Форма Земли. Планета Земля :: SYL.ru
Наша планета является одной из 9, которые вращаются вокруг Солнца. Еще в глубокой древности появились первые представления о том, каковы форма и размеры Земли.
Как менялись представления о форме Земли?
Античные мыслители (Аристотель — 3 в. до н. э., Пифагор — 5 в. до н. э. и др.) еще много веков назад высказывали мысль о том, что наша планета имеет шарообразную форму. Аристотель (на фото ниже), в частности, учил вслед за Евдоксом, что являющаяся центром Вселенной Земля шарообразна. Доказательство этого он видел в характере, который имеют лунные затмения. При них отбрасываемая нашей планетой на Луну тень имеет округлую форму по краям, что возможно лишь при условии шарообразности.
Проведенные в последующие столетия астрономические и геодезические исследования дали нам возможность судить, каковы в действительности форма и размеры Земли. Сегодня о том, что она круглая, знают от мала до велика. А ведь были времена в истории, когда считалось, что планета Земля плоская. Сегодня благодаря прогрессу науки мы уже не сомневаемся в том, что она именно круглая, а не плоская. Неоспоримое доказательство этого — космические фотоснимки. Шарообразность нашей планеты приводит к тому, что земная поверхность нагревается неравномерно.
А ведь на самом деле форма Земли не совсем такая, как мы привыкли думать. Этот факт известен ученым, и он используется в настоящее время для решения задач в области спутниковой навигации, геодезии, космонавтики, астрофизики и других смежных науках. Впервые мысль о том, какова в действительности форма Земли, высказал Ньютон на рубеже 17-18-го вв. Он теоретически обосновал предположение о том, что наша планета под воздействием на нее силы тяжести должна быть сжата в направлении оси вращения. А это значит, что форма Земли представляет собой либо сфероид, либо эллипсоид вращения. От угловой скорости вращения зависит степень сжатия. То есть чем тело вращается быстрее, тем оно сплющивается больше у полюсов. Этот ученый исходил из принципа всемирного тяготения, а также из предположения однородной жидкой массы. Он допускал, что Земля является сжатым эллипсоидом, и определял, в зависимости от скорости вращения, размеры сжатия. Через некоторое время Маклорен доказал, что если наша планета является сжатым у полюсов эллипсоидом, то равновесие покрывающих Землю океанов действительно обеспечено.
Можно ли считать, что Земля круглая?
Если планета Земля будет рассматриваться издалека, она будет казаться практически идеально круглой. Наблюдатель, которому большая точность измерений не важна, может вполне считать ее таковой. Средний радиус Земли в этом случае составляет 6371,3 км. Но если мы, приняв за идеальный шар форму нашей планеты, станем делать точные измерения различных координат точек на поверхности, у нас ничего не получится. Дело в том, что наша планета — это не идеально круглый шар.
Различные способы описания формы Земли
Форма планеты Земля может быть описана двумя основными, а также несколькими производными способами. Она может быть принята в большинстве случаев либо за геоид, либо за эллипсоид. Интересно, что математически легко описывается второй вариант, а вот первый принципиально никак не описывается, поскольку для определения точной формы геоида (а следовательно, и Земли) осуществляются практические измерения гравитации в различных точках поверхности нашей планеты.
Эллипсоид вращения
Все понятно с эллипсоидом вращения: фигура эта напоминает шар, который снизу и сверху приплюснут. То, что форма Земли — эллипсоид, вполне объяснимо: центробежные силы возникают из-за вращения нашей планеты на экваторе, тогда как их нет на полюсах. В результате вращения, а также центробежных сил Земля «располнела»: диаметр планеты по экватору больше примерно на 50 км, чем полярный.
Особенности фигуры под названием «геоид»
Крайне сложная фигура — геоид. Она существует лишь теоретически, однако на практике ее нельзя ни пощупать, ни увидеть. Можно представить себе геоид в виде поверхности, сила земного притяжения в каждой точке которой направлена строго вертикально. Если бы наша планета была правильным шаром, заполненным равномерно каким-либо веществом, то отвес в любой ее точке смотрел бы в центр шара. Но ситуация осложняется тем, что неоднородной является плотность нашей планеты. В одних местах имеются тяжелые горные породы, в других пустоты, горы и впадины разбросаны по всей поверхности, так же неравномерно распределены равнины и моря. Все это меняет в каждой конкретной точке гравитационный потенциал. В том, что форма земного шара — геоид, виноват также эфирный ветер, который обдувает нашу планету с севера.
Кто изучал геоиды?
Отметим, что само понятие «геоид» было введено Иоганном Листингом (на фото ниже), физиком и математиком, в 1873 году.
Под ним, означающим в переводе с греческого «вид Земли», подразумевалась фигура, образованная поверхностью Мирового океана, а также морей, сообщающихся с ним, при среднем уровне воды, отсутствии возмущений от приливов, течений, а также разностей атмосферного давления и т. п. Когда говорят о том, что над уровнем моря такая-то высота, это означает высоту от поверхности геоида в этой точке земного шара, несмотря на то что в этом месте нет никакого моря, а оно находится за несколько тысяч километров от него.
Неоднократно уточнялось впоследствии понятие геоида. Так, советский ученый М. С. Молоденский создал свою теорию определения гравитационного поля и фигуры Земли по измерениям, выполненным на ее поверхности. Для этого он разработал особый прибор, измеряющий силу тяжести — пружинный гравиметр. Именно он предложил также использование квазигеоида, который определяется по значениям, принимаемым потенциалом силы тяжести на поверхности Земли.
Подробнее о геоиде
Если гравитацию измерить в 100 км от гор, то отвес (то есть грузик на нитке) станет отклоняться в их сторону. Такое отклонение от вертикали нашему глазу незаметно, однако легко обнаруживается приборами. Подобная картина наблюдается везде: отклонения отвеса где-то больше, где-то они меньше. А мы помним о том, что всегда перпендикулярной отвесу является поверхность геоида. Отсюда становится ясно, что геоид — весьма сложная фигура. Для того чтобы лучшее его представить, можно сделать следующее: вылепить шар из глины, после чего с двух сторон его сжать для образования приплюснутости, затем сделать пальцами на получившемся эллипсоиде бугры и вмятины. Такой сплюснутый помятый шарик будет довольно реалистично показывать форму нашей планеты.
Для чего нужно знать точную форму Земли?
Для чего же нужно знать так точно ее форму? Чем не удовлетворяет ученых шарообразная форма Земли? Следует ли усложнять картину геоидом и эллипсоидом вращения? Да, насущная необходимость в этом есть: близкие к геоиду фигуры помогают создавать координатные сетки, являющиеся наиболее точными. Ни астрономические исследования, ни геодезические изыскания, ни различные системы спутниковой навигации (ГЛОНАСС, GPS) не могут существовать и проводиться без определения довольно точной формы нашей планеты.
Различные системы координат
В мире в настоящее время действует несколько трехмерных и двухмерных систем координат с мировым значением, а также несколько десятков локальных. Своя форма Земли принята в каждой из них. Это приводит к тому, что координаты, которые были определены разными системами, несколько отличаются. Интересно, что, для того чтобы вычислить их у точек, находящихся на территории одной страны, удобнее всего будет принять форму Земли за референц-эллипсоид. Это установлено сейчас даже на высшем законодательном уровне.
Эллипсоид Красовского
Если говорить о странах СНГ или России, то на территории этих государств форма нашей планеты описывается так называемым эллипсоидом Красовского. Он был определен еще в 1940 году. Отечественные (ПЗ-90, СК-63, СК-42) и зарубежные (Afgooye, Hanoi 1972) системы координат были созданы на основании этой фигуры. Они и по сей день используются в практических и научных целях. Интересно, что ГЛОНАСС опирается на систему ПЗ-90, которая превосходит по своей точности принятую как основа в GPS аналогичную систему WGS84.
Заключение
Подводя итог, скажем еще раз, что форма нашей планеты отличается от шара. Земля приближается по своей форме к эллипсоиду вращения. Как мы уже отметили, вовсе не праздным является этот вопрос. Точное определение того, какую Земля имеет форму, дает мощный инструмент ученым для вычисления координат небесных и земных тел. А это очень важно для космической и морской навигации, при проведении строительных, геодезических работ, а также во многих других областях человеческой деятельности.
www.syl.ru
Форма и размеры Земли: форма планеты Земля, размер
Темы материала
Давно миновали те времена, когда люди наивно полагали, что Земля плоская и имеет форму диска. Сейчас даже детсадовцы знают, что наша планета представляет собой шар, который движется вокруг Солнца. И естественно, все мы знаем, что Земля невероятно огромна, и перелет между некоторыми странами может занимать до 24 часов.
Но при этом, мало кто может точно сказать, каков радиус нашей планеты, длина экватора, ее площадь или вес. Более того, многие люди даже не догадываются о том, что вопреки расхожему мнению, наша планета имеет форму, приближенную к эллипсоиду, а не к шару. И сегодня мы расскажем вам не только о размере Земли, но и о ее форме.
Историческая справка
Конечно же, люди далеко не сразу выяснили, что наша планета имеет круглую форму. В глубокой древности наши далекие предки считали, что она представляет собой диск, покоящийся на черепахах и слонах. Объяснялось это, прежде всего тем, что из-за огромных размеров планеты, ее «кривизна» зрительно не заметна человеческому глазу, и поэтому Земля производит впечатление плоской, относительно ровной поверхности. А небольшой сдвиг линии горизонта можно увидеть лишь с огромной высоты.
Соответственно, в древности многие люди даже и мысли не допускали о том, что Земля может иметь форму шара и искренне верили, что есть та точка, где она заканчивается. Самые отчаянные путешественники на протяжении долгих столетий предпринимали попытки достичь края Земли и посмотреть что же находится за гранью… Но как вы сами понимаете, никому из них это не удалось.
Впервые люди стали задумываться о том, что Земля имеет форму шара в VII в до н.э., в древней Греции. Известно, что одним из приверженцев данной теории, которая многим тогда казалась невероятной, был Аристотель. Ученный в течение многих лет собирал доказательства, желая убедить своих современников в верности данного предположения.
В качестве основных аргументов он использовал не только свидетельства различных путешественников, но и то, что пейзаж звездного неба над головами людей постоянно менялся, а во время затмений на луну ложилась круглая, а не плоская тень от Земли. Более того со временем в правоту данной теории стало верить все больше и больше путешественников, которым удавалось уйдя из одной точки планеты вернутся туда, и при этом ни разу не увидеть так называемый мифический край Земли.
Форма Земли
Спустя столетия ученные все таки доказали правоту Аристотеля и других его научных соратников.
Сейчас шарообразная форма Земли является неоспоримым научными фактом, как и то, что она все время движется вокруг солнца по орбите Венеры и Марса со средней скоростью чуть менее 30 км/с.
Для многих станет откровением факт, что на самом деле Земля совершает полный оборот вокруг своей оси не за сутки, как принято считать, а за 23 часа 56 минут и 4,1 секунды.
Понимание о том какова форма Земли и ее размеры сформировалось также не сразу, а в течение длительных исследований. И самое интересное здесь то, что вопреки всеобщему мнению планета имеет форму более похожую не на шар, а на эллипс. Сейчас доподлинно известно, что Земля похожа на огромный объемный овал немного «придавленный» в районе полюсов и растянутый в экваториальной зоне.
В 1873 году было предложенное условное название для данной фигуры «Геоид» (что в переводе означает землеподобный), которое используется и по сей день. Геоид планеты это геометрически сложная поверхность, чья форма близка к эллипсоиду, но не является идеально ровной фигурой. Она просто максимально близка к эллипсоиду со сжатием 1:298,2.
Планета вращается по своей оси таким образом, что точки ее полюсов остаются, практически, не подвижны. Условную линию, опоясывающую земной «шар» на одинаковом расстоянии от полюсов принято называть экватором, серединой Земли. Те линии, которые на различных картах оплетают планету параллельно экватору, называют параллелями, а те, что соединяют полюса – меридианами.
По данным линиям специалисты определяют географические координаты той или иной точки, то есть ее широту(по параллелям) и долготу (по меридианам).
При этом широта определяет расстояние от точки до экватора и подразумевает показатели от 90º северной широты до 90º южной широты. Долгота в свою очередь может быть западной или восточной и измеряется от 0 до 180°.
Размер Земли
Со временем ученные нашли ответы на все вопросы, которые не давали покоя нашим древним предкам. Они не только доказали, что Земля круглая, но и смогли ее измерить.
Как стало известно благодаря исследованиям, длина радиусов Земли различается:
- Средний радиус планеты равен 6371 км.;
- Длинна полярного радиуса составляет 6356 км;
- Экваториальный радиус – 6378 км.
Мы уже говорили, что Земля представляет собой фигуру похожую на эллипс, с самым широким обхватом в районе экватора, длина которого составляет суть более 40 тысяч км.
Как вы видите. Наша планета огромна. Ее площадь составляет 510,2 млн. км2., а вес — 5,976·1024 кг.
Известна даже средняя плотность планеты — 5518 кг на один кубический метр.
Стал известен также и возраст планеты. В соответствии с актуальными сейчас научными теориями Земля образовалась порядка 4,5-4,7 миллиардов лет назад, а возраст наиболее древних горных пород превышает 200 миллионов лет.
Теперь вы знаете точный размер планеты Земля, а также то, что она имеет форму эллипса, а не шара.
razmery.qoon.ru
Какую форму имеет Земля? — Other
Наверняка все люди, будучи в раннем возрасте интересовались, почему же нельзя дотянуться рукой до неба или увидеть край земли, вот и я не стал исключением. Задавая родителям этот вопрос я получал ответ, что Земля — это шар, но подобное утверждение меня не устраивало и вызывало все больше вопросов, ведь если она действительно круглая, значит, с другой стороны люди живут вверх ногами. Но, как оказалось, мои предки сказали мне все так, как есть в действительности, за некоторыми упущениями.
История исследования вопроса о форме Земли
Конечно, сейчас я могу открыть книжку по географии или узнать всю правду за школьной партой, но ведь факт того, что Земля круглая — очень долго обсуждался в древнем обществе, а некоторых представителей такого мнения ждала печальная участь — их просто лишали жизни. Одна из популярнейших идей тех времен гласила, что наша планета плоская, были и совсем экзотические размышления, например, что Земля стоит на трех китах, слонах и прочих представителей млекопитающих. Однако и плоскость доказать не удалось, ведь, где же тогда край? Впервые теорию о шарообразности планеты предложил Пифагор, а позже с этим согласился и Аристотель. Как видно, великие умы человечества были близки к истине, но все же не до конца познали ее.
Истинная форма Земли
Да, Земля действительно шарообразная, но отнюдь не круглая, так как со стороны обеих полюсов наблюдается сплющивание. Современные ученные характеризуют фигуру планеты как эллипсоидную. Есть несколько факторов, влияющих на деформацию полюсов, а именно:
- Суточное вращение.
- Разнообразная высота рельефа и материков.
- Приливные силы.
Вот так и получается, люди веками бились над этой загадкой, а полностью дать на нее ответ стало возможным не так и давно. Это я говорю к тому, что при всей амбициозности человеческого разума, кто знает, какие загадки Вселенной нам еще предстоит узнать. Интересно, что даже сегодня все еще есть люди, считающие, что плоскость планеты — это не миф, а самая настоящая реальность. Вполне возможно, что какие-нибудь космические объекты и обладают такой фигурой, но планеты — однозначно нет.
travelask.ru
Какую форму имеют планеты Солнечной системы? Что такое горизонт, линия горизонта?
Форма Земли
В древности люди думали, что Земля — огромный плоский круг: ведь именно такой они видели земную поверхность, когда совершали свои путешествия.
Однако представления о форме нашей планеты менялись. Около двух тысяч лет назад древнегреческие ученые уже пришли к выводу, что Земля имеет форму шара. В том, что поверхность Земли выпуклая, легко убедиться, наблюдая с берега за приближающимся по морю кораблем: сначала из-за линии горизонта появляются его мачты, трубы, затем постепенно становится виден весь корпус, как будто корабль поднимается откуда-то снизу. Чтобы на открытой местности увидеть как можно дальше, мы забираемся на высокий объект — дерево, крышу дома, холм, потому что горизонт расширяется с увеличением высоты места наблюдения.
Особенно явно видна шарообразная форма Земли на космических снимках.
Форма Земли
Размеры Земли
Специально произведенные измерения дают точные сведения о размерах Земли. Площадь поверхности нашей планеты составляет 510000000 км2. Расстояние от центра Земли до экватора равно 6378 км, а до полюсов — 6356 км, то есть у полюсов наша планета немного сплюснута. Для того чтобы объехать Землю вокруг на скором поезде, потребуется около месяца, так как длина нашей планеты по окружности равна 40 000 км.
Глобус — модель земного шара
Глобус это подобие земного шара, по которому можно получить представление о форме нашей планеты. Глобус всегда ориентирован таким образом, что Северный полюс находится вверху, а Южный полюс — внизу. Ось вращения глобуса наклонена так же, как ось вощения Земли. На глобусе хорошо видны очертания материков, океанов, морей, их относительное расположение и размеры. Однако все изображения географических объектов на обычном школьном глобусе очень мелкие. Самым большим на Земле считается глобус диаметром 10 м (его вес 30 т), который находится в Италии. На таком глобусе поверхность Земли изображена достаточно подробно, однако из-за своей величины он очень неудобен в обращении.
Гораздо практичнее иметь дело с географическими картами, которые представляют собой плоские изображения частей земной поверхности. На картах географические объекты показаны гораздо крупнее, чем на глобусе. Кроме того, карты удобно носить с собой. Однако при создании карт сталкиваются с другой трудностью: любое изображение поверхности шара на плоскости получается деформированным, содержит некоторую ошибку.
geographyofrussia.com
О мире вокруг нас: какую форму имеет Земля?
Астрономические воззрения всего человечества формировались веками. Начиная с Древнего Египта и, возможно, еще более ранних цивилизаций, ученые направляли взгляд к небу, стремясь узнать больше об устройстве нашего мира. Интересовала, конечно же, форма и размеры планеты Земля.
С тех пор мы пошли много вперед. Достаточно фактов теперь можем сказать наверняка.
И один из таких вопросов: какую форму имеет Земля? История разнообразных представлений о форме нашей планеты долгая и крайне интересная. Ее выстраивали уважаемые ученые мужи современности, Средневековья и Античности. За правду (ту, которой придерживались они) они бывали гонимы и даже умирали. Но от осознанной правды не отказывались.
А сейчас о том, какую форму имеет Земля, 4 класс школы скажет с полной уверенностью.
Давайте же вспомним, как на самом деле обстоят дела с формами нашей родной планеты.
Форма Земли
В прошедшем веке человечество сумело сделать большой рывок вперед: запустило первые космические аппараты в далекие космические дали. Те же привезли (прислали) ученым фото планеты. Она оказалась красивейшим голубым небесным телом, однако с формой произошли некоторые поправки.
Итак, по новой, наиболее достоверной информации о планете, мы знаем, что Земля немного сплюснута с полюсов. То есть она представляет собой не шар, а эллипсоид вращения, или геоид. Выбор между двумя этими терминами имеет значение лишь в астрофизике, геодезии, космонавтике. Численное выражение параметров планеты будет необходимо при точных расчетах. И тут у формы Земли есть свои особенности.
Численное описание формы планеты
Для раздела общих знаний об окружающем мире больше принято использовать термин геоид. Последний, к слову, с греческого языка означает буквально «нечто, подобное Земле».
Интересно, что описать математическими способами форму Земли как эллипсоид вращения нетрудно. А вот как геоид практически невозможно: для получения максимально точных данных приходится измерять гравитацию в разных точках планеты.
Почему Земля сплюснута с полюсов?
Из всего вышесказанного теперь мы намерены рассмотреть некоторые отдельные аспекты всей темы. Теперь, когда мы узнали, какую форму имеет Земля на самом деле, интересно будет понять, почему так.
Повторимся: наша планета немного сплюснута с полюсов, а не является идеальным шаром. Почему так? Ответ прост, очевиден для всех, кто имеет начальные представления о физике. При вращении Земли вокруг своей оси в областях экватора возникают центробежные силы. Соответственно, на полюсах их быть не может. Так и образовалась разница в радиусе полярном и экваториальном: последний больше где-то на 50 км.
Как мы знаем, планета вращается не только вокруг своей оси, а и совершает длительное путешествие вокруг центра Солнечной системы. Та условная линия, по которой она движется в космическом пространстве, называется орбитой. Мы узнали, какую форму имеет планета Земля. Также выяснили, что приобрела ее она из-за вращения.
А вот какую форму имеет орбита Земли? Вокруг Солнца она проделывает путь в форме эллипса, находясь в разное время года на разном расстоянии от светила. От пребывания в том или ином участке орбиты зависит сезон на планете.
Состояние, когда планеты дальше всего от Солнца, называется афелием, ближе всего к нему — перигелием (оба слова греческого происхождения).
Представления древних цивилизаций
Напоследок скрасим нашу статью яркими образными картинами, которые нам обрисовали предшественники современной цивилизации. Фантазия у них, надо сказать, была славная.
На вопрос «Какую форму имеет Земля?» древний вавилонянин утверждал бы, что это огромная гора, на одном из склонов которой находится их страна. Над ней возвышается купол — небо, и было оно твердым, как камень.
Индийцы были уверены, что Земля держится на четырех слонах, которых держит на своей спине черепаха, плавая в молочном море. Направление же голов слонов — это четыре стороны света.
Лишь в 8-7-м веке до н. э. люди стали постепенно приходить к выводу, что Земля — нечто обособленное со всех сторон, а никак не стоит на чем-либо. К нему подтолкнуло ежевечернее исчезновение Солнца, перед которым испытывался благоговейный страх.
Заключение
Грубо говоря, Земля — круглая. Для обывателя этого вполне будет достаточно, однако не для определенных наук. В геодезии, космонавтике, астрофизике нужны точные данные для расчетов. И тут уже пригодится точный ответ на вопрос, какую форму имеет Земля. И это геоид, или же эллипсоид вращения. Планета под воздействием центробежных сил сплюснута с полюсов. Учитывать точные данные о планете важно для получения правильных расчетов.
Давно канули в Лету времена, когда Землю возносили на спины слонов или представляли ее плоской поверхностью. Давайте же будем посвященными в правду об окружающем мире и мы, оставаясь достойными своего времени!
fb.ru
Форма и размеры земли
Мы живём на огромном шаре. Лучшие умы человечества начали об этом догадываться, отказываясь от представлений о «плоском, как блин», мире, очень давно. Ещё древнегреческий математик Пифагор (VI в. до н.э.) высказывал мысль о шарообразности нашей планеты.
Внутреннее
строение Земли
Он же довольно робко предположил, что Земля делает «вокруг себя» оборот между восходом и заходом светила один раз (т.е. за сутки), а за 365 дней огибает Солнце, — теперь мы называем это годом. Сегодня всё это доказано наукой, а 2500 лет назад подобное мог предположить только гениальный учёный.
Но подтвердить эту смелую гипотезу тогда ещё было невозможно: слишком мало фактических сведений накопили люди к тому времени. Первые подлинно научные свидетельства шарообразности Земли представил великий древнегреческий философ Аристотель (IV в. до н.э.). Наблюдая лунные затмения (а они происходят потому, что Земля на время оказывается между Солнцем и Луной), он следил за тенью, отбрасываемой Землёй на Луну. Какой бы стороной ни была повёрнута к Луне Земля, эта тень всегда круглая. А какое тело в любом положении отбрасывает круглую тень? Шар. Значит, планета наша имеет шарообразную форму — к такому заключению пришёл Аристотель. (Необходимо отметить, что до Аристотеля халдеи — племена, обитавшие в Южной Месопотамии, — наблюдали лунные затмения и обращали внимание на форму тени, которую при этом Земля отбрасывает на Луну.)
Аристотель приводил и другие доказательства шарообразности Земли. Одно из них — то, что при движении на север или на юг мы видим в небе над собой уже другие созвездия.
За 250 лет до нашей эры древнегреческий учёный Эратосфен Киренский, хранитель крупнейшей в античном мире Александрийской библиотеки в Египте, уже решился измерить Землю.
Он знал, что в городке Сиена (ныне он называется Асуан), расположенном точно к югу от Александрии, у первых порогов Нила, в день летнего солнцестояния Солнце, находясь в зените, освещает дно одного очень глубокого колодца. А на севере Египта, в его столице, в тот же момент оно отстоит от зенита на 1/50 (запомним эту дробь) долю окружности. Следовательно, расстояние между этими городами составляет 1/50 долю земной окружности, или 7°12′ долготы. А в мерах длины эту дистанцию он приблизительно определил по тому, за сколько времени её преодолевает… верблюжий караван — других «измерительных приборов» в то время ещё не было. Оказалось, что расстояние равно 5 тыс. египетских стадий, а одна стадия — немного меньше 160 м. Значит, от Александрии до Сиены около 800 км, окружность же всей планеты в 50 раз больше — около 40 тыс. км. А любой, знакомый с геометрией, по длине окружности может вычислить её радиус. Он в данном случае равен 6311 км.
Можно возразить, что это неправильно, — окружность Земли по экватору составляет почти 40 100 км. А средний её радиус, как известно, 6371 км. Знаменитый Эратосфен километров на шестьдесят ошибся… Однако если учесть, какими «приборами» (колодец + верблюд) он пользовался, то надо признать, что для своего времени вывод древнегреческого учёного был довольно точным.
Этот момент можно считать днём рождения теоретической геодезии — науки о форме Земли. А немного позднее появилась и геофизика — наука о её строении, развитии, физических процессах, происходящих в теле планеты (ведь не зная размеры Земли, нельзя судить о её плотности, массе и других характеристиках). Результаты, полученные Эратосфеном, «продержались» целое тысячелетие… Лишь в 827 г. н.э. астрономы, трудившиеся в Багдадской обсерватории халифа аль-Мамуна (он был сыном Гаруна аль-Рашида, известного по арабским сказкам «Тысяча и одна ночь», и сам занимался науками), немного подправили величину радиуса планеты, давным-давно определённую библиотекарем из Александрии.
…Шар-то шар, но не совсем правильный. Понимал это ещё знаменитый математик Архимед (III в. до н.э.), друг Эратосфена. Он учитывал, что есть на Земле высокие горы, есть равнины и глубокие провалы; значит, идеальным шаром она быть не может. Он первым предложил термин «сфероид» — фигура, близкая к сфере, но не совсем идеальный шар…
Идея «непогрешимой» шарообразности планеты не была полностью отвергнута ещё очень долго. Даже не принимая на веру догадки античных мыслителей, европейские учёные считали, что Земля — правильный шар. Так было до самого конца XVII столетия, когда англичанин Исаак Ньютон и голландец Христиан Гюйгенс нашли физические опровержения того, что Земля имеет форму правильного шара: раз тело долго и быстро вращается, значит, оно должно быть сплющено сверху и снизу. Ведь центробежные силы на экваторе действуют сильнее, чем у полюсов. И расстояние от полюса до полюса (полярный диаметр) будет короче, чем диаметр Земли в плоскости экватора. Это следует из законов физики, а им подчиняется весь материальный мир.
