito). Sa ganitong kahulugan ng salita, ang di-inertial na paggalaw, kabilang ang pag-ikot ng Earth sa paligid ng axis nito, ay maaaring tawaging ganap.

Mga puwersa ng inertia

Mga epekto ng puwersang sentripugal

Pagdepende sa bilis ng libreng pagkahulog sa geographic na latitude. Ipinapakita ng mga eksperimento na ang acceleration ng free fall ay depende sa geographic latitude: mas malapit sa poste, mas malaki ito. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkilos ng centrifugal force. Una, ang mga punto sa ibabaw ng lupa na matatagpuan sa mas matataas na latitude ay mas malapit sa axis ng pag-ikot at, samakatuwid, kapag papalapit sa poste, ang distansya r (\displaystyle r) bumababa mula sa axis ng pag-ikot, na umaabot sa zero sa poste. Pangalawa, sa pagtaas ng latitude, bumababa ang anggulo sa pagitan ng centrifugal force vector at horizon plane, na humahantong sa pagbaba sa vertical na bahagi ng centrifugal force.

Ang kababalaghang ito ay natuklasan noong 1672, nang ang Pranses na astronomer na si Jean Richet, habang nasa isang ekspedisyon sa Africa, ay natuklasan na ang pendulum na orasan sa ekwador ay tumatakbo nang mas mabagal kaysa sa Paris. Hindi nagtagal ay ipinaliwanag ito ni Newton sa pagsasabing ang panahon ng oscillation ng isang pendulum ay inversely proportional sa square root ng acceleration dahil sa gravity, na bumababa sa equator dahil sa pagkilos ng centrifugal force.

Oblateness ng Earth. Ang impluwensya ng centrifugal force ay humahantong sa oblateness ng Earth sa mga pole. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, na hinulaan nina Huygens at Newton sa pagtatapos ng ika-17 siglo, ay unang natuklasan ni Pierre de Maupertuis noong huling bahagi ng 1730s bilang resulta ng pagproseso ng data mula sa dalawang ekspedisyong Pranses na espesyal na nilagyan upang malutas ang problemang ito sa Peru (pinamumunuan ni Pierre Bouguer at Charles de la Condamine ) at Lapland (sa pamumuno ni Alexis Clairaut at Maupertuis mismo).

Mga epekto ng puwersa ng Coriolis: mga eksperimento sa laboratoryo

Ang epektong ito ay dapat na pinaka-malinaw na ipinahayag sa mga pole, kung saan ang panahon ng kumpletong pag-ikot ng pendulum plane ay katumbas ng panahon ng pag-ikot ng Earth sa paligid ng axis nito (sidereal day). Sa pangkalahatan, ang panahon ay inversely proportional sa sine ng geographic latitude sa ekwador, ang eroplano ng oscillation ng pendulum ay hindi nagbabago.

Gyroscope- ang umiikot na katawan na may makabuluhang sandali ng pagkawalang-galaw ay nagpapanatili ng angular na momentum nito kung walang malakas na kaguluhan. Si Foucault, na pagod na sa pagpapaliwanag kung ano ang nangyayari sa Foucault pendulum na wala sa poste, ay bumuo ng isa pang demonstrasyon: pinananatili ng isang nasuspinde na gyroscope ang oryentasyon nito, na nangangahulugang ito ay dahan-dahang lumiko kaugnay ng nagmamasid.

Pagpalihis ng mga projectiles sa panahon ng pagpapaputok ng baril. Ang isa pang nakikitang pagpapakita ng puwersa ng Coriolis ay ang pagpapalihis ng mga trajectory ng projectiles (sa kanan sa hilagang hemisphere, sa kaliwa sa southern hemisphere) na pinaputok sa pahalang na direksyon. Mula sa punto ng view ng inertial reference system, para sa mga projectiles na pinaputok sa kahabaan ng meridian, ito ay dahil sa pag-asa ng linear na bilis ng pag-ikot ng Earth sa geographic na latitude: kapag lumilipat mula sa ekwador patungo sa poste, ang projectile ay nagpapanatili ng pahalang na bahagi ng bilis na hindi nagbabago, habang ang linear na bilis ng pag-ikot ng mga punto sa ibabaw ng lupa ay bumababa , na humahantong sa isang pag-aalis ng projectile mula sa meridian sa direksyon ng pag-ikot ng Earth. Kung ang pagbaril ay pinaputok parallel sa ekwador, kung gayon ang pag-aalis ng projectile mula sa parallel ay dahil sa ang katunayan na ang trajectory ng projectile ay namamalagi sa parehong eroplano sa gitna ng Earth, habang ang mga punto sa ibabaw ng lupa ay gumagalaw sa isang eroplanong patayo sa rotation axis ng Earth. Ang epektong ito (para sa kaso ng pagbaril sa kahabaan ng meridian) ay hinulaan ni Grimaldi noong 40s ng ika-17 siglo. at unang inilathala ni Riccioli noong 1651.

Paglihis ng malayang pagbagsak ng mga katawan mula sa patayo. ( ) Kung ang bilis ng isang katawan ay may malaking bahagi ng patayo, ang puwersa ng Coriolis ay nakadirekta sa silangan, na humahantong sa isang kaukulang paglihis ng tilapon ng isang katawan na malayang bumabagsak (nang walang paunang bilis) mula sa isang mataas na tore. Kapag isinasaalang-alang sa isang inertial reference frame, ang epekto ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang tuktok ng tore na may kaugnayan sa gitna ng Earth ay gumagalaw nang mas mabilis kaysa sa base, dahil sa kung saan ang tilapon ng katawan ay lumalabas na isang makitid na parabola at ang katawan ay bahagyang nauuna sa base ng tore.

