ВходКак убедиться что земля круглая. И всё-таки церковь отметилась в вопросе о форме Земли. Снимки из космоса
Люди давно знают, что Земля круглая, и находят все новые и новые способы показать, что наш мир не плоский. И все же, даже в 2016 году, на планете довольно много людей, которые твердо уверены в том, что Земля не круглая. Это страшные люди, они, как правило, верят в теории заговора, и с ними трудно спорить. Но они существуют. Как и «Общество плоской Земли». Смешно становится при одной мысли об их возможных аргументах. Но история нашего вида была интересной и изворотливой, опровергались даже твердо устоявшиеся истины. Вам не придется прибегать к сложным формулам, чтобы развеять теорию заговора плоской Земли.
Достаточно взглянуть вокруг и десять раз проверить: Земля однозначно, неизбежно, совершенно и абсолютно не плоская на 100%.
Сегодня люди уже знают, что Луна - это не кусочек сыра и не игривое божество, а явления нашего спутника хорошо объясняет современная наука. Но древние греки понятия не имели, что это такое, и в поисках ответа сделали несколько проницательных наблюдений, которые позволили людям определить форму нашей планеты.
Аристотель (который сделал довольно много наблюдений о сферической природе Земли) заметил, что во время лунных затмений (когда орбита Земли помещает планету точно между Солнцем и Луной, порождая тень) тень на лунной поверхности - круглая. Эта тень и есть Земля, а отбрасываемая ей тень прямо указывает на сферическую форму планеты.
Поскольку Земля вращается (поищите информацию на тему эксперимента с «маятником Фуко», если сомневаетесь), овальная тень, которая рождается в ходе каждого лунного затмения, говорит не только о том, что Земля круглая, но и не плоская.
Корабли и горизонт
Если вы недавно были в порту или просто прогуливались по пляжу, вглядываясь в горизонт, вы могли заметить очень интересное явление: приближающиеся корабли не просто «появляются» из горизонта (как должны были бы, будь мир плоским), а скорее выходят из моря. Причина того, что корабли буквально «выходят из волн», в том, что наш мир не плоский, а круглый.
Представьте себе муравья, который идет по поверхности апельсина. Если смотреть на апельсин с близкого расстояния, нос к плоду, вы увидите, как тело муравья медленно поднимается над горизонтом ввиду кривизны поверхности апельсина. Если проделать этот эксперимент с длинной дорогой, эффект будет другой: муравей будет медленно «материализоваться» в поле зрения, в зависимости от того, насколько острое у вас зрение.
Смена созвездий
Это наблюдение первым сделал Аристотель, который объявил Землю круглой, наблюдая за сменой созвездий при пересечении экватора.
Вернувшись из поездки в Египет, Аристотель заметил, что «в Египте и на Кипре наблюдаются звезды, которых не видели в северных регионах». Это явление можно объяснить лишь тем, что люди смотрят на звезды с круглой поверхности. Аристотель продолжал и заявил, что сфера Земли «небольших размеров, ведь в противном случае эффект такой легкой перемены местности не проявился бы так скоро».
Тени и палочки
Если вы воткнете палочку в землю, она даст тень. Тень движется по мере течения времени (на основе этого принципа древние люди изобрели солнечные часы). Если бы мир был плоским, две палочки в разных местах производили бы одну и ту же тень.
Но этого не происходит. Потому что Земля круглая, а не плоская.
Эратосфен (276–194 гг. до н. э.) использовал этот принцип, чтобы рассчитать окружность Земли с хорошей точностью.
Чем выше, тем дальше видно
Стоя на плоском плато, вы смотрите в сторону горизонта от вас. Вы напрягаете свои глаза, затем достаете любимый бинокль и смотрите через него, насколько могут видеть глаза (с помощью бинокулярных линз).
Затем вы взбираетесь на ближайшее дерево - чем выше, тем лучше, главное - не уронить бинокль. И снова смотрите, напрягая глаза, через бинокль за горизонт.
Чем выше вы заберетесь, тем дальше будет видно. Обычно мы склонны связывать это с препятствиями на Земле, когда за деревьями не видно леса, а за каменными джунглями - свободы. Но если вы будете стоять на идеально чистом плато, без каких-либо препятствий между вами и горизонтом, вы увидите намного больше свысока, чем с земли.
Все дело в кривизне Земли, конечно, и этого не было бы, будь Земля плоской.
Полет на самолете
Если вы когда-либо вылетали из страны, особенно куда подальше, вы должны были заметить два интересных факта о самолетах и Земле:
Самолеты могут лететь по относительно прямой линии очень долго и не падают за край мира. Они также могут летать вокруг Земли без остановки.
Если вы посмотрите в окно во время трансатлантического перелета, вы в большинстве случаев увидите кривизну земли на горизонте. Лучший вид кривизны был на «Конкорде», но этого самолета давно уж нет. С нового самолета Virgin Galactic горизонт должен быть абсолютно изогнутым.
Взгляните на другие планеты!
Земля отличается от других, и это бесспорно. В конце концов, у нас есть жизнь, и мы не находили пока планет с жизнью. Однако все планеты обладают схожими характеристиками, и было бы логично предположить, что если все планеты ведут себя определенным образом или демонстрируют конкретные свойства - особенно если планеты разделены расстоянием или сложились при различных обстоятельствах - то и наша планета аналогична.
Другими словами, если существует так много планет, которые образовались в разных местах и в разных условиях, но обладают схожими свойствами, вероятнее всего, и наша планета будет таковой. Из наших наблюдений стало ясно, что планеты круглые (а поскольку мы знали, как они образовались, мы знаем и почему у них такая форма). Нет никакой причины думать, что наша планета не будет такой же.
