Что обращается вокруг солнца – Скорость обращения Земли вокруг Солнца. Какова частота обращения Земли вокруг Солнца?
Вокруг чего вращается Солнце?
Все мы знаем, что Земля вращается вокруг Солнца. Исходя из этого, возникает закономерный вопрос: вращается ли само Солнце? И если да, то вокруг чего? Ответ на этот вопрос астрономы получили только в XX столетии.
Наша звезда действительно движется, причем если Земля имеет два круга вращения (вокруг Солнца и вокруг своей оси), то у Солнца их три. Мало того, вся Солнечная система вместе с планетами и другими космическими телами постепенно отдаляется от центра галактики, сдвигаясь с каждым оборотом на несколько миллионов километров.
Вокруг чего движется Солнце?
Вокруг чего же вращается Солнце? Известно, что наша звезда располагается в галактике Млечный Путь, диаметр которой имеет около 30 000 парсек. Под парсеком понимают астрономическую единицу измерения, равную 3,26 световых лет.
В центральной части Млечного Пути находится относительно небольшой Галактический центр с радиусом порядка 1000 парсек. В нем до сих пор происходит образование звезд и располагается ядро, благодаря которому когда-то и возникла наша звездная система.
Расстояние Солнца от Галактического центра составляет 26 тысяч световых лет, то есть оно расположено ближе к краям галактики. Вместе с остальными звездами, входящими в Млечный Путь, Солнце крутится вокруг этого центра. Средняя скорость его движения варьируется в пределах от 220 до 240 км в секунду.
На один оборот вокруг центральной части галактики уходит в среднем 200 млн. лет. За весь период своего существования наша планета вместе с Солнцем облетела вокруг Галактического ядра всего около 30 раз.
Почему Солнце вращается вокруг галактики?
Как и в случае с вращением Земли, точная причина движения Солнца не установлена. По одной из версий, в Галактическом центре находится некая темная материя (сверхмассивная черная дыра), которая воздействует как на вращение звезд, так и на их скорость. Вокруг этой дыры находится другая дыра меньшей массы.
Совместно обе материи оказывают гравитационное влияние на звезды в галактике и вынуждают их передвигаться по различным траекториям. Другие ученые придерживаются мнения, что движение связано с гравитационными силами, исходящими от ядра Млечного Пути.
Как и любой объект, Солнце движется по инерции по прямой траектории, однако гравитация Галактического центра притягивает его к себе и тем самым заставляет вращаться по окружности.
Вращается ли Солнце вокруг своей оси?
Вращение Солнца вокруг своей оси является вторым кругом его движения. Поскольку оно состоит из газов, его движение происходит дифференцированно.
Иными словами, на своем экваторе звезда вращается быстрее, а на полюсах – медленнее. Отследить вращение Солнца вокруг своей оси достаточно сложно, поэтому ученым приходится ориентироваться по солнечным пятнам.
В среднем пятно в районе солнечного экватора совершает оборот вокруг оси Солнца и возвращается в исходное положение за 24,47 дня. Регионы в области полюсов движутся вокруг солнечной оси за 38 дней.
Чтобы вычислить какую-то конкретную величину, ученые приняли решение ориентироваться на позицию 26° от экватора, так как примерно в этом месте наблюдается наибольшее количество солнечных пятен. В итоге астрономы пришли к единой цифре, согласно которой скорость обращения Солнца вокруг собственной оси составляет 25,38 дней.
Что такое вращение вокруг сбалансированного центра?
Как говорилось выше, в отличие от Земли, Солнце имеет три плоскости вращения. Первая – вокруг центра галактики, вторая – вокруг своей оси, а вот третьей является так называемый гравитационный сбалансированный центр. Если объяснять простыми словами, то все планеты, вращающиеся вокруг Солнца хоть и имеют намного меньшую массу, но немного притягивают его к себе.
В результате этих процессов собственная ось Солнца также вращается в пространстве. При вращении она описывает радиус центровой балансировки, внутри которого и вращается Солнце. При этом само Солнце тоже описывает свой радиус. Общая картина этого движения астрономам вполне понятна, но ее практическая составляющая до конца не изучена.
В целом же наша звезда – очень сложная и многогранная система, поэтому в будущем ученым предстоит раскрыть еще много ее тайн и загадок.
www.vseznaika.org
Движение Земли по орбите вокруг Солнца
Земля совершает не только суточное вращательное движение вокруг оси (подробнее: Ученые о вращении Земли), а обладает ещё поступательным движением по своей орбите вокруг Солнца, вместе с другими планетами чего мы, однако, не замечаем.
