§ 4. Влияние космоса на Землю и жизнь людей
Вспомните
- Как люди исследуют космос? Что такое метеориты?
Наибольшее количество знаний о Вселенной и ее влиянии на Землю люди получили в XX в., когда стали использовать самые современные способы изучения космоса. Но все-таки воздействие космоса на Землю пока что изучено слабо. Как любое другое космическое тело, Земля движется и развивается по единым законам Вселенной. Больше сведений получено о влиянии на Землю ближнего космоса — Солнечной системы.
Во-первых, Солнце притягивает Землю и таким образом упорядочивает ее движение. Влияет на Землю и притяжение ее спутника — Луны.
Во-вторых, Земля получает от Солнца тепло и свет. Без них жизнь на Земле была бы невозможна.
В-третьих, Солнце испускает потоки частиц (солнечный ветер), которые порождают на Земле магнитные бури. Они влияют на все живые организмы, в том числе и на самочувствие людей, а также на работу многих приборов.
В-четвертых, Земля постоянно сталкивается с небесными телами разной величины. Мелкие сгорают в земной атмосфере, а образовавшаяся от их разрушения пыль оседает на земную поверхность.
Рис. 13. Метеоритный кратер на поверхности Земли
Землю и жизнь на ней необходимо защищать от падения астероидов и комет. Падение любого небесного тела с диаметром более 2 км способно вызвать катастрофу планетарного масштаба. Небольшие небесные тела, представляющие опасность для Земли, можно или уничтожать с помощью ракет, или изменять их орбиту специальными двигателями.
Ежегодно на Землю выпадает несколько сотен тонн космического вещества, из которого 99% — мельчайшие частицы. Но за время своего существования Земля, как и другие планеты, неоднократно сталкивалась и с крупными телами, которые достигали земной поверхности в виде метеоритов, оставляя на ней гигантские кратеры. Ветры и дожди уничтожили основную часть кратеров. Но некоторые из них хорошо сохранились до наших дней (рис. 13).
О воздействии на Землю дальнего космоса известно меньше. Ученые выяснили, что вся Вселенная буквально пронизана различного рода космическими лучами. Но характер их влияния на Землю пока что не раскрыт.
Человечество издавна волнует вопрос: есть ли жизнь на других планетах? По мнению ученых, на каждый миллион звезд приходится по крайней мере одна планета, на которой возможна жизнь. Значит, только в нашей Галактике около 150 000 таких планет. Пытаясь обнаружить обитаемые планеты, люди отправляют во Вселенную космические радиосигналы (рис. 14) и пытаются уловить сигналы, поступающие из космоса.
Рис. 14. Послание в космос. Это зашифрованное радиопослание было отправлено в 1974 г. к созвездию Геркулеса и достигнет места назначения через 26 000 лет
Представьте себе, что вы инопланетянин, получивший этот сигнал. Попробуйте расшифровать его.
Вопросы и задания
- Что вы знаете о падении крупных метеоритов на Землю?
- Какое воздействие на планету Земля оказывает Солнце?
- Приведите примеры роли Солнца в жизни и хозяйственной деятельности людей.
Источник
Движение Земли вокруг Солнца и вокруг своей оси
Движение Земли: Freepick
Движение Земли вокруг Солнца непрерывно. Благодаря этому постоянному вращению наблюдаем, как меняются на нашей планете времена года. Облетая вокруг небесного светила, Земля еще успевает совершать движение вокруг оси — так сменяются день и ночь. Почему не ощущаем этого движения и как все это происходит? Попробуем отыскать ответы.
Движение Земли вокруг Солнца
Ученые древности сформулировали идею геоцентричности мира. Считалось, что наша планета — недвижимый центр, а все небесные тела совершают вращение вокруг нее.
Первым мысль о том, что Земля вращается вокруг Солнца, высказал великий астроном Аристарх Самосский в III веке до н. э. Он предложил революционную на тот момент гелиоцентрическую систему мира.
Идею поддержали вавилонянин Селевк (II век до н. э.), Гераклид Понтийский, Сенека. Но все же эти ученые оставались в меньшинстве. Так, Аристотель и Птолемей активно доказывали обратное, а в их работах можно прочесть много аргументов в пользу того, что никакого движения Земли не происходит.
Закон Паскаля простыми словами: суть и значимость
Вопросом продолжили заниматься средневековые авторы. Вновь гипотеза о вращении Земли была сформулирована великим индийским астрономом и математиком Ариабхатой (конец V — начало VI вв.).
Поворотным моментом в этой дискуссии стала публикация фундаментального труда «О вращениях небесных сфер», который написал и издал в 1543 году польский и немецкий астроном Николай Коперник. Ему удалось обосновать гипотезу вращения Земли и добиться того, чтобы гелиоцентрическая система мира была рассмотрена и принята человечеством.
Понадобилось еще много экспериментов для подтверждения выводов ученого. Много было скептиков и противников этой идеи.
Только когда Галилей вывел принцип относительности движения, споры начали утихать. Он установил, что равномерное движение Земли не сказывается на процессах, которые на ней протекают. Ученый объяснил, почему мы, жители планеты, ничего не ощущаем во время ее постоянного движения.
Пифагор: биография, открытия, цитаты
Земля в Космосе: Freepick
Для современного человека то, что Земля вращается вокруг Солнца, не сенсация. Исследователи установили такие подробности этого процесса:
- Это движение происходит по особенной орбите (траектории движения), длина которой составляет примерно 930 млн км.
- Скорость движения Земли по орбите равна около 30 км/c, то есть 107 218 км/ч.
- Вращение нашей планеты происходит в направлении востока.
- Земля во время этого вращения сохраняет расстояние от светила в 150 млн км.
- Для одного полного оборота Земле необходимо 365 суток и 6 часов. Промежуток времени, в течение которого происходит это вращение, называем годом.
- За каждые четыре года набираются еще одни сутки. Поэтому через три года на календаре появляется февраль, в котором 29 дней.
Коридор затмений 2021: чего ожидать и опасаться
Когда наша планета совершает это вращение, то ее угол наклона остается неизменным. По этой причине на определенном отрезке траектории Земля больше поворачивается к светилу нижней частью, в Южном полушарии наступает летний сезон.
В это же время на Северный полюс солнечные лучи попадают в гораздо меньшей степени — там наступает период зимних холодов. Есть и периоды, когда Солнце более-менее равномерно бросает лучи на оба полушария. Происходит это весной и осенью.
Итак, разобрались, с какой скоростью движется Земля вокруг Солнца, и в том, что такое орбита Земли. Но на этом особенности движения Земли не заканчиваются.
Движение Земли вокруг своей оси
Если между Северным и Южным полюсами нашей планеты провести воображаемую линию, то получится так называемая земная ось. Вокруг нее постоянно происходит вращение, о котором известно:
Парад планет: что это, чего ожидать от явления
- Земная ось — это не перпендикулярная линия. Она расположена под углом 23,5° по отношению к орбите планеты.
- Вращение вокруг оси осуществляется, как и по орбите, в восточном направлении. Если рассматривать нашу планету сверху в сторону Северного полюса, то вращение оценивается как такое, которое происходит против стрелки часов.
- По мере этого вращения день сменяется ночью.
- Скорость вращения Земли рядом с экватором (разделительная линия, равноудаленная от обоих полюсов, которая проходит по всей окружности планеты) составляет 465 м/с (1 674 км/ч). По мере удаления от экватора скорость такого движения уменьшается.
Последний факт мало известен, но вызывает интерес. Наглядно его можно продемонстрировать так:
- Рядом с экватором расположен город Кито. Люди, которые в нем живут, незаметно для себя постоянно двигаются вместе с планетой на скорости 465 м/с.
- Жители Москвы, которые живут севернее линии экватора, вращаются практически в два раза медленнее. Их скорость примерно равна 260 м/с.
Ретроградный Меркурий: что о нем надо знать
Земля и Солнце в Космосе: Freepick
Этого вращательного движения люди не ощущают, так как оно осуществляется постоянно и равномерно. При этом еще и меняется. Ученые установили, что каждый год происходит замедление вращения в среднем на четыре миллисекунды.
Объясняют это явление притяжением Луны, которое оказывает воздействие на протекание приливов и отливов на планете. Когда они происходят, Луна старается притянуть к себе воду и двигает ее в направлении, которое противоположно ходу Земли.
Это своеобразное противодействие провоцирует возникновение незначительной силы трения на дне водоемов. По законам физики данный процесс приводит к небольшому замедлению скорости движения Земли.
Крайние точки в процессе вращения нашей планеты — это такие даты:
- Зимнее солнцестояние (21 декабря). В области Южного полярного круга в этот день ночь не наступает. Северный полярный круг, наоборот, оказывается на сутки под покровом ночи.
- Летнее солнцестояние (21 июня). На этот раз все происходит с точностью наоборот: Южный полярный круг на сутки пленяет ночь, а на Северном день продолжается все 24 часа.
- В дни весенних (20 марта) и осенних равноденствий (22 или 23 сентября в зависимости от года) ближе всего к Солнцу располагается экватор, а день с ночью равны по продолжительности в обоих полушариях.
Есть ли жизнь на Марсе: пояснения, теории
Почему же Земля не улетает в космические просторы и не падает на Солнце, если она постоянно находится в движении? Действительно, во время ее вращения происходит выработка центробежной силы, которая направлена на то, чтобы отбросить планету от Солнца.
Но это не происходит, потому что движение Земли всегда имеет одинаковую скорость, а безопасное расстояние до светила соотносится с центробежной силой.
Если бы Солнце не притягивало Землю, она бы отправилась «путешествовать» по Галактике. Наша планета упала бы на свою звезду, если бы скорость вращения на орбите была медленнее. Благодаря идеальному природному балансу всех этих сил и скоростей ни того, ни другого не происходит.
Существует ли судьба у человека?
Движение Земли вокруг Солнца подчиняется целому ряду законов, которые человечество разгадывало в течение веков. Люди долго пытались найти иные объяснения смене дня и ночи и времен года. Но теперь точно установлено, что наша планета вращается, а мы движемся вместе с ней.
Уникальная подборка новостей от нашего шеф-редактора
Источник
Почему Земля не падает на Солнце
В нашей жизни существует много вопросов, ответы на которые хотелось бы знать. Например, почему Земля не падает на Солнце?
Из школьной физики все знают, что два любых материальных тела испытывают взаимное притяжение. Это свойство было открыто Ньютоном в XVII веке и известно сегодня как закон всемирного тяготения. Сила взаимодействия пропорциональна массе каждого тела и с увеличением расстояния между ними уменьшается. Однако если рассматривать небольшие предметы, такие как человек и самолёт или небоскрёб, то между ними она пренебрежимо мала и по этой причине незаметна.
Для обнаружения действия закона всемирного тяготения нужно, чтобы хотя бы одно из двух тел имело очень большую массу. Такой является наша планета. И всё, что расположено на ней, ощущает её притяжение. Эта сила, которая называется силой тяжести и проявляется в наличии у любого тела веса, не позволяет предметам разлетаться с поверхности планеты в произвольных направлениях.
Точно так же наша планета вместе с другими телами Солнечной системы не в состоянии покинуть её и уйти в просторы космоса, находясь под действием силы притяжения со стороны Солнца. Но почему Земля не падает на Солнце?
Причина в том, что наша планета относительно своей звезды непрерывно движется, и это состояние и не позволяет ей упасть. Она как бы непрерывно падает на Солнце, но промахивается. В результате такое её падение превращается в движение по замкнутому маршруту. Этот путь называется орбитой и лежит в одной плоскости. Скорость движения по орбите составляет около 30 км/с. Планеты Венера и Меркурий, орбита которых расположена ближе к светилу, вращаются быстрее, а более далёкие – медленнее.
Солнце притягивает Землю, а центробежная сила Земли отталкивает, в результате всё уравновешивается и так на протяжении 5 млрд лет.
По такому же принципу вокруг Земли движется Луна и любой искусственный спутник или космическая станция МКС. Для того чтобы стать спутником планеты, тело, находящееся на её поверхности, должно разогнаться до скорости, называемой первой космической. Для Земли она составляет 7,9 км/с.
Луна также притягивает все предметы, находящиеся вблизи. Но вес любой вещи на её поверхности составляет шестую часть земного веса – ведь её масса в шесть раз меньше земной. Но влияние Луны чувствуется и у нас. Например, в Мировом океане существуют приливы и отливы – так он реагирует на притяжение со стороны нашего спутника.
Теперь, наверное, каждому, кто прочёл статью, понятно, почему Земля не падает на Солнце. Только потому, что она движется.
Источник
Почему Земля не падает на Солнце?
Продолжаем менять наше восприятие реальности при помощи такого легального инструмента, как общая теория относительности. Ну и книги Хокинга «Мир в ореховой скорлупе».
В прошлых статьях мы говорили о зарождении теории относительности; о том, что предлагает физика для продления жизни; что будет, если путешествовать на волне света; и как общая теория относительности породила ядерное оружие.
- откуда берутся чёрные дыры;
- как меняется пространство-время под объектам;
- что было в начале жизни Вселенной и что происходит сейчас.
Проблемка: теория относительности не сходится с законом тяготения Ньютона!
Закон тяготения Ньютона говорит о том, что если перераспределить материю в одной части Вселенной, то гравитационное поле мгновенно изменится во всей Вселенной. Слово «мгновенно» неприменимо для теории относительности, потому что оно означает во-первых, распространение изменений со сверхсветовой скоростью, что невозможно; во-вторых, для слова «мгновенно» необходимо, чтобы время было абсолютно, едино для всех и вся во Вселенной, что также невозможно: время индивидуально, т. е. для каждого течёт по-своему, об этом мы говорили здесь .
Гравитация и ускорение эквивалентны
Примерно в 1911 году Эйнштейн понял, что есть тесная взаимосвязь между гравитацией и ускорением. Например, если тебя, дорогой читатель, поместить в небольшое замкнутое помещение без окон (что-то вроде кабины лифта), то ты не сможешь определить, стоит это помещение неподвижно на Земле или летит с ускорением в открытом космосе.
Эйнштейн подумал годик и понял, что гравитация и ускорение должны быть эквивалентны если пространство-время искривлено.
У Альберта был друг Марсель Гроссман. Он помог Эйнштейну изучить теорию искривлённых пространств, и в 1913 году они написали статью, где предположили, что гравитация — это искривление пространства-времени. Новая теория об искривлении пространства-времени стала называться Общей теорией относительности , а старая теория, не включающая пространство-время, стала называться Специальной теорией относительности.
Подтверждение Общей теории относительности
В 1919 году Артур Эдингтон поехал в Западную Африку для того, чтобы подтвердить Общую теорию относительности. 29 мая 1919 года застала солнечное затмение. Это позволило наблюдать смещение видимого положения звезды, свет от которой проходил вблизи Солнца. Искривление пространства-времени Солнцем вызвало отклонение света, исходящего от звезды, находящейся за Солнцем.
Таким образом, человечество узнало, что пространство-время не пассивный фон, на котором происходят события Вселенной, а непосредственный участник этих событий.
Почему Земля не улетает от Солнца?
Действительно, что держит её? Космос такой большой, а она застыла у одной звезды.
Представьте, что пространство-время — это ткань. Если натянуть ткань и положить на неё, допустим, монету, ткань под монетой прогнётся, образовав воронку. Точно так же Солнце и другие объекты, даже Земля, прогибают под собой «ткань» пространства-времени. Всё, что находится рядом с объектом, попадает в воронку. Так Земля находится рядом с Солнцем, потому что она находится в воронке, которую образовало Солнце в пространстве-времни.
Источник