Ang epekto ng Eötvös. Sa mababang latitude, ang puwersa ng Coriolis, kapag gumagalaw sa ibabaw ng lupa, ay nakadirekta sa patayong direksyon at ang pagkilos nito ay humahantong sa pagtaas o pagbaba sa pagbilis ng grabidad, depende sa kung ang katawan ay gumagalaw sa kanluran o silangan. Ang epektong ito ay tinatawag na Eötvös effect bilang parangal sa Hungarian physicist na si Loránd Eötvös, na eksperimentong natuklasan ito sa simula ng ika-20 siglo.

Mga eksperimento gamit ang batas ng konserbasyon ng angular momentum. Ang ilang mga eksperimento ay batay sa batas ng konserbasyon ng angular momentum: sa isang inertial reference frame, ang magnitude ng angular momentum (katumbas ng produkto ng moment of inertia at ang angular velocity of rotation) ay hindi nagbabago sa ilalim ng impluwensya ng mga panloob na pwersa . Kung sa ilang paunang sandali ng oras ang pag-install ay nakatigil na nauugnay sa Earth, kung gayon ang bilis ng pag-ikot nito na nauugnay sa inertial reference system ay katumbas ng angular na bilis ng pag-ikot ng Earth. Kung babaguhin mo ang sandali ng pagkawalang-galaw ng system, dapat magbago ang anggular na bilis ng pag-ikot nito, iyon ay, magsisimula ang pag-ikot na nauugnay sa Earth. Sa isang non-inertial reference frame na nauugnay sa Earth, nangyayari ang pag-ikot bilang resulta ng puwersa ng Coriolis. Ang ideyang ito ay iminungkahi ng Pranses na siyentipiko na si Louis Poinsot noong 1851.

Ang unang naturang eksperimento ay isinagawa ni Hagen noong 1910: dalawang timbang sa isang makinis na crossbar ay na-install na hindi gumagalaw na may kaugnayan sa ibabaw ng Earth. Pagkatapos ang distansya sa pagitan ng mga naglo-load ay nabawasan. Bilang isang resulta, ang pag-install ay nagsimulang iikot. Isang mas demonstrative na eksperimento ang isinagawa ng German scientist na si Hans Bucka noong 1949. Isang baras na humigit-kumulang 1.5 metro ang haba ay na-install patayo sa isang parihabang frame. Sa una, ang baras ay pahalang, ang pag-install ay hindi gumagalaw na may kaugnayan sa Earth. Pagkatapos ang baras ay dinala sa isang vertical na posisyon, na humantong sa isang pagbabago sa sandali ng pagkawalang-galaw ng pag-install sa pamamagitan ng humigit-kumulang 10 4 beses at ang mabilis na pag-ikot nito na may isang angular na bilis ng 10 4 na beses na mas mataas kaysa sa bilis ng pag-ikot ng Earth.

Funnel sa paliguan.

Dahil ang puwersa ng Coriolis ay napakahina, ito ay may kaunting epekto sa direksyon ng pag-ikot ng tubig kapag nag-draining ng lababo o bathtub, kaya sa pangkalahatan ang direksyon ng pag-ikot sa funnel ay hindi nauugnay sa pag-ikot ng Earth. Tanging sa maingat na kinokontrol na mga eksperimento lamang ang epekto ng puwersa ng Coriolis ay maaaring ihiwalay mula sa iba pang mga kadahilanan: sa hilagang hemisphere ang funnel ay iikot sa counterclockwise, sa southern hemisphere - vice versa.

Coriolis force effect: phenomena sa nakapaligid na kalikasan

Mga eksperimento sa optika

Ang isang bilang ng mga eksperimento na nagpapakita ng pag-ikot ng Earth ay batay sa Sagnac effect: kung ang isang ring interferometer ay nagsasagawa ng isang rotational motion, pagkatapos ay dahil sa mga relativistic effect, lumilitaw ang isang phase difference sa mga counterpropagating beam.

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

saan A (\displaystyle A)- lugar ng projection ng singsing papunta sa equatorial plane (ang eroplano na patayo sa axis ng pag-ikot), c (\displaystyle c)- bilis ng liwanag, ω (\displaystyle \omega )- angular na bilis ng pag-ikot. Upang ipakita ang pag-ikot ng Earth, ang epektong ito ay ginamit ng American physicist na si Michelson sa isang serye ng mga eksperimento na isinagawa noong 1923-1925. Sa modernong mga eksperimento gamit ang Sagnac effect, ang pag-ikot ng Earth ay dapat isaalang-alang upang i-calibrate ang mga interferometer ng ring.

Mayroong ilang iba pang mga pang-eksperimentong pagpapakita ng pang-araw-araw na pag-ikot ng Earth.

Hindi pantay na pag-ikot

Precession at nutation

Kasaysayan ng ideya ng pang-araw-araw na pag-ikot ng Earth

Sinaunang panahon

Ang paliwanag ng araw-araw na pag-ikot ng kalangitan sa pamamagitan ng pag-ikot ng Earth sa paligid ng axis nito ay unang iminungkahi ng mga kinatawan ng Pythagorean school, ang Syracusans Hicetus at Ecphantus. Ayon sa ilang muling pagtatayo, ang pag-ikot ng Earth ay kinumpirma din ng Pythagorean Philolaus mula sa Croton (ika-5 siglo BC). Ang isang pahayag na maaaring bigyang-kahulugan bilang isang indikasyon ng pag-ikot ng Daigdig ay nakapaloob sa diyalogo ni Plato Timaeus .

