Dangaus sukimasis. Žvaigždėto dangaus sukimasis. Dangaus sfera. Ypatingi dangaus sferos taškai

RUFINĖS IR PRAKTINĖS ASTRONOMIJOS PAGRINDAI

1 SKYRIUS

Astronomijos prasmė

Astronomija ir jos metodai turi didelę reikšmę šiuolaikinės visuomenės gyvenime. Klausimus, susijusius su laiko matavimu ir žmonijos suteikimu tikslaus laiko žinioms, dabar sprendžia specialios laboratorijos – laiko paslaugos, paprastai organizuojamos astronominėse institucijose.

Astronominės orientacijos metodai kartu su kitais vis dar plačiai naudojami navigacijoje ir aviacijoje, o pastaraisiais metais – astronautikoje.

Šalies ūkyje plačiai naudojamo kalendoriaus skaičiavimas ir sudarymas taip pat remiasi astronominėmis žiniomis.

Geografinių ir topografinių žemėlapių sudarymas, jūros potvynių pradžios apskaičiavimas, gravitacijos jėgos nustatymas įvairiuose žemės paviršiaus taškuose, siekiant aptikti naudingųjų iškasenų telkinius – visa tai pagrįsta astronominiais metodais.

Įvairiuose dangaus kūnuose vykstančių procesų tyrimai leidžia astronomams tyrinėti materiją tokiose būsenose, kurios dar nepasiektos žemiškomis laboratorinėmis sąlygomis. Todėl astronomija, o ypač astrofizika, glaudžiai susijusi su fizika, chemija ir matematika, prisideda prie pastarųjų kūrimo, o jos, kaip žinome, yra visų šiuolaikinių technologijų pagrindas.

Astronomija, tirdama dangaus reiškinius, tyrinėdama dangaus kūnų prigimtį, sandarą ir raidą, įrodo, kad Visata yra pavaldi vienodiems gamtos dėsniams ir pagal juos vystosi laike ir erdvėje. Todėl astronomijos išvados turi gilią filosofinę reikšmę.

Kad ir kur būtume žemės paviršiuje, mums visada atrodo, kad visi dangaus kūnai yra vienodu atstumu nuo mūsų tam tikros sferos vidiniame paviršiuje, kuris šnekamojoje kalboje vadinamas. skliautas , arba tiesiog dangus .

Dieną dangus, jei jo nedengia debesys, yra mėlynas, o ant jo matome ryškiausią dangaus kūną – Saulę. Kartais kartu su Saule dieną matomas Mėnulis ir labai retai kiti dangaus kūnai, pavyzdžiui, Veneros planeta.

Be debesų naktį tamsiame danguje matome žvaigždes, Mėnulį, planetas, ūkus, kartais kometas ir kitus kūnus. Pirmas įspūdis stebint žvaigždėtą dangų – nesuskaičiuojamas žvaigždžių skaičius ir jų išsidėstymo danguje atsitiktinumas. Realiai plika akimi matomų žvaigždžių nėra tiek daug, kaip atrodo, visame danguje tik apie 6 tūkst., o vienoje jo pusėje, kuri šiuo metu matoma iš bet kurio žemės paviršiaus taško, ne daugiau kaip 3 tūkstantis.

Žvaigždės turi dvi savybes: 1) jos skiriasi viena nuo kitos ryškumu; 2) santykinai nejudantis. Šios savybės leidžia atskirti žvaigždžių figūras danguje, vadinamą žvaigždynai.

Žvaigždynų sistema mūsų danguje buvo sukurta 500 metų prieš Kristų. senovės graikai.

Žvaigždynai buvo pažymėti gyvūnų vardais ( Ursa Major, Liūtas, Drakonas ir kt.), graikų mitologijos herojų vardai ( Kasiopėja, Andromeda, Persėjas ir tt) arba tiesiog tų objektų, kurie buvo panašūs į ryškių grupės žvaigždžių suformuotas figūras, pavadinimus ( Šiaurės karūna, trikampis, rodyklė, svarstyklės ir taip toliau.).

Nuo XVII a atskiros žvaigždės kiekviename žvaigždyne pradėtos žymėti graikų abėcėlės raidėmis ir, kaip taisyklė, mažėjančia jų ryškumo tvarka. Kiek vėliau buvo įvesta skaitinė numeracija, kuri šiuo metu dažniausiai naudojama silpnoms žvaigždėms. Be to, ryškios žvaigždės (apie 130) gavo savo vardus. Pavyzdžiui: vadinamas Canis Major Sirijus, a Auriga - Capella, a Lira - Vega, a Orionas - Betelgeuse, b Orionas - Rigelis, b Persėjas - Algolemas ir tt Šie žvaigždžių pavadinimai ir pavadinimai naudojami ir šiandien. Tačiau 1922 m. astronomijos kongrese buvo pakeistos senovės astronomų nubrėžtų žvaigždynų, vaizduojančių vingiuotas linijas, ribos, kai kurie dideli žvaigždynai buvo suskirstyti į keletą nepriklausomų žvaigždynų ir žvaigždynai buvo pradėti suprasti ne kaip žvaigždžių figūros, o kaip žvaigždėto dangaus atkarpos. Dabar visas dangus sutartinai suskirstytas į 88 atskiras dalis – žvaigždynus.

Ryškiausios žvaigždynų žvaigždės yra geras vadovas, padedantis nustatyti silpnesnes žvaigždes ar kitus dangaus objektus danguje.

Jei giedrą naktį kelias valandas stebite žvaigždėtą dangų, nesunku pastebėti, kad dangaus skliautas kaip viena visuma su visais jame esančiais šviestuvais sklandžiai sukasi aplink kokią nors įsivaizduojamą ašį, kurios vienas galas eina per stebėjimo vieta, o kita yra visai netoli Poliarinisžvaigždės. Toks dangaus skliauto ir šviesulių sukimasis vadinamas kasdieninis žvaigždėto dangaus judėjimas , nes per dieną baigiamas vienas pilnas tiražas. Dėl kasdienio sukimosi žvaigždės ir kiti dangaus kūnai nuolat keičia savo padėtį horizonto kraštų atžvilgiu ir aprašo apskritimus aplink sukimosi ašį.

2 puslapis iš 5

2.1.2. Dangaus sfera. Ypatingi dangaus sferos taškai.

Žmonės senovėje tikėjo, kad visos žvaigždės yra dangaus sferoje, kuri kaip visuma sukasi aplink Žemę. Jau daugiau nei prieš 2000 metų astronomai pradėjo naudoti metodus, kurie leido nurodyti bet kurio kūno vietą dangaus sferoje kitų kosminių objektų ar žemės orientyrų atžvilgiu. Dangaus sferos sąvoką patogu vartoti ir dabar, nors žinome, kad ši sfera iš tikrųjų neegzistuoja.

Dangaus sfera -įsivaizduojamas savavališko spindulio sferinis paviršius, kurio centre yra stebėtojo akis ir ant kurio projektuojame dangaus kūnų padėtį.

Dangaus sferos sąvoka naudojama matuojant kampus danguje, dėl patogumo samprotauti apie paprasčiausius matomus dangaus reiškinius, atliekant įvairius skaičiavimus, pavyzdžiui, skaičiuojant saulėtekio ir saulėlydžio laiką.

Pastatykime dangaus sferą ir iš jos centro nubrėžkime spindulį žvaigždės link A(1.1 pav.).

Ten, kur šis spindulys kerta sferos paviršių, dedame tašką A 1 atstovaujanti šiai žvaigždei. Žvaigždė IN bus pavaizduotas tašku IN 1 . Pakartodami panašią operaciją visoms stebimoms žvaigždėms, gauname žvaigždėto dangaus vaizdą sferos paviršiuje – žvaigždės gaublį. Akivaizdu, kad jei stebėtojas yra šios įsivaizduojamos sferos centre, jam kryptis į pačias žvaigždes ir į jų atvaizdus sferoje sutaps.

Kas yra dangaus sferos centras? (Stebėtojo akis)
Koks yra dangaus sferos spindulys? (Savavališkas)
Kuo skiriasi dviejų stalo kaimynų dangaus sferos? (Vidurinė padėtis).

Sprendžiant daugelį praktinių problemų, atstumai iki dangaus kūnų neturi reikšmės tik jų matoma vieta danguje. Kampiniai matavimai nepriklauso nuo sferos spindulio. Todėl, nors dangaus sfera gamtoje neegzistuoja, astronomai naudoja Dangaus sferos sąvoką, norėdami ištirti matomą šviesulių ir reiškinių, kuriuos galima stebėti danguje per dieną ar daugelį mėnesių, išsidėstymą. Į tokią sferą projektuojamos žvaigždės, Saulė, Mėnulis, planetos ir kt., abstrahuojant nuo tikrųjų atstumų iki šviesuolių ir atsižvelgiant tik į kampinius atstumus tarp jų. Atstumai tarp žvaigždžių dangaus sferoje gali būti išreikšti tik kampu. Šie kampiniai atstumai matuojami centrinio kampo tarp spindulių, nukreiptų į vieną ir kitą žvaigždę, arba juos atitinkančių lankų sferos paviršiuje dydžiu.

Norint apytiksliai įvertinti kampinius atstumus danguje, pravartu atsiminti šiuos duomenis: kampinis atstumas tarp dviejų kraštutinių Ursa Major kaušo žvaigždžių (α ir β) yra apie 5° (1.2 pav.), o nuo α Ursa Major iki α Ursa Minor (politinė žvaigždė) – 5 kartus daugiau – maždaug 25°.

Paprasčiausias vizualinis kampinių atstumų įvertinimas taip pat gali būti atliekamas naudojant ištiestos rankos pirštus.

Mes matome tik du šviesulius – Saulę ir Mėnulį – kaip diskus. Šių diskų kampiniai skersmenys beveik vienodi – apie 30" arba 0,5°. Planetų ir žvaigždžių kampiniai dydžiai yra daug mažesni, todėl juos matome tiesiog kaip šviečiančius taškus. Plika akimi objektas nepanašus į taškas, jei jo kampiniai dydžiai viršija 2–3 colius. Tai visų pirma reiškia, kad mūsų akis išskiria kiekvieną atskirą šviesos tašką (žvaigždę), jei kampinis atstumas tarp jų yra didesnis už šią vertę. Kitaip tariant, mes matome objektą kaip ne tašką tik tada, kai atstumas iki jo viršija jo dydį ne daugiau kaip 1700 kartų.

Santechnikos linija Z, Z' , einantis pro stebėtojo akį (taškas C), esantis dangaus sferos centre, taškuose kerta dangaus sferą Z - zenitas,Z’ – žemiausias.

Zenitas- tai aukščiausias taškas virš stebėtojo galvos.

Nadiras -dangaus sferos taškas, priešingas zenitui.

Plokštuma, statmena svambalai, vadinamahorizontali plokštuma (arba horizonto plokštuma).

Matematinis horizontasvadinama dangaus sferos susikirtimo linija su horizontalia plokštuma, einančia per dangaus sferos centrą.

