Содержание
Как происходит вращение Земли вокруг Солнца и своей оси
Наша планета находится в непрерывном движении. Она оборачивается как вокруг собственной оси, так и вокруг Солнца. Но задумывались ли вы, каким образом это происходит? В этой статье вы узнаете, как вращается Земля и что будет, если она остановится.
Что такое земная ось
Земная ось – это условная прямая, которая проходит через три точки: географические полюса и центр планеты. Как бы ни казалось на первый взгляд, земная ось – далеко не вертикальная линия. Она имеет угол наклона около 66 градусов, что объясняет смену сезонов на планете. Когда северное полушарие наклонено ближе к солнцу, на нем начинается лето. В это же время в южном полушарии зима, и наоборот.
При полностью вертикальной оси на Земле не было бы смен пор года, так как вся поверхность получала бы одинаковое количество тепла.
Земную ось не может пошатнуть ни притяжение Солнца, ни Луны или соседних небесных тел.
Она постоянно вращается по кругу, по одной и той же траектории, описывая конус. Однако ее направление в пространстве может меняться. Если сегодня северный географический полюс Земли смотрит на Полярную звезду, то через 12 000 лет он развернется в противоположном направлении. И людям уже придется узнавать, где север, по звезде Вега из созвездия Лиры. А спустя еще почти 26 000 лет северный полюс вернется к своему текущему положению.
Смена времен года на нашей планете зависит от расположения ее оси
Помимо смены положения, ось Земли немного смещается в стороны из-за движения планеты. Она может перемещаться на 10-15 сантиметров в год в обе стороны. На это также влияют таяние ледников, уменьшение количества воды, засуха и другие факторы.
Оборот вокруг своей оси
Вам наверняка известно, что наша планета делает один оборот вокруг своей оси за 24 часа (23 часа 56 минут, если быть точнее). Это объясняет смену дня и ночи – какое полушарие (западное или восточное) сейчас повернуто к Солнцу, на том и день.
Движется Земля с запада на восток, поэтому наша звезда всегда всходит на востоке и весь день «идет» по небосводу на запад.
Из-за того, что наша звезда всходит на востоке, Японию, как самое восточное государство Евразии и называют «Страной восходящего Солнца».
По причине подобного вращения Земли происходит и отклонение движущихся потоков вещества: вода, воздух и т.д. Таким образом, в северном полушарии вода в реках движется вправо от широт, параллельных экватору, а в южном – влево. Аналогичным образом разнятся абсолютно все потоки: от водоворотов до слива воды в вашей домашней раковине. Вы и сами можете это проверить.
Минутка интересных экспериментов: наберите воду в ванную или умывальник, предварительно закрыв слив. Затем откройте его, и образовавшаяся воронка будет крутиться по часовой стрелке. Если вы, конечно, не живете где-нибудь в южном полушарии.
Вокруг собственной оси планета вращается со скоростью 465 м/с или 1674 км/ч.
Но это лишь линейная скорость, которую можно замерить по экватору. При удалении к полюсам этот показатель будет становиться все ниже. На самих географических полюсах линейная скорость вращения Земли полностью отсутствует. Угловая же скорость постоянно в любой точке земного шара и составляет 15 °/ч.
Суточный оборот Земли
Оборот вокруг Солнца
Вращение планеты вокруг нашей звезды происходит не по кругу, а по эллипсу, так как околосолнечная орбита Земли немного вытянута. Среднее расстояние от планеты до Солнца составляет 149,6 млн км.
Земля вращается вокруг Солнца со скоростью около 29,8 км/с. Это значение не постоянное и изменяется в зависимости от текущего положения в пространстве. При максимальном приближении к Солнцу (эта точка орбиты называется перигелий) скорость превышает 30 км/с, а при наибольшем удалении (афелий) – опускается примерно до 29 км/с.
Полный оборот вокруг нашей звезды Земля совершает примерно за 365 суток (обращений вокруг своей оси). Этот период называется одним астрономическим годом.
Календарный год, в отличие от астрономического, не постоянен. Так как за сутки мы принимаем не 23 ч 56 мин, а 24 часа для ровного счета, то за каждые четыре года в календаре накапливается один лишний 366-ой день (29 февраля). Такой год называется високосным.
Так как в космосе отсутствуют понятия верха и низа, сложно сказать, в какую сторону вращается наша планета вокруг Солнца. Но, если условно взглянуть на Солнечную систему «сверху» (с той стороны, где у Земли располагается северный полюс), то вращение будет происходить против часовой стрелки.
