Zeme, tāpat kā jebkurš cits debess objekts, atrodas pastāvīgā kustībā. Mēs to nejūtam, jo tas ir kā lidmašīna vai automašīna - mēs pārvietojamies ar tādu pašu ātrumu kā ar transportu, tāpēc rodas statiska ilūzija.
Kas izraisa Zemes griešanos ap savu asi?
Zemes graciozā diennakts rotācija ap savu asi ir viens no iemesliem, kāpēc mūsu mājas planēta ir apdzīvota. Daudzos veidos tas ļāva dzīvībai attīstīties, pateicoties labvēlīgas temperatūras izveidošanai, ko panāk ar pastāvīgu dienas un nakts maiņu.
Neaizmirstiet, ka ne tikai Zemei ir šāda īpašība - katrai Saules sistēmas planētai ir sava unikālā rotācija. Piemēram, uz sīkā dzīvsudraba, kas ir vistuvāk Saulei, viena rotācija notiek 59 Zemes dienās, un uz Venēras - parasti 243, un turklāt tā kustība notiek pretējā virzienā.
Ikviens zina, ka Zeme rotē, un tā šķiet triviāla informācija, taču, ja padomājat par to, nav pilnīgi skaidrs, kāpēc tas notiek. Lai atbildētu uz šo jautājumu, jums jānoskaidro, kā tika izveidota visa Saules sistēma.
Sākotnēji Saules sistēma bija tikai milzīgs putekļu un gāzes mākonis, kas galu galā sāka sabrukt, pārvēršoties par milzu disku. Viņš, savukārt, pastāvīgi palielināja savu rotācijas ātrumu, tāpat kā daiļslidotājs metot rokas uz augšu, lai ātrāk kustētos. Centrā veidojās saule, un planētas sāka pulcēties prom no tās. Visi objekti, kas veido mūsu sistēmu, atrodas vienā plaknē un virzīties tajā pašā virzienā, jo viņi visi nāca no viena un tā paša kosmisko putekļu diska.
Kamēr notika planētu un citu debess ķermeņu salīmēšanas process, Saules sistēmā nebija miera, jo gruveši nemitīgi sadūrās viens ar otru, kas noveda pie to rotācijas. Dažreiz lielu gružu smagums vilināja mazos - tā parādījās satelīti.
Kāpēc Zeme griežas ap savu asi ātrāk nekā citas planētas?
Zinātnieki norāda, ka milzīgs objekts, apmēram Marsa lielumā, ietriecās mūsu planētā un atdalīja no tā milzīgu gabalu, kas vēlāk kļuva par Mēnesi. Šī sadursme lika Zemei griezties ātrāk nekā citas planētas.. Bet mēness gravitācija ietekmē zemes rotāciju - tas to palēnina!
Interesants fakts: Zeme nepārtraukti palēninās. Zinātnieki ierosina, ka planētas veidošanās laikā diena bija tikai 6 stundas. Un tagad ir ārkārtīgi precīzas tehnoloģijas, kas ļauj aprēķināt turpmāku palēninājumu - simts gadu laikā diena būs īsāka par 2 milisekundēm.
Ar kādu ātrumu zeme griežas ap savu asi?
Ātrums ir relatīvs jēdziens, jo tā aprēķināšanai vienmēr ir nepieciešams noteikts atskaites punkts. Lai aprēķinātu griešanās ātrumu ap savu asi, tiek ņemta griešanās attiecībā pret planētas centru.
Zeme veic vienu apgriezienu 23 stundās 56 minūtēs un 4.09053 sekundēs, ko sauc par zvaigžņu periodu. Planētas apkārtmērs ir 40 075 kilometri. Lai aprēķinātu ātrumu, jums ir jāsadala aplis pēc laika, tad tas izrādās ap 1674 km / h vai 465 m / s.
Zeme griežas ap savu asi ar ātrumu 1674 km stundā vai 465 m / s.