Plika akimi visame danguje galima pamatyti apie 6000 žvaigždžių, tačiau mes matome tik pusę jų, nes kitą pusę žvaigždėto dangaus nuo mūsų užstoja Žemė. Ar žvaigždės juda dangumi? Pasirodo, visi juda ir tuo pačiu metu. Tai galite lengvai patikrinti stebėdami žvaigždėtą dangų (sufokusuodami į tam tikrus objektus).

Dėl jo sukimosi keičiasi žvaigždėto dangaus išvaizda. Vienos žvaigždės dar tik išnyra iš horizonto (kyla) rytinėje dalyje, kitos šiuo metu yra aukštai virš galvos, o dar kitos jau slepiasi už horizonto vakarinėje pusėje (susileidžia). Tuo pačiu mums atrodo, kad žvaigždėtas dangus sukasi kaip vientisa visuma. Dabar visi tai puikiai žino Dangaus sukimasis yra akivaizdus reiškinys, kurį sukelia Žemės sukimasis.

Fotoaparatu galima užfiksuoti, kas nutinka žvaigždėtam dangui dėl kasdienio Žemės sukimosi.

Gautame vaizde kiekviena žvaigždė paliko savo pėdsaką apskrito lanko pavidalu (2.3 pav.). Tačiau yra ir žvaigždė, kurios judėjimas per naktį beveik nepastebimas. Ši žvaigždė buvo vadinama Polaris. Per dieną jis apibūdina mažo spindulio apskritimą ir visada matomas beveik tame pačiame aukštyje virš horizonto šiaurinėje dangaus pusėje. Bendras visų koncentrinių žvaigždžių takų centras yra danguje netoli Šiaurės žvaigždės. Šis taškas, į kurį nukreipta Žemės sukimosi ašis, vadinamas šiaurinis dangaus ašigalis. Šiaurinės žvaigždės aprašytas lankas turi mažiausią spindulį. Tačiau šis lankas ir visi kiti – nepriklausomai nuo jų spindulio ir kreivumo – sudaro tą pačią apskritimo dalį. Jei būtų galima fotografuoti žvaigždžių kelius danguje per visą dieną, tada nuotrauka būtų ištisus apskritimus – 360°. Galų gale, diena yra visiško Žemės sukimosi aplink savo ašį laikotarpis. Per valandą Žemė apsisuks 1/24 apskritimo, t.y. 15°. Vadinasi, lanko ilgis, kurį žvaigždė apibūdins per šį laiką, bus 15°, o po pusvalandžio – 7,5°.

Per dieną žvaigždės apibūdina didesnius apskritimus, kuo toliau nuo Šiaurės žvaigždės.

Dangaus sferos paros sukimosi ašis vadinamaaxis mundi (RR").

Dangaus sferos susikirtimo su pasaulio ašimi taškai vadinamipasaulio poliai(taškas R - šiaurinis dangaus ašigalis, taškas R" - Pietų dangaus ašigalis).

Šiaurinė žvaigždė yra netoli šiaurinio pasaulio ašigalio. Kai žiūrime į Šiaurinę žvaigždę, o tiksliau, į fiksuotą šalia jos esantį tašką – pasaulio šiaurinį ašigalį, mūsų žvilgsnio kryptis sutampa su pasaulio ašimi. Pietų dangaus ašigalis yra pietiniame dangaus sferos pusrutulyje.

Lėktuvas EAW.Q., statmena pasaulio ašiai PP“ ir einanti per dangaus sferos centrą vadinamasdangaus pusiaujo plokštuma, o jo susikirtimo su dangaus sfera linija yradangaus pusiaujo.

Dangaus pusiaujas – apskritimo tiesė, gauta iš dangaus sferos sankirtos su plokštuma, einančia per dangaus sferos centrą statmenai pasaulio ašiai.

Dangaus pusiaujas padalija dangaus sferą į du pusrutulius: šiaurinį ir pietinį.

Pasaulio ašis, pasaulio ašigaliai ir dangaus pusiaujas yra panašūs į Žemės ašį, ašigalius ir pusiaują, nes išvardyti pavadinimai siejami su tariamu dangaus sferos sukimu, o tai yra žemės sferos pasekmė. tikrasis Žemės rutulio sukimasis.

Plokštuma, einanti per zenito taškąZ , centras SU dangaus sfera ir ašigalis R pasaulis vadinamasdangaus dienovidinio plokštuma, o susiformuoja jos susikirtimo su dangaus sfera linijadangaus dienovidinio linija.

Dangaus meridianas – didysis dangaus sferos ratas, einantis per zenitą Z, dangaus ašigalį P, pietinį dangaus ašigalį P, žemiausią Z“

Bet kurioje Žemės vietoje dangaus dienovidinio plokštuma sutampa su šios vietos geografinio dienovidinio plokštuma.

Vidurdienio linija N.S. - tai dienovidinio ir horizonto plokštumų susikirtimo linija. N – šiaurės taškas, S – pietų taškas

Jis taip pavadintas, nes vidurdienį šia kryptimi krenta šešėliai nuo vertikalių objektų.

Koks yra dangaus sferos sukimosi laikotarpis? (lygus Žemės sukimosi periodui – 1 diena).
Kokia kryptimi vyksta regimasis (tariamasis) dangaus sferos sukimasis? (Priešingai Žemės sukimosi krypčiai).
Ką galima pasakyti apie santykinę dangaus sferos sukimosi ašies ir žemės ašies padėtį? (Dangaus sferos ašis ir žemės ašis sutaps).
Ar visi dangaus sferos taškai dalyvauja tariamajame dangaus sferos sukimosi procese? (Ašyje esantys taškai yra ramybės būsenoje).

Žemė juda orbita aplink Saulę. Žemės sukimosi ašis į orbitos plokštumą pasvirusi 66,5° kampu. Dėl Mėnulio ir Saulės gravitacinių jėgų veikimo Žemės sukimosi ašis pasislenka, o ašies polinkis į Žemės orbitos plokštumą išlieka pastovus. Atrodo, kad Žemės ašis slenka kūgio paviršiumi. (tas pats atsitinka su paprastos viršūnės ašimi sukimosi pabaigoje).

Šis reiškinys buvo aptiktas dar 125 m.pr.Kr. e. graikų astronomas Hiparchas ir pavadintas precesija.

Žemės ašis vieną apsisukimą atlieka per 25 776 metus – šis laikotarpis vadinamas platoniniais metais. Dabar netoli P – pasaulio šiaurės ašigalio yra Šiaurinė žvaigždė – α Ursa Minor. Poliarinė žvaigždė yra žvaigždė, kuri šiuo metu yra netoli pasaulio Šiaurės ašigalio. Mūsų laikais, maždaug nuo 1100 m., tokia žvaigždė yra Alpha Ursa Minor - Kinosura. Anksčiau Polaris titulas buvo pakaitomis priskirtas π, η ir τ Hercules, žvaigždėms Thuban ir Kohab. Romėnai Šiaurės žvaigždės apskritai neturėjo, o Kohabas ir Kinosura (α Ursa Minor) buvo vadinami Globėjais.

Mūsų chronologijos pradžioje dangaus ašigalis buvo netoli α Drako – prieš 2000 metų. 2100 m. dangaus ašigalis bus tik 28" atstumu nuo Šiaurės žvaigždės – dabar jis yra 44". 3200 m. Cefėjo žvaigždynas taps poliariniu. 14000 metais Vega (α Lyrae) bus poliarinė.

Kaip danguje rasti Šiaurės žvaigždę?

Norėdami rasti Šiaurinę žvaigždę, turite mintyse nubrėžti tiesią liniją per Ursa Major žvaigždes (pirmosios 2 „kibiro“ žvaigždės) ir suskaičiuoti 5 atstumus tarp šių žvaigždžių. Šioje vietoje, šalia tiesios linijos, pamatysime žvaigždę, kurios ryškumas yra beveik identiškas „kibiro“ žvaigždėms - tai Šiaurinė žvaigždė.

Žvaigždyne, kuris dažnai vadinamas Mažuoju Žvaigžduku, Šiaurinė žvaigždė yra ryškiausia. Tačiau kaip ir dauguma „Ursa Major“ žvaigždžių, „Polaris“ yra antrojo dydžio žvaigždė.

Vasaros (vasaros-rudens) trikampis = žvaigždė Vega (α Lyrae, 25,3 šviesmečių), žvaigždė Denebas (α Cygnus, 3230 šviesmečių), žvaigždė Altair (α Orlae, 16,8 šviesmečių)

Skelbimas: koks yra pagrindinis, ankstyviausias istorinės raidos ir pažangos hierarchijos veiksnys, be kurio Žemėje nebūtų galėjusi atsirasti pati gyvybė? Iš karto pasakysiu - šis veiksnys yra kasdienis Žemės sukimasis aplink savo ašį! Be kasdienio sukimosi gyvybė Žemėje niekada nebūtų atsiradusi! Tačiau kasdienio Žemės sukimosi aplink savo ašį priežastis dar neatskleista, o mokslininkai vis dar nežino, kas sukasi ir toliau sukasi mūsų planetoje, dieviškoji valia ar materiali priežastis.

Yra daug neišspręstų visatos paslapčių ir paslapčių, ir kuo geriau suprantame mus supantį pasaulį, tuo daugiau atsiranda naujų idėjų, paslapčių ir klausimų. Tačiau šios naujos paslaptys vystymosi hierarchijoje yra naujesnės, t.y. kilusi iš svarbesnių pirminių formų ir dėsnių. Ir kai kurios svarbios pirminės paslaptys dar nėra įmintos ir šiandien. Pavyzdžiui, koks yra pats elementariausias, pagrindinis istorinės raidos ir pažangos hierarchijos veiksnys, be kurio Žemėje nebūtų galėjusi atsirasti pati gyvybė?

Iš karto pasakysiu – vienas svarbiausių ir didžiausių faktorių yra Žemės kasdienio sukimosi veiksnys. Taip taip! Jei nebūtų kasdienio Žemės sukimosi, gyvybė Žemėje niekada nebūtų kilusi! Ir mechanizmo, kuriuo šis sukimasis vyksta, paslaptis dar nebuvo išspręsta. Supraskime kai kuriuos faktus: saulės spinduliuotės galia artėjant prie Žemės yra didžiulė ~ 1,5 kWh/m2 ir be sukimosi aplink savo ašį vieną Žemės pusę šildytų Saulės spinduliuotė, o kitą – kosminis šaltis. karaliautų! Sacharos karštis ir Antarktidos šaltis būtų daug kartų stipresni! Ir būtent kasdienis Žemės sukimasis leido milijonams metų visuose Žemės regionuose vienodinti šilumines sąlygas, ir tai buvo viena svarbiausių sąlygų gyvybei atsirasti. Tie. Kasdienis Žemės sukimasis buvo pagrindinė, pagrindinė gyvybės atsiradimo Žemėje sąlyga.

