Скорость солнца вокруг земли

Скорость солнца вокруг земли

С какой скоростью мы движемся сквозь Вселенную

Вы сидите, стоите или лежите, читая эту статью, и не ощущаете, что Земля вращается вокруг своей оси с бешеной скоростью — примерно 1 700 км/ч на экваторе. Однако скорость вращения не кажется такой уж быстрой, если перевести ее в км/с. Получится 0,5 км/с — едва заметная вспышка на радаре, в сравнении с другими окружающими нас скоростями.

Так же, как и другие планеты Солнечной системы, Земля вращается вокруг Солнца. И чтобы удерживаться на своей орбите, она двигается со скоростью 30 км/с. Венера и Меркурий, находящиеся ближе к Солнцу, двигаются быстрее, Марс, орбита которого проходит за орбитой Земли, движется намного медленнее нее.

Но даже Солнце не стоит на одном месте. Наша галактика Млечный Путь — огромная, массивная и тоже подвижная! Все звезды, планеты, газовые облака, частицы пыли, черные дыры, темная материя — все это движется относительно общего центра масс.

По предположениям ученых, Солнце находится на расстоянии 25 000 световых лет от центра нашей галактики и двигается по эллиптической орбите, совершая полный оборот каждые 220–250 млн лет. Получается, что скорость Солнца — около 200–220 км/с, что в сотни раз выше скорости движения Земли вокруг оси и в десятки раз выше скорости ее движения вокруг Солнца. Вот так выглядит движение нашей Солнечной системы.

Стационарна ли галактика? Снова нет. Гигантские космические объекты обладают большой массой, а следовательно, создают сильные гравитационные поля. Дайте Вселенной немного времени (а оно у нас было — примерно 13,8 миллиардов лет), и все начнет двигаться в направлении наибольшего притяжения. Вот почему Вселенная не однородна, а представляет собой галактики и группы галактик.

Что это означает для нас?

Это означает, что Млечный Путь тянут к себе другие галактики и группы галактик, расположенные поблизости. Это означает, что доминируют в этом процессе массивные объекты. И это означает, что не только наша галактика, но и все окружающие испытывают влияние этих «тягачей». Мы все ближе подходим к пониманию того, что происходит с нами в космическом пространстве, но нам все еще не хватает фактов, например:

  • каковы были начальные условия, при которых зародилась Вселенная;
  • как различные массы в галактике двигаются и изменяются со временем;
  • как образовывался Млечный Путь и окружающие галактики и скопления;
  • и как это происходит сейчас.

Однако есть трюк, который поможет нам разобраться.

Вселенную наполняет реликтовое излучение с температурой 2,725 К, которое сохранилось со времен Большого Взрыва. Кое-где есть крошечные отклонения — около 100 мкК, но общий температурный фон постоянен.

Это происходит потому, что Вселенная образовалась в результате Большого Взрыва 13,8 миллиардов лет назад и до сих пор расширяется и охлаждается.

Через 380 000 лет после Большого Взрыва Вселенная охладилась до такой температуры, что стало возможным образование атомов водорода. До этого фотоны постоянно взаимодействовали с остальными частицами плазмы: сталкивались с ними и обменивались энергией. По мере остывания Вселенной заряженных частиц стало меньше, а пространства между ними — больше. Фотоны смогли свободно перемещаться в пространстве. Реликтовое излучение — это фотоны, которые были излучены плазмой в сторону будущего расположения Земли, но избежали рассеяния, так как рекомбинация уже началась. Они достигают Землю сквозь пространство Вселенной, которая продолжает расширяться.

Вы сами можете «увидеть» это излучение. Помехи, которые возникают на пустом канале телевизора, если вы используете простую антенну, похожую на заячьи уши, на 1% вызваны реликтовым излучением.

И все-таки температура реликтового фона не одинакова во всех направлениях. По результатам исследований миссии Planck, температура несколько различается в противоположных полушариях небесной сферы: она немного выше на участках неба южнее эклиптики — около 2,728 K, и ниже в другой половине — около 2,722 K.

Карта микроволнового фона, сделанная при помощи телескопа Planck.

Эта разница почти в 100 раз больше остальных наблюдаемых колебаний температуры реликтового фона, и это вводит в заблуждение. Почему так происходит? Ответ очевиден — эта разница происходит не из-за флуктуаций реликтового излучения, она появляется, потому что есть движение!

Когда вы приближаетесь к источнику света или он приближается к вам, спектральные линии в спектре источника смещаются в сторону коротких волн (фиолетовое смещение), когда отдаляетесь от него или он от вас — спектральные линии смещаются в сторону длинных волн (красное смещение).

