Ziemia, jak każdy inny obiekt niebieski, jest w ciągłym ruchu. Nie czujemy tego, ponieważ to jest jak samolot lub samochód - poruszamy się z taką samą prędkością jak transport, z tego powodu rodzi się złudzenie elektryczności.
Co powoduje, że Ziemia obraca się wokół własnej osi?
Pełen wdzięku 24-godzinny obrót Ziemi wokół własnej osi jest jednym z powodów, dla których nasza domowa planeta jest zamieszkana. Na wiele sposobów to pozwoliło na rozwój życia dzięki stworzeniu sprzyjającej temperatury, którą osiąga się poprzez ciągłą zmianę dnia i nocy.
Nie zapominaj, że nie tylko Ziemia ma taką cechę - każda planeta w Układzie Słonecznym ma swój unikalny obrót. Na przykład na maleńkim Rtęci, który jest najbliżej Słońca, jeden obrót zachodzi w 59 dni ziemskich, a na Wenus - ogólnie 243, a ponadto jego ruch odbywa się w przeciwnym kierunku.
Wszyscy wiedzą, że Ziemia się kręci i wydaje się to trywialna informacja, ale jeśli się nad tym zastanowić, nie jest całkiem jasne, dlaczego tak się dzieje. Aby odpowiedzieć na to pytanie, musisz dowiedzieć się, jak powstał cały układ słoneczny.
Początkowo układ słoneczny był tylko wielką chmurą pyłu i gazu, która ostatecznie zaczęła się zapadać, zamieniając się w gigantyczny dysk. On z kolei stale zwiększał swoją prędkość obrotową, jak łyżwiarz figurowy rzucający rękami do góry, aby poruszać się szybciej. Słońce uformowało się w środku i planety zaczęły się od niego oddalać. Wszystkie obiekty tworzące nasz system znajdują się na tej samej płaszczyźnie i poruszają się w tym samym kierunku, ponieważ wszystkie pochodzą z tego samego dysku kosmicznego pyłu.
Podczas gdy proces sklejania się planet i innych ciał niebieskich miał miejsce, w Układzie Słonecznym nie było spokoju, ponieważ szczątki stale kolidowały ze sobą, co doprowadziło do ich rotacji. Czasami grawitacja dużych gruzów kusiła małe - tak wyglądały satelity.
Dlaczego Ziemia obraca się wokół własnej osi szybciej niż inne planety?
Naukowcy sugerują, że ogromny obiekt wielkości Marsa uderzył w naszą planetę i oddzielił od niej ogromny kawałek, który później stał się Księżycem. To zderzenie spowodowało, że Ziemia obraca się z większą prędkością niż inne planety.. Ale grawitacja księżyca wpływa na obrót ziemi - spowalnia ją!
Interesujący fakt: Ziemia stale zwalnia. Naukowcy sugerują, że w czasie formowania się planety dzień trwał zaledwie 6 godzin. A teraz istnieją niezwykle dokładne technologie, które pozwalają obliczyć dalsze spowolnienie - za sto lat dzień będzie krótszy o 2 milisekundy.
Z jaką prędkością Ziemia obraca się wokół własnej osi?
Prędkość jest pojęciem względnym, ponieważ zawsze wymaga określonego punktu odniesienia do jej obliczenia. Aby obliczyć prędkość obrotu wokół własnej osi, brany jest pod uwagę obrót względem środka planety.
Ziemia wykonuje jeden obrót w ciągu 23 godzin 56 minut i 4,09053 sekund, co nazywa się okresem gwiezdnym. Obwód planety wynosi 40 075 kilometrów. Aby obliczyć prędkość, musisz podzielić okrąg według czasu, a następnie ok. 1674 km / h lub 465 m / s.
Ziemia obraca się wokół własnej osi z prędkością 1674 km na godzinę lub 465 m / s.