Gayunpaman, halos walang nalalaman tungkol kay Hicetas at Ecphantes, at maging ang kanilang pag-iral ay minsan ay kinukuwestiyon. Ayon sa opinyon ng karamihan sa mga siyentipiko, ang Earth sa sistema ng mundo ni Philolaus ay hindi nagsagawa ng rotational, ngunit isang translational movement sa paligid ng Central Fire. Sa kanyang iba pang mga gawa, sinusunod ni Plato ang tradisyonal na pananaw na ang Earth ay hindi kumikibo. Gayunpaman, maraming ebidensya ang nakarating sa amin na ang ideya ng pag-ikot ng Earth ay ipinagtanggol ng pilosopo na si Heraclides ng Pontus (IV siglo BC). Marahil, ang isa pang pagpapalagay ng Heraclides ay nauugnay sa hypothesis tungkol sa pag-ikot ng Earth sa paligid ng axis nito: ang bawat bituin ay kumakatawan sa isang mundo, kabilang ang lupa, hangin, eter, at lahat ng ito ay matatagpuan sa walang katapusang espasyo. Sa katunayan, kung ang pang-araw-araw na pag-ikot ng kalangitan ay isang salamin ng pag-ikot ng Earth, kung gayon ang paunang kinakailangan para sa pagsasaalang-alang ng mga bituin na nasa parehong globo ay nawawala.

Makalipas ang halos isang siglo, ang pagpapalagay ng pag-ikot ng Earth ay naging bahagi ng una, na iminungkahi ng dakilang astronomer na si Aristarchus ng Samos (ika-3 siglo BC). Si Aristarchus ay suportado ng Babylonian Seleucus (ika-2 siglo BC), gayundin ni Heraclides ng Pontus, na itinuturing na ang Uniberso ay walang katapusan. Ang katotohanan na ang ideya ng pang-araw-araw na pag-ikot ng Earth ay may mga tagasuporta nito noong ika-1 siglo AD. e., pinatunayan ng ilang pahayag ng mga pilosopo na sina Seneca, Dercyllidas, at astronomer na si Claudius Ptolemy. Gayunpaman, ang karamihan sa mga astronomo at pilosopo ay hindi nag-alinlangan sa kawalang-kilos ng Earth.

Ang mga argumento laban sa ideya ng paggalaw ng Earth ay matatagpuan sa mga gawa ni Aristotle at Ptolemy. Kaya, sa kanyang treatise Tungkol sa Langit Binibigyang-katwiran ni Aristotle ang kawalang-kilos ng Earth sa pamamagitan ng katotohanan na sa isang umiikot na Earth, ang mga katawan na itinapon nang patayo pataas ay hindi maaaring mahulog sa punto kung saan nagsimula ang kanilang paggalaw: ang ibabaw ng Earth ay lilipat sa ilalim ng itinapon na katawan. Ang isa pang argumento na pabor sa immobility ng Earth, na ibinigay ni Aristotle, ay batay sa kanyang pisikal na teorya: ang Earth ay isang mabigat na katawan, at ang mabibigat na katawan ay may posibilidad na lumipat patungo sa gitna ng mundo, at hindi umiikot sa paligid nito.

Mula sa gawain ni Ptolemy, sumusunod na ang mga tagasuporta ng hypothesis ng pag-ikot ng Earth ay tumugon sa mga argumentong ito na ang hangin at lahat ng mga bagay sa lupa ay gumagalaw kasama ng Earth. Tila, ang papel ng hangin sa argumentong ito ay pangunahing mahalaga, dahil ipinahiwatig na ang paggalaw nito kasama ng Earth ang nagtatago sa pag-ikot ng ating planeta. Tutol dito si Ptolemy:

Ang mga katawan sa himpapawid ay palaging tila nahuhuli... At kung ang mga katawan ay umiikot kasama ang hangin bilang isang buo, kung gayon wala sa kanila ang tila mauuna o nasa likod ng isa, ngunit mananatili sa lugar, sa paglipad at paghahagis. hindi ito gagawa ng mga paglihis o paggalaw sa ibang lugar, tulad ng mga nakikita nating personal na nagaganap, at hindi sila bumagal o bumibilis, dahil ang Earth ay hindi gumagalaw.

Middle Ages

India

Ang unang medieval na may-akda na nagmungkahi na ang Earth ay umiikot sa paligid ng axis nito ay ang dakilang Indian astronomer at mathematician na si Aryabhata (huli sa ika-5 - unang bahagi ng ika-6 na siglo). Binubalangkas niya ito sa maraming lugar sa kanyang treatise Aryabhatiya, Halimbawa:

Kung paanong ang isang tao sa isang pasulong na barko ay nakikita ang mga nakapirming bagay na gumagalaw paatras, gayon din ang isang tagamasid... nakikita ang mga nakapirming bituin na gumagalaw sa isang tuwid na linya sa kanluran.

Hindi alam kung ang ideyang ito ay pagmamay-ari mismo ni Aryabhata o kung hiniram niya ito sa mga sinaunang astronomong Griyego.

Ang Aryabhata ay suportado ng isang astronomo lamang, si Prthudaka (ika-9 na siglo). Karamihan sa mga Indian na siyentipiko ay ipinagtanggol ang kawalang-kilos ng Earth. Kaya, ang astronomer na si Varahamihira (ika-6 na siglo) ay nagtalo na sa isang umiikot na Earth, ang mga ibon na lumilipad sa himpapawid ay hindi makakabalik sa kanilang mga pugad, at ang mga bato at puno ay lilipad sa ibabaw ng Earth. Inulit din ng namumukod-tanging astronomer na si Brahmagupta (ika-6 na siglo) ang lumang argumento na ang isang katawan na nahulog mula sa isang mataas na bundok ay maaaring lumubog sa base nito. Kasabay nito, siya, gayunpaman, ay tinanggihan ang isa sa mga argumento ni Varahamihira: sa kanyang opinyon, kahit na ang Earth ay umiikot, ang mga bagay ay hindi maaaring lumabas dahil sa kanilang gravity.