Реликтовое излучение не может быть более или менее энергичным, значит, мы движемся сквозь пространство. Эффект Доплера помогает определить, что наша Солнечная система движется относительно реликтового излучения со скоростью 368 ± 2 км/с, а местная группа галактик, включающая Млечный Путь, галактику Андромеды и галактику Треугольника, движется со скоростью 627 ± 22 км/с относительно реликтового излучения. Это так называемые пекулярные скорости галактик, которые составляют несколько сотен км/с. Помимо них существуют еще космологические скорости, обусловленные расширением Вселенной и рассчитываемые по закону Хаббла.

Благодаря остаточному излучению от Большого Взрыва мы можем наблюдать, что во Вселенной постоянно все движется и изменяется. И наша галактика — лишь часть этого процесса.

Орбита вращения

Вращение вокруг Солнца следует по определенной траектории – орбите, которая установилась за счет притяжения Солнца и скорости движения нашей планеты. Если бы притяжение было в несколько раз сильнее или скорость значительно ниже, то Земля упала на Солнце. А если бы притяжение исчезло или сильно уменьшилось, то планета, ведомая своей центробежной силой, улетела по касательной в космос. Это было бы подобно тому, как если предмет, привязанный на веревку, вращать над головой, а затем резко отпустить.

Траектория движения Земли имеет форму эллипса, а не идеального круга, а расстояние до светила неодинаково в течение года. В январе планета подходит к точке, находящейся ближе всего к светилу, – она называется перигелием – и отстоит от светила на 147 млн км. А в июле Земля отдаляется от солнца на 152 млн км, подходя к точке, называемой афелием. За среднее расстояние принимают 150 млн км.

Земля движется по своей орбите с запада на восток, что соответствует направлению «против часовой стрелки».

Это интересно: расстояние между Землей и Луной.

Осевое вращение

Земная ось – условная линия, которую можно провести от северного к южному полюсу. Она проходит под углом в 66°33 относительно плоскости нашей планеты. Одно обращение происходит за 23 часа 56 минут и 4 секунды, это время обозначается звездными сутками.

Главный результат осевого вращения – смена дня и ночи на планете. Кроме того, за счет этого движения:

  • Земля имеет форму со сплюснутыми полюсами;
  • тела (течение рек, ветер), движущиеся в горизонтальной плоскости, несколько смещаются (в Южном полушарии – влево, в Северном – вправо).

Скорость осевого движения на разных участках значительно отличается. Самая высокая на экваторе — 465 м/с или 1674 км/час, она называется линейной. Такая скорость, например, в столице Эквадора. На участках севернее или южнее экватора скорость вращения снижается. К примеру, в Москве она почти в 2 раза ниже. Эти скорости называют угловыми, их показатель становится меньше по мере приближения к полюсам. На самих же полюсах скорость равна нулю, то есть полюса – единственные части планеты, находящиеся без движения относительно оси.

Именно расположение оси под определенным углом определяет смену времен года. Находясь именно в таком положении, разные области планеты получают неодинаковое количество тепла в разное время. Если бы наша планета располагалась строго вертикально относительно Солнца, то времен года не было совсем, поскольку освещенные светилом в дневное время северные широты получали столько же тепла и света, сколько и южные широты.

На осевое вращение влияют следующие факторы:

  • сезонные изменения (осадки, движение атмосферы);
  • приливные волны против направления осевого движения.

Эти факторы тормозят планету, вследствие чего уменьшается ее скорость. Показатель этого уменьшения очень мал всего 1 секунда за 40000 лет, однако, за 1 млрд лет сутки удлинились с 17-и до 24-х часов.

Движение Земли продолжают изучать по сей день. Эти данные помогают составить более точные звездные карты, а также определить связь этого движения с природными процессами на нашей планете.

Нутация. Периодический сдвиг географических полюсов

В блогах и на многих сайтах вот уже не первый год идут дискуссии на тему возможных периодических сдвигов географических полюсов с сопровождающими их планетарными катастрофами, стиранием с исторических сцен империй, изменением исторических процессов и последующего передела территорий и войнами. Один из основоположников этой темы является memocode, активно продолжает сопоставление ориентаций древний строений на прошлые полюса: rodline. Считаю, что данная информация архиважная, т.к. что повторялось периодически в прошлом, возможно, случится и в будущем.