Годовой оборот Земли
Некоторые наверняка хоть раз задавались вопросом, почему мы не ощущаем вращения планеты ни вокруг своей оси, ни вокруг Солнца. Ответ на него достаточно прост: потому что все объекты вокруг нас движутся с нами. Представьте себя на борту очень плавного самолета или поезда. Все предметы вокруг вас остаются неподвижны, пока вы движетесь с постоянной скоростью, не ускоряясь и не замедляясь слишком сильно.
Узнать, что вы находитесь в движении, в таком случае можно, выглянув в окно. Окружение там будет постоянно меняться, так как оно, в отличие от предметов внутри поезда/самолета не движется вместе с вами.
Что будет, если земля остановится
Представьте, что вы едете в автомобиле со скоростью свыше 1500 км/ч. Что будет при его резком торможении? Правильно, вы по инерции вылетите через лобовое стекло на той же скорости. То же самое произойдет и с людьми, и всеми другими существами и объектами на Земле, если ее вращение вокруг своей оси вдруг прекратится. Все мы впечатаемся в ближайшие горные массивы, а океаны всколыхнуться так, что огромную часть суши просто смоет невиданной силы цунами.
Но даже если замедление будет происходить постепенно, и все останутся живы, то все равно ненадолго, потому что:
- Одна сторона планеты останется постоянно повернутой к Солнцу, которое в конце концов нагреет ее до такой степени, что даже океаны на ней высохнут.
- Другая сторона же погрузится в вечную тьму и мороз, а океаны на ней покроются слоем льда толщиной в несколько километров.
- Никакие земные формы жизни (кроме некоторых простейших организмов) не смогут существовать и развиваться в таких условиях. Люди, естественно, не станут исключением.
Если остановка Земли вдруг произойдет, то это повлечет за собой массу негативных последствий
Если при этом Земля продолжит вращаться вокруг Солнца, то сутки будут длиться год, а день и ночь – по шесть месяцев. Солнце начнет всходить не на востоке, а на западе, но это будет меньшая из наших проблем.
Когда гигантский цунами, смывающий все на своем пути, утихнет, вода начнет убывать от экватора к полюсам. Сегодня Земля не имеет формы идеального шара и немного сплющена у полюсов под воздействием центробежных сил. Но после остановки эти силы действовать перестанут, и вода из океанов сместится к полюсам, затопив ближайшую сушу и оставив один сплошной материк посередине, большая часть которого сегодня является океанским дном.
Магнитное поле Земли тоже исчезнет, а без него у планеты не будет защиты от радиоактивных космических ветров, которые вскоре уничтожат ту небольшую часть живых организмов, которым посчастливилось выжить после остановки.
И в качестве вишенки на этом торте грусти – из-за исчезновения магнитного поля на Земле пропадут и полярные сияния.
Если же Земля перестанет вращаться и вокруг Солнца, то не будет даже той шестимесячной смены дня и ночи. Одно полушарие навсегда превратится в засушливую пустыню, а другая – в вечную мерзлоту. Примерно то же самое сегодня можно наблюдать на Меркурии. Но там это обусловлено близким расположением к Солнцу и очень медленным движением вокруг своей оси.
Земля стала вращаться быстрее: ученые хотят «заморозить» время
Наука
6626
Поделиться
«Заморозить» стрелки так называемого координированного времени хотят ученые, которые уже не видят смысла в прибавлении или вычитании дополнительных секунд.
И это при том, что Земля, начиная с 2022 года, стала вращаться вокруг своей оси аномально быстрее. С чем это связано, и почему есть государства, которым такая «заморозка» пока невыгодна, мы поговорили с доктором физико-математических наук, профессором, главным научным сотрудником Главного метрологического центра Государственной службы времени, частоты и определения параметров вращения Земли «ВНИИФТРИ» Виталием ПАЛЬЧИКОВЫМ.
Фото: pxhere.com
Специалисты-метрологи сверяют время по эталонным, атомным часам, в которых секунды отсчитываются в зависимости от перехода между состояниями в атоме цезия, и земным, которые идут в зависимости от реальной скорости вращения нашей планеты вокруг своей оси. Первые до последнего времени всегда немного спешили по отношению ко вторым. Поэтому, чтобы уравновесить эти две шкалы, ученые ввели третью – всемирное координированное время – UTC и раз в несколько лет прибавляли к нему дополнительную секунду.
Считалось, что торможению естественного хода Земли способствовало наличие Луны, с отливами и приливами, наличие атмосферы, а также гравитационное влияние других планет, природных катаклизмов, в частности, землетрясений.