Silangan ng Islam

Ang posibilidad ng pag-ikot ng Earth ay isinasaalang-alang ng maraming mga siyentipiko ng Muslim East. Kaya, ang sikat na geometer na si al-Sijizi ay nag-imbento ng astrolabe, ang prinsipyo ng pagpapatakbo nito ay batay sa palagay na ito. Ang ilang mga iskolar ng Islam (na ang mga pangalan ay hindi pa nakarating sa amin) ay nakahanap pa nga ng tamang paraan upang pabulaanan ang pangunahing argumento laban sa pag-ikot ng Earth: ang verticalidad ng mga trajectory ng mga bumabagsak na katawan. Sa esensya, ang prinsipyo ng superposition ng mga paggalaw ay iniharap, ayon sa kung saan ang anumang paggalaw ay maaaring mabulok sa dalawa o higit pang mga bahagi: na may kaugnayan sa ibabaw ng umiikot na Earth, ang isang bumabagsak na katawan ay gumagalaw sa isang linya ng tubo, ngunit isang punto na ang isang projection ng linyang ito sa ibabaw ng Earth ay ililipat sa pamamagitan ng pag-ikot nito. Ito ay pinatunayan ng sikat na encyclopedist na si al-Biruni, na sa kanyang sarili, gayunpaman, ay hilig sa kawalang-kilos ng Earth. Sa kanyang opinyon, kung ang ilang karagdagang puwersa ay kumikilos sa bumabagsak na katawan, kung gayon ang resulta ng pagkilos nito sa umiikot na Earth ay hahantong sa ilang mga epekto na hindi aktwal na sinusunod.

Sa mga siyentipiko noong ika-13-16 na siglo na nauugnay sa mga obserbatoryo ng Maragha at Samarkand, lumitaw ang isang talakayan tungkol sa posibilidad ng isang empirical na pagpapatunay ng kawalang-kilos ng Earth. Kaya, ang sikat na astronomer na si Qutb ad-Din ash-Shirazi (XIII-XIV na siglo) ay naniniwala na ang kawalang-kilos ng Earth ay mapapatunayan sa pamamagitan ng eksperimento. Sa kabilang banda, ang tagapagtatag ng Maragha Observatory na si Nasir ad-Din al-Tusi, ay naniniwala na kung ang Earth ay umiikot, ang pag-ikot na ito ay mahahati sa isang layer ng hangin na katabi ng ibabaw nito, at lahat ng paggalaw malapit sa ibabaw ng ang Earth ay eksaktong kapareho ng kung ang Earth ay hindi gumagalaw. Pinatunayan niya ito sa tulong ng mga obserbasyon ng mga kometa: ayon kay Aristotle, ang mga kometa ay isang meteorolohiko na kababalaghan sa itaas na mga layer ng atmospera; gayunpaman, ipinapakita ng mga obserbasyon sa astronomiya na ang mga kometa ay nakikibahagi sa araw-araw na pag-ikot ng celestial sphere. Dahil dito, ang mga itaas na layer ng hangin ay dinadala sa pamamagitan ng pag-ikot ng kalangitan, samakatuwid ang mas mababang mga layer ay maaari ding madala sa pamamagitan ng pag-ikot ng Earth. Kaya, hindi masasagot ng eksperimento ang tanong kung umiikot ang Earth. Gayunpaman, nanatili siyang isang tagasuporta ng immobility ng Earth, dahil ito ay alinsunod sa pilosopiya ni Aristotle.

Karamihan sa mga iskolar ng Islam noong mga huling panahon (al-Urdi, al-Qazwini, an-Naysaburi, al-Jurjani, al-Birjandi at iba pa) ay sumang-ayon kay al-Tusi na ang lahat ng pisikal na phenomena sa isang umiikot at nakatigil na Earth ay magaganap sa parehong paraan . Gayunpaman, ang papel ng hangin ay hindi na itinuturing na pangunahing: hindi lamang hangin, kundi pati na rin ang lahat ng mga bagay ay dinadala ng umiikot na Earth. Dahil dito, upang bigyang-katwiran ang kawalang-kilos ng Daigdig ay kinakailangang isangkot ang mga turo ni Aristotle.

Ang isang espesyal na posisyon sa mga pagtatalo na ito ay kinuha ng ikatlong direktor ng Samarkand Observatory, Alauddin Ali al-Kushchi (XV siglo), na tumanggi sa pilosopiya ni Aristotle at itinuturing na pisikal na posible ang pag-ikot ng Earth. Noong ika-17 siglo, ang Iranian theologian at encyclopedist na si Baha ad-Din al-Amili ay nagkaroon ng katulad na konklusyon. Sa kanyang opinyon, ang mga astronomo at pilosopo ay hindi nagbigay ng sapat na katibayan upang pabulaanan ang pag-ikot ng Earth.

Latin Kanluran

Ang isang detalyadong talakayan tungkol sa posibilidad ng paggalaw ng Daigdig ay malawak na nilalaman sa mga sinulat ng Parisian scholastics na sina Jean-Buridan, Albert ng Saxony, at Nicholas ng Oresme (ikalawang kalahati ng ika-14 na siglo). Ang pinakamahalagang argumento na pabor sa pag-ikot ng Earth kaysa sa langit, na ibinigay sa kanilang mga gawa, ay ang kaliitan ng Earth kumpara sa Uniberso, na ginagawang hindi natural ang pag-uugnay sa pang-araw-araw na pag-ikot ng langit sa Uniberso.

Gayunpaman, ang lahat ng mga siyentipikong ito sa huli ay tinanggihan ang pag-ikot ng Earth, bagaman sa iba't ibang mga batayan. Kaya, naniniwala si Albert ng Saxony na ang hypothesis na ito ay hindi kayang ipaliwanag ang naobserbahang astronomical phenomena. Tamang hindi sumang-ayon dito sina Buridan at Oresme, ayon sa kung kanino dapat mangyari ang celestial phenomena sa parehong paraan hindi alintana kung ang pag-ikot ay ginawa ng Earth o ng Cosmos. Nakahanap lamang si Buridan ng isang makabuluhang argumento laban sa pag-ikot ng Earth: ang mga arrow na pinaputok nang patayo paitaas ay nahuhulog sa isang patayong linya, bagaman sa pag-ikot ng Earth, sa kanyang opinyon, dapat silang mahuhuli sa paggalaw ng Earth at mahulog sa kanluran. ng punto ng pagbaril.

