Земля, як і будь-який інший небесний об'єкт, знаходиться в постійному русі. Чи не відчуваємо це ми тому, що це подібно літаку або машині - ми рухаємося з тією ж швидкістю, що і транспорт, через це і народжується ілюзія статики.
Через що відбувається обертання Землі навколо своєї осі?
Витончене 24-годинне обертання Землі навколо своєї осі - одна з причин, чому наша рідна планета населена. Багато в чому саме це дозволило розвинутися життя, завдяки створенню сприятливої температури, яка досягається постійною зміною дня і ночі.
Не варто забувати, що не тільки Земля має таку особливість - кожна планета в Сонячній системі має своє унікальне обертання. Наприклад, на крихітному Меркурії, який знаходиться найближче до Сонця, одне обертання відбувається за 59 земних днів, а на Венері - взагалі 243, і крім того її рух відбувається в зворотному напрямку.
Те, що Земля обертається, знають всі, і це здається банальною інформацією, але якщо замислитися, то не зовсім зрозуміло, чому ж це відбувається. Для відповіді на це питання треба дізнатися, як утворилася вся Сонячна система.
Спочатку Сонячна система являла собою просто величезну хмару пилу і газу, яке з часом почало руйнуватися, перетворюючись в гігантський диск. Він в свою чергу постійно збільшував свою швидкість обертання, немов фігуристка, підкидає руки вгору, щоб рухатися швидше. Сонце сформувалося в центрі, а планети почали збиратися на віддалі від нього. Всі об'єкти, з яких складається наша система, знаходяться на одній і тій же площині і рухаються в одному напрямку тому, що всі вони сталися з одного диска космічного пилу.
Поки відбувався процес склеювання планет та інших небесних тіл, спокою в Сонячній системі не було ніякого, так як уламки постійно стикалися один з одним, що призводило до їх обертанню. Іноді гравітація великих уламків приваблювала маленькі - так з'явилися супутники.
Чому Земля обертається навколо своєї осі швидше інших планет?
Вчені припускають, що величезний об'єкт, приблизно розміром з Марс, врізався в нашу планету і відділив від неї тим самим величезний клаптик, який став згодом Місяцем. Це зіткнення змусило Землю обертатися з більшою швидкістю, ніж інші планети. Але гравітація Місяця впливає на обертання Землі - вона його уповільнює!
Цікавий факт: Земля постійно уповільнює своє обертання. Вчені припускають, що в момент утворення планети день йшов всього 6 годин. А зараз існують надзвичайно точні технології, які дають можливість прорахувати подальше уповільнення - через сто років день стане коротшим на 2 мілісекунди.
З якою швидкістю Земля обертається навколо своєї осі?
Швидкість є поняттям відносним, тому що завжди потрібна певна точка відліку, щоб її розрахувати. Для розрахунку швидкості обертання навколо своєї осі, береться обертання щодо центру планети.
Земля робить один оборот за 23 години 56 хвилин і 4.09053 секунди, що називається зоряним періодом. Окружність планети дорівнює 40 075 кілометрів. Для того, щоб розрахувати швидкість, потрібно розділити окружність на час, тоді виходить приблизно тисячу шістсот сімдесят чотири км / год або ж 465 м / с.
Земля обертається навколо своєї осі зі швидкістю: 1674 км на годину або 465 м / с.
Залежність швидкості обертання Землі і широти
Але не варто забувати, що коло планети змінюється в залежності від широти, так як Земля звужується ближче до полюсів. Тому планета крутиться з різною швидкістю на різних широтах! Чим менше радіус, тим менше швидкість. Так на Північному полюсі і Південному полюсі швидкість обертання практично дорівнює нулю.
Якщо ж вам цікаво дізнатися швидкість обертання, яка може досягатися на інший широті, то для це потрібно лише помножити косинус цієї широти (його можна прорахувати на калькуляторі або просто підглянути в таблиці косинусів) на швидкість обертання планети на екваторі (1674 км / ч). Так косинус 45 градусів дорівнює 0,7071 і вийдуть, що швидкість на цій широті: 1674х0,7071 = 1183,7 км / ч.
Швидкість обертання Землі для різних широт
- 10 °: 0.9848 × 1674 = 1648,6 км / год;
- 20 °: 0.9397 × 1674 = 1573,1 км / год;
- 30 °: 0.866 × 1674 = 1449,7 км / год;
- 40 °: 0.766 × 1674 = 1282,3 км / год;
- 50 °: 0.6428 × 1674 = 1076,0 км / год;
- 60 °: 0.5 × 1674 = 837,0 км / год;
- 70 °: 0.342 × 1674 = 572,5 км / год;
- 80 °: 0.1736 × 1674 = 290,6 км / год
Цікавий факт: Космічні агентства вважають за краще використовувати обертання Землі навколо своєї осі для своєї переваги. Так як швидкість обертання найбільша в районі екватора, то і ресурсів для підйому космічного корабля з нульовою широти потрібна менша.
Циклічне гальмування
Вчені стали помічати кореляцію між сейсмічною активністю за рік і швидкістю обертання Землі навколо своєї осі. Вважається, що прямого зв'язку між цими двома явищами немає, але фахівцям важливо знаходити будь-які зачіпки, які, по-перше, дадуть більше розуміння нашої планети, а по-друге, можуть врятувати тисячі життів.