Но в этом году случилось то, чего никто не ожидал: земные часы стали, наоборот бежать вперед, а атомные от них отставать…
Справка «МК». Ускорение планеты было зафиксировано в июне 2022 года. Если раньше земные сутки длились в среднем 86,4 тысячи секунды, то 29 июня Земля повернулась вокруг своей оси на 1,59 миллисекунды быстрее.
В качестве одной из причин назвали таяние ледяных масс в полярных зонах и изменившуюся из-за этого форму Земли: она становится более гладкой на полюсах и более выпуклой на экваторе. Несмотря на то, что данная теория пока не доказана, ученые уже задумались, стоит ли теперь вместо отматывания времени назад, наоборот, подгонять UTC?
– Мы внимательно следим за ситуацией и давно заметили, что Земля неравномерно вращается вокруг своей оси, – поясняет Пальчиков.
– С начала прибавления первой дополнительной секунды (это произошло в 70-х годах с появлением атомных часов) в общей сложности было добавлено 37 секунд, все со знаком «+». Они добавлялись к UTC сразу при появлении разрыва координированного времени с земным в 0,9 секунды.
Как только шкалы расходились на большее время, одновременно во всем мире вводилась так называемая скачущая секунда — leap second, и шкала координированного времени снова возвращалась к первоначальному положению.
Мы в очередной раз готовились прибавлять секунду (в 2018 году нас предупредила об этом Всемирная служба параметров движения Земли), но вдруг Земля стала ускоряться. Дело впервые дошло до того, что разница, о которой я говорил выше, сократилась чуть ли не до нуля. Возникла тенденция, что на этот раз нам придется двигать стрелку часов в обратном направлении, подправляя координированную шкалу времени согласно новому «тренду» планеты. По прогнозам, дополнительная секунда будет вычтена в 2029-2030 году.
Атомные часы ВНИИФТРИ
Однако, по словам Виталия Пальчикова, теперь многие ученые выступили за то, чтобы оставить координированную шкалу времени без изменений, несмотря на ускорение Земли. Уже появились теории, что есть некая периодичность в этом изменении, и она исчисляется многими десятками или сотнями лет. Иными словами, двигай – не двигай стрелки, Земля все выстроит в конце концов так, как ей надо.
– Вообще перемещать стрелки, как мы это делали последние 50 лет, крайне неудобно, – говорит ученый. – Это чревато возникновением всевозможных техногенных катастроф, сбоев в точных системах связи, навигации. Например, наши спутники ГЛОНАСС специально программировались на прибавление одной секунды за срок своей службы, системы многих других стран – тоже. А вот, к примеру, американская система GPS не зависит от скачущей секунды…
Так что теперь все мировое сообщество стоит на пороге важного решения – вообще отказаться от передвижения стрелки часов, не важно – замедляет свой ход планета иди ускоряет.
В ноябре этого года в Париже состоится Генеральная конференция Международного бюро мер и весов, где будет предложено ввести отмену дополнительной секунды либо до 2035 года, либо с 2035 года.
– Это означает, – поясняет Пальчиков, что решение может быть принято в самое ближайшее время, что не очень выгодно нашей стране. Мы понимаем, что шкалу времени лучше не дергать, но Россия, чья техника синхронизирована со спутниками, рассчитанными на введение секунды, пока не готова к такому переходу.
Однако, если решение будет принято уже в ноябре, законодательно оно будет оформлено уже в 2023-м году на генеральной конференции Союза электросвязи.
Примечательно, что те 37 секунд, что земляне прибавляли к своей шкале времени с 70-х годов, отменены не будут.
– Обнуления не будет, – говорит доктор наук, – просто на разницу между шкалой координированного времени и шкалой всемирного времени (естественного хода Земли), больше не будут обращать внимания, пусть она достигает хоть 10 секунд.
Справка «МК». Во ВНИИФТРИ находится государственный первичный эталон времени Российской Федерации – атомные часы. Они воспроизводят единицу времени – секунду с точностью 5*10 в -16 степени после запятой. В мире есть отдельные стандарты времени, которые достигают 18 знаков после запятой.
Подписаться
Авторы:
Наталья Веденеева
Россия
Париж
Опубликован в газете «Московский комсомолец» №28842 от 9 августа 2022
Заголовок в газете:
Вертится быстрей Земля.
..
