§11.1. Размер и форма Земли
На фотоснимках, сделанных из космоса, Земля выглядит как шар, освещенный Солнцем, и показывает такие же фазы, как Луна (рис. 31 и 32), что служит одним из доказательств шарообразности Земли.
Рис. 31. Земля над горизонтом Луны.
Точный ответ о форме и размере Земли дают градусные измерения, т. е. измерения в километрах длины дуги в 1° в разных местах на поверхности Земли. Этот способ еще в III в. до н. э. применял живший в Египте греческий ученый Эратосфен. Теперь этот способ с большой точностью используется в геодезии — науке о форме Земли и об измерениях на Земле с учетом ее кривизны.
Рис. 32. Фотография Земли, сделанная из космоса.
На ровной местности выбирают два пункта А и С, лежащие на одном меридиане. Их географические широты определяют астрономически. Ясно, что длина дуги меридиана между точками А и С в градусах равна разности географических широт этих точек: ХХХ. Расстояние от А до С измеряют по поверхности Земли, оно обычно составляет несколько сот километров, а потом вычисляют длину дуги в 1° в километрах.
Из-за неровностей земной поверхности и отсутствия прямой видимости точки А из точки С (и наоборот) для определения расстояний применяют метод триангуляции (от латинского слова триангулум — треугольник, рис. 33).
Рис. 33. Схема триангуляции.
Метод триангуляции состоит в том, что пространство между точками А и С покрывается сетью «воздушных» треугольников, вершинами которых служат геодезические сигналы (рис. 34). Вы, вероятно, встречали такие сигналы в виде ажурных пирамид в поле и на горах. С вершины такой пирамиды обязательно видно еще не менее двух других далеких геодезических сигналов. Измеряют углы треугольников, а длину сторон вычисляют, предварительно определив с наибольшей точностью длину одной опорной стороны, прилежащей, например, к точке А. Опорная сторона сети геодезических треугольников называется базисом. (Этот метод вычисления расстояний (длин) путем измерения углов в треугольнике, прилежащих к базису, применяют и для определения расстояний до небесных тел.)
Рис. 34. Геодезический сигнал.
Длину дуги меридиана АС определяют как сумму проекций на это направление соответствующих сторон построенных треугольников. Углы, образуемые сторонами треугольников с плоскостью меридиана, должны быть при этом известны.
Если длина измеряемой дуги в километрах будет l, а в градусах Δφ, то при шарообразности Земли одному градусу (1°) дуги будет соответствовать длина в километрах:
Тогда длина окружности земного меридиана L = 360°n. Разделив ее на 2π, получим радиус Земли.
Одна из наибольших дуг меридиана от Ледовитого океана до Черного моря была измерена в России и в Скандинавии в середине XIX в. под руководством В. Я. Струве, директора Пулковской обсерватории Большие геодезические измерения в нашей стране выполнены после Великой Октябрьской социалистической революции.
Градусные измерения показали, что длина 1° дуги меридиана в километрах в полярной области наибольшая (111,7 км), а на экваторе наименьшая (110,6 км). Следовательно, на экваторе кривизна поверхности Земли больше, чем у полюсов, а это говорит о том, что Земля не является шаром.
Быстрое вращение вызывает сжатие планет. Величина сжатия ε определяется отношением:
а где а — экваториальный, а Ь — полярный радиус планеты.
(у быстро вращающихся Юпитера и Сатурна оно больше, у Сатурна ε = 0,1). Таким образом, меридиональное сечение Земли является не окружностью, а эллипсом. Землю можно считать эллипсоидом вращения, т. е. фигурой, полученной от вращения эллипса вокруг его малой оси Экваториальный радиус Земли больше полярного на 21,4 км. Изучение движения искусственных спутников Земли позволило уточнить ее сжатие по возмущениям, которые вносит в их движение несферичность Земли.
Если Землю для простоты принять за шар, равновеликий Земле, то ее радиус можно взять за 6370 км. Экваториальный радиус Земли, по данным советских ученых, равен 6378,2 км.
В последнее время для определения координат различных пунктов на земной поверхности, составления точных карт и изучения формы Земли используются космические методы исследования: искусственные спутники Земли, снабженные специальной аппаратурой.
- Если астрономы могут определять географическую широту с точностью до 0,1″, то какой максимальной ошибке в километрах вдоль меридиана это соответствует?
- Вычислите в километрах длину морской мили, которая равна длине 1′ дуги экватора.
Источник
10 простых доказательств того, что Земля круглая
Люди давно знают, что Земля круглая, и находят все новые и новые способы показать, что наш мир не плоский. И все же, даже в 2016 году, на планете довольно много людей, которые твердо уверены в том, что Земля не круглая. Это страшные люди, они, как правило, верят в теории заговора, и с ними трудно спорить. Но они существуют. Как и «Общество плоской Земли». Смешно становится при одной мысли об их возможных аргументах. Но история нашего вида была интересной и изворотливой, опровергались даже твердо устоявшиеся истины. Вам не придется прибегать к сложным формулам, чтобы развеять теорию заговора плоской Земли.