В 1610 году Галилео Галилей наблюдал вращение спутников Юпитера. Он описал их как маленькие планеты, вращающиеся вокруг большой планеты - и это описание (и наблюдение) не понравилось церкви, поскольку бросало вызов геоцентрической модели, в которой все вертелось вокруг Земли. Это наблюдение показало также и то, что планеты (Юпитер, Нептун, а позже и Венера) сферические и вращаются вокруг Солнца.
Плоскую планету (нашу или любую другую) будет настолько невероятно наблюдать, что перевернет практически все, что мы знаем о формировании и поведении планет. Это не только изменит все, что мы знаем о формировании планет, но и о формировании звезд (поскольку наше Солнце должно вести себя по-другому, приноравливаясь к теории плоской Земли), о скорости и движении космических тел. Короче, мы не просто подозреваем, что наша Земля круглая - мы это знаем.
Существование часовых поясов
В Пекине сейчас 12 ночи, полночь, солнца нет. В Нью-Йорке 12 пополудни. Солнце в зените, хотя его и трудно разглядеть под облаками. В Аделаиде, Австралия, час тридцать утра. Солнце взойдет очень нескоро.
Это можно было бы объяснить лишь тем, что Земля круглая и вращается вокруг собственной оси. В определенный момент, когда солнце светит на одной части Земли, на другом конце темно, и наоборот. Отсюда появляются часовые пояса.
Другой момент. Если бы солнце было «прожектором» (его свет прямо падал на конкретную область), а мир был плоским, мы видели бы солнце, даже если бы оно не светило над нами. Примерно так же вы можете увидеть свет прожектора на сцене театра, сами оставаясь в тени. Единственный способ создать два совершенно раздельных часовых пояса, один из которых будет всегда в темноте, а другой на свету, - это обзавестись сферическим миром.
Центр тяжести
Есть интересный факт о нашей массе: она притягивает вещи. Сила притяжения (гравитация) между двумя объектами зависит от их массы и от расстояния между ними. Проще говоря, гравитация будет притягивать в сторону центра масс объектов. Чтобы найти центр массы, нужно изучить объект.
Представьте сферу. Ввиду формы сферы, где бы вы ни стояли, под вами будет все то же количество сферы. (Представьте себе муравья, идущего по стеклянному шару. С точки зрения муравья, единственным признаком передвижения будет перемещение ног муравья. Форма поверхности не будет меняться совершенно). Центр массы сферы находится в центре сферы, то есть гравитация притягивает все, что на поверхности, в направлении центра сферы (прямо вниз), независимо от местоположения объекта.
Рассмотрим плоскость. Центр массы плоскости находится в центре, поэтому сила гравитации будет притягивать все, что на поверхности, к центру плоскости. Это значит, если вы будете на краю плоскости, гравитация будет тянуть вас в сторону центра, а не вниз, как мы привыкли.
И даже в Австралии яблоки падают сверху вниз, а не сбоку набок.
Снимки из космоса
За последние 60 лет освоения космоса мы запустили много спутников, зондов и людей в космос. Некоторые из них вернулись, некоторые продолжают оставаться на орбите и передавать прекрасные снимки на Землю. И на всех фотографиях Земля (внимание) круглая.
Если ваш ребенок будет спрашивать, откуда мы знаем, что Земля круглая, потрудитесь объяснить.
Говорят, что вот такая …
Впрочем, гипотеза о том, что наша планета имеет форму шара, существовала очень давно. Первым эту мысль высказал ещё в VI веке до нашей эры древнегреческий философ и математик Пифагор. Другой философ, Аристотель, живший в Древней Греции двумя веками позже, привёл наглядные доказательства шарообразности: ведь во время лунных затмений Земля отбрасывает на Луну тень именно круглой формы!
Постепенно идея о том, что Земля - шар, висящий в пространстве и ни на что не опирающийся, распространялась всё шире. Прошли века, людям давно известно, что Земля не плоская и не покоится на китах или слонах… Мы обошли вокруг света, пересекли наш шарик буквально во всех направлениях, облетели его на самолёте, сфотографировали из космоса. Мы даже знаем, почему не только наша, но и все другие планеты, и Солнце, и звёзды, и Луна, и другие большие спутники именно «круглые», а не какой-нибудь другой формы. Ведь они большие, обладают огромной массой. Их собственная сила тяготения - гравитация - стремится придать небесным телам форму шара.
Если бы даже объявилась некая сила, большая, чем гравитация, которая придала бы Земле форму, скажем, чемодана, кончилось бы всё равно тем же: как только бы действие этой силы прекратилось, сила тяготения начала бы снова собирать Землю в шар, «втягивая» выступающие части, пока все точки поверхности не оказались бы на равном расстоянии от центра.
Давайте продолжим размышления на эту тему …
Не шар!
Ещё в XVII веке знаменитый физик и математик Ньютон, сделал смелое предположение, что Земля - никакой не шар, вернее, не совсем шар. Предположил - и математически это доказал.
Ньютон «пробурил» (разумеется, мысленно!) до центра планеты два сообщающихся канала: один от Северного полюса, другой - от экватора, и «заполнил» их водой. Расчёты показали, что вода установилась на разных уровнях. Ведь в полярном колодце на воду действует только сила тяготения, а в экваториальном - ей ещё противостоит центробежная сила. Учёный утверждал: для того чтобы оба столба воды оказывали на центр Земли одинаковое давление, то есть чтобы они имели равный вес, уровень воды в экваториальном колодце должен бы быть выше - по подсчётам Ньютона на 1/230 от среднего радиуса планеты. Иными словами, расстояние от центра до экватора больше, чем до полюса.