Zemes rotācijas ātruma un platuma atkarība
Bet neaizmirstiet, ka planētas apkārtmērs mainās atkarībā no platuma, jo Zeme sašaurinās tuvāk poliem. Tāpēc planēta griežas ar dažādu ātrumu dažādos platuma grādos! Jo mazāks rādiuss, jo mazāks ātrums. Tātad ziemeļpolā un dienvidu polā rotācijas ātrums ir praktiski nulle.
Ja jūs interesē zināt griešanās ātrumu, ko var sasniegt citā platuma grādos, tad jums tikai jāreizina šī platuma kosinuss (jūs varat to aprēķināt kalkulatorā vai vienkārši skatieties kosinusa tabulā) ar planētas rotācijas ātrumu pie ekvatora (1674 km / h). Tātad kosinuss 45 grādu vērtībā ir 0,7071, un izrādās, ka ātrums šajā platumā ir 1674x0.7071 = 1183,7 km / h.
Zemes rotācijas ātrums dažādiem platuma grādiem
- 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 °: 0,342 × 1674 = 572,5 km / h;
- 80 °: 0,1736 × 1674 = 290,6 km / h
Interesants fakts: kosmosa aģentūras savas priekšrocības labprātāk izmanto Zemes rotācijai ap asi. Tā kā rotācijas ātrums ir lielākais ekvatora reģionā, kosmosa kuģa pacelšanai no nulles platuma ir nepieciešami mazāk resursu.
Cikliska bremzēšana
Zinātnieki sāka pamanīt korelāciju starp seismisko aktivitāti gada laikā un Zemes griešanās ātrumu ap savu asi. Tiek uzskatīts, ka starp šīm divām parādībām nav tiešu saistību, taču speciālistiem ir svarīgi atrast jebkādas norādes, kas, pirmkārt, sniegs labāku izpratni par mūsu planētu, un, otrkārt, var izglābt tūkstošiem dzīvību.
Tā kā viss ir ciklisks, tāpēc mūsu mājas planētas rotācija ir cikliska. Zemei ir piecu gadu cikliskas bremzēšanas un paātrinājuma periodi.
Zemes ass ļodzās
Fizikā ir divi jēdzieni, kurus izmanto, lai aprakstītu Zemes ass svārstības - precesija un uzturs.
Precesija ir parādība, kurā debess ķermeņa leņķiskais impulss maina tā orientāciju telpā. Šādu kustību var redzēt augšdaļas piemērā, kurai palaišanas laikā ir vertikāla griešanās ass, bet augšdaļai ir pakāpeniskas palēnināšanās īpašība, kuras laikā sāk zaudēt ātrumu. Sakarā ar to ass sāk pakāpeniski novirzīties no parastās vertikāles. Sakarā ar to augšdaļa sāk aprakstīt konusam līdzīgu formu. Šāda kustība ir priekšnosacījums.
Ar Zemi viss notiek daudz nopietnāk un lēnāk. Antīks ģeogrāfs un astronoms Hiparhuss arī atzīmēja šādu iezīmi mūsu dzimtās planētas kustībā, nodēvējot šo parādību par ekvinokcijas priekšvakaru. Zemes procesijas cikls ir ārkārtīgi ilgs - 25 tūkstoši gadu. Tieši ar šo planētas kustību zinātnieki saista periodiskas klimata izmaiņas. Tātad kādā brīdī svārstības kļūs tik pamanāmas, ka nav iespējams pārvietoties pa vecajām debess kartēm, jo visu zvaigžņu nobīde ir vērsta pret ekvatoriālo līniju.
Uzturs ir diezgan vāja kustība, kas atgādina sava veida šūpošanu vai pamāšanu, kas raksturīga cietam ķermenim, kurš veic procesiju. Tās ir nelielas zemes ass svārstības, kas atrodas uz precesijas kustības.
Zemes kustība ap sauli
Neaizmirstiet, ka Zemes kustība sastāv ne tikai no pašas rotācijas, bet arī no kustības ap Sauli. Mūsu māja atrodas aptuveni 149,6 miljonu kilometru attālumā no zvaigznes.
Mūsu planēta 365 256 dienās pārvietojas pa visu zvaigzni ar ātrumu 108 000 km / h vai 30 km / s.
Interesants fakts: Cilvēki atzina, ka Zeme griežas ap Sauli un nevis otrādi, tikai 16. gadsimtā! Par šādu "zaimošanu" daži zinātnieki pat samaksāja ar savu dzīvību.
Citas kustības
Saules sistēma nav kaut kāds statisks objekts, kas nekustas. Faktiski, vienlaikus ar visām rotācijām, kas notiek sistēmā, tā pati pārvietojas ar lielu ātrumu.
Saule atrodas aptuveni 26 000 gaismas gadu attālumā no Piena Ceļa galaktikas centra, kas ir aptuveni 80 000 līdz 120 000 gaismas gadu plata. Un tā biezums ir 7000 gaismas gadu. Mūsu sistēma atrodas vienā no tālākajiem ieročiem tuvāk malai. Vienu revolūciju ap mūsu galaktikas centru viņai paiet apmēram 200–250 miljoni gadu.. Šajā orbītā Saules sistēma pārvietojas ar ātrumu aptuveni 250 km / s.
Piena ceļš savukārt attiecas arī uz vēl lielāku sistēmu - vietējo grupu. Zinātnieki šo vārdu deva gravitācijas ziņā saistītajai galaktiku grupai, kurai pieder mūsu dzimtā. Šajā sistēmā Piena ceļš pārvietojas ar ātrumu aptuveni 300 km / s.
Kas notiks, ja Zeme pēkšņi apstāsies?
Varbūtība, ka jūs jebkurā laikā varat vienkārši izlidot kosmosā, ir nulle. Tas palīdz jums smagumam, kas mūs neatlaidīgi pievelk pie zemes. Bet Zemes gravitācija nav visur vienāda! Mūsu planētai ir sfēriska forma un, pateicoties rotācijai ap savu asi, Zeme pie poliem ir nedaudz saplacināta. Ātrumam uz platākā apļa jābūt visaugstākajam - šāds aplis ir ekvators. Ekvatora smagums ir par 0,3% stiprāks!
NASA saka, ka tuvāko vairāku miljardu gadu laikā planētas apturēšana nav iespējama. Bet, ja mēs iedomājamies tādu situāciju, ka Zeme pēkšņi apstājas, rezultāts nav varavīksnes attēls. Ja pati debess ķermeņa rotācija apstāsies, tad neviens nepārtrauks atmosfēras kustību, tāpēc spēcīgais vējš iznīcinās visu, kas atradās uz zemes virsmas. Un tas attiecas ne tikai uz cilvēkiem un dzīvniekiem, bet arī uz ēkām, kokiem un pat augšējiem augsnes slāņiem!
Variants ar pakāpenisku palēnināšanos ir reālā situācija, ar kuru mūsu planēta saskarsies tālā nākotnē. Mazākais ātrums, līdz kuram Zeme var nolaisties, ir vienāds ar vienu apgriezienu 365 dienu laikā. Šo situāciju sauc par “saules sinhronitāti”. Tad viena puse vienmēr tiks pagriezta pret Sauli, otra - tāpat kā ar Mēnesi, mūžīgi atradīsies tumsā. Bet līdzīgu situāciju kopumā, pēc NASA domām, var izmantot.
Atgriezīsimies pie pilnīgas apstāšanās: ja Zeme pilnībā apstājas, tad, visticamāk, pazudīs magnētiskais lauks, kas galvenokārt izveidots planētas aizmugures dēļ. Sakarā ar to mēs zaudētu Van Allena starojuma jostas un ziemeļblāzmu, kas mūs pilnīgi neaizsargātu pret kosmisko starojumu. Šajā gadījumā ar katru saules starojuma uzliesmojumu Zeme saņemtu tādu starojuma devu, ka gandrīz nepaliktu neviena dzīvā būtne.
Bet neuztraucies! Šādu scenāriju varbūtība ir praktiski nulle!