Круглая или плоская?
Достаточно взглянуть вокруг и десять раз проверить: Земля однозначно, неизбежно, совершенно и абсолютно не плоская на 100%.
Как узнали, что Земля круглая
Наша соседка не всегда одинакова.
Сегодня люди уже знают, что Луна — это не кусочек сыра и не игривое божество, а явления нашего спутника хорошо объясняет современная наука. Но древние греки понятия не имели, что это такое, и в поисках ответа сделали несколько проницательных наблюдений, которые позволили людям определить форму нашей планеты.
Аристотель (который сделал довольно много наблюдений о сферической природе Земли) заметил, что во время лунных затмений (когда орбита Земли помещает планету точно между Солнцем и Луной, порождая тень) тень на лунной поверхности — круглая. Эта тень и есть Земля, а отбрасываемая ей тень прямо указывает на сферическую форму планеты.
Поскольку Земля вращается (поищите информацию на тему эксперимента с «маятником Фуко», если сомневаетесь), овальная тень, которая рождается в ходе каждого лунного затмения, говорит не только о том, что Земля круглая, но и не плоская.
Что означает Линия горизонта
Положение Солнца на горизонте в зависимости от времени дня.
Если вы недавно были в порту или просто прогуливались по пляжу, вглядываясь в горизонт, вы могли заметить очень интересное явление: приближающиеся корабли не просто «появляются» из горизонта (как должны были бы, будь мир плоским), а скорее выходят из моря. Причина того, что корабли буквально «выходят из волн», в том, что наш мир не плоский, а круглый.
Представьте себе муравья, который идет по поверхности апельсина. Если смотреть на апельсин с близкого расстояния, нос к плоду, вы увидите, как тело муравья медленно поднимается над горизонтом ввиду кривизны поверхности апельсина. Если проделать этот эксперимент с длинной дорогой, эффект будет другой: муравей будет медленно «материализоваться» в поле зрения, в зависимости от того, насколько острое у вас зрение.
У нас есть ответ на простой вопрос: Что такое жизнь?
Наблюдение за сменой созвездий
Созвездия могу меняться.
Это наблюдение первым сделал Аристотель, который объявил Землю круглой, наблюдая за сменой созвездий при пересечении экватора.
Вернувшись из поездки в Египет, Аристотель заметил, что «в Египте и на Кипре наблюдаются звезды, которых не видели в северных регионах». Это явление можно объяснить лишь тем, что люди смотрят на звезды с круглой поверхности. Аристотель продолжал и заявил, что сфера Земли «небольших размеров, ведь в противном случае эффект такой легкой перемены местности не проявился бы так скоро».
Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Там можно найти много всего интересного, чего нет даже на нашем сайте.
Чем дальше вы от экватора, тем далее «известные» созвездия уходят к горизонту, сменяясь другими звездами. Этого не происходило бы, будь мир плоским.
Как работают солнечные часы
Такой эксперимент многое доказывает.
Если вы воткнете палочку в землю, она даст тень. Тень движется по мере течения времени (на основе этого принципа древние люди изобрели солнечные часы). Если бы мир был плоским, две палочки в разных местах производили бы одну и ту же тень.
Но этого не происходит. Потому что Земля круглая, а не плоская.
Эратосфен (276–194 гг. до н. э.) использовал этот принцип, чтобы рассчитать окружность Земли с хорошей точностью.
А так это уже часы.
Вычисления по кривизне Земли
Так видно лучше.
Стоя на плоском плато, вы смотрите в сторону горизонта от вас. Вы напрягаете свои глаза, затем достаете любимый бинокль и смотрите через него, насколько могут видеть глаза (с помощью бинокулярных линз).
Затем вы взбираетесь на ближайшее дерево — чем выше, тем лучше, главное — не уронить бинокль. И снова смотрите, напрягая глаза, через бинокль за горизонт.
Еще одно доказательство того, что Земля круглая.
Чем выше вы заберетесь, тем дальше будет видно. Обычно мы склонны связывать это с препятствиями на Земле, когда за деревьями не видно леса, а за каменными джунглями — свободы. Но если вы будете стоять на идеально чистом плато, без каких-либо препятствий между вами и горизонтом, вы увидите намного больше свысока, чем с земли.
Все дело в кривизне Земли, конечно, и этого не было бы, будь Земля плоской.
Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.
Полет на самолете доказывает, что Земля круглая
Если вы когда-либо вылетали из страны, особенно куда подальше, вы должны были заметить два интересных факта о самолетах и Земле:
Самолеты могут лететь по относительно прямой линии очень долго и не падают за край мира. Они также могут летать вокруг Земли без остановки.
Если вы посмотрите в окно во время трансатлантического перелета, вы в большинстве случаев увидите кривизну земли на горизонте. Лучший вид кривизны был на «Конкорде», но этого самолета давно уж нет. С нового самолета Virgin Galactic горизонт должен быть абсолютно изогнутым.