Чтобы проверить расчёты Ньютона, Парижская академия наук отправила в 1735 - 1737 годах две экспедиции: в Перу и в Лапландию. Участники экспедиции должны были измерить дуги меридиана - по 1 градусу каждая: одну - в экваториальных широтах, в Перу, другую - в полярных, в Лап ланд ни. После обработки данных экспедиций, руководитель северной, геодезист Пьер-Луи Мопертюи, объявил, что Ньютон прав: Земля сжата у полюсов! Это открытие Мопертюи увековечил Вольтер в… эпиграмме:
Посланец физики, отважный мореход,
Преодолев и горы, и моря.
Влача квадрант средь снега и болот,
Почти что превратившись в лопаря.
Узнал ты после множества потерь.
Что знал Ньютон, не выходя за дверь.
Напрасно Вольтер был столь язвителен: разве наука может существовать без экспериментальных подтверждений её теорий?!
Как бы то ни было, теперь мы точно знаем, что Земля сплюснута у полюсов (если угодно - растянута у экватора). Растянута, впрочем, совсем немного: полярный радиус составляет 6357 км, а экваториальный - 6378 км, всего на 21 км больше.
Похожа на грушу?
Однако можно ли назвать Землю пусть не шаром, но «сплюснутым» шаром, а именно эллипсоидом вращения? Ведь, как мы знаем, рельеф у неё неровный: есть горы, есть и впадины. Кроме того, на неё действуют силы притяжения других небесных тел, в первую очередь Солнца и Луны. Пусть их влияние невелико, но всё-таки Луна способна на несколько метров искривлять форму жидкой оболочки Земли - Мирового океана, - создавая приливы и отливы. Значит - в разных точках радиусы «вращения» разные!
К тому же на севере находится «жидкий» океан, а на юге - «твёрдый» материк, покрытый льдом - Антарктида. Получается, что Земля имеет не совсем правильную форму, напоминает грушу, вытянутую к Северному полюсу. А по большому счёту поверхность её настолько сложна, что вообще не поддаётся строгому математическому описанию. Поэтому для формы Земли учёные предложили особое название - геоид. Геоид является неправильной стереометрической фигурой. Его поверхность приблизительно совпадает с гладью Мирового океана и продолжается на материковой части. Та самая «высота над уровнем моря», которую указывают в атласах и словарях, отсчитывается именно от этой поверхности геоида.
Ну и по научному:
Гео́ид (от др.-греч. γῆ - Земля и др.-греч. εἶδος - вид, буквально - «нечто подобное Земле») - выпуклая замкнутая поверхность, совпадающая с поверхностью воды в морях и океанах в спокойном состоянии и перпендикулярная к направлению силы тяжести в любой ее точке. Геометрическое тело, отклоняющееся от фигуры вращения Эллипсоид вращения и отражающее свойства потенциала силы тяжести на Земле (вблизи земной поверхности), важное понятие в геодезии.
1. Мировой океан
2. Земной эллипсоид
3. Отвесные линии
4. Тело Земли
Геоид определяется как эквипотенциальная поверхность земного поля тяжести (уровенная поверхность), приблизительно совпадающая со средним уровнем вод Мирового океана в невозмущённом состоянии и условно продолженная под материками. Отличие реального среднего уровня моря от геоида может достигать 1 м.
По определению эквипотенциальной поверхности, поверхность геоида везде перпендикулярна отвесной линии.
Геоид не геоид!
Если быть совсем честными, стоит признаться, что из-за различия температуры в разных точках планеты и солёности океанов и морей, атмосферного давления и прочих факторов поверхность водной глади не совпадает по форме даже с геоидом, а имеет отклонения. Например, на широте Панамского канала разница уровней Тихого и Атлантического океанов составляет 62 см.
На форме Земного шара сказываются и сильные землетрясения. Одно из таких 9-балльных землетрясений произошло 26 декабря 2004 года в Юго-Восточной Азии, на Суматре. Профессора Миланского университета Роберто Сабадини и Джорджио Далла Виа считают, что оно оставило «шрам» на гравитационном поле планеты, в результате чего геоид существенно прогнулся. Чтобы проверить это предположение, европейцы намерены отправить на орбиту новый спутник GOCE, оснащённый современной высокочувствительной аппаратурой. Надеемся, что вскоре он пришлёт нам точную информацию о том, какую форму имеет Земля сегодня.
и еще немного интересного про Землю: например вот Когда узнали, что Земля круглая? или Когда впервые сфотографировали Землю из космоса . А вот вы знаете например Почему материки и части света так называются? и еще вот недавно сообщали, что
+
Оригинал взят у masterok
в
Давно потерянный континент обнаружен на дне Индийского океана
В начале 2013 года геологами были найдены доказательства того, что под океаном, между Мадагаскаром и Индией, разбросаны затопленные остатки древнего микроконтинента.
Доказательством стала находка на Маврикии - вулканическом острове, лежащем примерно в 900 км к востоку от Мадагаскара. Тамошним старейшим базальтам около 8,9 млн лет, утверждает геолог Бьёрн Ямтвейт из Университета Осло (Норвегия). Но тщательный анализ песка с двух местных пляжей позволил выявить где-то двадцать цирконов - кристалликов силиката циркония, которые обладают высокой стойкостью к эрозии и химическим изменениям. Они намного древнее.
Эти цирконы образовались в гранитах и других вулканических породах по крайней мере 660 млн лет назад. Одному из кристаллов не меньше 1,97 млрд лет.