Bet kaip atsirado ši kasdienė rotacija? Kas suko mūsų planetą? Šiandien nėra jokio mokslinio šios paslapties paaiškinimo! Kasdienis Žemės sukimasis istoriniais standartais buvo moksliškai įrodytas visai neseniai, laikotarpiu nuo XIV iki XVI mūsų eros amžių, kartu su heliocentrinės pasaulio sistemos sukūrimu ir Žemės sukimosi aplink Saulę atradimu. Prieš tai tūkstančius metų vyravo idėja apie Žemę kaip nepajudinamą viso pasaulio centrą. Besisukančios Žemės teorijos keliamų klausimų supratimas prisidėjo prie klasikinės mechanikos dėsnių atradimo.

Eksperimentą, aiškiai įrodantį Žemės sukimąsi, 1851 metais atliko prancūzų fizikas Leonas Foucault. Jo reikšmė labai paprasta ir aiški. Švytuoklės svyravimo plokštuma pastoviųjų žvaigždžių atžvilgiu yra pastovi. O atskaitos sistemoje, susijusioje su Žeme, švytuoklės svyravimų plokštuma sukasi priešinga Žemės sukimosi krypčiai kryptimi, kuri aiškiai matoma iš padalų ant apskritimo, pastatyto po švytuokle. Šis efektas ryškiausiai pasireiškia ašigaliais, kur visiško švytuoklės plokštumos sukimosi periodas lygus Žemės sukimosi aplink savo ašį periodui, o ties pusiauju švytuoklės svyravimo plokštuma nekinta. Šiuo metu Foucault švytuoklė sėkmingai demonstruojama daugelyje mokslinių muziejų ir planetariumų, ypač Sankt Peterburgo planetariume ir Volgogrado planetariume.

Pastaraisiais metais atsirado viena hipotezė, susijusi su Žemės kasdienio sukimosi kilme dėl pasaulinių sausumos vėjų ir vandenyno srovių, tačiau ji neatlaiko kritikos. Juk vanduo ir atmosfera Žemėje atsirado daug vėliau, nei atsirado Žemės kasdieninis sukimasis. Be to, mokslininkai įrodė, kad vandenyno srovės atsirado būtent dėl kasdienio Žemės sukimosi, o ne atvirkščiai. Mėnulio įtaka taip pat negalėjo lemti kasdienio Žemės sukimosi atsiradimo. Be to, Mėnulis turi savo sukimąsi. Aplink savo ašį sukasi ir kitos Saulės sistemos planetos, taip pat pati Saulė. Kas sukelia visą tą sukimąsi? Atsakymo dar nėra. Bet galbūt planetų ir Saulės sukimosi mechanizmas yra tas pats, nes Saulė sukasi aplink Paukščių Tako galaktikos centrą, kaip ir planetos aplink Saulę.

Beje, visi dangaus kūnai sukasi ne ratu, o elipsine Keplerio orbita, kuri laikui bėgant taip pat pasislenka erdvėje:

Taip pat dar nėra atsakymo į klausimą, kodėl atsirado Žemės sukimosi ašies posvyris Žemės sukimosi aplink Saulę plokštumos atžvilgiu. Šis pakreipimas yra 66˚33'22 colių ir dėl jo atsiradimo Žemėje atsirado metų laikai, kurie yra nepaprastai svarbūs Žemės klimatui.

Metų laikai kartu su kasdienine rotacija, t.y. sparti dienos ir nakties kaita dar labiau sušvelnino ir palengvino sąlygas gyvybei ir Žemės biosferai atsirasti, daugybei augalų, gyvūnų ir žmonių formų atsirasti. Kartu su metų laikais Žemėje atsirado 5 tropikų ir poliarinių ratų apribotos apšvietimo (arba radiacijos) zonos, kurios skirstomos pagal saulės šviesos trukmę ir gaunamos šilumos kiekį. Mokslininkai taip pat pastebėjo, kad Žemės sukimosi ašis periodiškai keičia savo kryptį. Tai vadinama precesija. Kas 13 tūkstančių metų Žemės sukimosi ašis „pasilenkia“ priešinga kryptimi. Tačiau didžiuliai dangaus kūnai, besisukantys be gravitacijos, yra idealūs giroskopai, negalintys pakeisti savo orientacijos erdvėje.

Tik gerokai po dienos sukimosi atsiradimo Žemėje atsirado vanduo, deguonies atmosfera, o vėliau ir įvairios gyvybės formos, gyvūnai, augalai, žmonės.

Kitas svarbus veiksnys, lemiantis gyvybės atsiradimą Žemėje, yra Žemės magnetinis laukas. Žemės magnetosfera saugo visus gyvus daiktus nuo saulės spinduliuotės. Tačiau šis veiksnys jau seniai rado savo mokslinį paaiškinimą. Taigi paliesiu jį labai trumpai.

Saulė ir kiekviena Saulės sistemos planeta turi savo magnetinį lauką, kuris aplink kiekvieną iš šių dangaus kūnų sukuria specialų apvalkalą – magnetosferą. Žemės magnetinio lauko poliai yra beveik ant Žemės kasdienio sukimosi ašies su nedideliu 11,5 laipsnių nuokrypiu nuo jos. Yra du Žemės magnetinio lauko tipai: pastovus (pagrindinis) ir kintamasis. Jų prigimtis ir kilmė skiriasi, tačiau tarp jų yra ryšys. Nuolatinio magnetinio lauko susidarymą palengvina vidiniai Žemės šaltiniai - elektros srovės, atsirandančios sutankintos Žemės šerdies paviršiuje dėl temperatūrų skirtumų jos dalyse, kurios, tikėtina, yra susijusios su dinaminiais procesais mantijoje ir šerdyje. žemė. Jie sukuria stabilų magnetinį lauką, besitęsiantį per 20–25 Žemės spindulių, kuris yra veikiamas tik lėtų, „pasaulietiškų“ svyravimų. Sąveikaujant su išoriniais šaltiniais, esančiais už planetos, sukuriamas kintamasis laukas. Kintamasis magnetinis laukas yra maždaug 100 kartų silpnesnis už pastovųjį ir jam būdingi reguliarūs svyravimai, daugiausia saulės, ir nereguliarūs (pvz., magnetinės audros). Vidutinis Žemės magnetosferos skersmuo yra didesnis nei 90 tūkstančių km statmenai saulės spinduliui. Žemę nuolat veikia kosminės kilmės įkrautų dalelių (kūnelių) srautai ir Saulės spinduliuotė – saulės vėjas. Magnetosfera, veikiama saulės vėjo, suspaudžiama iš Saulės pusės ir stipriai pailgėja priešsauline kryptimi. Taip susidaro magnetosferos uodega, pailginta iki 900-1050 Žemės spindulių. Magnetosfera yra pagrindinė kliūtis įkrautoms saulės dalelėms, kenksmingoms gyvajai medžiagai, prasiskverbti į geografinį apvalkalą ir taip izoliuoja gyvus organizmus nuo prasiskverbiančios spinduliuotės. Kosminės dalelės gali laisvai įsiskverbti į atmosferą tik magnetinių polių srityje. Tuo pačiu metu magnetosfera į planetos paviršių perduoda elektromagnetines bangas - rentgeno ir ultravioletinius spindulius, radijo bangas ir spinduliavimo energiją, kuri yra pagrindinis šilumos šaltinis ir energijos bazė procesams, vykstantiems geografiniame apvalkale. .

Istoriniame kontekste stebimi geografiniai magnetinio lauko poslinkiai ir net magnetinio dipolio poliškumo pokyčiai. Poliškumas, kai šiaurinis magnetinės adatos galas nukreiptas į šiaurę, vadinamas tiesioginiu (kaip ir dabar, priešingu atveju, jie kalba apie atvirkštinį žemės dipolio įmagnetinimą). Žemės magnetinio lauko stebėjimus atlieka daugelis observatorijų visame pasaulyje.

Taigi planetų sukimasis aplink savo ašį yra pati svarbiausia ir svarbiausia sąlyga gyvybei planetose atsirasti. Išsiaiškinus pačių planetų sukimosi priežastį, bus galima suprasti, ar Visatoje gali būti daug tokių planetų kaip Žemė, kuriose laikui bėgant taip pat atsiras gyvybė, ar Žemė yra unikalus reiškinys Visatoje. Kasdienio sukimosi buvimas kitose Saulės sistemos planetose rodo, kad tokio sukimosi planetose atsiradimo priežastis yra ne atsitiktinumas, o kažkoks dar neatrastas objektyvus mechanizmas, kuris laukia mokslinio atradimo. O tai reiškia, kad pasaulio atsiradimo ir vystymosi dėsnių Hierarchiją žmogus dar tik pradeda pažinti.

Papildoma informacija šia tema:

Saulės sistemos kūnai	Vidutinis Atstumas iki Saulės, a. e.	Vidutinis sukimosi aplink ašį laikotarpis	Medžiagos būsenos paviršiuje fazių skaičius	Palydovų skaičius	Siderinis revoliucijos laikotarpis, metai	Orbitos polinkis į ekliptiką	Masė (Žemės masės vienetas)
Saulė		25 dienos (35 prie ašigalio)	1	9 planetos			333000
Merkurijus	0,387	58,65 dienos	2	-	0,241		0,054
Venera	0,723	243 dienos	2	-	0,615	3°24'	0,815
Žemė		23h 56m 4s	3	1
Marsas	1,524	24h 37m 23s	2	2	1,881	1°51'	0,108
Jupiteris	5,203	9h 50m	3	16+p.žiedas	11,86	1° 18'	317,83
Saturnas	9,539	10h 14m	3	17+ žiedai	29,46	2°29'	95,15
Uranas	19,19	10h 49m	3	5+ mazgų žiedai	84,01	0 ° 46'	14,54
Neptūnas	30,07	15h 48m	3	2	164,7	1° 46'	17,23
Plutonas	39,65	6,4 dienos	2- 3 ?	1	248,9	17°	0,017

Kasdienio Žemės sukimosi geografinės pasekmės yra šios:
1. Dienos ir nakties kaita.
2. Žemės figūros deformacija.
3. Koriolio jėgos, veikiančios judančius kūnus, egzistavimas.
4. Atoslūgių ir atoslūgių atsiradimas.

« Apie Žemės sukimosi priežastį ir kitus nepaaiškinamus reiškinius.
habaras Kosmoso mokslininkas
Data: sekmadienis, 2011-11-20, 19:55

Dieną Saulė juda dangumi. Kyla, kyla vis aukščiau ir aukščiau, tada pradeda leistis ir leidžiasi. Nesunku pastebėti, kad dangumi juda ir žvaigždės.

Stebėjimui pasirinkite vietą, kur aiškiai matomas dangus, ir pažymėkite, virš kokių horizonte matomų objektų (namų ar medžių) Saulė matoma ryte, vidurdienį ir vakare. Atvykite į šią vietą po saulėlydžio, pastebėkite ryškiausias žvaigždes tomis pačiomis dangaus kryptimis ir laikrodyje pažymėkite stebėjimo laiką. Jei atvyksite į tą pačią vietą po valandos ar dviejų, įsitikinkite, kad visos jūsų pastebėtos žvaigždės pasislinko iš kairės į dešinę. Taigi, žvaigždė, kuri buvo rytinės saulės kryptimi, pakilo į dangų, o žvaigždė, kuri buvo vakarinės saulės kryptimi, nuskendo.