Какой формы другие планеты
Земля отличается от других, и это бесспорно. В конце концов, у нас есть жизнь, и мы не находили пока планет с жизнью. Однако все планеты обладают схожими характеристиками, и было бы логично предположить, что если все планеты ведут себя определенным образом или демонстрируют конкретные свойства — особенно если планеты разделены расстоянием или сложились при различных обстоятельствах — то и наша планета аналогична.
Другими словами, если существует так много планет, которые образовались в разных местах и в разных условиях, но обладают схожими свойствами, вероятнее всего, и наша планета будет таковой. Из наших наблюдений стало ясно, что планеты круглые (а поскольку мы знали, как они образовались, мы знаем и почему у них такая форма). Нет никакой причины думать, что наша планета не будет такой же.
В 1610 году Галилео Галилей наблюдал вращение спутников Юпитера. Он описал их как маленькие планеты, вращающиеся вокруг большой планеты — и это описание (и наблюдение) не понравилось церкви, поскольку бросало вызов геоцентрической модели, в которой все вертелось вокруг Земли. Это наблюдение показало также и то, что планеты (Юпитер, Нептун, а позже и Венера) сферические и вращаются вокруг Солнца.
Плоскую планету (нашу или любую другую) будет настолько невероятно наблюдать, что перевернет практически все, что мы знаем о формировании и поведении планет. Это не только изменит все, что мы знаем о формировании планет, но и о формировании звезд (поскольку наше Солнце должно вести себя по-другому, приноравливаясь к теории плоской Земли), о скорости и движении космических тел. Короче, мы не просто подозреваем, что наша Земля круглая — мы это знаем.
Почем существуют часовые пояса
С одной стороны светло, а с другой темно.
Потому, что Земля круглая. Все просто. В Пекине сейчас 12 ночи, полночь, солнца нет. В Нью-Йорке 12 пополудни. Солнце в зените, хотя его и трудно разглядеть под облаками. В Аделаиде, Австралия, час тридцать утра. Солнце взойдет очень нескоро.
Это можно было бы объяснить лишь тем, что Земля круглая и вращается вокруг собственной оси. В определенный момент, когда солнце светит на одной части Земли, на другом конце темно, и наоборот. Отсюда появляются часовые пояса.
Другой момент. Если бы солнце было «прожектором» (его свет прямо падал на конкретную область), а мир был плоским, мы видели бы солнце, даже если бы оно не светило над нами. Примерно так же вы можете увидеть свет прожектора на сцене театра, сами оставаясь в тени. Единственный способ создать два совершенно раздельных часовых пояса, один из которых будет всегда в темноте, а другой на свету, — это обзавестись сферическим миром.
Заходите в наш специальный Telegram-чат. Там всегда есть с кем обсудить новости из мира высоких технологий.
Что такое центр тяжести
Есть интересный факт о нашей массе: она притягивает вещи. Сила притяжения (гравитация) между двумя объектами зависит от их массы и от расстояния между ними. Проще говоря, гравитация будет притягивать в сторону центра масс объектов. Чтобы найти центр массы, нужно изучить объект.
Представьте сферу. Ввиду формы сферы, где бы вы ни стояли, под вами будет все то же количество сферы. (Представьте себе муравья, идущего по стеклянному шару. С точки зрения муравья, единственным признаком передвижения будет перемещение ног муравья. Форма поверхности не будет меняться совершенно). Центр массы сферы находится в центре сферы, то есть гравитация притягивает все, что на поверхности, в направлении центра сферы (прямо вниз), независимо от местоположения объекта.
Рассмотрим плоскость. Центр массы плоскости находится в центре, поэтому сила гравитации будет притягивать все, что на поверхности, к центру плоскости. Это значит, если вы будете на краю плоскости, гравитация будет тянуть вас в сторону центра, а не вниз, как мы привыкли.
И даже в Австралии яблоки падают сверху вниз, а не сбоку набок.
Снимки из космоса
Чтобы понять, какой формы Земля, надо просто отлететь от нее подальше.
За последние 60 лет освоения космоса мы запустили много спутников, зондов и людей в космос. Некоторые из них вернулись, некоторые продолжают оставаться на орбите и передавать прекрасные снимки на Землю. И на всех фотографиях Земля (внимание) круглая.
Если ваш ребенок будет спрашивать, откуда мы знаем, что Земля круглая, потрудитесь объяснить.
Новости, статьи и анонсы публикаций
Свободное общение и обсуждение материалов
«В начале 2013 года в сфере астрономии прогремело потрясающее открытие: половина карликовых галактик, окружающих галактику Андромеда, вращаются в огромной пл…
Как известно, все пилотируемые полеты на спутник нашей планеты осуществлялись только на космических кораблях, по времени занимая около 3 дней 3 часов и 49 ми…
Представьте себя в мире, не сильно отличающемся от Земли, который вращается вокруг звезды, не сильно отличающейся от нашего Солнца. Температура и атмосфера и…
Источник