Земля вокруг солнцаНам кажется, что Земля находится в неподвижном состоянии, а Солнце обращается вокруг неё.
Чтобы наиболее наглядно представить вращение Земли вокруг Солнца, вообразите, что ваш корабль бросил якорь и встал на рейд около какого-то портового города. Вы спустили шлюпку и пошли в устье небольшой реки. Стоит ясная и тихая погода. Шлюпка несётся по водной глади, и кажется, что берега реки быстро бегут вам навстречу, а шлюпка стоит неподвижно.
Вот такой же неподвижной люди раньше считали Землю, наблюдая кажущееся движение Солнца по зодиакальным созвездиям.
Планеты солнечной системы
Всего в солнечной системе известно девять больших планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Собственного света планеты не имеют, и если иногда мы наблюдаем их в виде очень ярких звёзд, то это потому, что они отражают падающий на них свет Солнца.
Планеты перемещаются по небу между звёздами, почему их и назвали планетами, то есть «блуждающими светилами».
Периоды вращения планет вокруг Солнца
Скорости и периоды вращения планет вокруг Солнца различны в зависимости от их расстояния до Солнца. Планеты, более близкие к Солнцу, вращаются с большей скоростью и совершают свои путь вокруг него в значительно более короткие промежутки времени, чем планеты, находящиеся дальше от Солнца.
Так, например, Меркурий – ближайшая к Солнцу планета – совершает свой путь вокруг Солнца всего лишь в 88 суток. Плутон, находящийся по сравнению со всеми другими известными нам планетами на самом далеком расстоянии от Солнца, – в 249 земных лет.
Пути, по которым вращаются планеты вокруг Солнца
Пути, по которым вращаются планеты вокруг Солнца
Степень вытянутости планетных орбит различна и сравнительно невелика. Наибольшей вытянутостью обладают орбиты Меркурия и Плутона. Что касается земной орбиты, то можно сказать, что она почти не отличается от окружности.
Эллипс нетрудно нарисовать. Возьмём небольшой длины нить и свяжем её концы между собой. Наденем эту нить на две булавки, воткнутые в лист бумаги, плотно лежащий на столе, одна от другой на расстоянии, немного меньшем половины всей нити.
Натянем карандашом нить и, сохраняя ее в этом положении, проведём им по листу бумаги, лежащему на столе. Получится эллипс.
Точки, в которые воткнуты булавки, называются фокусами. Солнце находится в одном из фокусов эллипсов орбит Земли и всех других планет солнечной системы.
Фокусы планетных орбит находятся очень близко к центрам эллипсов, которые лежат как раз посредине между фокусами.
Расстояние Земли от Солнца
Среднее расстояние Земли от Солнца составляет около 150 миллионов километров. Это расстояние почти в 3750 раз превышает длину окружности земного экватора. Чтобы покрыть расстояние от Земли до Солнца, поезд, движущийся со скоростью 50 километров в час, должен идти без остановок около 350 лет. Даже на самолёте, летящем со скоростью около 350 километров в час, нам потребовалось бы 50 лет, чтобы долететь до Солнца.
Полный оборот вокруг Солнца Земля совершает за год, точнее в 365 ¼ суток. В это время наша планета покрывает в мировом пространстве расстояние около 900 миллионов километров. Более 20 тысяч лет должен безостановочно идти пешеход, проходя за каждый час 5 километров, чтобы пройти это расстояние. Самолёту, летящему со скоростью 350 километров в час, потребовалось бы около 300 лет, чтобы совершить беспосадочный перелёт на расстояние, равное годичному пути нашей Земли.
Каждую секунду Земля перемещается по своей орбите почти на 30 километров. В час она проходит путь около 108 тысяч километров
Мы, постоянные земные пассажиры, не ощущаем ни сотрясений, ни каких-либо других неудобств в своём путешествии по Вселенной на этом «корабле». Нам не страшна бездна, окружающая нас, – мы крепко обосновались на нашей Земле.
Если бы мы могли создать такой летающий снаряд, скорость полёта которого равнялась бы скорости движения Земли вдоль своей орбиты или хотя бы даже 11 – 12 километрам в секунду, то этот снаряд при первом же своём полёте покинул бы Землю и, преодолев силу её притяжения, навсегда скрылся бы от наших взоров в безграничном мировом пространстве.
