Любой человек легко поверит в то, что Земля стоит на месте. Ведь мы абсолютно не чувствуем, как движется планета Земля. Но если Вы посмотрите на небо, вы сможете увидеть доказательства того, что мы движемся.
Некоторые из древних астрономов предположили, что мы живем в геоцентрической Вселенной. А это значит, что Земля находится в центре мироздания. Они утверждали, что Солнце вращается вокруг Земли. И из-за этого мы видим восходы и закаты. То же самое верно в отношении движения Луны и планет.
Но были определенные вещи, которые были необъяснимы. Иногда планеты как будто застывали в небе, прежде чем начать движение назад.
Планета Земля в Солнечной системе
Теперь мы знаем, что это движение, которое называется ретроградным, происходит когда Земля «догоняет» другую планету на ее орбите. Например, Марс находится дальше от Солнца, чем Земля. В какой-то момент Земля (каждая планета, конечно, находится на своей орбите) догоняет Красную Планету и опережает ее. Когда наша планета «проходит» мимо Марса, тот начинает двигаться назад на нашем небе.
Еще одно доказательство того, что Солнце является центром Солнечной системы – параллакс или кажущееся изменение положения звезд относительно друг друга. Для получения простого примера параллакса держите указательный палец перед лицом на расстоянии вытянутой руки. Посмотрите на него только левым глазом, закрыв правый глаз. Затем откройте правый глаз и закройте левый, и посмотрите на палец слева. Видимое положение пальца изменилось. Это происходит потому, что ваши левый и правый глаза смотрят на палец под разными углами.
То же самое происходит и на Земле, когда мы смотрим на звезды. Для совершения полного цикла облета Солнца Земле требуется около 365 дней. Если мы посмотрим на звезду (расположенную относительно близко к нам) летом и снова посмотрим на нее зимой, ее видимое положение в небе поменяется. Так произойдет потому, что мы находимся в разных точках орбиты. Мы видим звезду с разных точек, и под разным углом. Сделав небольшое количество простых вычислений с использованием значения параллакса, мы таким образом можем определить расстояние до звезд.
Как быстро мы вращаемся?
Вращение Земли постоянно. Но скорость его зависит от того, на какой широте Вы находитесь. Вот пример. По данным НАСА, наибольшая окружность нашей планеты составляет примерно 40,070 км. (Эта область называется экватором). Если принять, что продолжительность суток составляет 24 часа, делим длину окружности на это число. Полученное значение и даст нам скорость вращения Земли на экваторе – около 1,670 км/ч.
Однако Вы не будете двигаться так же быстро в других широтах. Если мы переместимся на север или юг на 45 градусов по широте, скорость уже будет вычисляться с помощью косинуса (тригонометрической функции) широты. Хороший научный калькулятор должен иметь доступную функцию косинуса, если Вы не знаете, как ее вычислить вручную. Косинус 45 составляет 0,707, поэтому скорость планеты при 45 градусах составляет примерно 1,180 км/ч. Эта скорость уменьшается еще больше, когда Вы двигаетесь дальше на север или на юг. По мере того, как Вы будете продвигаться к северному или южному полюсу, Ваше вращение будет становиться все медленней и медленней.
Как быстро Земля вращается вокруг Солнца?
Разумеется, вращение Земли – это не единственное движение, которое совершает Земля в космосе. Наша орбитальная скорость вокруг Солнца составляет около 107 000 км/ч. Мы можем вычислить ее с помощью базовой геометрии.
Во-первых, нам нужно выяснить, какое расстояние проходит Земля по своей орбите. Полностью облетает Солнце наша планета примерно за 365 суток. Орбита нашей планеты – эллипс. Но чтобы сделать математику проще, допустим, что она круговая. По данным Международного союза астрономов, расстояние от Земли до Солнца, называемое астрономической единицей, составляет 149 597 870 километров. Это радиус (r). Длина окружности вычисляется по формуле 2 x π x r. Таким образом, за один год Земля пролетает около 940 миллионов км.
Поскольку скорость равна пройденному расстоянию, деленному на время, скорость Земли рассчитывается путем деления 940 миллионов км на 365,25 дня, и деления этого результата на 24 часа, чтобы получилось значение в км/ч. Вычисления показывают, что Земля преодолевает около 2,6 миллиона км в день со скоростью 107 226 км/ч.
Солнце и галактика тоже движутся
Солнце имеет собственную орбиту в Млечном Пути. Наше светило удалено на 25 000 световых лет от центра Галактики. А весь Млечный путь имеет размеры, по меньшей мере в 100 000 световых лет. По мнению Стэнфордского университета, мы находимся примерно на полпути от его центра. Солнце и Солнечная система движутся вокруг него со скоростью 200 километров в секунду или со средней скоростью 720 000 км/ч. Но даже на такой быстрой скорости Солнечная система полностью совершит оборот вокруг центра Млечного пути за 230 миллионов лет.
Млечный путь тоже движется в пространстве относительно других галактик. Примерно через 4 миллиарда лет Млечный Путь столкнется со своим ближайшим соседом – галактикой Андромеды. Два этих гигантских звездных острова летят друг к другу со скоростью около 112 км в секунду.
Таким образом, во Вселенной все движется.
Что произойдет, если планета Земля перестанет вращаться?
Нет причин беспокоиться, что вы будете сразу выброшены в космос. Потому что гравитация Земли сильнее, чем центростремительное ускорение, вызываемая ее вращением. В точке, находящейся на экваторе, центростремительное ускорение противодействует гравитации Земли примерно на 0,3 процента. Другими словами, Вы даже не замечаете ее, хотя на экваторе Вы будете немного меньше, чем на полюсах.
NASA утверждает, что вероятность прекращения вращения Земли в течение следующих нескольких миллиардов лет «практически равна нулю». И все же, если бы Земля внезапно прекратила свое движение, это было бы катастрофой. Атмосфера по-прежнему продолжала бы двигаться с первоначальной скоростью вращения Земли.
Что было бы, если процесс был бы более плавным? Это вполне вероятный сценарий на грядущие миллиарды лет, поскольку Солнце и Луна замедляют вращение Земли. Такое развитие событий даст много времени для того, чтобы люди, животные и растения привыкли к этому изменению. По законам физики самая медленная скорость, до которой Земля сможет замедлить свое вращение – это 1 оборот за 365 дней.
Но вернемся к сценарию прекращения вращения за одно мгновение: возникли бы ли какие-то другие странные эффекты, если бы Земля прекратила вращаться полностью? Во-первых, магнитное поле, по-видимому, исчезнет, поскольку считается, что оно частично создается в результате вращения. Мы потеряем красочные полярные сияния, и пояс Ван-Аллена, окружающий Землю, тоже исчезнет. Земля останется безоружна против всей мощи Солнца.