Ngunit maging ang argumentong ito ay tinanggihan ni Oresme. Kung ang Earth ay umiikot, pagkatapos ay ang arrow ay lilipad nang patayo pataas at sa parehong oras ay gumagalaw sa silangan, na nakuha ng hangin na umiikot sa Earth. Kaya, ang arrow ay dapat mahulog sa parehong lugar kung saan ito pinaputok. Bagama't muling binanggit dito ang nakakabighaning papel ng hangin, hindi talaga ito gumaganap ng isang espesyal na papel. Ang sumusunod na pagkakatulad ay nagsasalita tungkol dito:

Gayundin, kung ang hangin ay sarado sa isang gumagalaw na barko, kung gayon sa isang taong napapaligiran ng hangin na ito ay tila hindi gumagalaw ang hangin... Kung ang isang tao ay nasa isang barko na kumikilos nang mabilis sa silangan, hindi alam ito. kilusan, at kung iuunat niya ang kanyang kamay sa isang tuwid na linya kasama ang palo ng barko, tila sa kanya na ang kanyang kamay ay gumagawa ng isang linear na paggalaw; sa parehong paraan, ayon sa teoryang ito, tila sa atin na ang parehong bagay ay nangyayari sa isang arrow kapag pinunan natin ito nang patayo pataas o patayo pababa. Sa loob ng isang barko na gumagalaw sa mataas na bilis sa silangan, lahat ng uri ng paggalaw ay maaaring maganap: pahaba, nakahalang, pababa, pataas, sa lahat ng direksyon - at ang mga ito ay lilitaw nang eksakto tulad ng kapag ang barko ay nakatigil.

Susunod, nagbibigay si Oresme ng isang pormulasyon na inaasahan ang prinsipyo ng relativity:

Kung gayon, napagpasyahan ko na imposibleng ipakita sa pamamagitan ng anumang eksperimento na ang langit ay may pang-araw-araw na paggalaw at ang lupa ay wala.

Gayunpaman, negatibo ang huling hatol ni Oresme sa posibilidad ng pag-ikot ng Earth. Ang batayan para sa konklusyong ito ay ang teksto ng Bibliya:

Gayunpaman, sa ngayon lahat ay sumusuporta at naniniwala ako na ito ay [Langit] at hindi ang Lupa ang gumagalaw, dahil "ginawa ng Diyos ang bilog ng Lupa, na hindi magagalaw," sa kabila ng lahat ng mga argumento sa kabaligtaran.

Ang posibilidad ng pang-araw-araw na pag-ikot ng Daigdig ay binanggit din ng mga medyebal na siyentipiko at pilosopo ng Europa noong mga huling panahon, ngunit walang mga bagong argumento ang idinagdag na hindi nakapaloob sa Buridan at Oresme.

Kaya, halos wala sa mga medyebal na siyentipiko ang tumanggap ng hypothesis ng pag-ikot ng Earth. Gayunpaman, sa panahon ng talakayan nito, ang mga siyentipiko ng Silangan at Kanluran ay nagpahayag ng maraming malalim na kaisipan, na sa kalaunan ay mauulit ng mga siyentipiko ng Bagong Panahon.

Renaissance at Makabagong Panahon

Sa unang kalahati ng ika-16 na siglo, maraming mga gawa ang nai-publish na nagtalo na ang sanhi ng pang-araw-araw na pag-ikot ng kalangitan ay ang pag-ikot ng Earth sa paligid ng axis nito. Ang isa sa kanila ay ang treatise ng Italian Celio Calcagnini "Sa katotohanan na ang langit ay hindi gumagalaw at ang Earth ay umiikot, o sa walang hanggang paggalaw ng Earth" (isinulat noong 1525, na inilathala noong 1544). Hindi siya gaanong nakagawa ng impresyon sa kanyang mga kontemporaryo, dahil sa oras na iyon ang pangunahing gawain ng Polish na astronomer na si Nicolaus Copernicus na "On the Rotations of the Celestial Spheres" (1543) ay nai-publish na, kung saan ang hypothesis ng araw-araw na pag-ikot ng ang Daigdig ay naging bahagi ng heliocentric system ng mundo, tulad ni Aristarchus ng Samos. Nauna nang binalangkas ni Copernicus ang kanyang mga iniisip sa isang maliit na sulat-kamay na sanaysay Maliit na Komento(hindi mas maaga kaysa 1515). Dalawang taon bago ang pangunahing gawain ng Copernicus, ang gawain ng Aleman na astronomo na si Georg Joachim Rheticus ay nai-publish Unang pagsasalaysay(1541), kung saan ang teorya ni Copernicus ay tanyag na ipinaliwanag.

Noong ika-16 na siglo, si Copernicus ay ganap na sinuportahan ng mga astronomo na sina Thomas Digges, Rheticus, Christoph Rothmann, Michael Möstlin, physicists Giambatista Benedetti, Simon Stevin, pilosopo Giordano Bruno, at theologian Diego de Zuniga. Tinanggap ng ilang mga siyentipiko ang pag-ikot ng Earth sa paligid ng axis nito, tinatanggihan ang paggalaw ng pagsasalin nito. Ito ang posisyon ng Aleman na astronomo na si Nicholas Reimers, na kilala rin bilang Ursus, gayundin ng mga pilosopong Italyano na sina Andrea Cesalpino at Francesco Patrizi. Ang punto ng view ng natitirang pisiko na si William Hilbert, na sumuporta sa axial rotation ng Earth, ngunit hindi nagsalita tungkol sa translational motion nito, ay hindi lubos na malinaw. Sa simula ng ika-17 siglo, ang heliocentric system ng mundo (kabilang ang pag-ikot ng Earth sa paligid ng axis nito) ay nakatanggap ng kahanga-hangang suporta mula kay Galileo Galilei at Johannes Kepler. Ang pinaka-maimpluwensyang mga kalaban ng ideya ng paggalaw ng Earth noong ika-16 at unang bahagi ng ika-17 siglo ay ang mga astronomo na sina Tycho Brahe at Christopher Clavius.