Г-н Ямтвейт и его коллеги предполагают, что породы, содержащие эти цирконы, возникли во фрагментах древней континентальной коры, находящейся под Маврикием. По-видимому, сравнительно недавние извержения вулканов доставили осколки коры на поверхность, где цирконы оказались среди песка в результате эрозии.
Исследователи подозревают также, что под дном Индийского океана лежит множество фрагментов той континентальной коры. Анализ гравитационного поля Земли выявил несколько областей, где океаническая кора намного толще обычного - 25–30 км вместо привычных 5–10 км.
Эта аномалия может оказаться остатками суши, которую учёные предлагают назвать Мавриция (Mauritia). Вероятно, она разделилась с Мадагаскаром, когда тектонический рифтогенез и растяжение морского дна заставили Индийский субконтинент начать движение из южной части Индийского океана в северо-восточном направлении. Последующее растяжение и истончение коры в этой области привело к опусканию фрагментов Мавриции, которые на тот момент состояли из острова или архипелага общей площадью примерно в три Крита.
Учёные выбрали для анализа песок, а не местные породы, дабы убедиться, что цирконы, нечаянно застрявшие в дробильном оборудовании после предыдущих исследований, не загрязнили свежие образцы.
«В песке мы нашли циркон, — говорит профессор университета Осло Тронд Торсвик, возглавлявший исследование, — который обычно содержится в континентальной коре. Причем, найденные нами цирконы очень и очень древние».
Ближайшее обнажение континентальной коры, где ещё можно найти цирконы Мавриции, находится глубоко под водой. Кроме того, цирконы добыты в таких местах Маврикия, куда люди практически не заходят и едва ли могли принести их с собой. В то же время кристаллы слишком велики, чтобы их мог доставить туда ветер.
Примерно, 85 миллионов лет назад, приводит Би-би-си слова профессора Торсвика, когда Индия начала отделяться от Мадагаскара, микроконтинент сломался и ушел под воду. Сохранились лишь незначительные его остатки, например, Сейшелы.
«Нам нужны данные сейсмологического характера, чтобы получить сведения о геологической структуре находящейся на дне океана породы», — пояснил профессор Торсвик.
«Или же можно начать раскопки на дне океана, но это будет стоить колоссальных денег», — подчеркнул он.
Родиния — суперконтинент, который, как считается, образовался около миллиарда лет назад. В то время Земля состояла из одной гигантской части суши и одного гигантского океана. Родиния считается древнейшим из известных суперконтинентов, однако его позиция и очертания до сих пор остаются предметом споров ученых и экспертов.
Вот самая распространенная версия:
Когда-то мы могли бы (если бы жили в то время, конечно) пешком дойти от Австралии до Северной Америки. Многие жившие в то время существа не раз совершали такие переходы. В то время как тяжелые железосодержащие породы погружались глубже, за несколько сотен миллионов лет формируя ядро, легкие каменистые породы, поднимаясь на поверхность, образовывали кору. Гравитационное сжатие и радиоактивный распад еще сильнее нагревали внутренние области Земли. В связи с возрастанием температуры от поверхности к центру нашей планеты возникали фокусы напряженности на границе с корой (там, где конвективные кольца мантийного вещества сходятся в восходящий поток.)
Под воздействием течений мантии литосферные плиты находятся в постоянном движении, отсюда возникают вулканы, землетрясения и дрейф материков. Континенты смещаются относительно друг друга непрерывно, но, так как скорость их смещения равна примерно 1 сантиметр в год, мы не замечаем этого движения. Тем не менее, если сравнить положения материков через миллиарды лет, сдвиги становятся ощутимыми. Теория дрейфа материков впервые была выдвинута в 1912 г. немецким географом Альфредом Вегенером, когда он заметил, что границы Африки и Южной Америки похожи, будто кусочки одной мозаики. Позже, после исследования дна океана, его теория подтвердилась. Кроме того, был сделан вывод о том, что Северный и Южный магнитные полюса за последние 10 миллионов лет менялись местами 16 раз! Наша планета формировалась постепенно: исчезло многое, что было раньше, а сейчас есть то, что отсутствовало в прошлом. Не сразу на планете появился и свободный кислород. До протерозоя, несмотря на то, что жизнь на планете уже была, атмосфера состояла лишь из углекислого газа, сероводорода, метана и аммиака. Учеными были найдены древнейшие отложения, явно не подвергавшиеся окислению.
Например, речная галька из пирита, который отлично реагирует с кислородом. Если этого не произошло, значит, кислорода к тому времени еще не было. Кроме того, 2 миллиарда лет назад вообще отсутствовали потенциальные источники, способные вырабатывать кислород. И по сей день исключительным источником кислорода в атмосфере являются фотосинтезирующие организмы. В начале истории Земли вырабатываемый архейскими анаэробными микроорганизмами кислород почти сразу тратился на окисление растворенных соединений, горных пород и газов в атмосфере. Молекулярного кислорода почти не существовало; он, кстати, был ядовит для большинства существовавших в то время организмов. К началу палеопротерозойской эры все поверхностные породы и газы в атмосфере уже были окислены, и кислород оставался в атмосфере в свободном виде, что привело к кислородной катастрофе. Ее значение в том, что она глобально изменила положение сообществ на планете.