Если бы мы имели такую пушку, снаряды которой обладали бы скоростью полёта около 9 километров в секунду, то эти снаряды превратились бы в вечных спутников нашей планеты, они вечно кружились бы вокруг Земли и никак не могли бы ни улететь далеко в космическое пространство, ни упасть на Землю.
Путь Земли по орбите
Земля движется по своей орбите вокруг Солнца не с одинаковой скоростью. Чем ближе она находится к Солнцу, тем больше её скорость, и, наоборот – с удалением от Солнца её скорость уменьшается. В точке афелия (точка на земной орбите, которая дальше всего находится от Солнца), скорость движения Земли наименьшая, а в точке перигелия (точка на земной орбите, которая находится ближе всего к Солнцу) – наибольшая.
Загрузка…libtime.ru
Земля не обращается вокруг Солнца
Петр Акованцев, 28 января 2013
Земля движется вместе с Солнцем в космическом пространстве. Астрономы, находясь на Земле и замеряя расстояние до Солнца, пришли к выводу, что Земля обращается вокруг Солнца. Однако этот вывод не верный.
Траектория(орбита) движения Земли вокруг Солнца в зависимости от скорости Солнца. Это результат сложения поступательного движения Солнца и вращательного движения Земли вокруг него. Ничего явно не указывает на вращение Земли, если не разъяснить.
Нам интересно исследовать траекторию движения Земли вокруг Солнца, зная только одно, что Солнце движется и движется земля вокруг него. Причем расстояние между ними не изменяются ни при каких условиях. Мы должны помнить, что между Солнцем и Землей всегда 150000000км. Это доказывают и данные астрономии, что расстояние между Землей и Солнцем, практически не меняется.
Что ж попробую объяснить. Только сразу предупреждаю, прежде чем сказать, что этого не может быть, хорошенько подумайте. Для меня лично уже все ясно: гелиоцентрической системы нет в природе. Поймете ли Вы это, не знаю. Наука принимала эту систему на вооружение на протяжении десятков лет. Жизненные трагедии предшествовали ее становлению. И вдруг все кончилось. Я попытался сложить два движения: вращательное и поступательное, получилось все наоборот. Оказалось, что вращение в солнечной системе, сумма поступательного движения Солнца и синусоидального движения планет. Понимая, что тело невозможно раскрутить вокруг двух осей и понимая, что траектории (орбиты) движения планет не замкнуты при движении вокруг Солнца, в следствии движения Солнца, я решил исследовать движение Земли и Солнца считая, что скорость Солнца нам известна. Расположив Солнце и Землю на орбите так, что Земля находилась на расстоянии радиуса орбиты, впереди Солнца. Единственное ограничение, которое я сделал было в том, что расстояние между ними не должно меняться ни при каких условиях. Что есть в действительности. Исходя из того, что солнце, за четверть оборота должно пройти радиус орбиты земли, я стал сближать Солнце с Землей. У меня ничего не получилось. Если радиус неизменен, то Земля все время уходила по прямой, перпендикулярной орбите Солнца и никак не хотела двигаться вокруг Солнца. Сначала я решил, что это и есть результат сложения и продолжил исследовать дальше. И вот что получилось:
Если исходить из того, что Солнце пройдет расстояние равное радиусу орбиты Земли за четверть оборота Земли вокруг Солнца и если Земля находится впереди на орбите Солнца, то траектория земли будет следующая: В первую четверть, земля будет двигаться перпендикулярно орбите Солнца в сторону от орбиты. Вторая четверть, земля вернется в ту же точку где и была до начала первой четверти. Затем, рванув резко с места, догонит Солнце, потом притормозив, вернет- ся на орбиту. Это показалось мне немного странным. Т.к. в этом случае будут возникать огромные динамические нагрузки(резкое изменение направления на противоположное, смене направления под углом почти 40градусов) на земную кору и,как следствие, разрушительные землетрясения. Скорость в данном случае Солнца получилась около 19км/сек. Радиус орбиты я поделил на четверть года в се- кундах. Поэтому отбросив эту скорость и выше, я сосредоточился на исследовании движения Земли, при скоростях Солнца меньше 19. Но и в этих случаях Земля делала кульбиты. Пришлось исследовать большие скорости. Вот, что получилось, при скорости 38км/сек:
Земля никак не хотела вращаться вокруг Солнца. И только позже до меня дошло, что планеты не вращаются вокруг Солнца. Они синхронно движутся вместе с Солнцем в одном потоке. Только Солнце по прямой, а планеты по неправильной синусоиде. В Чем неправильной? Полупериоды по времени равные, а вот расстояния разные. И в этом вина гравитационного поля Солнца. Когда планета впереди Солнца то гравитационное поле ее притормаживает, а когда с зади, то разгоняет. Создается иллюзия вращения. Для баллистиков никаких помех, т.к. все направления движения реальные и промахнутся трудно. При больших скоростях резких изменений траектории нет, нагрузки умеренные. Возникают в перегибах траектории, отсюда и землетрясения, иногда, как следствие. Главное в том, что, чтобы получить иллюзию вращения наблюдатель должен двигаться по синусоиде видя центр вращения и замеряя расстояние до него. Двигаясь по синусоиде, наблюдатель будет думать, что движется по окружности.Поэтому указанная мною траектория движения Земли и является истинной траекторией, и только двигаясь по этой траектории мы получим вращение относительно центра. Но это вращение не реальное, а его иллюзия. Орбитальную плоскость Солнечной системы, можно представить «дорогой» по которой, по центру движется Солнце, а планеты, в своем движении, движутся от края к краю в отведенных для них коридорах, то ускоряясь то замедляясь. Но это только часть «дороги» по которой движутся звезды галактики. Другие галактики находятся на этой же «дороге» спереди или сзади нашей. Поэтому наше представление о нашей галактике, да и о Вселенной в целом, скорее всего, ложное. Необходимо понимать главное. Солнце движется со скоростью 225км/сек За четверть оборота Земля вместе с Солнцем, по направлению движения Солнца, пройдет примерно 1,774х109км, а относительно орбиты Солнца, сместиться на, примерно, на 1.5х108км. Поэтому о замкнутых орбитах движения планет речь, вообще, не может идти. Поэтому все планеты и спутники планет, движутся по неправильной синусоиде, создающей иллюзию вращения. Расчеты показывают, что средняя скорость Земли на минимальном расстоянии от Солнца,примерно, равна 248км/сек, а на максимальном расстоянии от Солнца, примерно, 208км/сек. При условии, что верна скорость самого Солнца, равная 225км/сек. Сейчас абсолютная скорость Солнца минимальна. Поэтому все процессы на Солнце идут с максимально возможной скоростью. Излучение максимально. Поэтому средняя температура на Земле за последнюю сотню лет поднималась благодаря тому, что скорость Солнца уменьшалась. Парниковый эффект тут не при чем. Но как только Солнце перевалит за гребень волны, то начнет наращивать скорость, а чем выше скорость, тем медленнее идут процессы, тем меньше интенсивность солнечного излучения, что для Земли будет началом нового ледникового периода, пик которого начнется через 50млн. лет и продлится 80-100млн.лет. Потом начнется потепление. Если исходить из земных аналогий смены времен года, то сейчас Земля находится на пике космического лета. Потом будет «осень», «зима» и «весна». Что ничуть не исключает локальные «оттепели» и «похолодания».
Истинная траектория движения Земли:
Пришло время обсудить сейсмические проблемы. Землетрясения на Земле не редкость. Статистику землетрясений мы знаем досконально. Осталось наложить данную статистику на положение земли относительно Солнца. Уверен, что наибольшее количество землетрясений происходят в точках А, В, С, Д, т.е. в местах перегиба траектории Земли. И больше всего землетрясений придется в районе точки Д. Вспоминаю Джордано, Коперника, Галилея. Мне легче, не с инквизиторами общаюсь. У каждого высшее образование, как минимум, а то и несколько, в том числе и специальные. Не поминайте лихом. Интересно и другое. Поймут ли это другие. А поняв, поймут ли то, что наши представления об Объективной Реальности, еще далеки от этой самой Реальности. И поймут ли то, что она не зависит от наших представлений о ней.
in-space.info
Движение земли вокруг солнца | Фауна Земли
Подобно другим планетам (Меркурию, Венере, Марсу, Юпитеру, Сатурну, Урану, Нептуну и Плутону), земной шар обращается вокруг Солнца. Ближе его к Солнцу расположены только две планеты: Меркурий и Венера.
Движение Земли можно сравнить с движением волчка, быстро вращающегося вокруг оси и в то же время бегущего по полу. Подобно двум движениям волчка, у Земли также два главных движения: суточное — вокруг ее воображаемой оси, за 24 часа, и годовое — вокруг Солнца, за 365 суток 5 часов 48 минут 46 секунд.
Солнце огромно: оно по объему в 1300 тыс. раз больше Земли и имеет в 330 тыс. раз большую массу. Земля, обращаясь вокруг Солнца, находится от него на расстоянии около 150 млн. км.