Ang hypothesis ng pag-ikot ng Earth at ang pagbuo ng mga klasikal na mekanika

Mahalaga, sa XVI-XVII na siglo. Ang tanging argumento na pabor sa pag-ikot ng axial ng Earth ay na sa kasong ito ay hindi na kailangang iugnay ang napakalaking mga rate ng pag-ikot sa stellar sphere, dahil kahit na noong unang panahon ay mapagkakatiwalaang itinatag na ang laki ng Uniberso ay higit na lumampas sa laki. ng Daigdig (ang argumentong ito ay nakapaloob din sa Buridan at Oresme) .

Ang mga pagsasaalang-alang batay sa mga dinamikong konsepto ng panahong iyon ay ipinahayag laban sa hypothesis na ito. Una sa lahat, ito ang verticality ng mga trajectory ng mga bumabagsak na katawan. Lumitaw din ang iba pang mga argumento, halimbawa, pantay na hanay ng pagpapaputok sa silangan at kanlurang direksyon. Sa pagsagot sa tanong tungkol sa hindi napagmamasdan ng mga epekto ng pang-araw-araw na pag-ikot sa mga eksperimento sa lupa, isinulat ni Copernicus:

Hindi lamang umiikot ang Earth kasama ang elemento ng tubig na konektado dito, kundi pati na rin ang isang malaking bahagi ng hangin at lahat ng bagay na sa anumang paraan na katulad ng Earth, o ang hangin na pinakamalapit sa Earth, na puspos ng mga bagay sa lupa at tubig, ay sumusunod sa parehong mga batas ng kalikasan bilang Ang Earth, o nakakuha ng paggalaw, na ibinibigay dito ng katabing Earth sa patuloy na pag-ikot at walang anumang pagtutol

Kaya, ang pangunahing papel sa hindi maobserbahang pag-ikot ng Earth ay nilalaro ng pagpasok ng hangin sa pamamagitan ng pag-ikot nito. Ang karamihan ng mga Copernican noong ika-16 na siglo ay nagbahagi ng parehong opinyon.

Ang mga tagapagtaguyod ng kawalang-hanggan ng Uniberso noong ika-16 na siglo ay sina Thomas Digges, Giordano Bruno, Francesco Patrizi - lahat sila ay sumusuporta sa hypothesis na ang Earth ay umiikot sa paligid ng axis nito (at ang unang dalawa ay sa paligid din ng Araw). Naniniwala sina Christoph Rothmann at Galileo Galilei na ang mga bituin ay matatagpuan sa iba't ibang distansya mula sa Earth, bagama't hindi sila tahasang nagsasalita tungkol sa kawalang-hanggan ng Uniberso. Sa kabilang banda, itinanggi ni Johannes Kepler ang kawalang-hanggan ng Uniberso, kahit na siya ay isang tagasuporta ng pag-ikot ng Earth.

Relihiyosong konteksto ng debate sa pag-ikot ng Earth

Ang ilang mga pagtutol sa pag-ikot ng Earth ay nauugnay sa mga kontradiksyon nito sa teksto ng Banal na Kasulatan. Ang mga pagtutol na ito ay may dalawang uri. Una, ang ilang mga lugar sa Bibliya ay binanggit upang kumpirmahin na ang Araw ang gumagawa ng pang-araw-araw na paggalaw, halimbawa:

Ang araw ay sumisikat at ang araw ay lumulubog, at nagmamadali sa kanyang lugar kung saan ito sumisikat.

Sa kasong ito, naapektuhan ang pag-ikot ng axial ng Earth, dahil ang paggalaw ng Araw mula silangan hanggang kanluran ay bahagi ng pang-araw-araw na pag-ikot ng kalangitan. Ang isang sipi mula sa aklat ni Josue ay madalas na sinipi kaugnay nito:

Si Jesus ay sumigaw sa Panginoon sa araw na ibinigay ng Panginoon ang mga Amorrheo sa mga kamay ng Israel, nang kaniyang talunin sila sa Gabaon, at sila'y natalo sa harap ng mga anak ni Israel, at sinabi sa harap ng mga Israelita: Tumayo ka, O araw, sa ibabaw ng Gabaon , at ang buwan, sa ibabaw ng lambak ng Avalon!

Dahil ang utos na huminto ay ibinigay sa Araw, at hindi sa Lupa, napagpasyahan na ang Araw ang nagsagawa ng pang-araw-araw na paggalaw. Ang iba pang mga sipi ay binanggit upang suportahan ang kawalang-kilos ng Earth, halimbawa:

Iyong inilagay ang lupa sa matibay na pundasyon: hindi mayayanig magpakailanman.

Ang mga sipi na ito ay itinuturing na sumasalungat sa parehong pananaw na ang Earth ay umiikot sa axis nito at ang rebolusyon sa paligid ng Araw.

Ang mga tagapagtaguyod ng pag-ikot ng Daigdig (kapansin-pansin ang Giordano-Bruno, Johannes-Kepler, at lalo na si Galileo-Galilei) ay nagtaguyod sa maraming larangan. Una, itinuro nila na ang Bibliya ay isinulat sa isang wikang nauunawaan ng mga ordinaryong tao, at kung ang mga may-akda nito ay nagbibigay ng malinaw na wika sa siyensiya, hindi nito matutupad ang pangunahing, relihiyosong misyon nito. Kaya, isinulat ni Bruno:

Sa maraming pagkakataon, hangal at hindi marapat na gumawa ng maraming pangangatwiran ayon sa katotohanan sa halip na ayon sa ibinigay na kaso at kaginhawahan. Halimbawa, kung sa halip na ang mga salitang: "Ang araw ay isinilang at sumisikat, dumaraan sa tanghali at inclines patungo sa Aquilon," ang sage ay nagsabi: "Ang lupa ay umiikot sa silangan at, iniiwan ang araw, na lumulubog, inclines. patungo sa dalawang tropiko, mula Kanser hanggang Timog, mula Capricorn hanggang Aquilon," pagkatapos ay magsisimulang mag-isip ang mga tagapakinig: "Paano? Sabi niya gumagalaw ang lupa? Anong klaseng balita ito? Sa huli ay ituturing nila siyang tanga, at talagang magiging tanga siya.