Если раньше большую часть Земли населяли анаэробные организмы, то есть те, которым не нужен кислород и для которых он является ядовитым, то теперь эти организмы отошли на второй план. Первое же место заняли те, кто раньше был в меньшинстве: аэробные организмы, раньше существовавшие лишь на ничтожно малом пространстве скопления свободного кислорода, теперь смогли «расселиться» по всей планете, за исключением тех небольших участков, где кислорода было недостаточно. Над азотно-кислородной атмосферой образовался озоновый экран, и космические лучи почти прекратили пробиваться к поверхности Земли. Следствием этого является уменьшение парникового эффекта и глобальное изменение климата. 1,1 миллиардов лет назад на нашей планете был один гигантский континент – Роди́ния (от русск. Родина) и один океан – Миро́вия (от русск. мировой). Этот период называют «ледяным миром», так как на нашей планете в то время было очень холодно. Родиния считается древнейшим материком на планете, однако существуют предположения, что до нее существовали еще континенты.
Родиния распалась 750 миллионов лет назад, по-видимому, из-за восходящих тепловых потоков в земной мантии, которые вздували отдельные области суперконтинента, растягивая кору и заставляя ее ломаться в этих местах. Хотя живые организмы существовали до разлома Родинии, но только в кембрийском периоде начали появляться животные с минеральным скелетом, пришедшим взамен мягких тел. Это время иногда называют «кембрийским взрывом», в этот же момент сформировался следующий суперконтинент – Пангея (греч. Πανγαία – всеземля). Совсем недавно, 150-220 миллионов лет назад (а для Земли это совсем ничтожный возраст) Пангея распалась на Гондвану, «собранную» из современных Южной Америки, Африки, Антарктиды, Австралии и острова Индостан, и Лавразию – второй суперконтинет, состоящий из Евразии и Северной Америки. Спустя десятки миллионов лет, Лавразия раскололась на Евразию и Северную Америку, которые, как известно, существуют и по сей день. А еще через 30 миллионов лет Гондвана разделилась на Антарктиду, Африку, Южную Америку, Австралию и Индию, которая является субконтинентом, то есть имеет собственную континентальную плиту. Движение материков продолжается и сейчас.
Предположительно, наши континенты вновь столкнутся и образуют новый суперконтинент, которому уже дали имя – Пангея Ультима. Термин Pangaea Ultima и саму теорию о появлении материка придумал американский геолог Кристофер Скотезе, который, используя различные методы расчета движения литосферных плит, установил, что слияние может произойти где-то через 200 миллионов лет. Последняя Пангея, как иногда называют этот континент в России, будет почти вся покрыта пустынями, а на северо-западе и юго-востоке будут находиться огромные горные хребты. .
При жизни Колумба люди считали, что Земля плоская. Они верили, что в Атлантическом океане живут чудовища огромного размера, способные поглотить их корабли, и существуют страшные водопады, на которых сгинут их суда. Колумбу пришлось бороться с этими странными представлениями, чтобы убедить людей отправиться в плавание с ним. Он был уверен, что Земля круглая.
- Эмма Милер Болениус, автор американских учебников, 1919
Один из самых долгоживущих мифов, с верой в которой растут дети в США, состоит в том, что Колумб был единственным из людей его времени, верившим, что Земля – круглая. Остальные верили, что она плоская. «Какими же смелыми должны были быть мореплаватели 1492 года,- думаете вы,- чтобы отправиться на край мира и не бояться свалиться с него!».
И в самом деле, существует много древних упоминаний о Земле в форме диска. И если бы из всех небесных тел вам были бы известны только Солнце и Луна, вы могли бы самостоятельно прийти к такому же выводу.
Если выйти на улицу на закате, через день-два после новолуния, можно увидеть примерно следующее.
Тонкий серп Луны, освещённая часть которого совпадает с частью сферы, которая могла бы быть освещена Солнцем.
Если бы вы обладали научным мышлением и любопытством, вы могли бы выходить на улицу в последующие дни и наблюдать за тем, что происходит дальше.
Луна не только меняет положение примерно на 12 градусов каждую ночь, двигаясь дальше от Солнца, но и освещается всё больше! Вы могли бы (справедливо) заключить, что Луна вращается вокруг Земли, и что изменение фаз связано со светом Солнца, освещающим разные части круглой Луны.
Древние и современные взгляды на фазы Луны в этом совпадают.
Но примерно два раза в год во время полнолуния случается кое-что, что позволяет нам определить форму Земли: лунное затмение! Во время полной Луны Земля проходит между Солнцем и Луной, и тень Земли становится видна на поверхности Луны.
И если посмотреть на эту тень, становится видно, что она загнута и имеет форму диска!
Правда, из этого нельзя вывести, является ли Земля плоским диском или круглой сферой. Можно лишь видеть, что тень Земли круглая.
Но, несмотря на популярный миф, вопрос о форме Земли решился не в XV или XVI веках (когда Магеллан совершил кругосветное путешествие), но примерно 2000 лет назад, в древнем мире. И что самое удивительное, для этого потребовалось лишь Солнце.
Если отслеживать путь Солнца по дневному небу, живя в северном полушарии, можно заметить, что оно восходит в восточной части неба, поднимается до максимума на юге, и затем клонится к закату и заходит на западе. И так в любой день года.
Но пути в течение ода немного отличаются. Солнце встаёт гораздо выше и светит в течение большего количества часов летом, а зимой встаёт ниже и светит меньше. Для иллюстрации обратите внимание на фото солнечного пути, изготовленное во время зимнего солнцестояния на Аляске.
Если построить путь Солнца по дневному небу, вы обнаружите, что самый нижний из путей, и самый короткий по времени, приходится на зимнее солнцестояние – обычно это 21 декабря – а самый высокий путь (и самый длинный) бывает во время летнего солнцестояния, обычно 21 июня.
Если сделать камеру, способную фотографировать путь Солнца по небу в течение года, у вас получится набор дуг, из которых самая высокая и длинная сделана в день летнего солнцестояния, а самая низкая и короткая – в день зимнего солнцестояния.