Что еще почитать
Что почитать:Ещё материалы
В регионах
Всего один симптом: инфекционист рассказал, как отличить свиной грипп от обычного
33855
Томск
Мария Домрачева
Пока Франция посылает оружие против России, французские гипермаркеты собирают с россиян деньги
20797
Екатеринбург
Виталий Степанов
Ярославль планируют украсить неудобным остановочным комплексом
Фото
18899
Ярославль
Затеявшее массовое перераспределение земель Росимущество, по словам арендатора, вводит в заблуждение даже аппарат президента
Фото
8401
Екатеринбург
Максим Бойков
В Ирбите официально закрыли Год героев и передали эстафету Тобольску
Фото
4138
Екатеринбург
Артем Ковальчук
21 декабря – день зимнего солнцестояния: что категорически запрещено делать в это время
Фото
4113
Псков
В регионах:Ещё материалы
Почему Земля вращается?
Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию.
Вот как это работает.
(Изображение предоставлено Shutterstock)
Эта история была обновлена в 9:40 утра по восточному поясному времени. в понедельник, 10 сентября.
Каждый день Земля совершает один оборот вокруг своей оси, поэтому восходы и закаты становятся повседневным явлением жизни на планете. Он делал это с тех пор, как образовался 4,6 миллиарда лет назад, и будет продолжать делать это до конца света — вероятно, когда Солнце превратится в красную гигантскую звезду и поглотит планету. Но почему он вообще вращается?
Земля образовалась из газопылевого диска, вращавшегося вокруг новорожденного Солнца. Согласно Space.com, дочернему сайту Live Science, в этом вращающемся диске частицы пыли и камня слиплись, образуя Землю. По мере роста космические камни продолжали сталкиваться с зарождающейся планетой, оказывая силы, которые заставляли ее вращаться, объяснил Смадар Наоз, астрофизик из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Поскольку все обломки в ранней Солнечной системе вращались вокруг Солнца примерно в одном и том же направлении, столкновения также вращали Землю — и большую часть всего остального в Солнечной системе — в этом же направлении.
[Фото Хронология образования Земли]
Но почему Солнечная система вообще вращалась? Солнце и Солнечная система образовались, когда облако пыли и газа разрушилось под действием собственного веса. Большая часть газа сконденсировалась, чтобы стать солнцем, а оставшийся материал ушел в окружающий диск, формирующий планету. До коллапса молекулы газа и пылинки двигались повсюду, но в какой-то момент часть газа и пыли сместилась еще немного в одном конкретном направлении, приведя в движение свое вращение. Когда затем газовое облако разрушилось, вращение облака ускорилось — так же, как фигуристы вращаются быстрее, когда они поджимают руки и ноги.
Поскольку в космосе не так много вещей, которые могли бы замедлить ход событий, как только что-то начинает вращаться, оно обычно продолжает вращаться. Вращающаяся детская солнечная система в этом случае имела много так называемого углового момента, величины, которая описывает склонность объекта продолжать вращаться. В результате все планеты, вероятно, вращались в одном направлении, когда формировалась Солнечная система.
Однако сегодня некоторые планеты изменили свое движение. Венера вращается в направлении, противоположном направлению вращения Земли, а ось вращения Урана наклонена на 9 градусов.0 градусов. Ученые не уверены, как эти планеты стали такими, но у них есть некоторые идеи. Что касается Венеры, возможно, столкновение вызвало ее вращение. Или, может быть, она начала вращаться, как и другие планеты. Со временем гравитационное воздействие Солнца на густые облака Венеры в сочетании с трением между ядром планеты и мантией привело к тому, что вращение изменилось. Исследование 2001 года , опубликованное в журнале Nature, показало, что гравитационное взаимодействие с Солнцем и другими факторами могло вызвать замедление и изменение направления вращения Венеры.
В случае с Ураном ученые предположили, что столкновения — одно сильное столкновение с большим камнем или, может быть, раз-два удара с двумя разными объектами — вывели его из строя, сообщает Scientific American.
Несмотря на подобные возмущения, все в космосе вращается в ту или иную сторону.
«Вращение — это фундаментальное поведение объектов во Вселенной», — сказал Наоз.
Астероиды вращаются. Звезды вращаются. Галактики вращаются (по данным НАСА, Солнечной системе требуется 230 миллионов лет, чтобы совершить один оборот вокруг Млечного Пути). Одними из самых быстрых объектов во Вселенной являются плотные вращающиеся объекты, называемые пульсарами, которые являются трупами массивных звезд. Некоторые пульсары, диаметр которых равен размеру города, могут вращаться со скоростью сотни раз в секунду. Самый быстрый из них, анонсированный журналом Science в 2006 году и получивший название Terzan 5ad, совершает 716 оборотов в секунду.