Ang ganitong uri ng sagot ay pangunahing ibinigay sa mga pagtutol tungkol sa pang-araw-araw na paggalaw ng Araw. Pangalawa, nabanggit na ang ilang mga sipi ng Bibliya ay dapat bigyang-kahulugan sa alegorya (tingnan ang artikulong Biblical allegorism). Kaya, nabanggit ni Galileo na kung literal na kukunin ang Banal na Kasulatan sa kabuuan nito, lalabas na ang Diyos ay may mga kamay, napapailalim sa mga emosyon tulad ng galit, atbp. Sa pangkalahatan, ang pangunahing ideya ng mga tagapagtanggol ng doktrina ng Ang paggalaw ng Earth ay ang agham at relihiyon ay may magkaibang mga layunin: sinusuri ng agham ang mga phenomena ng materyal na mundo, ginagabayan ng mga argumento ng katwiran, ang layunin ng relihiyon ay ang pagpapabuti ng moral ng tao, ang kanyang kaligtasan. Sinipi ni Galileo sa bagay na ito si Cardinal Baronio na itinuturo ng Bibliya kung paano umakyat sa langit, hindi kung paano gumagana ang langit.

Ang mga argumentong ito ay itinuturing na hindi kapani-paniwala ng Simbahang Katoliko, at noong 1616 ang doktrina ng pag-ikot ng Earth ay ipinagbabawal, at noong 1631 si Galileo ay nahatulan ng Inquisition para sa kanyang pagtatanggol. Gayunpaman, sa labas ng Italya, ang pagbabawal na ito ay walang malaking epekto sa pag-unlad ng agham at pangunahing nag-ambag sa pagbaba ng awtoridad ng Simbahang Katoliko mismo.

Dapat itong idagdag na ang mga relihiyosong argumento laban sa paggalaw ng Earth ay ibinigay hindi lamang ng mga pinuno ng simbahan, kundi pati na rin ng mga siyentipiko (halimbawa, Tycho Brahe). Sa kabilang banda, ang Katolikong monghe na si Paolo Foscarini ay nagsulat ng isang maikling sanaysay na "Liham sa mga pananaw ng mga Pythagorean at Copernicus sa mobility ng Earth at ang immobility ng Araw at sa bagong Pythagorean system ng uniberso" (1615), kung saan nagpahayag siya ng mga pagsasaalang-alang na malapit sa kay Galileo, at ang Espanyol na teologo na si Diego de Zuniga ay gumamit pa nga ng teoryang Copernican upang bigyang-kahulugan ang ilang mga sipi ng Kasulatan (bagaman nagbago ang isip niya nang maglaon). Kaya, ang salungatan sa pagitan ng teolohiya at ng doktrina ng paggalaw ng Daigdig ay hindi gaanong salungatan sa pagitan ng agham at relihiyon, kundi isang salungatan sa pagitan ng luma (naluma na sa simula ng ika-17 siglo) at ng mga bagong prinsipyong pamamaraan na pinagbabatayan ng agham. .

Ang kahalagahan ng hypothesis tungkol sa pag-ikot ng Earth para sa pag-unlad ng agham

Ang pag-unawa sa mga problemang pang-agham na itinaas ng teorya ng umiikot na Daigdig ay nag-ambag sa pagtuklas ng mga batas ng klasikal na mekanika at ang paglikha ng isang bagong kosmolohiya, na batay sa ideya ng ​kawalang-hangganan ng Uniberso. Tinalakay sa prosesong ito, ang mga kontradiksyon sa pagitan ng teoryang ito at ng literal na pagbasa ng Bibliya ay nag-ambag sa paghihiwalay ng natural na agham at relihiyon.

Mula noong sinaunang panahon, ang mga tao ay interesado sa kung bakit ang gabi ay nagbibigay daan sa araw, taglamig sa tagsibol, at tag-araw sa taglagas. Nang maglaon, nang matagpuan ang mga sagot sa mga unang tanong, sinimulang tingnan ng mga siyentipiko ang Earth bilang isang bagay, sinusubukang malaman kung gaano kabilis ang pag-ikot ng Earth sa paligid ng Araw at sa paligid ng axis nito.

Sa pakikipag-ugnayan sa

Ang paggalaw ng lupa

Lahat ng celestial body ay gumagalaw, ang Earth ay walang exception. Bukod dito, sabay-sabay itong sumasailalim sa paggalaw ng ehe at paggalaw sa paligid ng Araw.

Upang mailarawan ang paggalaw ng Earth, tingnan lamang ang tuktok, na sabay-sabay na umiikot sa paligid ng isang axis at mabilis na gumagalaw sa sahig. Kung ang paggalaw na ito ay hindi umiiral, ang Earth ay hindi magiging angkop para sa buhay. Kaya, ang ating planeta, nang walang pag-ikot sa paligid ng axis nito, ay patuloy na lumiliko sa Araw na may isang panig, kung saan ang temperatura ng hangin ay aabot sa +100 degrees, at ang lahat ng tubig na magagamit sa lugar na ito ay magiging singaw. Sa kabilang panig, ang temperatura ay patuloy na nasa ibaba ng zero at ang buong ibabaw ng bahaging ito ay matatakpan ng yelo.