Ar visos žvaigždės juda dangumi? Pasirodo, viskas, ir tuo pačiu. Galima sakyti, kad visas dangus su žvaigždėmis jame kasdien sukasi aplink mus.

Dangaus pusė, kurioje vidurdienį matoma Saulė, vadinama pietine, o priešinga – šiaurine. Pažvelkite į šiaurinį dangų, pirmiausia į žvaigždes, esančias arti horizonto, o paskui į aukštesnes. Pamatysite, kad kuo aukščiau žvaigždės yra nuo horizonto, tuo mažiau pastebimas jų judėjimas. Taip pat danguje galite rasti žvaigždę, kurios judėjimas per naktį beveik nepastebimas, ir kuo arčiau šios žvaigždės yra kitos žvaigždės, tuo mažiau pastebimas jų judėjimas. Ši žvaigždė vadinosi Polar, mes jau žinome, kaip ją rasti iš Ursa Major žvaigždžių.

Kai žiūrime į Šiaurinę žvaigždę, o tiksliau, į fiksuotą tašką šalia jos – į šiaurinį pasaulio ašigalį, mūsų žvilgsnio kryptis sutampa su žvaigždėto dangaus ašies kryptimi. Pati žvaigždėto dangaus sukimosi ašis vadinama pasaulio ašimi.

Dangaus sukimasis aplink Žemę yra akivaizdus reiškinys. To priežastis – Žemės sukimasis. Kaip žmogus, besisukantis po kambarį, atrodo, kad aplink jį sukasi visas kambarys, taip mums, besisukančiame Žemėje, atrodo, kad sukasi dangus. Senovėje, stebėdami kasdienį dangaus sukimąsi, žmonės padarė giliai klaidingą išvadą, kad žvaigždės, Saulė ir planetos sukasi aplink Žemę kasdien. Tiesą sakant, kaip buvo nustatyta XVI a. Kopernikas, akivaizdus žvaigždėto dangaus sukimasis yra tik kasdieninio Žemės sukimosi aplink savo ašį atspindys. Tačiau žvaigždės vis tiek juda. Ne taip seniai astronomai nustatė, kad visos mūsų Galaktikos žvaigždės aplink savo centrą juda skirtingu greičiu (Galaktika aprašyta straipsnyje „3 žvaigždės ir visatos gelmės“).

Įsivaizduojama ašis, aplink kurią sukasi Žemės rutulys, kerta Žemės paviršių dviejuose taškuose. Šie taškai yra Šiaurės ir Pietų geografiniai ašigaliai. Jei tęsime žemės ašies kryptį, ji praeis šalia Šiaurinės žvaigždės. Štai kodėl Šiaurinė žvaigždė mums atrodo beveik nejudanti.

Pietiniame žvaigždėtame danguje, kuris mūsų šiauriniame pusrutulyje dėl sferinės Žemės formos matomas tik iš dalies, yra antras fiksuotas dangaus taškas – pietinis dangaus ašigalis. Pietinio pusrutulio žvaigždės sukasi aplink šį tašką.

Pažvelkime atidžiau į akivaizdų kasdienį žvaigždžių judėjimą. Pasukite veidą į pietinę horizonto pusę ir stebėkite žvaigždžių judėjimą. Kad stebėjimai būtų patogesni, įsivaizduokite puslankį, einantį per zenitą (tašką tiesiai virš galvos) ir dangaus ašigalį. Šis puslankis (dangaus dienovidinis) susikirs su horizontu šiaurės taške (po Šiaurės žvaigžde) ir priešingame pietų taške. Jis padalija dangų į rytines ir vakarines dalis. Stebėdami žvaigždžių judėjimą pietinėje dangaus dalyje pastebėsime, kad žvaigždės, esančios dangaus dienovidinio kairėje (t.y. rytinėje dangaus dalyje), pakyla virš horizonto. Perėję dangaus dienovidinį ir patekę į vakarinę dangaus dalį, jie pradeda leistis horizonto link. Tai reiškia, kad kai žvaigždės praeina per dangaus dienovidinį, jos pasiekia didžiausią aukštį virš horizonto. Astronomai žvaigždės perėjimą per aukščiausią jos vietą virš horizonto vadina viršutine tos žvaigždės kulminacija.

Jei pasuksite veidą į šiaurę ir pradėsite stebėti žvaigždžių judėjimą šiaurinėje dangaus dalyje, pastebėsite, kad žvaigždės, einančios per dangaus dienovidinį žemiau Šiaurės žvaigždės, šiuo metu užima žemiausią vietą virš horizonto. . Judėjimas

iš kairės į dešinę jie, praėję dangaus dienovidinį, pradeda kilti. Kai žvaigždė praeina per žemiausią įmanomą vietą virš horizonto, astronomai teigia, kad žvaigždė yra žemiausioje kulminacijoje.

Tarp mūsų šalyje matomų žvaigždynų yra tokių, kurie, judėdami aplink dangaus ašigalį, niekada neperžengia horizonto. Tai nesunku patikrinti stebint: žiemos mėnesiais Didysis Ursa žvaigždynas yra matomas virš horizonto žemiausioje padėtyje dieną.

Tačiau SSRS gyventojams ne tik Didysis kraštas pasirodo esąs nenustatomas žvaigždynas. Žvaigždės Ursa Minor, Cassiopeia, Draco, Cepheus, esančios netoli šiaurinio pasaulio ašigalio, taip pat niekada neišeina, pavyzdžiui, už Maskvos horizonto. Tai niekada nenustato žvaigždžių.

Šalia nenusileidžiančių žvaigždžių yra ir tokių, kurios niekada nepakyla virš mūsų šalies. Tai apima daugybę žvaigždžių pietiniame dangaus pusrutulyje.

Dangus, kaip ir Žemės rutulys, psichiškai padalintas į du pusrutulius įsivaizduojamu apskritimu, kurių visi taškai yra vienodu atstumu nuo pasaulio ašigalių. Šis ratas vadinamas dangaus pusiauju. Jis kerta horizontą rytų ir vakarų taškuose.

Visos žvaigždės dienos metu apibūdina kelius, lygiagrečius dangaus pusiaujui. Dangaus pusrutulis, kuriame yra Šiaurinė žvaigždė, vadinamas šiauriniu pusrutuliu, o kitas pusrutulis – pietų pusrutuliu.

Vaizdas į žvaigždėtą dangų įvairiose Žemės vietose

Įvairiose pasaulio vietose dangus atrodo skirtingai. Pasirodo, žvaigždėto dangaus išvaizda priklauso nuo to, kokioje paralelėje yra stebėtojas, kitaip tariant, kokia yra stebėjimo vietos geografinė platuma. Dangaus ašigalio (arba apytiksliai Šiaurės žvaigždės) kampinis aukštis virš horizonto visada yra lygus vietos geografinei platumai.

Jei keliausite į Šiaurės ašigalį iš Maskvos, eidami pastebėsite, kad Šiaurės žvaigždė (arba dangaus ašigalis) vis aukščiau virš horizonto. Todėl vis daugiau žvaigždžių pasirodo nenusileidžiančios.

Pagaliau atvykote į Šiaurės ašigalį. Čia žvaigždžių išsidėstymas visai ne toks kaip Maskvos danguje.

Žemės rutulio Šiaurės ašigalio geografinė platuma yra 90°. Tai reiškia, kad dangaus ašigalis (ir Šiaurinė žvaigždė) bus tiesiai virš galvos – zenite. Nesunku įsivaizduoti, kad čia, Šiaurės ašigalyje, dangaus pusiaujas sutaps su horizontu. Dėl to Šiaurės ašigalyje pamatysite neįprastą žvaigždžių judėjimo vaizdą: visada judėdamos takais, lygiagrečiais dangaus pusiaujui, žvaigždės juda lygiagrečiai horizontui. Čia visos žvaigždės šiauriniame dangaus pusrutulyje bus nesileidžiančios, o visos žvaigždės pietiniame pusrutulyje – nekylančios.

Jei dabar mintyse persikelsite nuo Šiaurės ašigalio iki žemės pusiaujo, pamatysite visiškai kitokį vaizdą.

Judant į pietus, vietos platuma, taigi ir dangaus ašigalio (ir Polario) aukštis pradės mažėti, t.y., Polaris artės prie horizonto.

Atsidūrę ant žemės pusiaujo, kurio bet kurio taško geografinė platuma lygi nuliui, pamatysite tokį vaizdą: šiaurinis pasaulio ašigalis atsidurs šiauriniame taške, o dangaus pusiaujas taps statmenas horizontas. Pietiniame taške bus pietinis dangaus ašigalis, esantis Oktanto žvaigždyne.

Visos Žemės pusiaujo žvaigždės dienos metu apibūdina horizontui statmenus kelius. Jei nebūtų Saulės, dėl kurios dieną neįmanoma pamatyti žvaigždžių, tai dieną ties žemės pusiauju būtų galima stebėti visas abiejų dangaus pusrutulių žvaigždes.

Skirtingu metų laiku vakarais galima stebėti skirtingus žvaigždynus. Kodėl tai vyksta?

Norėdami tai suprasti, atlikite keletą pastabų. Netrukus po saulėlydžio vakarų danguje žemai virš horizonto pastebėkite žvaigždę ir prisiminkite jos padėtį horizonto atžvilgiu. Jei maždaug po savaitės tą pačią paros valandą bandysite rasti šią žvaigždę, pastebėsite, kad dabar ji priartėjo prie horizonto ir beveik pasislėpė vakaro aušros spinduliuose. Taip atsitiko todėl, kad Saulė priartėjo prie šios žvaigždės. O po kelių savaičių žvaigždė visiškai išnyks saulės spinduliuose ir nebebus matoma vakarais. Praėjus dar 2-3 savaitėms, ta pati žvaigždė ryte, prieš pat saulėtekį, bus matoma rytinėje dangaus dalyje. Dabar Saulė, tęsdama judėjimą iš vakarų į rytus, bus į rytus nuo šios žvaigždės.

Tokie stebėjimai rodo, kad Saulė ne tik juda kartu su visomis žvaigždėmis, dieną kyla į rytus ir leidžiasi vakaruose, bet ir lėtai juda tarp žvaigždžių priešinga kryptimi (t.y. iš vakarų į rytus), juda iš žvaigždyno. į žvaigždyną.

Žinoma, jūs negalėsite stebėti žvaigždyno, kuriame šiuo metu yra Saulė, nes ji kyla kartu su Saule ir juda dangumi dienos metu, tai yra, kai žvaigždės nematomos. Saulė savo spinduliais užgesina ne tik to žvaigždyno, kuriame ji yra, bet ir visų kitų žvaigždes. Todėl jų negalima stebėti.

Kelias, kuriuo Saulė ištisus metus juda tarp žvaigždžių, vadinamas ekliptika. Jis eina per dvylika vadinamųjų zodiako žvaigždynų, kurių kiekviename Saulė kasmet pasirodo maždaug vieną mėnesį. Zodiako žvaigždynai vadinami: Žuvys (kovo mėn.), Avinas (balandis), Jautis (gegužė), Dvyniai (birželis), Vėžys (liepa), Liūtas (rugpjūtis), Mergelė (rugsėjis), Svarstyklės (spalis), Skorpionas (lapkritis). ,

Pavasarį vidurinėse platumose pietinėje dangaus pusėje matomi žvaigždynai.