В древнем мире величайшие учёные Египта, Греции и всего Средиземноморья работали в Александрийской библиотеке. Одним из них был древнегреческий астроном Эратосфен.
Живя в Александрии, Эратосфен получал удивительные письма из города Сиена в Египте. Там, в частности, говорилось, что в день летнего солнцестояния:
Тень человека, смотрящего в глубокий колодец, закроет отражение Солнца в полдень.
Иными словами, Солнце будет находиться прямо над головой, не отклоняясь ни на градус на юг, север, восток или запад. И если у вас был бы полностью вертикальный объект, он не отбрасывал бы тени.
Но Эратосфен знал, что в Александрии это не так. Солнце подходит к верхней точке в полдень во время летнего солнцестояния в Александрии ближе, чем в другие дни, но и вертикальные объекты там отбрасывают тень.
И как и любой хороший учёный, Эратосфен поставил эксперимент. Измеряя длину тени, отбрасываемой вертикальной палочкой в день летнего солнцестояния, он смог измерить угол между Солнцем и вертикальным направлением в Александрии.
Он получил одну пятидесятую круга, или 7,2 градусов. Но в то же время в Сиене угол между Солнцем и вертикальной палочкой составлял ноль градусов! Почему так могло происходить? Возможно, благодаря гениальному озарению, Эратосфен понял, что Солнечные лучи могут быть параллельны, а Земля – изогнутой!
Если потом он мог бы узнать расстояние от Александрии до Сиены, зная разницу углов, он смог подсчитать бы окружность Земли! Если бы Эратосфен был научным руководителем аспиранта, он бы послал его в путь для измерения расстояния!
Но вместо этого ему пришлось полагаться на известное тогда расстояние между этими двумя городами. А самым точным методом измерения тогда было…
Путешествие на верблюде. Можно понять критику такой точности. И всё же, он полагал расстояние между Сиеной и Александрией равным 5000 стадиев. Вопрос только в длине стадия. Ответ зависит от того, использовал ли Эратосфен, грек, живший в Египте, аттические или египетские стадии, о чём историки спорят до сих пор. Аттический стадий использовался чаще, и длина его составляет 185 метров. С использованием этого значения можно получить окружность Земли равной 46 620 км, что на 16% больше реального значения.
Но египетский стадий составляет всего 157,5 метра, и возможно, именно его имел в виду Эратосфен. В этом случае получится 39 375, что отличается от современного значения в 40 041 км всего на 2%!
Вне зависимости от цифр, Эратосфен стал первым в мире географом, изобрёл понятия широты и долготы, используемые по сей день, и построил первые модели и карты на основе сферической Земли.
И хотя много чего было утеряно за прошедшие с тех пор тысячелетия, идеи о сферической Земле и знание о её примерной окружности не пропадали. Сегодня кто угодно может повторить тот же эксперимент с двумя местами, находящимися на одной долготе, и, измерив длины теней, получить окружность Земли! Неплохо, учитывая, что первое прямое фотографическое доказательство искривлённости Земли будет получено лишь а 1946 году!
Зная форму и размер Земли, уже с 240 года до н.э., мы смогли выяснить множество замечательных вещей, включая и размер и расстояние до Луны! Поэтому отдадим должное Эратосфену за открытие того, что Земля круглая и за первый точный подсчёт её размера!
Если Колумба и нужно за что-то запомнить в связи с размером и формой Земли, так это за то, что он использовал слишком малые значения для её окружности! Его оценки расстояний, с помощью которых он убедил, что судно может пройти из Европы напрямую в Индию (если бы Америк не было), были невероятно малы! И если бы Америк не было, они с командой умерли бы от голода, не дойдя до Азии!
Мы живём в удивительное время. Большинство небесных тел Солнечной системы исследовано зондами NASA, над Землёй кружат спутники GPS, экипажи МКС стабильно летают на орбиту, а возвращаемые ракеты приземляются на баржи в Атлантическом океане.
Тем не менее до сих пор существует целое сообщество людей, уверенных, что Земля плоская. Читая их утверждения и комментарии, искренне надеешься, что все они просто тролли.
Вот несколько простых доказательств того, что наша планета круглая.
Корабли и горизонт
Если вы побываете в каком-нибудь порту, взгляните на горизонт и понаблюдайте за кораблями. Когда корабль отдаляется, он не просто становится всё меньше и меньше. Он постепенно скрывается за горизонтом: сначала исчезает корпус, затем мачта. И наоборот, приближающиеся корабли не появляются на горизонте (как они должны были бы, если бы мир был плоским), а скорее выходят из-под моря.
Но корабли не выныривают из волн (за исключением «Летучего голландца» из « »). Причина, по которой приближающиеся корабли выглядят так, будто они медленно поднимаются из-за горизонта, состоит в том, что Земля не плоская, а круглая.
Варьирующиеся созвездия
Паранальская обсерватория в ЧилиИз различных широт видно различные созвездия. Это заметил греческий философ Аристотель ещё в 350 году до н. э. Вернувшись из поездки в Египет, Аристотель написал, что «в Египте и <…> на Кипре есть звёзды, которые не видны в северных регионах».
Наиболее яркими примерами являются созвездия Большая Медведица и Южный Крест. Большая Медведица, созвездие из семи звёзд, похожее на ковш, всегда видна в широтах выше 41° северной широты. Ниже 25° южной широты вы не увидите её.
Между тем Южный Крест, небольшое созвездие из пяти звёзд, вы обнаружите, только добравшись до 20° северной широты. И чем южнее вы будете двигаться, тем выше над горизонтом будет Южный Крест.
Если бы мир был плоским, мы могли бы наблюдать одни и те же созвездия из любой точки планеты. Но это не так.