В 1680 г. Ньютон подсчитал, что наша планета сплющена вдоль оси вращения на 1/230 долю этой оси. Как ни велик был авторитет знаменитого учёного, следовало проверить его вычисления на практике. И в 1734 г. французские исследователи во главе с астрономом Жаком Кассини отправились измерять длину земного меридиана на север — от Парижа до Дюнкерка, города у пролива Па-де-Кале, и на юг — от Парижа до Перпиньяна на берегу Средиземного моря. Это расстояние побольше, чем между Александрийской библиотекой и Сиенским колодцем в Египте, и точность измерений была уже выше. И всё-таки ошибок оказалось тоже немало.
Караван верблюдов, пересекающий
пустыню, «помог» знаменитому Эратосфену измерить Землю
Сплющена ли Земля с полюсов, оставалось неясным (а если да, то насколько?). В век Просвещения так обстоять дело не могло, и Парижская академия наук послала ещё две экспедиции. Одну возглавил астроном Шарль Кондамин; она работала в Южной Америке. А другую — Пьер Луи Мопертюи; ей «достался» север Европы — скандинавская Лапландия.
После нескольких лет странствий в тяжёлых условиях Андского высокогорья и скандинавской тундры учёные привезли свои ценнейшие данные в Париж (Мопертюи в 1737 г., а Кондамин в 1742 г.). Здесь их обработал Кассини, и был сделан окончательный вывод: Ньютон прав, расстояние от центра Земли до экватора больше, чем до полюса!
…Итак, сегодня очевидно: наша планета немного сплющена с полюсов, поэтому её экваториальный радиус больше, чем у идеального шара, а вдоль оси вращения радиус Земли на 5 км меньше, чем у правильной геометрической сферы.
Но до сих пор мы всё время говорили только о том, что специалисты называют фигурой Земли, т.е. о форме планеты. Пора заглянуть себе «под ноги»…
www.what-this.ru
Форма Земли | Гипотезы о форме планеты Земля
Проблема формы Земли волнует людей множество тысячелетий. Это один из важных вопросов не только для географии и экологии, но и для астрономии, философии, физики, истории и даже литературы. Данному вопросу посвящено множество трудов ученых всех эпох, особенно Античности и Просвещения.
Гипотезы ученых о форме Земли
Так Пифагор в VI веке до нашей эры уже считал, что наша планета имеет форму шара. Его утверждение разделил Парменид, Анаксимандр Милетский, Эратосфен и другие. Аристотель проводил различные эксперименты и смог доказать, что у Земли круглая форма, так как во время затмений Луны тень всегда в форме круга. Учитывая, что в то время велись дискуссии между сторонниками абсолютно двух противоположных точек зрения, одни из которых утверждали, что земля плоская, другие – что круглая, то теория шарообразности хоть и была принята многими мыслителями, но нуждалась в существенной доработке.
О том, что фигура нашей планеты отличается от шара, заявил Ньютон. Он склонялся к тому, что это скорее эллипсоид, и чтобы это доказать, проводил различные эксперименты. Далее форме земли посвящали работы Пуанкаре и Клеро, Гюйгенс и д’Аламбер.
Современное понятие формы планеты
Множество поколений ученых проводили фундаментальные исследования, чтобы установить форму Земли. Только после первого полета в космос получилось развеять все мифы. Сейчас принята точка зрения, что наша планета имеет форму эллипсоида, и она далека от идеальной формы, сплющена с полюсов.
Для различных исследований и образовательных программ создана модель земли – глобус, который имеет форму шара, но это все весьма условно. На его поверхности сложно в масштабе и соотношении изобразить абсолютно все географические объекты нашей планеты. Что касается радиуса, то для различных задач используется значение 6371,3 километра.
Для задач космонавтики и геодезии для того, чтобы описать фигуру планеты, используют понятие эллипсоида вращения или геоида. Однако и в разных точках земля отличается от геоида. Для решения различных задач в дальнейшем используются различные модели земных эллипсоидов, например, референец-эллипсоид.
Таким образом, форма планеты – это сложный вопрос даже для современной науки, который волновал людей с древних времен. Да, мы можем полететь в космос и увидеть форму Земли, но математических и других расчетов пока не хватает, чтобы точно изобразить фигуру, поскольку наша планета уникальная, и имеет не такую простую форму, как геометрические тела.
ecoportal.info