Šaulys (gruodžio mėn.), Ožiaragis (sausio mėn.), Vandenis (vasaris). Mėnesiai, kai Saulė yra šiuose žvaigždynuose, nurodyti skliausteliuose.

Akivaizdus kasmetinis Saulės judėjimas tarp žvaigždžių. Tiesą sakant, ir pats stebėtojas juda kartu su Žeme aplink Saulę. Jei ištisus metus stebėsime žvaigždes vakarais, atrasime laipsnišką žvaigždėto dangaus kaitą ir susipažinsime su visais įvairiu metų laiku matomais žvaigždynais.

Dėl dangaus sferos (Žemės).

Visi eksperimentiniai Žemės sukimosi aplink savo ašį įrodymai yra susiję su įrodymu, kad su Žeme susijusi atskaitos sistema yra ypatingo tipo neinercinė atskaitos sistema - atskaitos sistema, atliekanti sukimosi judesius inercinių atskaitos sistemų atžvilgiu.

Skirtingai nuo inercinio judėjimo (ty vienodo tiesinio judėjimo, palyginti su inercinėmis atskaitos sistemomis), norint aptikti neinercinį uždaros laboratorijos judėjimą, nebūtina stebėti išorinių kūnų – toks judėjimas aptinkamas naudojant vietinius eksperimentus (t. eksperimentai, atlikti šioje laboratorijoje). Šia (būtent šia!) žodžio prasme neinercinis judėjimas, įskaitant Žemės sukimąsi aplink savo ašį, gali būti vadinamas absoliučiu.

Inercijos jėgos

Išcentrinė jėga besisukančioje Žemėje.

Išcentrinės jėgos poveikis

Laisvo kritimo pagreičio priklausomybė nuo geografinės platumos. Eksperimentai rodo, kad gravitacijos pagreitis priklauso nuo geografinės platumos: kuo arčiau ašigalio, tuo jis didesnis. Tai paaiškinama išcentrinės jėgos veikimu. Pirma, žemės paviršiaus taškai, esantys aukštesnėse platumose, yra arčiau sukimosi ašies, todėl artėjant prie ašigalio atstumas nuo sukimosi ašies mažėja ir ašigalyje pasiekia nulį. Antra, didėjant platumai, kampas tarp išcentrinės jėgos vektoriaus ir horizonto plokštumos mažėja, o tai lemia vertikalios išcentrinės jėgos komponento sumažėjimą.

Šis reiškinys buvo aptiktas 1672 m., kai prancūzų astronomas Jeanas Richet, būdamas ekspedicijoje Afrikoje, atrado, kad švytuokliniai laikrodžiai prie pusiaujo veikia lėčiau nei Paryžiuje. Netrukus Niutonas tai paaiškino sakydamas, kad švytuoklės svyravimo laikotarpis yra atvirkščiai proporcingas gravitacijos pagreičio kvadratinei šaknei, kuri ties pusiauju mažėja dėl išcentrinės jėgos veikimo.

Žemės blankumas. Išcentrinės jėgos įtaka lemia, kad Žemės ašigaliai nukrenta. Šis reiškinys, kurį XVII amžiaus pabaigoje numatė Huygensas ir Newtonas, pirmą kartą buvo aptiktas 1730-ųjų pabaigoje, apdorojant dviejų prancūzų ekspedicijų, specialiai parengtų šiai problemai išspręsti Peru ir Laplandijoje, duomenis.

Koriolio jėgos poveikis: laboratoriniai eksperimentai

Fuko švytuoklė Šiaurės ašigalyje. Žemės sukimosi ašis yra švytuoklės svyravimo plokštumoje.

Šis poveikis turėtų būti ryškiausiai išreikštas ašigaliuose, kur visiško švytuoklės plokštumos sukimosi laikotarpis yra lygus Žemės sukimosi aplink savo ašį periodui (sideerinė diena). Apskritai laikotarpis yra atvirkščiai proporcingas geografinės platumos sinusui ties pusiauju, švytuoklės svyravimo plokštuma nepakitusi.

Giroskopas- besisukantis kūnas, turintis reikšmingą inercijos momentą, išlaiko savo kampinį impulsą, jei nėra stiprių trikdžių. Foucault, kuris buvo pavargęs aiškinti, kas atsitinka su Foucault švytuokle, esančia ne ašigalyje, sukūrė kitą demonstraciją: pakabintas giroskopas išlaikė savo orientaciją, o tai reiškia, kad jis lėtai pasisuko stebėtojo atžvilgiu.

Sviedinių nukreipimas šaudymo metu. Kitas pastebimas Koriolio jėgos pasireiškimas yra horizontalia kryptimi iššautų sviedinių trajektorijų nukreipimas (šiauriniame pusrutulyje į dešinę, pietų pusrutulyje į kairę). Inercinės atskaitos sistemos požiūriu sviediniams, paleistams išilgai dienovidinio, tai yra dėl tiesinio Žemės sukimosi greičio priklausomybės nuo geografinės platumos: judėdamas nuo pusiaujo į ašigalį, sviedinys išlaiko horizontalioji greičio dedamoji nekinta, o tiesinis žemės paviršiaus taškų sukimosi greitis mažėja, o tai lemia sviedinio pasislinkimą nuo dienovidinio Žemės sukimosi kryptimi. Jei šūvis buvo paleistas lygiagrečiai pusiaujui, tada sviedinio poslinkis iš lygiagretės atsiranda dėl to, kad sviedinio trajektorija yra toje pačioje plokštumoje su Žemės centru, o taškai žemės paviršiuje juda plokštuma, statmena Žemės sukimosi ašiai. Šį efektą (šaudymo palei dienovidinį atveju) Grimaldi numatė XVII amžiaus 40-aisiais. ir pirmą kartą išleido Riccioli 1651 m.

Laisvai krintančių kūnų nuokrypis nuo vertikalės. ( ) Jei kūno greitis turi didelę vertikalią dedamąją, Koriolio jėga nukreipiama į rytus, todėl laisvai (be pradinio greičio) nuo aukšto bokšto krentančio kūno trajektorijos atitinkamai nukrypstama. Vertinant inercinėje atskaitos sistemoje, efektas paaiškinamas tuo, kad bokšto viršūnė Žemės centro atžvilgiu juda greičiau nei bazė, dėl ko kūno trajektorija pasirodo esanti siaura parabolė ir kūnas yra šiek tiek į priekį nuo bokšto pagrindo.

Eötvöso efektas.Žemose platumose Koriolio jėga, judant išilgai žemės paviršiaus, yra nukreipta vertikalia kryptimi ir jos veikimas lemia gravitacijos pagreičio padidėjimą arba sumažėjimą, priklausomai nuo to, ar kūnas juda į vakarus ar į rytus. Šis efektas vadinamas Eötvöso efektu vengrų fiziko Lorándo Eötvöso garbei, kuris eksperimentiškai jį atrado XX amžiaus pradžioje.

Eksperimentai taikant kampinio momento išsaugojimo dėsnį. Kai kurie eksperimentai yra pagrįsti kampinio momento išsaugojimo dėsniu: inercinėje atskaitos sistemoje kampinio momento dydis (lygus inercijos momento ir sukimosi kampinio greičio sandaugai) nesikeičia veikiant vidaus jėgoms. . Jei tam tikru pradiniu laiko momentu įrenginys yra nejudantis Žemės atžvilgiu, tai jo sukimosi greitis inercinės atskaitos sistemos atžvilgiu yra lygus kampiniam Žemės sukimosi greičiui. Jei pakeisite sistemos inercijos momentą, turėtų pasikeisti jos sukimosi kampinis greitis, tai yra, prasidės sukimasis Žemės atžvilgiu. Neinercinėje atskaitos sistemoje, susijusioje su Žeme, sukimasis vyksta dėl Koriolio jėgos. Šią idėją 1851 metais pasiūlė prancūzų mokslininkas Louisas Poinsot.

Pirmąjį tokį eksperimentą Hagenas atliko 1910 m.: du svareliai ant lygaus skersinio buvo sumontuoti nejudėdami Žemės paviršiaus atžvilgiu. Tada atstumas tarp krovinių buvo sumažintas. Dėl to įrenginys pradėjo suktis. Dar demonstratyvesnį eksperimentą 1949 m. atliko vokiečių mokslininkas Hansas Bucka. Stačiakampiam rėmui buvo sumontuotas maždaug 1,5 metro ilgio strypas. Iš pradžių strypas buvo horizontalus, įrenginys buvo nejudantis Žemės atžvilgiu. Tada strypas buvo pakeltas į vertikalią padėtį, dėl kurio įrenginio inercijos momentas pasikeitė maždaug koeficientu ir greitai sukosi kampiniu greičiu, kelis kartus didesniu už Žemės sukimosi greitį.

Piltuvėlis vonioje.

Kadangi Koriolio jėga yra labai silpna, ji turi nežymų poveikį vandens sūkurio krypčiai išleidžiant kriauklę ar vonią, todėl apskritai sukimosi kryptis piltuvėlyje nesusijusi su Žemės sukimu. Tačiau kruopščiai kontroliuojamais eksperimentais galima atskirti Koriolio jėgos poveikį nuo kitų veiksnių: šiauriniame pusrutulyje piltuvas suksis prieš laikrodžio rodyklę, pietiniame – atvirkščiai.

Koriolio jėgos poveikis: reiškiniai supančioje gamtoje

Baerio dėsnis. Kaip 1857 m. pirmą kartą pastebėjo Sankt Peterburgo akademikas Karlas Baeris, upės ardo dešinįjį krantą šiauriniame pusrutulyje (kairysis krantas pietiniame pusrutulyje), kuris dėl to pasirodo esantis statesnis (Baerio dėsnis). Poveikio paaiškinimas yra panašus į paaiškinimą dėl sviedinių nukrypimo šaudant horizontalia kryptimi: veikiamas Koriolio jėgos, vanduo stipriau atsitrenkia į dešinįjį krantą, dėl kurio jis susilieja, ir, atvirkščiai, atsitraukia nuo jo. kairiajame krante.

Ciklonas virš pietrytinės Islandijos pakrantės (vaizdas iš kosmoso).

Vėjai: pasatai, ciklonai, anticiklonai. Atmosferos reiškiniai taip pat siejami su Koriolio jėgos buvimu, nukreipta į dešinę šiauriniame pusrutulyje ir į kairę pietų pusrutulyje: pasatų vėjai, ciklonai ir anticiklonai. Pasatų reiškinį sukelia netolygus žemutinių žemės atmosferos sluoksnių įkaitimas pusiaujo zonoje ir vidutinėse platumose, dėl ko šiauriniame ir pietiniame pusrutulyje atitinkamai į pietus arba į šiaurę vyksta oro srautas dienovidiniu. Koriolio jėgos veikimas lemia oro srautų nukreipimą: šiauriniame pusrutulyje - į šiaurės rytus (šiaurės rytų pasatas), pietiniame pusrutulyje - į pietryčius (pietryčių pasatas).