Можете повторить эксперимент Аристотеля, когда отправитесь в путешествие. Обнаружить созвездия на небе вам помогут эти для Android и iOS.
Лунные затмения
Стадии лунного затмения / wikimedia.org
Ещё одно доказательство шарообразности Земли, найденное Аристотелем, - форма земной тени на Луне во время затмения. При затмении Земля оказывается между Луной и Солнцем, закрывая Луну от солнечного света.
Форма тени от Земли, которая падает на Луну во время затмений, совершенно круглая. Именно поэтому Луна становится полумесяцем.
Длина теней
Первым, кто вычислил окружность земли, был греческий математик по имени Эратосфен, который родился в 276 году до н. э. Он сравнил длину теней в день летнего солнцестояния в Сиене (этот египетский город сегодня называется Асуан) и расположенной севернее Александрии.
В полдень, когда солнце было прямо над Сиеной, теней не было. В Александрии палка, установленная на земле, бросала тень. Эратосфен понял, что, если он знает угол тени и расстояние между городами, он может вычислить окружность земного шара.
На плоской Земле не было бы никакой разницы между длиной теней. Положение Солнца везде было бы одинаковым. Только шарообразность планеты объясняет, почему положение Солнца разное в двух городах на расстоянии нескольких сотен километров друг от друга.
Наблюдения с высоты
Ещё одно очевидное доказательство шарообразности Земли: чем выше вы подниметесь, тем дальше вы можете видеть. Если бы Земля была плоской, вы бы имели одинаковый обзор независимо от вашего возвышения. Кривизна Земли ограничивает дальность нашего обзора примерно до пяти километров.
Кругосветные путешествия
Вид из кабины «Конкорда» / manchestereveningnews.co.uk
Первое кругосветное путешествие совершил испанец Фернан Магеллан. Плаванье продлилось три года, с 1519-го по 1522-й. Чтобы обогнуть земной шар, Магеллану потребовалось пять судов (из которых вернулись два) и 260 человек экипажа (из которых вернулись 18). К счастью, в наше время для того, чтобы убедиться, что Земля круглая, достаточно просто купить билет на самолёт.
Если вы когда-нибудь путешествовали самолётом, вы могли заметить кривизну горизонта Земли. Лучше всего её видно в полёте над океанами.
Согласно статьеVisually discerning the curvature of the Earth , опубликованной в журнале Applied Optics, кривая Земли становится видна на высоте около 10 километров при условии, что у наблюдателя есть обзор не менее 60°. Из окна пассажирского авиалайнера обзор всё-таки меньше.
Более отчётливо кривизна горизонта видна, если взлететь выше 15 километров. Лучше всего её заметно на фотографиях с «Конкорда», но, к сожалению, этот сверхзвуковой самолёт уже давно не совершает рейсов. Впрочем, высотная авиация возрождается в пассажирском ракетоплане от Virgin Galactic - Space Ship Two. Так что в ближайшем будущем мы увидим новые фотографии Земли, сделанные в суборбитальном полёте.
Самолёт вполне может облететь земной шар без остановки. Кругосветные путешествия на самолётах выполнялись неоднократно . При этом самолёты не обнаруживали никаких «краёв» Земли.
Наблюдения с метеозонда
Изображение с метеозонда / le.ac.uk
Обычные пассажирские авиалайнеры летают не так уж высоко: на высоте 8–10 километров. Метеозонды поднимаются значительно выше.
В январе 2017 года студенты Университета Лестера привязали несколько камер к воздушному шару и запустили его в небо. Он поднялся на высоту 23,6 километра над поверхностью, значительно выше, чем летают пассажирские авиалайнеры. На снимках, сделанных камерами, отчётливо видно кривую горизонта.
Форма других планет
Фотография Марса / nasa.gov
Наша планета довольно заурядная. Конечно, на ней есть жизнь, но в остальном она не отличается от множества других планет.
Все наши наблюдения показывают, что планеты являются сферическими. Так как у нас нет веских оснований считать иначе, наша планета тоже шарообразная.
Плоская планета (наша или любая другая) была бы невероятным открытием, которое бы противоречило всему, что мы знаем о формировании планет и орбитальной механике.
Часовые пояса
Когда в Москве семь вечера, в Нью-Йорке полдень, а в Пекине полночь. В Австралии в это же время 1:30 ночи. Вы можете , сколько времени в любой точке мира, и убедиться, что везде время суток своё.
Этому есть только одно объяснение: Земля круглая и вращается вокруг своей оси. На той стороне планеты, куда светит Солнце, в данный момент день. Противоположная сторона Земли тёмная, и там ночь. Это вынуждает нас использовать часовые пояса.
Даже если представить, что Солнце - направленный прожектор, который курсирует над плоской Землей, мы бы тогда не имели чёткого дня и ночи. Мы всё равно наблюдали бы Солнце, даже находясь в тени, как можем видеть в театре светящие на сцену прожекторы, находясь при этом в тёмном зале. Единственное объяснение смены времени суток - шарообразность Земли.
Центр тяжести
Известно, что гравитация всегда притягивает всё в сторону центра масс.
Наша Земля сферической формы. Центр масс сферы находится, что логично, в её центре. Гравитация притягивает все объекты на поверхности в направлении ядра Земли (то есть прямо вниз) независимо от их местоположения, что мы всегда и наблюдаем.
Если представить, что Земля плоская, то гравитация должна будет притягивать всё, что на поверхности, к центру плоскости. То есть, если вы окажетесь у края плоской Земли, гравитация будет тянуть вас не вниз, а к центру диска. Вряд ли можно найти на планете место, где вещи падают не вниз, а вбок.