Земля движется вокруг Солнца со средней скоростью 30 км в секунду, т. е. 108 тыс. км в час.
Возникает вопрос: что же удерживает Землю на определенном расстоянии от Солнца и заставляет ее возвращаться через год в свое прежнее положение по отношению к Солнцу? Великий английский ученый Ньютон установил, что Земля все время удерживается на определенном расстоянии от Солнца по двум причинам: 1) постоянным притяжением Земли к Солнцу и 2) центробежной силой от быстрого движения Земли вокруг Солнца. Если бы не было притяжения к Солнцу, то центробежная сила заставила бы Землю умчаться в мировое пространство по прямой линии, а не описывать свой почти круговой путь.
В самом деле, вообразим себе на мгновение, что Солнце вдруг перестало бы притягивать к себе Землю. В это же самое мгновение Земля «слетела» бы со своего кругового пути и умчалась бы по касательной линии к той точке кругового пути, в какой Земля перестала бы притягиваться Солнцем.
Итак, совместное действие двух сил—силы притяжения Земли к Солнцу и силы, с которой Земля стремится улететь прочь от Солнца по касательной, удерживают Землю, заставляя ее все время двигаться по своему круговому пути — орбите.
Если хотите убедиться, что для кругового движения нужно применить силу, то сделайте такой опыт: возьмите веревку и привяжите к одному из ее концов небольшой камень, а другой конец веревки держите в руке. Начните вращать камень с веревкой над головой. Чем быстрее вы будете вращать веревку с камнем, тем сильнее будете ощущать натяжение веревки. Значит, сила вашей руки заменяет собой силу притяжения. Стоит только прекратить действие этой силы, выпустить из руки веревку, как камень мгновенно улетит по касательной прочь.
Значит, сила притяжения Солнца все время сворачивает Землю с ее прямолинейного пути и заставляет двигаться по кругу.
Строго говоря, путь, или орбита, Земли не есть круг.
Великий немецкий ученый Кеплер (см. т. 2 ДЭ) открыл, что все планеты, а в их числе и Земля, обращаются вокруг Солнца по несколько вытянутым орбитам, а именно по замкнутым кривым, называемым эллипсам и. Эллипс очень легко вычертить: возьмите лист бумаги и приколите его кнопками к столу. На близком расстоянии (допустим, в 5 см) воткните прочно две обыкновенные булавки. Теперь возьмите нитку длиной примерно в 20 см, свяжите оба конца нитки и наденьте на эти две булавки. А затем хорошо заточенным карандашом натяните нитку так, как показано на рисунке, и начните водить карандашом влево или вправо, все время держа нитку в натяжении. Кривая, которая получится от движения карандаша, и будет правильным эллипсом. Точки, где были воткнуты булавки, называются фокусами эллипса. Легко обнаружить, что чем ближе друг к другу будут воткнуты булавки, тем «круглее» будет эллипс. Расстояние между фокусами эллиптической земной орбиты составляет около 5 млн. км. В одном из фокусов, как это установил Кеплер, находится Солнце. Однако огромное расстояние между фокусами мало по сравнению с расстоянием от Земли до Солнца, которое в среднем равно 150 млн. км. Поэтому практически эллиптическая орбита Земли очень мало отличается от окружности.
Когда Земля находится в перигелии1, т. е. ближе всего подходит к Солнцу, расстояние ее от Солнца равно 147 млн. км. Это бывает около 1 января. В это время скорость движения Земли наибольшая. Через полгода, около 1 июля, Земля находится в афелии, т. е. отстоит от Солнца на наибольшем расстоянии (152 млн. км). В этот момент скорость движения земного шара вокруг Солнца наименьшая. Таким образом, зима в Северном полушарии бывает как раз тогда, когда Земля находится на ближайшем расстоянии от Солнца, а лето — когда Земля находится дальше всего от Солнца. Почему же все-таки зимой у нас холодно, а летом тепло? Это происходит потому, что, во-первых, зимой лучи Солнца падают на поверхность Земли под меньшим углом к горизонту, чем летом2.
А мы знаем, как мало греют косые (падающие не под прямым углом) солнечные лучи и как горячи они, когда падают почти отвесно (под углом, близким к 90°). Во-вторых, зимой день гораздо короче.
www.efaun.ru
Обращение Земли вокруг Солнца и его следствия
Кажущееся годичное перемещение Солнца по эклиптике и все связанные с этим явления, описанные в предыдущих параграфах этой главы, вызваны тем, что в действительности Земля движется вокруг Солнца. Свой оборот она завершает за год.
