עולם האסטרונומיה המסתורי והקסום מאז ימי קדם משך את תשומת לב האנושות. אנשים הרימו את ראשם אל השמים הכוכבים, ושאלו שאלות נצחיות מדוע הכוכבים משנים את עמדתם, מדוע יום ולילה בא, מדוע סופת שלג מסחררת איפשהו, ואיפשהו במדבר פלוס 50 …
תנועת הכוכבים והלוחות השנה
מרבית כוכבי הלכת במערכת השמש סובבים סביב עצמם. יחד עם זאת, כולם עושים מהפכות סביב השמש. חלקם עושים זאת במהירות ובמהירות, אחרים - באטיות ובחגיגיות. כדור הארץ אינו יוצא מן הכלל, הוא נע ללא הרף בחלל החיצון. אפילו בימי קדם, אנשים, שידעו את הגורמים והמנגנון של תנועה זו, הבחינו בדפוס כללי כללי והחלו להכין לוחות שנה. כבר אז התעניינה האנושות בשאלה מה המהירות של כדור הארץ סובבת סביב השמש.
השמש זורחת עם הזריחה
תנועת כדור הארץ סביב צירו היא יום כדור הארץ. והמעבר המלא של כוכב הלכת שלנו במסלול אליפסואידי סביב התאורה הוא שנה קלנדרית.
אם אתה עומד על הקוטב הצפוני ומצייר ציר דמיוני דרך כדור הארץ לקוטב הדרומי, מסתבר שכוכב הלכת שלנו נע ממערב למזרח. זוכר, אפילו ב"מילה של גדוד איגור "נאמר ש"השמש עולה בזריחה"? המזרח פוגש תמיד את קרני השמש לפני המערב. זו הסיבה שהשנה החדשה במזרח הרחוק מתחילה מוקדם יותר מאשר במוסקבה.
במקביל, מדענים החליטו שרק שתי נקודות בכוכב הלכת שלנו נמצאות במצב סטטי ביחס לתנועה מעגלית. אלה הם הפולנים הצפוניים והדרומיים.
מהירות מטורפת
כל המקומות האחרים בכוכב הלכת הם בתנועה תמידית. מה המהירות של כדור הארץ סביב השמש? בקו המשווה הוא הגבוה ביותר ומגיע ל -1, 670 קמ"ש. קרוב יותר לקווי הרוחב האמצעיים, למשל באיטליה, המהירות כבר נמוכה בהרבה - 1200 קמ"ש. וככל שהקטבים קרובים יותר, כך הוא קטן וקטן יותר.
תקופת המהפכה של כדור הארץ סביב צירו היא 24 שעות. כך אומרים המדענים. אנו קוראים לזה פשוט יותר - יום.
ובאיזו מהירות כדור הארץ מסתובב סביב השמש?
מהיר פי 350 ממכונית מירוץ
בנוסף לסיבוב סביב הציר, כדור הארץ מבצע גם תנועה אליפסואידית סביב כוכב בשם השמש. באיזו מהירות מסתובבת כדור הארץ סביב השמש? מדענים חישבו זמן רב את המדד הזה באמצעות נוסחאות וחישובים מורכבים. מהירות כדור הארץ סביב השמש היא 107 אלף קמ"ש.
קשה אפילו לנסות לדמיין את המספרים המטורפים והלא מציאותיים האלה. לדוגמה, אפילו המהירות המרבית של מכונית מירוץ - 300 קמ"ש - פחותה פי 356 ממהירות כדור הארץ במסלול.
נראה לנו שהשמש הזו עולה ועולה, שכדור הארץ חסר תנועה, והמאורה מייצרת מעגל בשמים. במשך זמן רב חשבה האנושות בדיוק עד שהמדענים הוכיחו: הכל קורה להפך. כיום, אפילו תלמיד בית ספר יודע מה קורה בעולם: כוכבי לכת מסתובבים בצורה חלקה וחגיגית סביב השמש, ולא להפך. כדור הארץ מסתובב סביב השמש, וכלל לא, כפי שהאמינו בעבר קדומים.
אז גילינו שמהירות הסיבוב של כדור הארץ סביב הציר והשמש היא 1670 קמ"ש (בקו המשווה) ו -107 אלף קמ"ש בהתאמה. וואו, אנחנו טסים!
שנה שטופת שמש וכוכב
מעגל מלא, או ליתר דיוק, סגלגל אליפסואידי, כוכב הלכת כדור הארץ עובר סביב השמש תוך 356 ימים 5 שעות 48 דקות 46 שניות. דמויות אלה מכונות אסטרונומים "השנה האסטרולוגית". לכן לשאלה "מהי תדירות המהפכה של כדור הארץ סביב השמש?" אנו עונים בפשטות ובתמציתיות: "שנה". אינדיקטור זה נותר ללא שינוי, אך משום מה כל ארבע שנים יש לנו שנה מעוברת בה יש יום אחד נוסף.