Изображения из космоса
Фотография с МКС / nasa.gov
Первая фотография Земли из космоса сделана в 1946 году. С тех пор мы запустили туда множество спутников, зондов и космонавтов (или астронавтов, или тайконавтов - в зависимости от страны). Некоторые спутники и зонды вернулись, некоторые остаются на орбите Земли или летят через Солнечную систему. И на всех фотографиях и видеозаписях, переданных космическими аппаратами, Земля круглая.
Кривизна Земли отчётливо видна на фотографиях с МКС. Кроме того, вы можете увидеть фотографии Земли, которые делает с периодичностью в 10 минут спутник Японского метеорологического агентства «Химавари-8». Он постоянно находится на геостационарной орбите. Или вот фотографии в реальном времени от спутника DSCOVR, NASA.
Теперь, если вы вдруг окажетесь в обществе сторонников плоской Земли, у вас будет несколько аргументов в споре с ними.
Этот факт, наверное, сегодня уже ни у кого не вызывает сомнения. Даже маленьким дошколятам известно, что наша планета имеет шарообразную форму. Но не все ребята знают, почему Земля круглая. Давайте попробуем подробнее разобраться в данном вопросе.
Древние представления
Верное представление о том, почему Земля круглая (теперь уже научно доказанное и обоснованное) сложилось у людей не сразу и не одновременно. У различных народов, населявших нашу планету в давние времена, существовали разные теории её внешнего вида и строения. Вот некоторые из них.
- В Древней Индии представляли Землю как плоскость, покоящуюся на спинах трех слонов. Эти исполины находятся на а та, в свою очередь, на гигантской змее.
- Египтяне считали воплощением Солнца бога Ра, который на своей колеснице проносится по куполу неба. Земля в их представлении также была плоской.
- В Древнем Вавилоне бытовали представления о суше в виде огромной горы, на западе которой процветала Вавилония. Вокруг простиралось море, на которое опирается твердое небо (а в небесном мире также имелись вода и суша, только перевернутые).
Древняя Греция
У греков также были весьма интересные представления о строении Вселенной (современные ученые знают о них из поэм «Илиада» и «Одиссея»). Земля казалась им диском, напоминающим щит воина. Сушу омывает Океан со всех сторон. Солнце проплывает по медному склону неба, что раскинулось над поверхностью. По мнению философа Фалеса, плоская Земля плавает в пузыре (который выглядит как полукруг). Планета воспринималась как центр Вселенной, а город Дельфы считался «пупом Земли». Восходы и закаты Солнца и планет обосновывались тем, что они движутся по кругу.
Аристарх Самосский
Что интересно, в Древней Греции последователи Пифагора уже считали Землю и другие планеты круглыми. А выдающийся астроном тогдашней современности, Аристарх, высказывал свое мнение по вопросу строения Мира. Он, наверное, и был первым из известных на сегодня ученых, кто доказал, что Земля круглая и вращается вокруг Солнца вместе со всеми планетами, а не наоборот. Это послужило, по мнению некоторых ученых, толчком к формированию верных представлений человека о строении планет и их движении по небесному своду.
Коперник
Земля круглая и она вертится! Так или почти так с уверенностью объявил - общенародно! - этот великий ученый, взорвав своими крамольными высказываниями весь церковный и научный мир того времени. А ведь и до этого ученые мужи, в частности, Эратосфен, утверждали, что наша планета имеет сферическую форму, и даже умудрились измерить её диаметр. Поэтому дать однозначный ответ на вопрос о том, кто доказал, что Земля круглая, сложно. Однак вернемся к Копернику. Знаменитый польский астроном жил и творил в эпоху Ренессанса. Своими наблюдениями он положил начало научной революции. Его работа, посвященная обоснованию гелиоцентрической схемы строения Вселенной, продолжалась более 40 лет, до самой его смерти в 1543 году. Интересно, что в книге Коперника «О вращении небесных сфер» (1543) дана оценка размеров планет и самого Солнца, расстояний между объектами, которые довольно близки к современным научным данным.
Почему Земля круглая?
Как бы то ни было, современная наука во многом опирается на упомянутые выше изыскания польского астронома, на много веков опередившего свое время. И все же, почему Земля круглая, а не квадратная и не плоская, например? Почему оказались округлыми и все известные планеты Солнечной системы, их спутники и само светило - Солнце? Этому факту есть вполне конкретное физическое объяснение. Все дело в том, что во Вселенной происходит постоянное вращение. Земля вертится вокруг своей оси. Луна - вокруг Земли. Наша и иные планеты путешествуют по определенным орбитам вокруг звезды (Солнца), которая, в свою очередь, также подвержена вращению. Даже огромные галактики движутся по своим траекториям, вращаясь.
А сила тяготения и вращения действует на все стороны поверхности любой планеты одновременно, в результате придавая им примерно одинаковую удаленность от воображаемого центра (в глобальном смысле). Вот почему Земля круглая. Для детей можно провести воображаемый эксперимент. Представить, что наша планета имеет какую-либо другую форму. При усиленном вращении сила воздействия гравитации будет настолько велика, что даже куб может через некоторое время превратиться в эллипс или шар.
Шар или геоид?
Конечно же, орбиты планет не идеально круглые. Скорее они напоминают вытянутые эллипсы. Кстати, и форма нашей Земли - не идеальный шар, а приплюснутый эллипсоид (называемый еще геоидом). А современные данные по исследованию космоса показывают, что на поверхности нашей голубой планеты есть громадные впадины (в районе Индии - минус сто метров) и выпуклости (в районе Исландии - до плюс ста метров над поверхностью).