Optiniai eksperimentai

Nemažai eksperimentų, demonstruojančių Žemės sukimąsi, yra pagrįsti Sagnac efektu: jei žiedinis interferometras atlieka sukimosi judesį, tai dėl reliatyvistinių efektų artėjančiuose spinduliuose atsiranda fazių skirtumas.

kur yra žiedo projekcijos į pusiaujo plokštumą (sukimosi ašiai statmenos plokštumos) plotas, yra šviesos greitis ir kampinis sukimosi greitis. Norėdamas pademonstruoti Žemės sukimąsi, šį efektą panaudojo amerikiečių fizikas Michelsonas 1923–1925 metais atliktų eksperimentų serijoje. Šiuolaikiniuose eksperimentuose, naudojant Sagnac efektą, kalibruojant žiedinius interferometrus reikia atsižvelgti į Žemės sukimąsi.

Yra daugybė kitų eksperimentinių Žemės paros sukimosi demonstracijų.

Netolygus sukimasis

Precesija ir nutacija

Tačiau apie Hicetą ir Ekfantą beveik nieko nežinoma, kartais abejojama net pačiu jų egzistavimu. Daugumos mokslininkų nuomone, Žemė Filolaus pasaulio sistemoje atliko ne sukamąjį, o transliacinį judėjimą aplink centrinę ugnį. Kituose savo darbuose Platonas vadovaujasi tradiciniu požiūriu, kad Žemė yra nejudri. Tačiau mus pasiekė daugybė įrodymų, kad Žemės sukimosi idėją gynė filosofas Heraklidas iš Ponto (IV a. pr. Kr.). Tikriausiai kita Heraklido prielaida yra susijusi su Žemės sukimosi aplink savo ašį hipoteze: kiekviena žvaigždė reprezentuoja pasaulį, apimantį žemę, orą, eterį, ir visa tai yra begalinėje erdvėje. Iš tiesų, jei kasdienis dangaus sukimasis yra Žemės sukimosi atspindys, tada išnyksta būtina sąlyga laikyti žvaigždes esančiomis toje pačioje sferoje.

Maždaug po šimtmečio Žemės sukimosi prielaida tapo pirmosios, kurią pasiūlė didysis astronomas Aristarchas iš Samos (III a. pr. Kr.), dalimi. Aristarchą palaikė babilonietis Seleukas (II a. pr. Kr.), taip pat Heraklidas Pontietis, kuris Visatą laikė begaline. Faktas, kad kasdienio Žemės sukimosi idėja turėjo savo šalininkų dar I mūsų eros amžiuje. e., liudija kai kurie filosofų Senekos, Dercilido ir astronomo Klaudijaus Ptolemėjaus teiginiai. Tačiau didžioji dauguma astronomų ir filosofų neabejojo Žemės nejudrumu.

Argumentai prieš Žemės judėjimo idėją randami Aristotelio ir Ptolemėjaus darbuose. Taigi, savo traktate Apie dangų Aristotelis Žemės nejudrumą pateisina tuo, kad besisukančioje Žemėje vertikaliai į viršų mesti kūnai negalėjo nukristi iki taško, nuo kurio prasidėjo jų judėjimas: Žemės paviršius pasislinktų po mestu kūnu. Kitas Aristotelio pateiktas argumentas, palaikantis Žemės nejudrumą, pagrįstas jo fizine teorija: Žemė yra sunkus kūnas, o sunkūs kūnai linkę judėti pasaulio centro link, o ne suktis aplink jį.

Iš Ptolemėjaus darbų matyti, kad Žemės sukimosi hipotezės šalininkai atsakė į šiuos argumentus, kad ir oras, ir visi žemiški objektai juda kartu su Žeme. Matyt, oro vaidmuo šiame argumente yra iš esmės svarbus, nes numanoma, kad būtent jo judėjimas kartu su Žeme slepia mūsų planetos sukimąsi. Ptolemėjus tam prieštarauja:

ore esantys kūnai visada atrodys atsilikę... Ir jei kūnai su oru suktųsi kaip viena visuma, tai nei vienas iš jų neatrodytų nei priekyje, nei už kito, o liktų vietoje, skrisdamas ir mėtydamasis. tai nedarytų nukrypimų ar judesių į kitą vietą, kaip tie, kuriuos mes asmeniškai matome vykstančius, ir jie visai nesulėtėtų ir nepagreiėtų, nes Žemė nejuda.

Viduramžiai

Indija

Pirmasis viduramžių autorius, manęs, kad Žemė sukasi aplink savo ašį, buvo didysis indų astronomas ir matematikas Aryabhata (V pabaiga – VI a. pradžia). Jis suformuluoja jį keliose savo traktato vietose Arjabhatija, Pavyzdžiui:

Kaip žmogus į priekį judančiame laive mato fiksuotus objektus, judančius atgal, taip stebėtojas... mato nejudančias žvaigždes, judančias tiesia linija į vakarus.

Nežinia, ar ši idėja priklauso pačiam Aryabhatai, ar jis ją pasiskolino iš senovės graikų astronomų.

Arjabhatai pritarė tik vienas astronomas Prthudaka (IX a.). Dauguma Indijos mokslininkų gynė Žemės nejudrumą. Taigi astronomas Varahamihira (6 a.) teigė, kad besisukančioje Žemėje ore skraidantys paukščiai negali grįžti į savo lizdus, o akmenys ir medžiai nuskris nuo Žemės paviršiaus. Puikus astronomas Brahmagupta (6 a.) taip pat pakartojo seną argumentą, kad kūnas, nukritęs nuo aukšto kalno, gali nuskęsti į savo pagrindą. Tačiau kartu jis atmetė vieną iš Varahamihiros argumentų: jo nuomone, net jei Žemė sukasi, objektai negalėtų nuo jos atsiplėšti dėl savo gravitacijos.

Islamo Rytai

Apie Žemės sukimosi galimybę svarstė daugelis musulmoniškų Rytų mokslininkų. Taigi garsusis geometras al-Sijizi išrado astrolabiją, kurios veikimo principas pagrįstas šia prielaida. Kai kurie islamo mokslininkai (kurių vardai mūsų nepasiekė) netgi rado teisingą būdą paneigti pagrindinį argumentą prieš Žemės sukimąsi – krintančių kūnų trajektorijų vertikalumą. Iš esmės buvo pateiktas judesių superpozicijos principas, pagal kurį bet koks judėjimas gali būti suskaidytas į du ar daugiau komponentų: besisukančios Žemės paviršiaus atžvilgiu krintantis kūnas juda svambalo linija, bet taškas, kuris yra šios linijos projekcija į Žemės paviršių būtų perkelta jai sukantis. Tai liudija garsus enciklopedistas al-Birunis, kuris pats vis dėlto buvo linkęs į Žemės nejudrumą. Jo nuomone, jei krintantį kūną paveiks kažkokia papildoma jėga, tai jo veikimo rezultatas besisukančioje Žemėje sukels tam tikrus padarinius, kurie iš tikrųjų nepastebimi.

Tarp XIII–XVI amžių mokslininkų, susijusių su Maragos ir Samarkando observatorijomis, kilo diskusija apie galimybę empiriškai pagrįsti Žemės nejudrumą. Taigi garsus astronomas Qutb ad-Din al-Shirazi (XIII-XIV a.) tikėjo, kad Žemės nejudrumą galima patikrinti eksperimentu. Kita vertus, Maragos observatorijos įkūrėjas Nasiras ad-Din al-Tusi manė, kad jei Žemė sukasi, tada šis sukimasis būtų padalintas iš oro sluoksnio, esančio šalia jos paviršiaus, ir visi judesiai šalia žemės paviršiaus. Žemė įvyktų lygiai taip pat, lyg Žemė būtų nejudanti. Jis tai pagrindė kometų stebėjimais: pagal Aristotelį kometos yra meteorologinis reiškinys viršutiniuose atmosferos sluoksniuose; tačiau astronominiai stebėjimai rodo, kad kometos dalyvauja kasdieniniame dangaus sferos sukimosi procese. Vadinasi, viršutinius oro sluoksnius nuneša dangaus sukimasis, todėl ir apatinius sluoksnius gali nunešti Žemės sukimasis. Taigi eksperimentas negali atsakyti į klausimą, ar Žemė sukasi. Tačiau jis išliko Žemės nejudrumo šalininkas, nes tai atitiko Aristotelio filosofiją.

Dauguma vėlesnių laikų islamo mokslininkų (al-Urdi, al-Qazwini, an-Naysaburi, al-Jurjani, al-Birjandi ir kiti) sutiko su al-Tusi, kad visi fiziniai reiškiniai besisukančioje ir nejudančioje Žemėje vyks vienodai. . Tačiau oro vaidmuo nebebuvo laikomas esminiu: besisukanti Žemė perneša ne tik orą, bet ir visus objektus. Vadinasi, norint pateisinti Žemės nejudrumą, būtina įtraukti Aristotelio mokymus.

Ypatingą poziciją šiuose ginčuose užėmė trečiasis Samarkando observatorijos direktorius Ala ad-Din Ali al-Kushchi (XV a.), kuris atmetė Aristotelio filosofiją ir laikė Žemės sukimąsi fiziškai įmanomu. XVII amžiuje Irano teologas ir enciklopedistas Baha ad-Din al-Amili padarė panašią išvadą. Jo nuomone, astronomai ir filosofai nepateikė pakankamai įrodymų, paneigiančių Žemės sukimąsi.

Lotynų vakarai

Išsamus Žemės judėjimo galimybės aptarimas yra plačiai aprašytas Paryžiaus scholastų Jeano Buridano, Alberto Saksonijos ir Nikolajaus Oresmee (XIV a. antroji pusė) raštuose. Svarbiausias argumentas už Žemės, o ne dangaus sukimąsi, pateiktas jų darbuose, yra Žemės mažumas, palyginti su Visata, dėl ko kasdieninio dangaus sukimosi priskyrimas Visatai yra labai nenatūralus.

Tačiau visi šie mokslininkai galiausiai atmetė Žemės sukimąsi, nors ir dėl skirtingų priežasčių. Taigi Albertas iš Saksonijos manė, kad ši hipotezė nepajėgi paaiškinti stebimų astronominių reiškinių. Su tuo pagrįstai nesutiko Buridanas ir Oresme, anot jų, dangaus reiškiniai turėtų vykti vienodai, nepaisant to, ar sukasi Žemė, ar Kosmosas. Buridanas sugebėjo rasti tik vieną reikšmingą argumentą prieš Žemės sukimąsi: vertikaliai aukštyn paleistos strėlės nukrenta vertikalia linija, nors besisukant Žemei jos, jo nuomone, turėtų atsilikti nuo Žemės judėjimo ir nukristi į vakarus. šūvio taško.

Nikolajus Oremas.

Tačiau net ir šį argumentą Oresme atmetė. Jei Žemė sukasi, tada rodyklė skrenda vertikaliai aukštyn ir tuo pat metu juda į rytus, užfiksuota kartu su Žeme besisukančio oro. Taigi strėlė turėtų nukristi į tą pačią vietą, iš kurios buvo paleista. Nors čia dar kartą paminėtas kerintis oro vaidmuo, ypatingo vaidmens jis tikrai nevaidina. Apie tai kalba tokia analogija:

Lygiai taip pat jei oras būtų uždarytas judančiame laive, tai žmogui, apsuptam šio oro, atrodytų, kad oras nejuda... Jei žmogus būtų laive, judančiame dideliu greičiu į rytus, to nežinodamas. judėjimas, o jei jis ištiestų ranką tiesia linija išilgai laivo stiebo, jam atrodytų, kad jo ranka daro linijinį judesį; lygiai taip pat pagal šią teoriją mums atrodo, kad tas pats atsitinka ir strėlei, kai šauname ją vertikaliai aukštyn arba vertikaliai žemyn. Dideliu greičiu į rytus judančio laivo viduje gali vykti visokie judesiai: išilginiai, skersiniai, žemyn, aukštyn, visomis kryptimis – ir jie atrodo lygiai taip pat, kaip laivui stovint.

Todėl darau išvadą, kad jokiu eksperimentu neįmanoma įrodyti, kad dangus juda parą, o žemė – ne.

Tačiau galutinis Oresme verdiktas dėl Žemės sukimosi galimybės buvo neigiamas. Šios išvados pagrindas buvo Biblijos tekstas:

Tačiau kol kas visi palaiko ir aš tikiu, kad juda [Dangus], o ne Žemė, nes „Dievas sukūrė Žemės ratą, kuris nepajudės“, nepaisant visų priešingų argumentų.

Kasdienio Žemės sukimosi galimybę minėjo ir viduramžių Europos mokslininkai bei vėlesnių laikų filosofai, tačiau nebuvo pridėta jokių naujų argumentų, kurių nebūtų Buridan ir Oresme.

Taigi beveik nė vienas viduramžių mokslininkas nepriėmė hipotezės apie Žemės sukimąsi. Tačiau diskusijos metu Rytų ir Vakarų mokslininkai išsakė daug gilių minčių, kurias vėliau pakartos Naujųjų laikų mokslininkai.

Renesansas ir modernieji laikai

Nikolajus Kopernikas.

Pirmoje XVI amžiaus pusėje buvo paskelbti keli darbai, kuriuose buvo teigiama, kad kasdienio dangaus sukimosi priežastis yra Žemės sukimasis aplink savo ašį. Vienas iš jų buvo italo Celio Calcagnini traktatas „Apie tai, kad dangus nejuda, o Žemė sukasi, arba apie amžinąjį Žemės judėjimą“ (parašytas apie 1525 m., išleistas 1544 m.). Savo amžininkams jis nepadarė didelio įspūdžio, nes tuo metu jau buvo paskelbtas esminis lenkų astronomo Mikalojaus Koperniko veikalas „Apie dangaus sferų sukimus“ (1543), kuriame buvo iškelta hipotezė apie kasdienį sukimąsi. Žemė tapo heliocentrinės pasaulio sistemos dalimi, kaip Aristarchas iš Samoso. Kopernikas anksčiau išdėstė savo mintis mažame ranka rašytame esė Mažas komentaras(ne anksčiau kaip 1515 m.). Dvejais metais anksčiau už pagrindinį Koperniko veikalą buvo paskelbtas vokiečių astronomo Georgo Joachimo Rheticus darbas. Pirmas pasakojimas(1541 m.), kur buvo populiariai aiškinama Koperniko teorija.

16 amžiuje Koperniką visapusiškai palaikė astronomai Thomas Diggesas, Rheticus, Christophas Rothmannas, Michaelas Möstlinas, fizikai Giambatista Benedetti, Simonas Stevinas, filosofas Giordano Bruno ir teologas Diego de Zuniga. Kai kurie mokslininkai pripažino Žemės sukimąsi aplink savo ašį, atmesdami jos transliacinį judėjimą. Tokios pozicijos laikėsi vokiečių astronomas Nicholas Reimers, dar žinomas kaip Ursus, taip pat italų filosofai Andrea Cesalpino ir Francesco Patrizi. Išskirtinio fiziko Williamo Gilberto, kuris palaikė ašinį Žemės sukimąsi, bet nekalbėjo apie jos transliacinį judėjimą, požiūris nėra visiškai aiškus. XVII amžiaus pradžioje heliocentrinė pasaulio sistema (įskaitant Žemės sukimąsi apie savo ašį) sulaukė įspūdingo Galilėjaus Galilėjaus ir Johanneso Keplerio palaikymo. Įtakingiausi Žemės judėjimo idėjos priešininkai XVI ir XVII amžiaus pradžioje buvo astronomai Tycho Brahe ir Christopher Clavius.

Žemės sukimosi hipotezė ir klasikinės mechanikos raida

Iš esmės XVI-XVII a. vienintelis argumentas, palaikantis Žemės ašinį sukimąsi, buvo tai, kad šiuo atveju nereikia priskirti milžiniškų sukimosi greičių žvaigždžių sferai, nes net senovėje jau buvo patikimai nustatyta, kad Visatos dydis gerokai viršija dydį. Žemės (šis argumentas taip pat buvo pateiktas Buridan ir Oresme) .

To meto dinamiškomis sampratomis pagrįsti samprotavimai buvo išsakyti prieš šią hipotezę. Pirmiausia tai – krintančių kūnų trajektorijų vertikalumas. Atsirado ir kitų argumentų, pavyzdžiui, vienodas šaudymo nuotolis rytų ir vakarų kryptimis. Atsakydamas į klausimą apie kasdienės sukimosi poveikio nepastebimą antžeminiuose eksperimentuose, Kopernikas rašė:

Sukasi ne tik Žemė su prie jos prijungta vandens stichija, bet ir nemaža dalis oro ir visko, kas nors kiek gimininga Žemei, arba arčiausiai Žemės esantis oras, prisotintas žemiškos ir vandeningos medžiagos. tie patys gamtos dėsniai kaip ir Žemė, arba įgavo judėjimą, kurį jai suteikia gretima Žemė nuolat besisukdama ir be jokio pasipriešinimo

Taigi pagrindinį vaidmenį Žemės sukimosi nepastebimumui vaidina oro įtraukimas jo sukimosi metu. Dauguma kopernikiečių XVI amžiuje laikėsi tos pačios nuomonės.

Galilėjus Galilėjus.

Visatos begalybės šalininkai XVI amžiuje taip pat buvo Thomas Diggesas, Giordano Bruno, Francesco Patrizi – jie visi palaikė hipotezę, kad Žemė sukasi aplink savo ašį (o pirmieji du taip pat aplink Saulę). Christophas Rothmannas ir Galileo Galilei manė, kad žvaigždės yra skirtingais atstumais nuo Žemės, nors jie aiškiai nekalbėjo apie Visatos begalybę. Kita vertus, Johannesas Kepleris neigė Visatos begalybę, nors ir buvo Žemės sukimosi šalininkas.

Religinis Žemės sukimosi diskusijų kontekstas

Nemažai prieštaravimų Žemės sukimuisi buvo siejami su jos prieštaravimu Šventojo Rašto tekstui. Šie prieštaravimai buvo dviejų tipų. Pirma, kai kurios Biblijos vietos buvo paminėtos siekiant patvirtinti, kad Saulė yra ta, kuri kasdien juda, pavyzdžiui:

Saulė teka ir saulė leidžiasi, ir skuba į savo vietą, kur kyla.

Šiuo atveju buvo paveiktas ašinis Žemės sukimasis, nes Saulės judėjimas iš rytų į vakarus yra kasdienio dangaus sukimosi dalis. Šiuo atžvilgiu dažnai buvo cituojama Jozuės knygos ištrauka:

Jėzus šaukėsi Viešpaties tą dieną, kai Viešpats atidavė amoritus į Izraelio rankas, kai nugalėjo juos Gibeone, ir jie buvo sumušti prieš izraelitus, ir tarė izraelitams: Stovyk, saule, virš Gibeono. , ir mėnulis, virš Avalono slėnio!

Kadangi komanda sustoti buvo duota Saulei, o ne Žemei, buvo prieita prie išvados, kad būtent Saulė atliko kasdienį judėjimą. Kitos ištraukos buvo paminėtos siekiant paremti Žemės nejudrumą, pavyzdžiui:

Tu pastatei žemę ant tvirtų pamatų: ji nebus supurtyta per amžius.

Buvo manoma, kad šie fragmentai prieštarauja tiek požiūriui, kad Žemė sukasi apie savo ašį, tiek apsisukimui aplink Saulę.

Žemės sukimosi šalininkai (ypač Giordano Bruno, Johannes Kepleris ir ypač Galileo Galilei) siekė gynybos keliais frontais. Pirmiausia jie atkreipė dėmesį į tai, kad Biblija parašyta paprastiems žmonėms suprantama kalba, o jei jos autoriai pateiktų moksliškai aiškią kalbą, ji negalėtų atlikti savo pagrindinės, religinės misijos. Taigi, Bruno rašė:

Daugeliu atvejų yra kvaila ir nepatartina daug samprotauti pagal tiesą, o ne pagal konkretų atvejį ir patogumą. Pavyzdžiui, jei vietoj žodžių: „Saulė gimsta ir teka, eina per vidurdienį ir linksta į Akviloną“, išminčius pasakė: „Žemė eina ratu į rytus ir, palikdama saulę, kuri leidžiasi, pasilenkia. link dviejų tropikų, nuo vėžio iki pietų, nuo Ožiaragio iki Akvilono“, tada klausytojai imtų galvoti: „Kaip? Ar jis sako, kad žemė juda? Kokia tai naujiena? Galų gale jie laikytų jį kvailiu, o jis iš tikrųjų būtų kvailys.

Toks atsakymas daugiausia buvo pateiktas į prieštaravimus dėl Saulės judėjimo per parą. Antra, buvo pažymėta, kad kai kurios Biblijos ištraukos turėtų būti aiškinamos alegoriškai (žr. straipsnį Biblinis alegorizmas). Taigi Galilėjus pažymėjo, kad jei Šventasis Raštas bus vartojamas pažodžiui, paaiškės, kad Dievas turi rankas, yra pavaldus emocijoms, tokioms kaip pyktis ir kt. Apskritai pagrindinė doktrinos gynėjų idėja Žemės judėjimas buvo tas, kad mokslas ir religija turi skirtingus tikslus: mokslas nagrinėja materialaus pasaulio reiškinius, vadovaudamasis proto argumentais, religijos tikslas – moralinis žmogaus tobulėjimas, jo išganymas. Galilėjus šiuo klausimu citavo kardinolą Baronio, kad Biblija moko, kaip pakilti į dangų, o ne kaip veikia dangus.

Šiuos argumentus Katalikų bažnyčia laikė neįtikinamais, o 1616 m. Žemės sukimosi doktrina buvo uždrausta, o 1631 m. Galilėjus buvo nuteistas inkvizicijos už gynybą. Tačiau už Italijos ribų šis draudimas didelės įtakos mokslo raidai neturėjo ir daugiausia prisidėjo prie pačios Katalikų bažnyčios autoriteto nuosmukio.

Reikia pridurti, kad religinius argumentus prieš Žemės judėjimą pateikė ne tik bažnyčios vadovai, bet ir mokslininkai (pavyzdžiui, Tycho Brahe). Kita vertus, katalikų vienuolis Paolo Foscarini parašė trumpą esė „Laiškas apie pitagoriečių ir Koperniko požiūrį į Žemės judrumą ir Saulės nejudrumą bei apie naują pitagoriškąją visatos sistemą“ (1615 m.). kur jis išreiškė samprotavimus, artimus Galilėjaus svarstymams, o ispanų teologas Diego de Zuniga net naudojo Koperniko teoriją kai kurioms Šventojo Rašto ištraukoms aiškinti (nors vėliau persigalvojo). Taigi konfliktas tarp teologijos ir doktrinos apie Žemės judėjimą buvo ne tiek mokslo ir religijos konfliktas, kiek konfliktas tarp senų (XVII a. pradžios jau pasenusių) ir naujų metodologinių principų, kuriais grindžiamas mokslas. .

Hipotezės apie Žemės sukimąsi reikšmė mokslo raidai

Besisukančios Žemės teorijos keliamų mokslinių problemų supratimas prisidėjo prie klasikinės mechanikos dėsnių atradimo ir naujos kosmologijos, paremtos Visatos beribiškumo idėja, sukūrimo. Šio proceso metu aptariami prieštaravimai tarp šios teorijos ir pažodinio Biblijos skaitymo prisidėjo prie gamtos mokslų ir religijos demarkacijos.

Pastabos

Poincare, Apie mokslą, Su. 362-364.
Pirmą kartą šį efektą pastebėjo Vincenzo Viviani (Galileo mokinys) dar 1661 m. (Grammel 1923, Hagen 1930, Guthrie 1951).
Foucault švytuoklės teorija yra išsamiai paaiškinta Bendrosios fizikos kursas Sivuchinas (T. 1, § 68).
Sovietų Sąjungos laikais Šv. Izaoko katedroje (Leningrade) buvo pademonstruota 98 m ilgio Fuko švytuoklė.
Grammelis 1923 m.
Kuhn 1957 m.
Plačiau žr. Michailovas 1984, p. 26.
Graney 2011 m.
Norėdami apskaičiuoti poveikį, žr Bendrosios fizikos kursas Sivukhin (t. 1, § 67).
Pagrindo ir viršūnės kampinis greitis yra vienodas, bet tiesinis greitis lygus kampinio greičio ir sukimosi spindulio sandaugai.
Šiek tiek kitoks, bet lygiavertis paaiškinimas paremtas Keplerio II dėsniu. Kūno, judančio gravitaciniame lauke, sektorinis greitis, proporcingas kūno spindulio vektoriaus sandaugai kampinio greičio kvadratu, yra pastovi reikšmė. Panagrinėkime paprasčiausią atvejį, kai bokštas yra ant žemės pusiaujo. Kai kūnas yra viršuje, jo spindulio vektorius yra didžiausias (Žemės spindulys plius bokšto aukštis), o kampinis greitis lygus kampiniam Žemės sukimosi greičiui. Kai kūnas krenta, jo spindulio vektorius mažėja, o tai lydi kūno kampinio greičio padidėjimas. Taigi, vidutinis kampinis kūno greitis pasirodo šiek tiek didesnis nei Žemės sukimosi kampinis greitis.
Koyre'as 1955 m., Burstynas 1965 m.
Armitažas 1947 m., Michailovas ir Filonovičius 1990 m.
Grammel 1923, p. 362.
Grammel 1923, p. 354-356
Šileris, Judėjimo kalnas, p. 123, 374. Taip pat žr. de: Erdrotation.
Surdinas 2003 m.
Išsamų paaiškinimą rasite Aslamazovas ir Varlamovas (1988).
G. B. Malykin, „Sagnac efektas. Teisingi ir neteisingi paaiškinimai“, Fizinių mokslų pažanga, 170 tomas, 2000 Nr.12.
Grammel 1923, Rigge 1913, Compton 1915, Guthrie 1951, Schiller, Judėjimo kalnas .
Precesija- straipsnis iš (3-ias leidimas)
APOD: 2010 m. lapkričio 25 d. – Sferinė astronomija
Nutacija (fizinė)- straipsnis iš Didžiosios sovietinės enciklopedijos (3 leidimas)
Veselovskis, 1961; Žitomirskis, 2001 m.
„Jis [Demiurgas] nusprendė, kad Žemė, mūsų slaugytoja, suktųsi aplink ašį, einančią per Visatą.
Kartais jie laikomi Heraklido Pontiečio dialogų veikėjais.
Šie įrodymai surinkti Van der Waerden straipsnyje, 1978 m.
Kasdienio Žemės sukimosi įrodymas nuo Aristarcho: Plutarchas, Apie Mėnulio diske matomą veidą(6 ištrauka); Sextus Empiricus, Prieš mokslininkus; Plutarchas, Platoniški klausimai(VIII klausimas)
Plutarchas tai liudija.
Heath 1913, p. 304, 308; Ptolemėjus, Almagestas, knyga 1, 7 skyrius.
Aristotelis, Apie dangų, knyga II.14.
Ptolemėjus, Almagestas, knyga 1, 7 skyrius.
Štai čia.
Chatterjee 1974, p. 51.
Kai kurių istorikų teigimu, Aryabhatos teorija yra graikų astronomų heliocentrinės teorijos perdirbimas (Van der Waerden, 1987).
Chatterjee 1974, p. 54.
Rosenfeld ir kt., 1973, p. 94, 152-155.
Biruni, Masudo kanauninkas, 1 knyga, 1 skyrius
Ragep, 2001. Taip pat žr. Džalalovas, 1958 m.
Biografinė astronomų enciklopedija, p. 42.
Jeanas Buridanas apie paros Žemės sukimąsi; taip pat žiūrėkite Lanskoy 1999.
Lupandinas, 11 paskaita.
Nicole Oresme apie Dangaus knygą ir Aristotelio pasaulį; taip pat žr. Dugas 1955 (p. 62-66), Grant 1974, Lanskoy 1999 ir Lupandin, 12 paskaita.
Lupandinas, 12 paskaita.
Grantas 1974, p. 506.
Lanskoy 1999, p. 97. Tačiau reikia pažymėti, kad ne visus religinius argumentus prieš Žemės sukimąsi Oresmė laikė įtikinamais (Dugas 1955, p. 64)).
Tačiau savo gyvenimo pabaigoje Zuniga atmetė kasdienį Žemės sukimąsi kaip „absurdišką prielaidą“. Žr. Westman 1986, p. 108.
Daug straipsnių skirta šio argumento istorijai ir įvairiems bandymams jį įveikti (Michailovas ir Filonovičius 1990, Koyre 1943, Armitage 1947, Koyre 1955, Ariotti 1972, Massa 1973, Grantas 1984).
Kopernikas, Apie dangaus sferų sukimus, vertimas į rusų kalbą 1964, p. 28.
Michailovas ir Filonovičius 1990 m., Ariotis 1972 m.
Galilėjus G. Atrinkti kūriniai dviem tomais. - T. 1. - P. 333.
Senovėje Visatos begalybės šalininkai buvo Ponto Heraklidas ir Seleukas, prisiėmę Žemės sukimąsi.
Tai reiškia kasdienį dangaus sferos sukimąsi.
Koyre, 2001, p. 46-48.
Ekleziastas 1:5.
Biblija, Jozuės knyga, 10 skyrius.
Psalmė 103:5.
Rosenas 1975 m.
Tai yra jo laiškai savo mokiniui kunigui Benedetto Castelli ir Lotaringijos didžiajai kunigaikštienei Christinai. Išsamios jų ištraukos pateikiamos Fantoli 1999 m.
Oresmė apie tai kalbėjo XIV a.
J. Bruno, Puota ant pelenų, dialogas IV.
Howell 1998 m.

Literatūra

L. G. Aslamazovas, A. A. Varlamovas, „Nuostabioji fizika“, M.: Nauka, 1988. DJVU
V. A. Bronshten, Sunki užduotis, Kvant, 1989. Nr. 8. P. 17.
A. V. Byalko, “Mūsų planeta – Žemė”, M.: Nauka, 1983. DJVU
I. N. Veselovskis, „Samos Aristarchas – senovės pasaulio Kopernikas“, Istoriniai ir astronominiai tyrimai, t. VII, p. 17-70, 1961. Internete
R. Grammel, „Mechaniniai Žemės judėjimo įrodymai“, Phys., III tomas, Nr. 4, 1923. PDF
G. A. Gurevas, „Koperniko ir religijos mokymai“, M.: SSRS mokslų akademijos leidykla, 1961 m.
G. D. Jalalovas, „Kai kurie puikūs Samarkando observatorijos astronomų pareiškimai“, Istoriniai ir astronominiai tyrimai, t. IV, 1958, p. 381-386.
A. I. Eremeeva, „Astronominis pasaulio paveikslas ir jo kūrėjai“, M.: Nauka, 1984 m.
S. V. Zhitomirsky, „Senovės astronomija ir orfizmas“, M.: Janus-K, 2001 m.
I. A. Klimishin, „Elementarioji astronomija“, M.: Nauka, 1991 m.
A. Koyre, „Iš uždaro pasaulio į begalinę visatą“, M.: Logos, 2001 m.
G. Yu Lanskoy, „Jeanas Buridanas ir Nikolajus Oresme apie kasdienį Žemės sukimąsi“, Fizikos ir mechanikos istorijos studijos 1995–1997, p. 87-98, M.: Nauka, 1999 m.
A. A. Michailovas „Žemė ir jos sukimasis“, M.: Nauka, 1984. DJVU
G. K. Michailovas, S. R. Filonovičius, „Apie laisvai išmestų kūnų judėjimo ant besisukančioje Žemėje istoriją“, „Fizikos ir mechanikos istorijos studijos“, 1990 m. 93-121, M.: Nauka, 1990. Internete
E. Miščenko, Dar kartą apie sunkią problemą, Kvantas. 1990. Nr 11. P. 32.
A. Pannekoek, „Astronomijos istorija“, M.: Nauka, 1966. Internete
A. Poincaré, „Apie mokslą“, M.: Nauka, 1990. DJVU
B. E. Raikovas, „Esė apie heliocentrinės pasaulėžiūros istoriją Rusijoje“, M.-L.: SSRS mokslų akademija, 1937 m.
I. D. Rožanskis, „Gamtos mokslo istorija helenizmo ir Romos imperijos eroje“, M.: Nauka, 1988 m.
D. V. Sivukhin, „Bendrasis fizikos kursas. T. 1. Mechanika", M.: Nauka, 1989m.
O. Struvė, B. Lindsas, G. Pillansas, „Elementarioji astronomija“, M.: Nauka, 1964 m.
V. G. Surdinas, „Vonios ir alaus įstatymas“, Kvantas, Nr. 3, p. 2003 m. 12-14 d.