זה רק שהאסטרונומים הסכימו לפני זמן רב כי חמש השעות הנוספות אינן סופרות "קופיקות" כל שנה, אלא בחרו את המספר של השנה האסטרונומית שהיא ריבוי ימים. כך, השנה היא 365 יום. אך כדי למנוע תקלה לאורך זמן, כך שהקצביות הטבעיות לא ישתנו בזמן, כל ארבע שנים מופיע יום נוסף בודד בלוח השנה בפברואר. רבעי הימים האלה במשך 4 שנים "מתקבצים" ביום שלם - ואנחנו חוגגים שנה מעוברת. כך, כשמענים על השאלה מהי תדירות המהפכה של כדור הארץ סביב השמש, אל תהסס לומר שמדובר בשנה אחת.
בעולם המדעי ישנם המושגים "שנה שטופת שמש" ו"שנה כוכבית (sidereal) ". ההבדל ביניהם הוא בערך 20 דקות וזה מגיע מכיוון שכוכב הלכת שלנו נע במהירות רבה יותר במסלול מאשר השמש חוזרת למקום שאסטרונומים זיהו אותו כשוויון השחי. אנו יודעים כבר את מהירות המהפכה של כדור הארץ סביב השמש, ותקופת המהפכה של כדור הארץ סביב השמש היא שנה.
ימים ושנים בכוכבי לכת אחרים
לתשעת כוכבי הלכת של מערכת השמש יש "מושגים" משלהם של מהירות, מהו יום כזה ומהי שנה אסטרונומית.
כוכב הלכת ונוס, למשל, סובב סביב עצמו 243 ימי כדור הארץ. אתה יכול לדמיין כמה אתה יכול לעשות ביום אחד? וכמה זמן נמשך הלילה!
אבל ביופיטר ההיפך הוא הנכון. כוכב לכת זה מסתובב סביב צירו במהירות ענקית ומצליח לעשות מהפכה של 360 מעלות תוך 9.92 שעות.
מהירות מעבר כדור הארץ במסלול סביב השמש היא שנה (365 יום), אך מרקורי הוא 58.6 ימי כדור הארץ בלבד. מאדים, כוכב הלכת הקרוב ביותר לכדור הארץ, נמשך כמעט באותו יום כמו שקורה בכדור הארץ - 24 וחצי שעות, אך השנה ארוכה כמעט פי שניים - 687 ימים.
המהפכה של כדור הארץ סביב השמש היא 365 יום. עכשיו, בוא נכפיל את הנתון הזה ב- 247.7 ונשיג שנה אחת על הפלנטה פלוטו. עברנו את המילניום, וכוכב הלכת הרחוק ביותר במערכת השמש - רק ארבע שנים.
אלה כמויות ונתונים פרדוקסאליים שמפחידים בסדר גודל שלהם.
אליפסה מסתורית
כדי להבין מדוע עונות השנה משתנות מעת לעת על פני כדור הארץ, מדוע חם בנתיב האמצעי וקר בחורף במדינה שלנו, חשוב לא רק לענות על השאלה כמה מהר כדור הארץ מסתובב סביב השמש ובאיזו דרך. כמו כן יש להבין כיצד הוא עושה זאת.
והיא עושה את זה לא במעגל, אלא באליפסה. אם נצייר את מסלול כדור הארץ סביב השמש, נראה שהוא הכי קרוב למאורות בינואר, והכי רחוק ביולי. הנקודה הקרובה ביותר במיקום כדור הארץ במסלול נקראת perihelion, והמרוחק ביותר הוא אפליון.
מכיוון שציר כדור הארץ אינו נמצא במצב אנכי לחלוטין, אלא סוטה בכ -23.4 מעלות, וביחס למסלול האליפסואידי, זווית הנטייה עולה ל -66.3 מעלות, מסתבר שבמיקומים שונים כדור הארץ חושף את השמש לצדדים שונים.
בגלל הנטייה של המסלול, כדור הארץ פונה אל האור בהמיספרות השונות, ומכאן שינוי מזג האוויר. כאשר החורף משתולל בחצי הכדור הצפוני, הקיץ החם פורח בחצי הכדור הדרומי. חצי שנה תעבור - והמצב ישתנה בדיוק ההפך.
ספין, ארצי ארצי!