Zależność prędkości obrotowej i szerokości geograficznej Ziemi
Ale nie zapominaj, że obwód planety zmienia się w zależności od szerokości geograficznej, gdy Ziemia zwęża się bliżej biegunów. Dlatego planeta wiruje z różnymi prędkościami na różnych szerokościach geograficznych! Im mniejszy promień, tym mniejsza prędkość. Na biegunie północnym i południowym prędkość obrotowa jest praktycznie zerowa.
Jeśli chcesz poznać prędkość obrotową, którą można osiągnąć na innej szerokości geograficznej, wystarczy pomnożyć cosinus tej szerokości geograficznej (możesz to obliczyć na kalkulatorze lub po prostu zajrzeć do tabeli cosinusowej) przez prędkość obrotową planety na równiku (1674 km / h). Zatem cosinus 45 stopni wynosi 0,7071 i okazuje się, że prędkość na tej szerokości geograficznej wynosi 1674 x 0,7071 = 1183,7 km / h.
Prędkość obrotu Ziemi dla różnych szerokości geograficznych
- 10 °: 0,9848 × 1674 = 1648,6 km / h;
- 20 °: 0,9397 × 1674 = 1573,1 km / h;
- 30 °: 0,866 × 1674 = 1449,7 km / h;
- 40 °: 0,766 × 1674 = 1282,3 km / h;
- 50 °: 0,6428 × 1674 = 1076,0 km / h;
- 60 °: 0,5 × 1674 = 837,0 km / h;
- 70 °: 0,322 × 1674 = 572,5 km / h;
- 80 °: 0,1736 × 1674 = 290,6 km / h
Interesujący fakt: agencje kosmiczne preferują wykorzystanie obrotu Ziemi wokół własnej osi. Ponieważ prędkość obrotu jest największa w regionie równika, do podniesienia statku kosmicznego z zerowej szerokości geograficznej potrzeba mniej zasobów.
Hamowanie cykliczne
Naukowcy zaczęli dostrzegać korelację między aktywnością sejsmiczną w ciągu roku a prędkością obrotu Ziemi wokół własnej osi. Uważa się, że nie ma bezpośredniego związku między tymi dwoma zjawiskami, ale ważne jest, aby specjaliści znaleźli wszelkie wskazówki, które, po pierwsze, pozwolą lepiej zrozumieć naszą planetę, a po drugie mogą ocalić tysiące istnień ludzkich.
Ponieważ wszystko jest cykliczne, więc rotacja naszej macierzystej planety jest cykliczna. Ziemia ma pięcioletnie okresy cyklicznego hamowania i przyspieszania.
Oś ziemi kołysze się
W fizyce istnieją dwie koncepcje używane do opisania oscylacji osi Ziemi - precesja i nutacja.
Precesja jest zjawiskiem, w którym moment pędu ciała niebieskiego zmienia swoją orientację w przestrzeni. Taki ruch można zobaczyć na przykładzie wierzchołka, który przy starcie ma pionową oś obrotu, ale szczyt ma właściwość stopniowego zmniejszania prędkości, podczas której prędkość zaczyna spadać. Z tego powodu oś zaczyna stopniowo odchylać się od zwykłej pionowej. Z tego powodu blat zaczyna opisywać kształt podobny do stożka. Taki ruch jest precesją.
W przypadku Ziemi sprawy są poważniejsze i wolniejsze. Antyczny geograf i astronom Hipparch również zauważył taką cechę w ruchu naszej rodzimej planety, nazywając to zjawisko wigilią równonocy. Cykl procesji na Ziemi jest wyjątkowo długi - 25 tysięcy lat. To z tym ruchem planety naukowcy wiążą okresowe zmiany klimatu. W pewnym momencie fluktuacje staną się tak zauważalne, że niemożliwe będzie poruszanie się po starych mapach niebieskich z powodu przesunięcia wszystkich gwiazd względem linii równikowej.
Nutacja jest raczej słabym ruchem przypominającym kołysanie lub kiwanie charakterystyczne dla ciała stałego wykonującego procesję. Są to małe oscylacje osi ziemi nałożone na ruch precesyjny.
Ruch ziemi wokół Słońca
Nie zapominaj, że ruch Ziemi składa się nie tylko z własnego obrotu, ale także z ruchu wokół Słońca. Nasz dom położony jest około 149,6 miliona kilometrów od gwiazdy.