Путь, описываемый Землей вокруг Солнца, называется ее орбитой.
Ось суточного вращения Земли наклонена к плоскости эклиптики на 66°33′, а плоскость экватора наклонена к плоскости эклиптики на угол 90°-66°33’=23°27′. Ось суточного вращения Земли (при движении Земли) остается параллельной, самой себе, не меняя наклона к плоскости земной орбиты.
Поскольку мы не чувствуем своего движения вместе с Землей, нам кажется, что мы неподвижны, а Солнце перемещается по эклиптике. Таким образом, движение Солнца по эклиптике есть отражение движения Земли.
Рисунок 46 — Движение Солнца по эклиптике через зодиакальные созвездия есть отражение движения Земли вокруг Солнца.
Уяснить это можно, рассматривая рисунок 46, на котором в плане изображено движение Земли.
Известно, что от высоты Солнца над горизонтом зависит количество тепла, падающего на данную площадь; чем выше поднимается Солнце над горизонтом, тем жарче оно греет. Разной высотой Солнца над различными местами земного шара объясняется то, что на Земле имеются различные тепловые пояса — жаркий, умеренные и холодные. В связи с этим в каждом году бывают холодные и теплые сезоны, постепенно приходящие на смену один другому. Это явление природы называется сменой времен года.
Причина этих изменений заключается в том, что ось Земли наклонена к плоскости земной орбиты, но не меняет своего направления при обращении Земли вокруг Солнца.
Обратимся к рисунку 47. Справа на рисунке — северный конец земной оси наклонен к Солнцу. Это положение Земли соответствует лету в северном полушарии Земли и зиме в южном полушарии. Солнечные лучи падают на северное полушарие с меньшим наклоном и поэтому сильнее нагревают Землю, подобно тому, как днем они сильнее нагревают почву, чем утром, когда лучи Солнца падают более наклонно.
В таком положении северные полярные области много дней подряд освещаются незаходящим Солнцем. В то же время южные полярные области в течение многих суток остаются без света Солнца. Там — долгая полярная ночь.
В средних широтах северного полушария при суточном вращении Земли каждая точка ее поверхности описывает большую часть пути под лучами Солнца, то есть день длиннее ночи.
В южном полушарии Земли обратная картина: на него солнечные лучи падают с большим наклоном; дни короткие, ночи длинные (зима).
Рисунок 47 — Схема смены времен года.
Летом угол между направлением к Солнцу и плоскостью экватора бывает наибольшим -23,5°. Полуденная высота Солнца в начале лета бывает наибольшая и, например, в Москве достигает почти 58° (по формуле §25: 23°27’+ (90°-55°45′), где 55°45′ — широта Москвы).
Положение Земли в зимнее солнцестояние для северного полушария изображено слева. В этом положении о северном полушарии Земли можно сказать то же, что говорилось о южном полушарии.
Положение Земли в момент весеннего равноденствия на рисунке изображено в нижней части орбиты. При таком положении Земли солнечные лучи падают отвесно на земном экваторе; Солнце находится на небесном экваторе. На средних широтах обоих полушарий Земли солнечные лучи падают под углом, промежуточным между падением их в летний и зимний периоды. На обоих полюсах Земли Солнце видно в плоскости горизонта, так как эта плоскость касательная к земному шару и для полюсов параллельна плоскости экватора.
Солнце находится чрезвычайно далеко от Земли, а не так, как показано на рисунке. Поэтому лучи его, идущие к поверхности Земли, почти параллельны друг другу. Следовательно, находясь в день равноденствия на небесном экваторе, Солнце в то же время находится в плоскости горизонта для наблюдателей, находящихся на полюсах Земли. Таково же положение Земли по отношению к солнечным лучам и в день осеннего равноденствия.
В дни равноденствий граница дня и ночи проходит через оба полюса Земли и при вращении Земли вокруг оси любая точка Земли описывает одинаковые пути по освещенной и по темной стороне Земли, то есть на всей Земле день должен быть равен ночи.
astronom-us.ru
Почему Земля обращается вокруг Солнца? — Science Beach
Несколько дней назад мы отмечали завершение ещё одного оборота Земли вокруг Солнца. Но как получилось, что наша планета совершает эти обороты?
Обращение Земли вокруг Солнца — факт, известный с давних пор. Ещё в третьем веке д.н.э. Аристарх Самосский пришёл к гелиоцентрической картине мира. К сожалению, греческая наука со временем пришла в упадок, на смену астрономии пришла астрология, и после II века н.э. в эллинистическом мире утвердился геоцентризм. Гелиоцентрическая система возродилась в XVI веке стараниями Николая Коперника. Сейчас мы знаем, что Земля обращается вокруг Солнца на расстоянии около 150 млн км со средней скоростью 29,8 км/с.
Фрагмент работы Аристарха Самосского по вычислению относительных размеров Солнца, Земли и Луны. III век д. н. э.
Но ПОЧЕМУ так происходит? Давайте пойдём с самого начала.
Давным-давно в нашей галактике некая сверхновая (а может, и не одна) вспыхнула недалеко от молекулярного облака, где в последствии зародилось наше Солнце. Сверхновая обогатила облако, состоявшее в основном из водорода и гелия, более тяжёлыми элементами, в том числе железом-60, чьи стабильные продукты распада, обнаруженные в древних метеоритах, и указали на произошедшие вспышки. Заодно ударная волна от неё вызвала коллапс облака, сжав его вещество. Из разных его частей сформировались звёзды.
Молекулярное облако в созвездии Южной короны. Автор: Dylan O’Donnell, deography.com.
Когда часть облака коллапсирует, она начинает вращаться из-за закона сохранения момента импульса, и нагреваться из-за увеличения давления. Большая часть массы этого фрагмента собирается в центре, а остальная сплющивается в диск. Гравитация сжимает ядро облака, давление и температура в нём растут, и, в конце концов, начинаются реакции ядерного синтеза.
Вращающийся вокруг новорождённой звезды диск из плотного газа называется протопланетным. Из него формируются планеты и все прочие тела звёздной системы. Под действием электростатических сил и гравитации вещество протопланетного диска начинает собираться вместе в первые планетезимали — «зародыши» планет.
Справа — наблюдения с Очень Большого Телескопа (VLT) Европейской южной обсерватории (ESO) показывают протопланетный диск вокруг молодой звезды MWC 758. У диска есть два спиральных рукава, простирающихся более, чем на 16 млрд км от звезды. Слева — компьютерная модель, воспроизводящая двухспиральную структуру. «Х» — положение предполагаемой планеты. Планета, которую нельзя обнаружить напрямую, вероятно, воздействует на спиральные рукава.
Планетезимали продолжают собирать окружающее вещество и сливаться в более групные объекты, формируя планеты.
По мере накопления вещества протоземля разогревалась из-за давления в центре и постоянных столкновений на поверхности, в итоге температура стала достаточной, чтобы расплавить металлы и минералы. Более плотные элементы вроде железа опускались к центру Земли, менее плотные оказывались ближе к поверхности. Эти процессы привели к разделению Земли на слои: металлическое ядро и мантию. Со временем её поверхность остыла, образовав кору.
А что же обращение вокруг Солнца? Изначальное вращение протопланетного диска никуда не делось. Его вещество стало плотнее, собравшись в несколько планет и некоторое количество более мелких тел, но продолжило своё вращение вокруг центра — звезды. События, происходившие во время образования Солнечной системы и её последующей эволюции, предопределили наш нынешний полёт на небольшом шарике, собранном гравитацией из остатков древнего облака и погибшей звезды, сквозь Космос вокруг жёлтого карлика под названием Солнце со скоростью 29,8 километров в секунду.
Заглавное изображение — гелиоцентрическая вселенная из звёздного атласа Harmonia Macrocosmica, 1660 год. Автор: Andreas Cellarius.
sciencebeach.ru
Вращение Земли вокруг Солнца
Солнечная система > Система Земля-Луна > Планета Земля > Вращение Земли вокруг Солнца
Начиная с 16-го века, когда Николай Коперник продемонстрировал, что Земля вращается вокруг Солнца, ученые начали неустанно работать, чтобы перенести этот процесс в математические термины. Ведь если это яркое небесное тело, от которого зависят сезоны, суточный цикл, и вся жизнь на Земле, не вращается вокруг нас, то, какая же природа нашей орбиты по отношению к нему?
В течение нескольких веков астрономы исследовали это явление и решили, что вращение Земли вокруг Солнца имеет множество увлекательных характеристик.
Графическое представление орбиты Земли
Прежде всего, скорость вращения Земли вокруг Солнца равняется 108,000 км/ч. То есть наша планета проделывает путь в 940000000 км за одну орбиту. Один оборот занимает 365.242199 средних солнечных дней. Это и объясняет, почему нужен дополнительный календарный день каждые четыре года (во время високосного года).