Достаточно подробно об этом изложены в этой статье:
Гипотеза о периодичности смены полюсов Земли. ч. I.
Гипотеза о периодичности смены полюсов Земли. ч. II.
Прогноз не оптимистичный для нашего поколения. Очередной сдвиг географических полюсов по расчетам предполагается на 22.06.2033г.
Но механизм, приводящий к такому явлению (пусть будет, возможному явлению) – никому не понятен. Одни говорят об неполном эффекте Джанибекова (кувырки оси вращения), но в следствии влияния (стабилизации) Луной – полного кувырка не происходит. Кто говорит об очередном проскальзывании литосферы по жидкой мантии, кто – о прилете неизвестной пока нам планете и об ее воздействии на Землю. В любом случае, это явление должно быть связано с некими нарушениями во вращении Земли и наездом воды океанов на континенты.
Буквально сегодня, для меня было открытием, что в явлениях вращения тел (гироскопический эффект), наряду с прецессией (чуть ниже про это), присутствует молоафишируемое явление нутации

Вращение (R, зелёный), прецессия (P, синий) инутация (N, красный) вращающегося тела.
Нутация (от лат. nūtāre — кивать) — слабое нерегулярное движение вращающегося твёрдого тела, совершающего прецессию. Напоминает «подрагивание» оси вращения и заключается в слабом изменении так называемого угла нутациимежду осями собственного и прецессионного вращения тела.
В астрономии нутацией называют небольшие колебания земной оси, накладывающиеся на прецессионное движение. Это явление открыто в 1728 году Джеймсом Бредли. Вследствие нутации изменяются наклон эклиптики к экватору, а также экваториальные координаты небесных светил. Международная служба вращения Земли непрерывно измеряет прецессию и нутацию для навигационных целей.
Т.е. все астрономы и геофизики знают про этой явление. Давайте посмотрим, что представляет из себя это явление на примере гироскопа:
Смотерть про нутацию с 12:00 минуты (по наводке rodline)
Из видео понятно, что к быстроразвивающемуся телу внешнее воздействие практически не вызывает нутационных колебаний. Земля вращается медленно, значит, и эффект нутации будет проявляться гораздо сильнее даже при незначительном воздействии. Если учесть, что в прошлом Земли на ее вращение было оказано воздействие в виде падения крупного астероида (астероидов) или планетоида, то нутация должна несомненно проявить себя.
Есть одно положительное «но». Нутационные колебания в гироскопе затухают. Хотя, в случае с Землей – не известно Сколько нутационных колебаний было сделано нашей планетой и когда они затухнут?
Кроме медленного прецессионного движения ось вращения Земли испытывает и периодические колебания нутацию с гармониками, основные из которых имеют периоды 13,7 суток, 27,6 суток, 6 месяцев, 1 год, 18,6 лет. Гармоника с периодом 18,6 лет имеет максимальную амплитуду.
18,6 лет, это еще и время, необходимое Луне, чтобы сделать круг, проходящий через узлы и создающий колебания сроком от двух недель до шести месяцев.

Нутация оси Земли (без учета прецессионного движения) с 1983 по 1998 гг.
Источник
Т.е. нутационные колебания еще состоят из гармоник – наложенных друг на друга колебаний! Воздействий на вращение Земли было множество во времени или это все Луна? А что, если ученые учитывают (знают) не про все нутационные гармоники? Что, если существует гармоника с длительным (в сотни лет) периодом и гигантской амплитудой? Мне кажется, эта версия не противоречит физике вращения Земли-гироскопа.
Другое движение оси вращения Земли – это прецессия



Не буду описывать это явление на словах — в этих анимированный картинках все показано. Или вот здесь, на этом видеоролике:


Ось наклона Земли при движении Земли вокруг Солнца смотрит в одно место (примерно на Полярную звезду). Но из-за прецессии в другие эпохи дни равноденствий и солнцестояний будут в иные даты календаря.
Еще один рисунок, показывающий явления нутации и прецессии:

Дополнительно о вращении Земли: Циклы Миланковича
Астроном Милютин Миланкович обнаружил в начале 20 века, что наклон Земли, эксцентриситет и прецессии не являются постоянными величинами. За период около 41000 лет Земля совершает один цикл, во время которого она наклоняется от 24,2 – 24,5 градусов до 22,1 – 22,6 градусов и обратно. В настоящее время наклон оси Земли уменьшается, и мы находимся ровно на полпути к минимальному наклону в 22,6 градуса, который достигнется примерно через 12000 лет. Эксцентриситет Земли проходит по гораздо более беспорядочному циклу, продолжительностью 100000 лет, за этот период он колеблется в пределах 0,005 – 0,05.
Источник
Мне в процессе поиска информации попался вот такой интересный график:

Источник (материал сложный, но кто желает, можно ознакомиться).
Как видно из этого, некоторые ученые не исключают нутационных скачков во вращении Земли на целые градусы. И это завязано, на мой взгляд, как следствие, а не причина, с изменением температуры на планете. Вопрос в датировке. Дату 11 тыс. лет назад я встречаю неоднократно. Почему-то она всплывает и у многих альтернативных исследователей.
Но когда же произошла последняя катастрофа? И когда случится очередная? Может быть, о сильных нутациях оси вращения Земли, про предстоящие явления, ученые знают достаточно подробно? Иначе, как расценивать вот такие заявления:
«Неожиданное заявление сделала кандидат в Президенты США от демократов Хиллари Клинтон, в интервью относительно будущего Соединенных Штатов», – сообщает ведущая американского издания ABC News Рос Чайлдс.
Так, на вопрос корреспондента о будущем страны, Хиллари Клинтон неожиданно ответила, что Соединенные Штаты не могут игнорировать значительное ухудшение геофизической обстановки в районе Йеллоустонского национального парка и разлома Сан-Андреас, грозящей катастрофическими последствиями для Северной Америки и ставящей под угрозу само ее существование.
По словам госпожи Клинтон, времени осталось очень мало, чтобы сохранить независимость и дальнейшее процветание США, а следовательно необходимо более решительно и последовательно рассматривать вопрос о переносе американской государственности на европейскую территорию. Основным вариантом такого переселения должна рассматриваться территория Украины, климатические условия которой наиболее благоприятны для американских граждан, однако в силу стечения некоторых обстоятельств, решение этого вопроса находится под угрозой срыва.
Источник
Нутационный скачек разбудит Йеллоустон и он лишь добавит «масла в огонь».
Странно, что мировая элита, которая любит держать население в страхе, не пиарят эту тему.

Прецессия гироскопа

Прецессия гироскопа

Наблюдать прецессию достаточно просто. Нужно запустить волчок и подождать, пока он начнёт замедляться. Первоначально ось вращения волчка вертикальна. Затем она постепенно отклоняется от вертикали и начинает описывать конус. Это движение, выполняемое помимо собственного вращения вокруг оси волчка, и называется прецессией оси волчка. С уменьшением скорости вращения волчка его верхняя точка постепенно опускается и движется по расходящейся спирали.

Главное свойство прецессии — безынерционность: как только сила, вызывающая прецессию волчка, пропадёт, прецессия прекратится, а ось вращения волчка займёт неподвижное положение в пространстве. В примере с волчком, вращающимся в гравитационном поле Земли, этого не произойдет, поскольку вызывающее прецессию воздействие — комбинация гравитации Земли и давления поверхности стола — постоянно действует.

Можно получить эффект прецессии, не дожидаясь замедления вращения волчка: толкните его ось (приложите силу) — начнётся прецессия. С прецессией напрямую связан другой эффект, показанный на иллюстрации ниже: это нутация — колебательные движения оси прецессирующего тела. Скорость прецессии и амплитуда нутации связаны со скоростью вращения тела (изменяя параметры прецессии и нутации в случае, если есть возможность приложить силу к оси вращающегося тела, можно изменить скорость его вращения).

Физика явления

Рис.1 Прецессия велосипедного колеса

В основе объяснения явления прецессии лежит экспериментально подтверждаемый факт, что скорость изменения момента импульса вращающегося тела L → {\displaystyle {\vec {L}}} прямо пропорциональна величине приложенного к телу момента силы M → {\displaystyle {\vec {M}}} :

d L → d t = M → {\displaystyle {\frac {d{\vec {L}}}{dt}}={\vec {M}}}

Пример

На рис. 1 изображено вращающееся велосипедное колесо, висящее на двух нитях a {\displaystyle a} и b {\displaystyle b} . Вес колеса уравновешивается силами, вызванными деформациями нитей. Колесо обладает моментом импульса L → {\displaystyle {\vec {L}}} , направленным по его оси, и в том же направлении направлен вектор угловой скорости вращения колеса ω → {\displaystyle {\vec {\omega }}} .

Пусть в некоторый момент времени нить b {\displaystyle b} будет разрезана. В таком случае, вопреки ожиданиям, вращающееся колесо не изменит горизонтального направления своей оси и, подобно маятнику, не будет качаться на нити a {\displaystyle a} . Но его ось начнёт поворачиваться в горизонтальной плоскости благодаря действию на него момента M → {\displaystyle {\vec {M}}} силы тяжести P {\displaystyle P} :

r → × P → = M → {\displaystyle \ {\vec {r}}\times {\vec {P}}={\vec {M}}} , где r → {\displaystyle {\vec {r}}} — радиус-вектор центра масс вращающегося тела относительно точки крепления на нити a {\displaystyle a} .