Черные дыры могут быть еще быстрее. Один из них, названный GRS 1915+105, может вращаться со скоростью от 920 до 1150 раз в секунду, как показало исследование 2006 года, опубликованное в Astrophysical Journal.
Но все тоже замедляется. По словам Наоза, когда формировалось солнце, оно делало один оборот вокруг своей оси каждые четыре дня.
Но сегодня солнцу требуется около 25 дней, чтобы сделать один оборот, сказала она. По словам Наоза, его магнитное поле взаимодействует с солнечным ветром, замедляя его вращение.
Даже вращение Земли замедляется. Гравитация Луны притягивает Землю так, что немного замедляет ее. Анализ древних затмений, проведенный в 2016 году в журнале Proceedings of the Royal Society A, показал, что вращение Земли замедлилось на 1,78 миллисекунды за столетие.
Так что, хоть завтра и взойдет солнце, может быть немного поздно.
Первоначально опубликовано на Live Science.
Примечание редактора: Эта история была обновлена, чтобы удалить неверный расчет. Вращение Земли не замедлилось ни на 6 часов за последние 2740 лет.
О дни мои! Полночь наступает на долю секунды быстрее, поскольку Земля вращается быстрее | Наука
Если в последнее время времени стало меньше, чем когда-либо, вините в этом революцию. 29В июне этого года Земля установила необычный рекорд: самый короткий день с 1960-х годов, когда ученые начали измерять вращение планеты с помощью высокоточных атомных часов.
Вообще говоря, Земля совершает один полный оборот вокруг своей оси каждые 24 часа. Это единственное вращение отмечает день и управляет циклом восхода и захода солнца, который формировал модели жизни на протяжении миллиардов лет. Но 29 июня занавес опустился рано, и полночь наступила на 1,59 миллисекунды раньше, чем ожидалось.
За последние несколько лет количество рекордов резко упало, а более короткие дни стали замечаться все чаще. В 2020 году на Земле было 28 самых коротких дней за последние 50 лет, причем самый короткий из них 19 июля сократился на 1,47 миллисекунды из 86 400 секунд, составляющих 24 часа. Рекорд от 29 июня был близок к тому, чтобы снова быть побитым в прошлом месяце, когда 26 июля наступило на 1,5 миллисекунды меньше.
Итак, мир ускоряется? В более долгосрочной перспективе — геологические временные рамки, которые сжимают взлет и падение динозавров до мгновения ока — Земля на самом деле вращается медленнее, чем раньше. Вернем часы назад на 1,4 миллиарда лет, и день пройдет менее чем за 19часы.
Таким образом, в среднем земные сутки становятся длиннее, а не короче, примерно на одну 74 000-ю секунды каждый год. В этом эффекте в основном виновата Луна: гравитационное притяжение слегка искажает планету, создавая приливное трение, которое неуклонно замедляет вращение Земли.
Чтобы синхронизировать часы с вращением планеты, Международный союз электросвязи, орган Организации Объединенных Наций, время от времени добавлял дополнительные секунды в июне или декабре — последний раз в 2016 году — эффективно останавливая часы на секунду, чтобы Земля может догнать. Первая дополнительная секунда была добавлена в 19 г.72. Следующая возможность появится в декабре 2022 года, хотя, учитывая, что в последнее время Земля вращается так быстро, она вряд ли понадобится.
Подпишитесь на наш бесплатный ежедневный информационный бюллетень First Edition, который выходит каждое утро в будние дни в 7:00 по московскому времени. Внутри Земли находится расплавленное ядро; его поверхность представляет собой массу движущихся континентов, набухающих океанов и исчезающих ледников.
Вся планета окутана толстым слоем газа и качается, вращаясь вокруг своей оси. Все это влияет на вращение Земли, ускоряя или замедляя его, хотя изменения практически незаметны.
По данным НАСА, более сильные ветры в годы Эль-Ниньо могут замедлить вращение планеты, удлиняя сутки на доли миллисекунды. Землетрясения, с другой стороны, могут иметь противоположный эффект. Землетрясение 2004 года, вызвавшее цунами в Индийском океане, сместило горные породы достаточно, чтобы сократить продолжительность дня почти на три микросекунды.
Все, что перемещает массу к центру Земли, ускоряет вращение планеты так же, как крутящийся конькобежец ускоряется, когда он тянет руки. Геологическая активность, толкающая массу наружу от центра, будет иметь противоположный эффект и замедлит вращение.
Каким образом все эти различные процессы влияют на продолжительность дня — вопрос, над которым ученые до сих пор бьются. Но если тенденция к более коротким дням сохранится надолго, это может привести к призывам к первой «отрицательной дополнительной секунде».