Дистанция планеты от Солнца зависит также от орбиты. Невероятно, но расстояние Земли и Солнца никогда не бывает одинаковым. Всего выделяют два периода. Первый — перигелий, когда планета ближе к Солнцу. Как правило, это припадает на 3 января. В это время расстояние составляет около 147 098 074 км. Второй — афелий, период максимального отдаления. Это происходит ближе к 4 июля, и дистанция занимает около 152 097 701 км. И жители северного полушария могут заметить, что «теплая» или «холодная» погода не соответствуют обычному представлению. Такое положение определяется осевым наклоном, о котором мы поговорим ниже.
В науке пользуются таким определением как средняя астрономическая единица. Это среднее расстояние от Земли до Солнца — около 149 600 000 км.
Далее рассмотрим форму орбиты Земли. Вместо идеального круга, планета движется вокруг главной звезды по расширенной круглой или овальной траектории — «эллиптическая орбита». Эту орбитальную картину впервые описал Иоганн Кеплер, немецкий математик и астроном, в своей фундаментальной работе «Astronomia nova» («Новая астрономия»).
После измерения оборотов Земли и Марса, он заметил, что периодически их орбиты ускорялись или замедлялись. Это совпало непосредственно с периодом планетных афелий и перигелий. Ученый пришел к выводу, что удаленность от Солнца имеет прямое влияние к скорости орбиты. И также это значило, что вращение Земли и Марса не происходит по совершенно круглым направлениям.
В описании природы эллиптических орбит, ученые используют фактор, известный как «эксцентриситет», который выражается в виде числа между нулем и единицей. Если эксцентриситет планеты близок к нулю, то форма эллипса близка к кругу. Если же показатель ближе к единице, эллипс удлинённый.
Эксцентриситет у нашей орбиты менее 0,02. То есть форма орбиты очень близка к круговой. Благодаря поэтому разница между расстоянием Земли от Солнца в перигелии и афелии очень небольшое — менее 5 млн км.
Земная орбита играет важную роль в сезонах, о которых мы упоминали выше. Распределение на конкретные времена года обусловлены тем, что Земля имеет наклон 23,4 ° от вертикальной оси — «осевым наклоном». Отсюда и возникает солнцестояние, период, когда точка на орбите максимально наклонена в направлении от Солнца, и равноденствие, когда эти направления перпендикулярны.
Графическое изображение наклона Земли
Короче говоря, когда северное полушарие обращено к Солнцу, оно испытывает зимнее время, а на южном — лето. Пол года спустя, когда северное полушарие поворачивается к горящему источнику, порядок меняется на противоположный.
В северном полушарии есть такое распределение:
— зимнее солнцестояние происходит ближе к 21 декабря.
— летнее — 21 июня.
— весеннее — 20 марта.
— осеннее — 23 сентября.
Влияние наклона Земли и движения вокруг Солнца
Все это определяется наклоном оси, которое у обоих полушарий всегда противоположно.
Хотя Земля имеет перигелий (самое близкое расстояние к Солнцу), и афелий, (максимальная удаленность), разница между этими дистанциями слишком мала для существенного влияния на сезоны Земли и ее климатические условия.
Другая интересная особенность орбиты Земли имеет отношение к точкам Лагранжа. Это пять позиций в орбитальной конфигурации Земли сочетают гравитационное притяжение Земли и Солнца и дают достаточно центростремительной силы, необходимой для их орбиты.
Пять точек Лагранжа между Землей носят названия от L1 до L5. L1, L2 и L3 размещаются вдоль прямой линии, которая тянется между Землей и Солнцем. L1 находится между ними, L3 находится на противоположной стороне Солнца от Земли, и L2 находится на противоположной стороне Земли и L1. Эти три точки Лагранжа неустойчивы. То есть спутник, помещенный в любую из них, будет сбиваться с курса при малейших нарушениях.
Графическое представление точек Лагранжа
L4 и L5 точки находятся на концах двух равносторонних треугольников, где Солнце и Земля образовывают две нижние точки. Эти точки расположены вдоль орбиты Земли, где L4 в 60 ° позади него и L5 60 ° впереди. Эти две точки Лагранжа устойчивы, поэтому они являются популярными «трассами» для спутников и космических телескопов.
Исследование орбиты Земли вокруг Солнца помогло ученым понять движения других планет. Понимание, в каком месте расположена планета по отношению к своей главной звезде, зная ее орбитальный период, осевой наклон, и множество других факторов, дает реальный шанс понять, есть ли жизненные формы и что существовало там раньше.
Строение Земли
Поверхность Земли
Положение и движение Земли
o-kosmose.net