האם השמש סובבת משהו? כמובן, כן! אין חפצים חסרי תנועה לחלוטין בחלל. כל כוכבי הלכת, כל הלוויינים שלהם, כל שביטים ואסטרואידים מסתובבים כמו שעון. כמובן שלגופים שמימיים שונים יש מהירויות סיבוב שונות, וזווית הנטייה של הציר, אך עדיין הם תמיד בתנועה. והשמש, שהיא כוכב, אינה יוצאת דופן.
מערכת השמש אינה חלל סגור עצמאי. היא נכנסת לגלקסיה ספירלית ענקית הנקראת שביל החלב. זה, בתורו, כולל לא פחות מ -200 מיליארד כוכבים. השמש נעה במעגל יחסית למרכז הגלקסיה הזו. סיבוב השמש סביב הציר וגלקסיית שביל החלב, חישבו המדענים גם באמצעות תצפיות לטווח ארוך ונוסחאות מתמטיות.
כיום יש נתונים כאלה. השמש עוברת את מעגל התנועה הסיבובית שלה סביב שביל החלב ב 226 מיליון שנה. במדע האסטרונומי נקרא נתון זה "השנה הגלקטית". יחד עם זאת, אם אנו מדמיינים את פני הגלקסיה שטוחים, הרי שהאורות שלנו גורמים לתנודות קטנות מעלה ומטה ומופיעות לסירוגין בחצי הכדור הצפוני והדרומי של שביל החלב. התדירות של תנודות כאלה היא 30-35 מיליון שנה.
מדענים מאמינים כי השמש במהלך קיום הגלקסיה הצליחה לבצע 30 מהפכות מלאות סביב שביל החלב. לפיכך, השמש חיה רק 30 שנים גלקטיות. בכל מקרה, מדענים אומרים כך.
מרבית המדענים מאמינים כי החיים בכדור הארץ מקורם לפני 252 מיליון שנה. כך ניתן לטעון שהאורגניזמים החיים הראשונים על פני כדור הארץ הופיעו כאשר השמש עשתה את המהפכה ה -29 שלה סביב שביל החלב, כלומר בשנה ה -29 לחייה הגלקטיים.
הגוף והגזים נעים במהירויות שונות.
למדנו המון עובדות מעניינות. אנו כבר מכירים את האינדיקטור למהירות המהפכה של כדור הארץ סביב השמש, גילינו מהי השנה האסטרונומית והגלקטית, עם מהירות המהירות של כדור הארץ והשמש במסלוליהם, וכעת נקבע איזו מהירות השמש מסתובבת סביב צירתה.
העובדה שהשמש מסתובבת, הבחינו חוקרים קדומים. כתמים דומים הופיעו ונעלמו עליו מעת לעת, מה שאפשר להסיק מסקנה לגבי סיבובו סביב הציר. אבל באיזו מהירות? מדענים, המחזיקים בשיטות המחקר המודרניות ביותר, התווכחו על כך במשך זמן רב מאוד.
אחרי הכל, למאורות שלנו יש קומפוזיציה מורכבת מאוד. גופו נוזל מוצק. בפנים יש גרעין מוצק, שסביבו יש מעטפת נוזלית חמה. מעליו קרום קשה. בנוסף לכל זה, פני השמש אפופים בגז חם, אשר בוער ללא הפסקה. זהו גז כבד המורכב בעיקר ממימן.
אז, עצם גוף השמש מסתובב לאט, והגז הבוער הזה - במהירות.
25 יום ו 22 שנים
הקליפה החיצונית של השמש עושה סיבוב שלם סביב צירו תוך 27 וחצי ימים. אסטרונומים הצליחו לקבוע זאת על ידי התבוננות בכתמי שמש. אבל זה הערך הממוצע. לדוגמא, כתמי שמש על קו המשווה מסתובבים מהר יותר ועושים מהפכה סביב הציר תוך 25 יום. בקטבים נעים כתמים במהירות של 31 עד 36 יום.
גוף הכוכב עצמו מסתובב סביב צירו תוך 22.14 שנים. באופן כללי, במאה שנים של חיים ארציים, השמש תסתובב סביב צירו רק ארבע וחצי.
מדוע מדענים בוחנים בצורה מדויקת כל כך את מהירות הסיבוב של האור שלנו?
מכיוון שהוא מספק תשובות לשאלות רבות של אבולוציה. אחרי הכל, הכוכב השמש הוא מקור החיים של כל החיים על כדור הארץ. זה בגלל התפרצויות בשמש, כפי שמאמינים חוקרים רבים, החיים הופיעו על פני כדור הארץ (לפני 252 מיליון שנה). ודווקא בגלל התנהגות השמש בימי קדם, מתו דינוזאורים וזוחלים אחרים.