Pag-ikot ng orbit

Ang pag-ikot sa paligid ng Araw ay sumusunod sa isang tiyak na tilapon - isang orbit na itinatag dahil sa pagkahumaling ng Araw at ang bilis ng paggalaw ng ating planeta. Kung ang gravity ay ilang beses na mas malakas o ang bilis ay mas mababa, kung gayon ang Earth ay mahuhulog sa Araw. Paano kung nawala ang atraksyon o lubhang nabawasan, pagkatapos ang planeta, na hinimok ng puwersang sentripugal nito, ay lumipad nang tangential sa kalawakan. Ito ay magiging katulad ng pag-ikot ng isang bagay na nakatali sa isang lubid sa itaas ng iyong ulo at pagkatapos ay bigla itong pakawalan.

Ang trajectory ng Earth ay hugis tulad ng isang ellipse sa halip na isang perpektong bilog, at ang distansya sa bituin ay nag-iiba sa buong taon. Noong Enero, ang planeta ay lumalapit sa puntong pinakamalapit sa bituin - ito ay tinatawag na perihelion - at 147 milyong km ang layo mula sa bituin. At noong Hulyo, ang Earth ay lumalayo sa araw sa pamamagitan ng 152 milyong km, papalapit sa isang punto na tinatawag na aphelion. Ang average na distansya ay kinuha sa 150 milyong km.

Ang Earth ay gumagalaw sa orbit nito mula kanluran hanggang silangan, na tumutugma sa "counterclockwise" na direksyon.

Kailangan ng Earth ng 365 araw 5 oras 48 minuto 46 segundo (1 astronomical na taon) upang makumpleto ang isang rebolusyon sa paligid ng sentro ng Solar System. Ngunit para sa kaginhawahan, ang isang taon ng kalendaryo ay karaniwang binibilang bilang 365 araw, at ang natitirang oras ay "naipon" at nagdaragdag ng isang araw sa bawat taon ng paglukso.

Ang distansya ng orbit ay 942 milyong km. Batay sa mga kalkulasyon, ang bilis ng Earth ay 30 km per second o 107,000 km/h. Para sa mga tao ito ay nananatiling hindi nakikita, dahil ang lahat ng mga tao at mga bagay ay gumagalaw sa parehong paraan sa coordinate system. At gayon pa man ito ay napakalaki. Halimbawa, ang pinakamataas na bilis ng isang racing car ay 300 km/h, na 365 beses na mas mabagal kaysa sa bilis ng Earth na nagmamadali sa orbit nito.

Gayunpaman, ang halaga ng 30 km/s ay hindi pare-pareho dahil sa katotohanan na ang orbit ay isang ellipse. Ang bilis ng planeta natin medyo nagbabago sa buong paglalakbay. Ang pinakamalaking pagkakaiba ay nakakamit kapag pumasa sa perihelion at aphelion point at 1 km/s. Ibig sabihin, ang tinatanggap na bilis na 30 km/s ay karaniwan.

Pag-ikot ng axial

Ang axis ng daigdig ay isang kumbensyonal na linya na maaaring iguhit mula sa hilaga hanggang sa timog na poste. Dumadaan ito sa isang anggulo na 66°33 na may kaugnayan sa eroplano ng ating planeta. Ang isang rebolusyon ay nangyayari sa loob ng 23 oras 56 minuto at 4 na segundo, ang oras na ito ay itinalaga ng sidereal day.

Ang pangunahing resulta ng pag-ikot ng axial ay ang pagbabago ng araw at gabi sa planeta. Bilang karagdagan, dahil sa kilusang ito:

  • Ang lupa ay may hugis na may oblate na mga poste;
  • mga katawan (daloy ng ilog, hangin) na gumagalaw sa pahalang na eroplano ay bahagyang lumilipat (sa Southern Hemisphere - sa kaliwa, sa Northern Hemisphere - sa kanan).

Ang bilis ng paggalaw ng axial sa iba't ibang lugar ay malaki ang pagkakaiba. Ang pinakamataas sa ekwador ay 465 m/s o 1674 km/h, ito ay tinatawag na linear. Ito ang bilis, halimbawa, sa kabisera ng Ecuador. Sa mga lugar sa hilaga o timog ng ekwador, bumababa ang bilis ng pag-ikot. Halimbawa, sa Moscow ito ay halos 2 beses na mas mababa. Ang mga bilis na ito ay tinatawag na angular, nagiging mas maliit ang kanilang indicator habang papalapit sila sa mga poste. Sa mga pole mismo, ang bilis ay zero, iyon ay, ang mga pole ay ang tanging bahagi ng planeta na walang paggalaw na may kaugnayan sa axis.

Ito ang lokasyon ng axis sa isang tiyak na anggulo na tumutukoy sa pagbabago ng mga panahon. Dahil nasa posisyong ito, ang iba't ibang bahagi ng planeta ay tumatanggap ng hindi pantay na dami ng init sa iba't ibang panahon. Kung ang ating planeta ay matatagpuan nang mahigpit na patayo na may kaugnayan sa Araw, kung gayon ay hindi magkakaroon ng mga panahon, dahil ang hilagang latitude na iluminado ng luminary sa araw ay nakatanggap ng parehong dami ng init at liwanag gaya ng mga southern latitude.

Ang mga sumusunod na salik ay nakakaimpluwensya sa pag-ikot ng axial:

  • mga pagbabago sa pana-panahon (pag-ulan, paggalaw ng atmospera);
  • tidal waves laban sa direksyon ng axial movement.

Ang mga salik na ito ay nagpapabagal sa planeta, bilang isang resulta kung saan bumababa ang bilis nito. Ang rate ng pagbaba na ito ay napakaliit, 1 segundo lamang sa 40,000 taon gayunpaman, sa loob ng 1 bilyong taon, ang araw ay humaba mula 17 hanggang 24 na oras;

Ang paggalaw ng Earth ay patuloy na pinag-aaralan hanggang ngayon.. Nakakatulong ang data na ito na mag-compile ng mas tumpak na mga mapa ng bituin, pati na rin matukoy ang koneksyon ng kilusang ito sa mga natural na proseso sa ating planeta.

Ibahagi