Как вращается Земля
Общеизвестно, что Земля вращается вокруг Солнца, однако не каждый знает, как и почему наша планета это делает. И даже ученые до сих пор не могут точно ответить на вопрос, что побуждает небесные тела вращаться вокруг центра Солнечной системы.
Земля или Солнце: что вращается?
Много лет назад считалось, что Земля является неподвижной, а вращаются вокруг нее Солнце и все другие местные планеты. Доказать обратное удалось только в XVI в. Многие ошибочно связывают этот научный прорыв с именем Галилео Галилея, ведь это он произнес знаменитые слова «И все-таки она вертится!».
Однако открытие принадлежит Николаю Копернику — в своем трактате «Об обращении небесных сфер», увидевшем свет в 1543 г., он выдвигал теорию о движении планет вокруг Солнца, а не всех небесных тел вокруг Земли.
Эта идея долгое время не была признана в европейских научных кругах и тем более ее не поддержала церковь. Однако это была мини-революция, оказавшая влияние на дальнейшее развитие астрономии.
Сначала теория о вращении планет вокруг центра Солнечной системы была окончательно доказана, затем астрономы начали выяснять причины такого явления.
В последние столетия выдвигалось множество гипотез, однако точно ответить сегодня на вопрос, почему Земля крутится вокруг Солнца, не может ни один исследователь.
Хотя несколько версий имеется:
- инертное вращение;
- приведение в движение магнитосферой;
- воздействие на Землю солнечного излучения.
Закон Ньютона утверждает, что все тела, в т. ч. и космические, передвигаются по прямой линии. Это значит, что околосолнечные планеты, включая нашу, давно должны были улететь в открытое космическое пространство, однако до сих пор этого не произошло. Все же Солнце имеет большую массу, вызывающую соответствующую силу притяжения.
Во время своего движения Земля все время пытается отклониться от эллиптической траектории и начать движение по прямой линии, однако солнечная гравитация притягивает планету обратно, поэтому мы удерживаемся на орбите и кружимся вокруг нашего светила.
Вращение Земли вокруг Солнца
Вокруг центральной точки Солнечной системы Земля крутится по орбите, форму которой можно описать, как «сглаженный, близкий к правильному кругу эллипс». Эта форма немного изменяется год от года, полный цикл изменений составляет почти 100 тыс. лет.
Планета несется в пространстве, преодолевая примерно 107 тыс. км в час. Ее движение, если смотреть на Землю «условно сверху», так, чтобы взгляд наблюдателя падал на наш северный полюс, осуществляется против часовой стрелки.
Наклон оси вращения Земли
Под земной осью понимают условную прямую, проходящую через оба географических полюса нашей планеты и ее центр. Вокруг этой линии Земля совершает свое суточное вращение.
По отношению к плоскости, в которой мы движемся вокруг Солнца, эта линия расположена не перпендикулярно, а под углом 66°33´. Это объясняет изменения у нас времен года, ведь из-за наклона каждая точка на поверхности земного шара в разные периоды времени получает различное количество солнечного тепла и света.
Никакие внешние факторы (воздействие Солнца, лунное притяжение и т. д.) не влияют на угол этого наклона, однако вызывают прецессию — перемещение нашей планеты по траектории в виде кругового конуса. Сейчас Северный полюс Земли «смотрит» на Полярную звезду, самую яркую в созвездии Малой Медведицы.
Примерно через 12 тысячелетий он будет направлен на звезду Вега в противоположной части небосвода, а еще через такой же период времени — снова на звезду-альфа Ursa Minor.
Вращение Земли вокруг своей оси
Суточное вращение наша планета совершает против часовой стрелки, если смотреть на нее сверху с условного северного полюса мира, совпадающего по ориентации с земным Северным полюсом. Выполняя 1 полный оборот за 23 часа 56 минут и немногим более 4 секунд, Земля тем самым определяет продолжительность местных суток. Кроме того, такое вращение объясняет смену дня и ночи.
За то время, когда мы совершим один полный виток вокруг центра Солнечной системы, планета успевает сделать примерно 365,25 осевых оборотов — это продолжительность местного годового периода.
Исчисление дней с сотыми долями целого числа не удобно, потому учеными в конце XVI в. было предложено каждые 4 года добавлять в календарь 1 дополнительный день.
Каждое столетие земные сутки удлиняются примерно на 1 мс (миллисекунду) из-за постепенного замедления вращения планеты под воздействием лунной гравитации. Однако пока такая малая погрешность не вызывает проблем и влияет лишь на работу суперточных систем и механизмов.
Ранее Земля также меняла темп своего вращения — об этом свидетельствуют геологические исследования ее поверхности, однако всегда это происходило на величину не более +/-5% от начального значения.
Теория об инертном вращении
Существует гипотеза, что когда Земля только появилась и находилась в активной фазе своего формирования, она хорошо («с запасом») раскрутилась, а теперь вращается исключительно по инерции. Такая теория применима и к другим объектам Солнечной системы. Однако у нее имеется и немало противников, ведь объяснить колебания скорости движения нашей планеты эта гипотеза не может.
Теория о магнитных полях
Из курса физики понятно: при попытке соединить два магнита между собой одинаково заряженными полюсами их естественной реакцией станет стремление оттолкнуться друг от друга. На этом факте построена теория о магнитных полях, гласящая, что раз земные полюса имеют одинаковый заряд, они стремятся в разные стороны и тем самым заставляют Землю вращаться.
Не так давно также было высказано еще одно научное предположение: земная магнитосфера толкает внутреннее ядро в направлении с запада на восток, и это заставляет его двигаться вокруг своей оси быстрее, чем остальные участки тела.
Воздействует ли на вращение нашей планеты Солнце?
Теория о влиянии на околосолнечное вращение нашей планеты самого Солнца — наиболее вероятная на сегодня. О прогревании солнечным излучением поверхностных оболочек Земли (атмосферы, гидросферы, верхних слоев литосферы) ученые знают давно. Открытие последних лет — нагрев этот неравномерный, вызывающий воздушные и морские течения.
При взаимодействии с твердой земной корой эти течения заставляют планету вращаться, а своеобразными турбинами, которые определяют направление и скорость движения, являются континенты.
Некоторые из земных материков недостаточно монолитные, и это вызывает их дрейф, что, в свою очередь, влияет на снижение или увеличение скорости вращения.
Источник
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 вращается 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 цифр. Согласно ей 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.
Система вращения планет вокруг Солнца
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.
Источник
Вокруг чего вращается Солнце?
Всем известно, что наша планета вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца одновременно. Но вокруг чего вращается само Солнце?
Исследователи полагают, что в центре нашей галактики находится сверхмассивная чёрная дыра, влияющая своей чудовищной гравитацией на поведение всех звёзд в галактике.
Солнечная система находится в одном из спиральных рукавов Млечного пути: расстояние до центра составляет около 30 тысяч световых лет. Астрономам удалось выяснить, что наша галактика не является неподвижной — все звёзды и планеты вращаются вокруг её центра. Учёные также отметили, что галактика вращается по ходу часовой стрелки (почти все планеты Солнечной системы, включая Землю, делают это в обратном направлении). Таким образом, наша Солнечная система за всё время своего существования сделала всего 30 таких оборотов, несмотря на то, что Светило движется со скоростью больше двухсот километров в секунду!
Кроме этого, Солнце также вращается и вокруг своей оси — причём делает это против часовой стрелки и с разной скоростью.
Астрономы выбрали одно из пятен на его поверхности и отследили, за сколько времени оно сделает один оборот и вернётся на прежнее место. Исследователи пришли к выводу, что Солнце делает один оборот вокруг своей оси приблизительно за месяц.
Тем не менее учёные и по сей день не могут объяснить, почему галактика вращается по ходу стрелки, а Солнечная система — против. Помимо этого, они пока не могут приподнять завесу тайны и узнать, что же находится в центре Млечного пути и что создаёт такое сумасшедшее гравитационное поле. Наверное, когда-нибудь мы услышим ответ на эти вопросы.
Если вам понравилась статья, ставьте 👍 и подписывайтесь на канал
Источник
Почему все планеты вращаются вокруг Солнца в одном направлении и что может заставить их «передумать»?
Это очень интересный вопрос, но чтобы ответить на него нам придется вернуться на 4,6 миллиардов лет назад — к тому времени, когда только начала формироваться Солнечная система.
Звезды образуются из плотных облаков газа и пыли, которые плавают в пространстве Вселенной. Когда более плотные области этих облаков начинают разрушаться под действием собственной силы тяжести, их скорость вращения увеличивается за счет сохранения момента импульса. Поскольку газ сжимается для образования звезды, он сохраняет направление вращениявращениявращения
Во время этого процесса материал, который не поглотила звезда, в конечном итоге, образует вокруг нее протопланетный диск . Как следует из названия, в этих газопылевых дисках образуются планеты, вращающиеся вокруг своих звезд. Естественно, что этот протопланетный диск также будет вращаться в том же направлении, в котором вращается звезда, которая в свою очередь, вращается в направлении вращения исходной туманности.
Дело в том, что частицы пыли, содержащиеся в этом диске, начинают сталкиваться друг с другом, образуя все бОльшие и бОльшие тела по размеру тела, обладающие все бОльшим гравитационным полем. Так будет происходить до тех пор, пока эти маленькие комочки вещества не станут объектами планетарного размера.
Вот симуляция, которая иллюстрирует этот процесс:
Как вы можете видеть, все планеты нашей солнечной системы вращаются вокруг Солнца в одном и том же направлении в результате процесса их формирования: они образовались в результате столкновения миллионов кусочков вещества из протопланетного диска, которые двигались в одном направлении. Они кружили вокруг Солнца, а планеты,образовавшиеся после притяжения этих кусочков, сохранили свое направление орбиты.
Давайте проведем аналогию: представим ванну, наполненную водой и пеной. Если вы уберете пробку из ванны, то вода начнет стекать в слив, образуя водоворот. Когда водоворот закручивает воду, то некоторые пузырьки на ее поверхности соединяются вместе и образуют еще большие пузырьки, когда они «вращаются» вокруг стока. Но когда они собираются вместе, они все равно будут продолжать двигаться в том же направлении, что и водоворот, который их затягивает.
В нашем примере примере пузырьки — это кусочки материи из протопланетного диска, которые собираются вместе, когда сталкиваются, между собой и образуют планеты.
Ага, но все это произошло давным-давно, откуда астрономы знают, что наша солнечная система действительно сформировалась таким образом?
Для этой гипотезы механизм формирования Солнечной системы восходит к середине восемнадцатого века. Долгие годы спустя благодаря усовершенствованиям телескопов астрономы смогли непосредственно наблюдать звезды, окруженные протопланетными дисками, тем самым подтвердив, что эта идея в действительности верна.
Теперь мы увидели, что все планеты одной и той же звездной системы должны вращаться в одном и том же направлении (по направлению вращения их звезды), поскольку они сохраняют направление вращения протопланетного диска, в котором они формируются. Но даже в этом случае были обнаружены планеты, которые вращаются вокруг своих звезд в направлении, противоположном тому, что мы ожидаем, явление, называемое ретроградной орбитой . Хотя такие планеты, конечно, находятся не в нашей солнечной системе.
Например, WASP-17b и HAT-P-7b — это две экзопланеты с массой, приблизительно равной массе Юпитера, которые вращаются вокруг своих звезд в направлении, противоположном направлению вращения их звезды, что не соответствует модели планетарного образования, которое мы только что видели.
И какая сила может заставить планету двигаться по ретроградной орбите? Инопланетяне?
Нет, к сожалению, инопланетяне тут не причем. Есть несколько механизмов, которые могут заставить планету принять ретроградную орбиту совершенно естественным образом.
Например, если планета вращается в направлении, противоположном ее звезде, то может случиться так, что вместо того, чтобы формироваться в том же протопланетном диске, что и другие, она не будет захвачена гравитацией звезды, и будет свободно перемещается в космосе. Такие межзвездные планеты уже были обнаружены, (например, PSO J318.5-22 ).
На самом деле, даже в нашей собственной солнечной системе есть подобный случай, но в маленьком масштабе: одна из лун Нептуна, Тритон, кружит вокруг своей планеты в направлении, противоположном остальным ее спутникам, поэтому предполагается, что это может быть объект из пояса Койпера, который был захвачен гравитацией Нептуна.
Что интересно, планеты с ретроградной орбитой не нужно захватывать отдельно, существуют также механизмы, которые позволяют этим типам орбит появляться и во время фазы формирования планет .
Например, была обнаружена звезда, окруженная протопланетным диском, чья внутренняя область вращается в направлении, противоположном внешнему , что может привести к созданию системы, в которой внутренняя и внешняя планеты вращаются вокруг звезды в противоположных направлениях. В этом случае это явление могло быть вызвано обменом материала между двумя планетарными туманностями, которые вращались в противоположных направлениях, создавая два диска вещества, которые вращаются вокруг звезды в разных направлениях, как показано на следующем изображении:
Наконец, планета, вращающаяся вокруг своей звезды в «нормальном» направлении, может выйти на ретроградную орбиту благодаря эффекту Лидова-Козаи. Это явление происходит, когда гравитационные возмущения второй планеты постепенно увеличивают наклон орбиты другой, пока она полностью не развернется, в результате чего в конечном итоге будет вращаться вокруг своей звезды в направлении, противоположном первоначальному.
Источник