Nasza planeta podróżuje dookoła gwiazdy w ciągu 365.256 dni z prędkością równą 108 000 km / h lub 30 km / s.
Interesujący fakt: Ludzie rozpoznali, że Ziemia obraca się wokół Słońca, a nie odwrotnie, tylko w XVI wieku! Za takie „bluźnierstwo” niektórzy naukowcy zapłacili nawet życiem.
Inne ruchy
Układ słoneczny nie jest jakimś statycznym obiektem, który się nie porusza. W rzeczywistości, jednocześnie ze wszystkimi obrotami występującymi w systemie, sam porusza się z dużą prędkością.
Słońce znajduje się około 26 000 lat świetlnych od centrum galaktyki Drogi Mlecznej, której szerokość wynosi od 80 000 do 120 000 lat świetlnych. Jego grubość wynosi 7000 lat świetlnych. Nasz system znajduje się na jednym z dalekich ramion bliżej krawędzi. Wykonanie jednej rewolucji wokół centrum naszej galaktyki zajmuje jej około 200-250 milionów lat.. Na tej orbicie Układ słoneczny porusza się z prędkością około 250 km / s.
Z kolei Droga Mleczna dotyczy również jeszcze większego systemu - Grupy Lokalnej. Naukowcy nadali tę nazwę grawitacyjnie związanej grupie galaktyk, do której należy nasz tubylec. W tym systemie Droga Mleczna porusza się z prędkością około 300 km / s.
Co się stanie, jeśli Ziemia nagle nagle się zatrzyma?
Prawdopodobieństwo wyrzucenia w kosmos w dowolnym momencie wynosi zero. Pomaga to grawitacji, która nieustannie przyciąga nas do ziemi. Ale Grawitacja Ziemi nie wszędzie jest taka sama! Nasza planeta ma kulisty kształt i ze względu na obrót wokół własnej osi Ziemia jest lekko spłaszczona na biegunach. Prędkość w najszerszym okręgu powinna być najwyższa - takim okręgiem jest równik. Grawitacja równika jest o 0,3% silniejsza!
NASA twierdzi, że zatrzymanie planety nie jest możliwe w ciągu najbliższych kilku miliardów lat. Ale jeśli wyobrażamy sobie taką sytuację, że Ziemia nagle się zatrzyma, wynik nie będzie obrazem tęczy. Jeśli obrót samego ciała niebieskiego ustanie, wówczas ruch atmosfery nie zostanie zatrzymany, dlatego wszystko, co było na powierzchni ziemi, zostanie zniszczone przez silny wiatr. Dotyczy to nie tylko ludzi i zwierząt, ale także budynków, drzew, a nawet górnych warstw gleby!
Opcja ze stopniowym spowolnieniem to prawdziwa sytuacja, z którą zmierzy się nasza planeta w odległej przyszłości. Najmniejsza prędkość, do której Ziemia może zejść, jest równa jednemu obrotowi w ciągu 365 dni. Ta sytuacja nazywa się „synchronicznością słońca”. Wtedy jedna strona będzie zawsze zwrócona w stronę Słońca, druga - jak w przypadku Księżyca, na zawsze pozostanie w ciemności. Ale podobna sytuacja, ogólnie, według NASA, może być przyzwyczajona.
Wróćmy do całkowitego zatrzymania: jeśli Ziemia zatrzyma się całkowicie, najprawdopodobniej pole magnetyczne, które powstaje przede wszystkim z tyłu planety, zniknie. Z tego powodu stracilibyśmy pasy promieniowania Van Allena i zorzę polarną, co pozostawiłoby nas całkowicie bezbronnych przed promieniowaniem kosmicznym. W takim przypadku przy każdym rozbłysku promieniowania na Słońcu Ziemia otrzymywałaby taką dawkę promieniowania, że prawie żadna żywa istota nie pozostałaby.
Ale nie martw się! Prawdopodobieństwo takich scenariuszy jest praktycznie zerowe!