Так як все циклічно, так і обертання нашої рідної планети циклічно. Земля має п'ятирічні періоди циклічного гальмування і прискорення.
Коливання земної осі
У фізиці існує два поняття, які використовуються для опису коливань осі Землі - прецесія і нутація.
Прецессия - це таке явище, при якому момент імпульсу небесного тіла змінює свою спрямованість в просторі. Такий рух можна побачити на прикладі дзиги, який при запуску має вертикальну вісь обертання, але дзига має властивість поступового уповільнення, в процесі якого швидкість починає втрачатися. Через це вісь починає поступово відхилятися від звичної вертикалі. За рахунок цього дзига починає описувати форму подібну конусу .. Подібний рух і є прецесія.
З Землею справи йдуть серйозніше і повільніше. Таку особливість в русі нашої рідної планети зауважив ще античний географ і астроном Гіппарх, назвавши це явище передоднем рівнодення. Цикл процесії у Землі вкрай довгий - 25 тисяч років. Саме з таким рухом планети вчені пов'язують періодичні зміни в кліматі. Так в якийсь момент коливання стануть настільки помітні, що орієнтуватися за старими небесним картками буде неможливо через зсув всіх зірок щодо екваторіальній лінії.
Нутація - це досить слабкий рух, яке нагадує свого роду хитання або ж кивання, характерне для твердого тіла, що здійснює процесію. Це невеликі коливання земної осі, що накладаються на процесійний рух.
Рух Землі навколо Сонця
Не варто забувати, що рух Землі складається не тільки з її власного обертання, але ще і руху навколо Сонця. Наш будинок знаходиться приблизно на відстані 149 600 000 км від зірки.
Весь шлях навколо зірки наша планета робить за 365,256 днів зі швидкістю рівною 108 000 км / год або 30 км / с.
Цікавий факт: Люди визнали, що Земля обертається навколо Сонця, а не навпаки, лише в 16 столітті! За таке "богохульство" деякі вчені навіть поплатилися життям.
Інші руху
Сонячна система не є якимось статичним об'єктом, який не рухається. Насправді одночасно з усіма обертаннями, які відбуваються в системі, вона сама рухається з величезною швидкістю.
Сонце знаходиться на відстані приблизно рівному 26 000 світлових років від центру галактики Чумацький Шлях, ширина якої становить приблизно від 80 000 до 120 000 світлових років. А товщина її становить 7 000 світлових років. Наша система знаходиться на одному з далеких рукавів ближче до краю. Їй потрібно приблизно 200-250 мільйонів років, щоб зробити один оборот навколо центру нашої галактики. На цій орбіті Сонячна система рухається зі швидкістю близько 250 км / с.
Чумацький Шлях в свою чергу так само відноситься до ще більшої системи - Місцева група. Таку назву вчені дали гравітаційно пов'язаної групі галактик, до якої і відноситься наша рідна. У цій системі Чумацький Шлях рухається зі швидкістю приблизно 300 км / с.
Що ж буде, якщо Земля раптом різко зупиниться?
Імовірність того, що ви можете в будь-який момент просто вилетіти у відкритий космос, дорівнює нулю. У цьому вам допомагає гравітація, яка безустанно притягує нас до землі. але гравітація на Землі не скрізь однакова! Наша планета має сферичну форму і за рахунок обертання навколо осі, Земля трошки стисла біля полюсів. Швидкість на найширшій окружності повинна бути найвищою - такий окружністю є екватор. Гравітація на екваторі на 0.3% сильніше!
НАСА заявляє, що зупинка планети неможлива в найближчі кілька мільярдів років. Але якщо уявити таку ситуацію, що Земля різко зупиняється, - виходить не райдужна картина. Якщо обертання самого небесного тіла припинитися, то рух атмосфери ніхто не зупинить, тому все, що знаходилося на поверхні землі буде зруйновано сильним вітром. І це стосується не тільки людей і тварин, а й будівель, дерев, і навіть верхніх шарів грунту!
Варіант з поступовим уповільненням ж є реальною ситуацією, з якою наша планета зіткнеться в далекому майбутньому. Найменша швидкість, до якої може Земля опуститися, дорівнює одному обороту в 365 днів. Така ситуація називається "синхронністю сонця". Тоді одна сторона буде завжди повернена до Сонця, а решту - як і в Місяця, вічно буде в темряві. Але до подібної ситуації, в цілому, за заявами НАСА, можна буде звикнути.
Повернемося знову до повної зупинки: якщо Земля зупиниться зовсім, то швидше за все пропаде магнітне поле, яке створюється в першу чергу завдяки спину планети. Через це ми втратили б радіаційні пояси Ван Аллена і північні сяйва, що залишило б нас абсолютно беззахисними перед космічною радіацією. В такому випадку, при кожному сплеску радіації на Сонце, Земля б отримувала таку дозу випромінювання, що навряд чи б залишилося щось живе.
Але не переживайте! Імовірність таких сценаріїв практично дорівнює нулю!