Поскольку

d L = d φ L ( t ) {\displaystyle dL={d\varphi }{L(t)}} и d L = M d t {\displaystyle dL=Mdt} , то d φ d t = M L {\displaystyle {\frac {d\varphi }{dt}}={\frac {M}{L}}}

и, так как угловая скорость прецессии: ω p {\displaystyle \omega _{p}} равна: d φ d t = ω p {\displaystyle {\frac {d\varphi }{dt}}=\omega _{p}} , получаем: ω p = M L {\displaystyle \omega _{p}={\frac {M}{L}}} или, с учётом того, что L = I ω {\displaystyle L=I\omega } , где I {\displaystyle I} есть момент инерции колеса: ω p = M I ω {\displaystyle \omega _{p}={\frac {M}{I\omega }}}

Формальное объяснение такого поведения вращающегося колеса заключается в том, что вектор приращения момента количества движения d L {\displaystyle dL} всегда перпендикулярен вектору L → {\displaystyle {\vec {L}}} , кроме того, он всегда параллелен вектору момента силы тяжести M → {\displaystyle {\vec {M}}} , находящегося в горизонтальной плоскости перпендикулярно плоскости чертежа, так как сила тяжести P → {\displaystyle {\vec {P}}} вертикальна. Поэтому ось колеса прецессирует в данном случае в горизонтальной плоскости.

Приведённое объяснение показывает, как происходит прецессия, но не даёт ответа, почему, который состоит в том, что в начальный момент под действием силы тяжести ось колеса всё же немного наклоняется в плоскости чертежа и вектор количества движения меняет своё положение в пространстве, становясь L → ′ {\displaystyle {\vec {L}}^{\prime }} . Однако сила тяжести не создаёт никакого момента в вертикальной плоскости, и поэтому направление и величина вертикальной составляющей момента количества движения должна оставаться прежними, что может быть достигнуто только появлением дополнительного момента количества движения δ L → {\displaystyle \delta {\vec {L}}} в выражении:

L → {\displaystyle {\vec {L}}} = L → ′ {\displaystyle {\vec {L}}^{\prime }} + δ L → {\displaystyle \delta {\vec {L}}} .

Такой дополнительный момент соответствует направленной горизонтально перпендикулярно плоскости чертежа силе, которая и вызывает прецессию.

Ссылки

  • Причины прецессии и нутации Земли

Солнечная система > Система Земля-Луна > Планета Земля > Сколько километров займет путь вокруг Земли?

Облететь вокруг Земли: расстояние в километрах для облета вокруг третьей планеты Солнечной системы, сфероидальная форма, округлость, длина экватора и меридиан.

Наша планета расположена на третьей позиции по приближенности от Солнца и считается самой большой из планет земной группы. Ее радиус – 6371 км, так что перед нами большой дом. Но можно ли измерить ее от конца в конец? Если вы решите полностью ее обойти, то сколько километров придется пропутешествовать, чтобы вернуться в изначальную точку? То есть, какова окружность Земли? Если коротко, то чуть больше 40075 км. Но в реальности все сложнее.

Напомним, что форма планеты играет большую роль при вычислении ее размеров. Земля – приплюснутый сфероид. Если бы это была идеальная сфера, то вы бы могли отправиться в любую сторону и пройти единую дистанцию.

В нашем случае форма планеты Земля выпуклая на экваториальной линии, к чему привело быстрое осевое вращение. Ее охват в талии на 47 км превышает объем на полюсах.

В сферичность начали верить еще во времена Древней Греции. Особенно сильно на этом настаивал Пифагор. Все началось с активной торговли между странами. Стали отмечать, что некоторые звезды можно было наблюдать в разных местах, а удаленные на горизонте объекты намекали на планетарную изогнутость. Можете рассмотреть форму и внешний вид Земли на фото из космоса.

Земля, отображенная климатическим спутником (6 июля 2015 год)

В 240 г. до н. э. Эрасофен решил измерить земную окружность при помощи отслеживания углов теней, созданных Солнцем. При помощи тригонометрических вычислений он привел показатели с погрешностью в 2-20%.

В 17-м веке мы могли похвастаться более качественными приборами, и идея идеальной сферы начала рушиться. Впервые именно Исаак Ньютон предположил, что планета должна быть шире в экваториальной линии. Мы смогли подтвердить его идеи с появлением космических аппаратов на орбите и получением фото из космоса.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *