Наша планета постоянно находится в движении:
- вращение вокруг собственной оси, движение вокруг Солнца;
- вращение вместе с Солнцем вокруг центра нашей галактики;
- движение относительно центра Местной группы галактик и другие.
Вращение Земли вокруг оси (рис. 1). За земную ось принимают воображаемую линию, вокруг которой вращается Земля. Эта ось отклонена на 23°27′ от перпендикуляра к плоскости эклиптики. Земная ось пересекается с земной поверхностью в двух точках — полюсах — Северном и Южном. Если смотреть с Северного полюса, то вращение Земли происходит против часовой стрелки или, как принято считать, с запада на восток. Полный оборот вокруг оси планета совершает за одни сутки.
Рис. 1. Вращение Земли вокруг своей оси
Сутки — единица измерения времени. Выделяют звездные и солнечные сутки.
Звездные сутки — это промежуток времени, в течение которого Земля обернется вокруг оси по отношению к звездам. Они равны 23 ч 56 мин 4 с.
Солнечные сутки — это промежуток времени, в течение которого Земля обернется вокруг своей оси по отношению к Солнцу.
Угол поворота нашей планеты вокруг своей оси на всех широтах одинаков. За один час каждая точка на поверхности Земли передвигается на 15° от ее первоначального положения. Но при этом скорость движения находится в обратно пропорциональной зависимости от географической широты: на экваторе она равна 464 м/с, а на широте 65° -только 195 м/с.
Вращение Земли вокруг оси в 1851 г. доказал в своем опыте Ж. Фуко. В Париже — в Пантеоне под куполом повесили маятник, а под ним круг с делениями. При каждом следующем движении маятник оказывался на новых делениях. Это может произойти только в том случае, если поверхность Земли под маятником поворачивается. Положение плоскости качания маятника на экваторе не изменяется, потому что плоскость совпадает с меридианом. Осевое вращение Земли имеет важные географические следствия.
При вращении Земли возникает центробежная сила, которая играет важную роль в формировании формы планеты и уменьшает силу притяжения.
Еще одним из важнейших следствий осевого вращения является образование поворотной силы — силы Кориолиса. В XIX в. она была впервые рассчитана французским ученым в области механики Г. Кориолисом (1792-1843). Это одна из сил инерции, вводимых для учета влияния вращения подвижной системы отсчета на относительное движение материальной точки. Ее эффект кратко можно выразить так: всякое движущееся тело в Северном полушарии отклоняется вправо, а в Южном — влево. На экваторе сила Кориолиса равна нулю (рис. 3).
Рис. 3. Действие силы Кориолиса
Действие силы Кориолиса распространяется на многие явления географической оболочки. Ее отклоняющий эффект особенно заметен в направлении движения воздушных масс. Под влиянием отклоняющей силы вращения Земли ветры умеренных широт обоих полушарий принимают преимущественно западное направление, а в тропических широтах — восточное. Аналогичное проявление силы Кориолиса обнаруживается в направлении движения океанических вод. С этой силой связана и асимметрия речных долин (правый берег обычно высокий в Севером полушарии, в Южном — левый).
Вращение Земли вокруг своей оси приводит также к перемещению солнечного освещения по земной поверхности с востока на запад, т. е. к смене дня и ночи.
Смена дня и ночи создает суточную ритмичность в живой и неживой природе. Суточный ритм тесно связан со световыми и температурными условиями. Хорошо известен суточный ход температуры, дневной и ночной бризы и т. д. Суточные ритмы происходят и в живой природе — фотосинтез возможен только днем, большинство растений раскрывают свои цветки в разные часы; одни животные активны днем, другие — ночью. Жизнь человека тоже протекает в суточном ритме.
Еще одно следствие вращения Земли вокруг своей оси — разница во времени в разных точках нашей планеты.
С 1884 г. был принят поясной счет времени, т. е. всю поверхность Земли разделили а 24 часовых пояса по 15° каждый. За поясное время принимают местное время среднего меридиана каждого пояса. Время соседних часовых поясов отличается на один час. Границы поясов проведены с учетом политических, административных и хозяйственных границ.
Нулевым поясом считается Гринвичский (по названию Гринвичской обсерватории под Лондоном), который проходит по обе стороны от нулевого меридиана. Время нулевого, или начального, меридиана считается Всемирным временем.
Меридиан 180° принят за международную линию измерения дат — условная линия на поверхности земного шара, по обе стороны от которой часы и минуты совпадают, а календарные даты отличаются на одни сутки.
Для более рационального использования летом дневного света в 1930 г. в нашей стране было введено декретное время, опережающее поясное на один час. Для этого стрелки часов были переведены на один час вперед. В связи с этим Москва, находясь во втором часовом поясе, живет по времени третьего часового пояса.
С 1981 г. в период с апреля по октябрь время переводят на один час вперед. Это так называемое летнее время. Оно вводится для экономии электроэнергии. Летом Москва опережает поясное время на два часа.
Время часового пояса, в котором расположена Москва, — московское.
Вращаясь вокруг своей оси, Земля одновременно движется вокруг Солнца, обходя круг за 365 суток 5 ч 48 мин 46 с. Этот период называется астрономический год. Для удобства считается, что в году 365 дней, а через каждые четыре года, когда из шести часов «накопятся» 24 часа, в году бывает не 365, а 366 дней. Такой год называется високосным, а один день прибавляют к февралю.
Путь в пространстве, по которому Земля движется вокруг Солнца, называется орбитой (рис. 4). Орбита Земли имеет форму эллипса, поэтому расстояние от Земли до Солнца не постоянно. При нахождении Земли в перигелии (от греч. peri — возле, около и helios — Солнце) — ближайшей к Солнцу точке орбиты — 3 января расстояние равно 147 млн км. В Северном полушарии в это время зима. Самое большое расстояние от Солнца в афелии (от греч. аро — вдали от и helios — Солнце) — наибольшем расстоянии от Солнца — 5 июля. Оно равно 152 млн км. В это время в Северном полушарии лето.
Рис. 4. Движение Земли вокруг Солнца
Годовое движение Земли вокруг Солнца наблюдают по непрерывному изменению положения Солнца на небе — изменяются полуденная высота Солнца и положение его восхода и захода, меняется продолжительность светлой и темной частей суток.
При движении по орбите направление земной оси не меняется, она всегда направлена в сторону Полярной звезды.
В результате изменения расстояния от Земли до Солнца, а также благодаря наклону земной оси к плоскости ее движения вокруг Солнца на Земле наблюдается неравномерное распределение солнечной радиации в течение года. Так происходит смена времен года, которая характерна для всех планет, у которых наклон оси вращения к плоскости ее орбиты (эклиптики) отличается от 90°. Орбитальная скорость планеты в Северном полушарии выше в зимнее время и меньше в летнее. Поэтому зимнее полугодие длится 179, а летнее — 186 суток.
В результате движения Земли вокруг Солнца и наклона земной оси к плоскости ее орбиты на 66,5° на нашей планете наблюдается не только смена времен года, но и изменение продолжительности дня и ночи.
Вращение Земли вокруг Солнца и смена времен года на Земле показаны на рис. 81 (дни равноденствия и солнцестояния в соответствии с временами года в Северном полушарии).
Только два раза в год — в дни равноденствия продолжительность дня и ночи на всей Земле практически одинакова.
Равноденствие — момент времени, в который центр Солнца при своем видимом годичном перемещении по эклиптике пересекает небесный экватор. Выделяют весеннее и осеннее равноденствия.
Наклон оси вращения Земли вокруг Солнца в дни равноденствий 20-21 марта и 22-23 сентября оказывается нейтральным по отношению к Солнцу, а обращенные к нему участки планеты равномерно освещены от полюса до полюса (рис. 5). Солнечные лучи на экваторе падают отвесно.
Самый длинный день и самая короткая ночь наблюдаются в день летнего солнцестояния.
Рис. 5. Освещение Земли Солнцем в дни равноденствия
Солнцестояние — момент прохождения центром Солнца точек эклиптики, наиболее удаленных от экватора (точек солнцестояния). Различают летнее и зимнее солнцестояния.
В день летнего солнцестояния 21-22 июня Земля занимает такое положение, при котором северный конец ее оси наклонен в сторону Солнца. И лучи падают отвесно не на экватор, а на северный тропик, широта которого равна 23°27′ Круглые сутки освещенными оказываются не только приполюсные районы, но и пространство за ними до широты 66°33′ (Полярный круг). В Южном полушарии в это время освещенной оказывается лишь та его часть, которая лежит между экватором и южным Полярным кругом (66°33′). За ним в этот день земная поверхность не освещается.
В день зимнего солнцестояния 21-22 декабря все происходит наоборот (рис. 6). Солнечные лучи уже отвесно падают на южный тропик. Освещенными в Южном полушарии оказываются участки, лежащие не только между экватором и тропиком, но и вокруг Южного полюса. Такое положение продолжается до дня весеннего равноденствия.
Рис. 6. Освещение Земли в день зимнего солнцестояния
На двух параллелях Земли в дни солнцестояния Солнце в полдень находится прямо над головой наблюдателя, т. е. в зените. Такие параллели называются тропиками. На Северном тропике (23° с.ш.) Солнце стоит в зените 22 июня, на Южном тропике (23° ю.ш.) — 22 декабря.
На экваторе день всегда равен ночи. Угол падения солнечных лучей на земную поверхность и продолжительность дня там изменяются мало, поэтому смена времен года не выражена.
Полярные круги замечательны тем, что являются границами областей, где бывают полярные дни и ночи.
Полярный день — период, когда Солнце не опускается за горизонт. Чем дальше от Полярного круга у полюсу, тем длиннее полярный день. На широте Полярного круга (66,5°) он длится всего одни сутки, а на полюсе — 189 суток. В Северном полушарии на широте северного Полярного круга полярный день наблюдается 22 июня — в день летнего солнцестояния, а в Южном полушарии на широте южного Полярного круга — 22 декабря.
Полярная ночь длится от одних суток на широте Полярных кругов до 176 суток на полюсах. Во время полярной ночи Солнце не появляется над горизонтом. В Северном полушарии на широте северного Полярного круга это явление наблюдается 22 декабря.
Нельзя не отметить такое чудесное явление природы, как белые ночи. Белые ночи — это светлые ночи в начале лета, когда вечерняя заря сходится с утренней и всю ночь длятся сумерки. Наблюдаются они в обоих полушариях на широтах, превышающих 60°, когда центр Солнца в полночь опускается за горизонт не более чем на 7°. В Санкт-Петербурге (около 60° с.ш.) белые ночи продолжаются с 11 июня по 2 июля, в Архангельске (64° с.ш.) — с 13 мая по 30 июля.
Сезонный ритм в связи с годовым движением прежде всего сказывается на освещенности земной поверхности. В зависимости от изменения высоты Солнца над горизонтом на Земле выделяют пять поясов освещенности. Жаркий пояс лежит между Северным и Южным тропиками (тропиком Рака и тропиком Козерога), занимает 40 % земной поверхности и отличается наибольшим количеством приходящего от Солнца тепла. Между тропиками и Полярными кругами в Южном и Северном полушариях находятся умеренные пояса освещенности. Здесь уже выражены сезоны года: чем дальше от тропиков, тем короче и прохладнее лето, тем длиннее и холоднее зима. Полярные пояса в Северном и Южном полушариях ограничены Полярными кругами. Здесь высота Солнца над горизонтом в течение года низкая, поэтому количество солнечного тепла минимально. Для полярных поясов характерны полярные дни и ночи.
В зависимости от годового движения Земли вокруг Солнца находятся не только смена времен года и связанная с ними неравномерность освещенности земной поверхности по широтам, но и значительная часть процессов в географической оболочке: сезонная смена погоды, режим рек и озер, ритмика в жизни растений и животных, виды и сроки сельскохозяйственных работ.
Календарь. Календарь — система исчисления длительных промежутков времени. В основе этой системы лежат периодические явления природы, связанные с движением небесных светил. В календаре используют астрономические явления — смену времен года, дня и ночи, изменение лунных фаз. Первый календарь был египетский, созданный в IV в. до н. э. С 1 января 45 г. Юлий Цезарь ввел Юлианский календарь, которым пользуется до сих пор Русская Православная Церковь. Вследствие того что продолжительность юлианского года больше астрономического на 11 мин 14 с, к XVI в. накопилась «ошибка» в 10 суток — день весеннего равноденствия наступал не 21 марта, а 11 марта. Эта ошибка была исправлена в 1582 г. указом Папы Римского Григория XIII. Счет дней был передвинут на 10 суток вперед, и день после 4 октября предписывалось считать пятницей, но не 5, а 15 октября. День весеннего равноденствия вновь был возвращен на 21 марта, и календарь стал называться Григорианским. Он был введен в России в 1918 г. Однако он тоже имеет ряд недостатков: неодинаковая продолжительность месяцев (28, 29, 30, 31 день), неравенство кварталов (90, 91, 92 дня), несогласованность чисел месяцев по дням недели.
Да-да, это заблуждение тоже очень широко распространено. Например, в нескольких телепередачах с его помощью проверяли «уровень образованности» граждан. Часть людей отвечала, что Солнце вращается вокруг Земли, и зачислялась в «плохо образованные». Другая же часть утверждала, что это, наоборот, Земля вращается вокруг Солнца. И их записывали в «хорошо образованные». Говорят, вторых было не так уж и много.
По поводу этого вопроса со мной умудрялись спорить даже те люди, которые, по их заверениям, окончили естественно-научные вузы. Хотя вроде бы в самом начале этой вашей физики сообщаются сведения, достаточные для правильного понимания данного явления.
Штука в том, что фраза «Земля вращается вокруг Солнца» совершенно вернá. Однако если к ней добавить «а не наоборот» или даже просто «на самом деле», то она тут же станет неверной: поскольку фраза «Солнце вращается вокруг Земли» верна ровно в той же степени.
Это может поразить воображение, но это так: если один объект вращается вокруг второго, то второй с неизбежностью будет вращаться вокруг первого. Всё зависит о того, с какой точки мы на эти объекты смотрим. Что именно мы будем считать неподвижным: если первый объект, то вокруг него будет вращаться второй, а если второй — вокруг него будет вращаться первый.
Причём траектории их вращения будут абсолютно идентичными.
На иллюстрации красная точка — Солнце. Синяя — Земля. Маленькая зелёная точка — второй фокус эллиптической орбиты Земли.
r — расстояние между фокусами.
По определению эллипса сумма зелёных отрезков равна константе — c. t — коэффициент, меняющийся от 0 до 1, который определяет текущее соотношение расстояний от каждого из фокусов.
Их траектории друг относительно друга, как можно видеть, по форме совершенно идентичные. 
То же самое можно представить и в анимированном виде.
И вот тут мы доходим до более интересной части. Точнее, сразу до целого комплекта интересных частей.
Во-первых, в таком ракурсе неясно, а какие вообще претензии были к Галилею и к Джордано Бруно, которого вообще за что-то такое сожгли.
Во-вторых, возникает вопрос: ну, с выбором абстрактной точки отсчёта-то понятно, однако, как оно на самом деле? На самом деле-то кто вокруг кого вращается?
Начнём, пожалуй, со второго вопроса. Ответ на него: никакого «на самом деле» вообще нет. Во вселенной не существует избранной, «настоящей» системы отсчёта — они все равноправны. Вы можете измерять положение объектов относительно какого вам заблагорассудится другого объекта, и любое такое измерение будет не более «настоящим», чем любое другое.
Этот принцип — один из ключевых принципов физики: все точки отсчёта равны между собой.
Впрочем, по некоторым характеристикам они всё-таки отличаются. И этим иногда ошибочно пользуются, чтобы обосновать «настоящесть» одной системы по сравнению с другой.
Есть системы, в которых выполняется первый закон Ньютона. То есть, если сумма сил (а точнее их равнодействующая), приложенных к телу, равна нулю, то это тело покоится или движется равномерно и прямолинейно. А есть системы, где такое не выполняется.
Примером системы второго типа может быть разгоняющийся поезд: когда вы в нём стоите, вас начинает «тянуть» к хвосту поезда. Хотя, конечно, «на самом деле» это не вас тянет, а поезд из-под вас всё время пытается выехать. Если же он вдруг поедет с постоянной скоростью, тянуть назад вас перестанет, поскольку вы, благодаря сцеплению с полом или со скамейкой, разогнались относительно земли до той же скорости, что и поезд, и теперь с этой скоростью вместе с ним движетесь, или — если считать относительно поезда — не движетесь.
Системы первого типа называются «инерциальными», а второго «неинерциальными».
Так вот, часто можно слышать, будто «на самом деле Земля вращается вокруг Солнца, поскольку система с точкой отсчёта в центре Земли — неинерциальная».
Однако проблема тут в том, что и система, с точкой отсчёта в центре Солнца тоже не инерциальная. И даже с точкой отсчёта в центре масс Земли и Солнца (в виду огромной разницы их масс находящейся, впрочем, довольно близко к центру Солнца).
Потому что Земля с Солнцем не одни. Вокруг них целая куча других звёзд, галактик и, самое главное, других планет Солнечной системы. И вся эта толпа своим присутствием портит красоту картины.
В этом смысле, можно говорить лишь о том, что Солнце — «более инерциальная» система, чем Земля: эффекты от «неинерциальности» в этой системе менее заметны.
И это, правда, так. Однако в ряде случаев эффекты от неинерциальности Земли тоже заметны весьма слабо. Например, когда вы стоите на этой самой Земле и что-то там делаете. Совершенно точно, в таком контексте относительно Земли всё будет гораздо «инерциальнее», чем относительно Солнца.
Да и в целом бо́льшая или меньшая «инерциальность» не делает систему отсчёта «более» или «менее настоящей». Как максимум — более удобной для некоторых расчётов.
Причём именно для некоторых, а не для всех. Да, если взять Солнце за центр, то траектории планет становятся гораздо более понятными, а с центром внутри Земли они очень причудливо выглядят.
Если взять Солнце за центр, то траектории планет понятны, с центром внутри Земли они выглядят очень причудливо.
Однако вот движение Луны более понятно выглядит, если его рассматривать относительно Земли. То же касается и искусственных спутников: рассчитывать параметры их полёта гораздо проще относительно Земли, а не Солнца. И полёт на Луну тоже проще планировать именно в этой системе координат.
А полёт на Марс, например, проще спланировать, если вблизи Земли считать относительно Земли, вблизи Марса — относительно Марса, и только промежуточную его часть — относительно Солнца.
Нет универсально удобной системы отсчёта, как нет «настоящей».
Но за что же тогда сожгли Бруно и затравили Галилея?
Да, собственно, за то, что в те времена всё это было не особо известно. По представлениям тогдашней физики, и, что ещё важнее, по тогдашним религиозным канонам Земля находилась в центре мироздания, поэтому, как тогда казалось, эта самая избранная «настоящая» точка отсчёта была.
Да и планеты со звёздами, в общем-то, основной массой людей воспринимались не как сейчас. Это, кстати, заслуга, в том числе, Галилея с его телескопом и Бруно с его логикой и воображением — в склонении мира к правильному их восприятию.
Однако если Бруно пострадал за свои метафизические воззрения, а не только за пропаганду гелиоцентрической (с Солнцем в центре) системы, то Галилею инквизиция таки вписала в обвинительный приговор именно вот это:
Вследствие рассмотрения твоей вины и сознания твоего в ней присуждаем и объявляем тебя, Галилей, за всё вышеизложенное и исповеданное тобою под сильным подозрением у сего Св. судилища в ереси, как одержимого ложною и противною Священному и Божественному Писанию мыслью, будто Солнце есть центр земной орбиты и не движется от востока к западу, Земля же подвижна и не есть центр Вселенной.
К этому, впрочем, присовокупили ещё и то, что Галилей нарушил прямой запрет на изложение этой мысли, но это не главное.
Главное, что инквизиция банально не поняла основную часть прозрения Галилея. Оно не в том, что Солнце, а не Земля в «центре мира», а в том, что все системы отсчёта равноправны. Этот принцип так и назван в честь него: «Принцип относительности Галилея».
Правда, этот принцип в полной своей форме относился лишь к инерциальным системам отсчёта (в том смысле, что они не просто равноправны, а вообще изнутри неотличимы друг от друга: «как в одной полетит стрела, так и в другой тоже»). Да и про Солнце, как про «чуть более истинный центр», Галилей тоже обмолвился. Но всё-таки в своём понимании устройства мира он продвинулся гораздо дальше, чем его судьи.
Ну а к настоящему моменту физика продвинулась ещё сильнее. И теперь уже понятно, что правильно всё посчитать можно относительно любой точки, и её выбор зависит лишь от задачи — от которой точки её удобнее решать, от той и надо. А «настоящих» попросту нет.
Поэтому те «образованные», которые ответили так, и особенно те, кто их таким способом проверял на образованность, на самом деле не особо-то образованные, а просто заучили наизусть нужную фразу, как заклинание.
Наконец, ещё один нюанс: в природе никто вокруг кого не вращается. Само понятие «вращение» завязано на то, что мы, люди, обладаем памятью, а потому способны заметить, что некоторые явления почти повторяются. Повспоминав расположение планет и звёзд на небе, мы можем вычислить «период повторения» и, например, изобразить эффектным эллипсом, опоясывающим Солнце, траекторию родной Земли. А потом, понаблюдав подольше, нарисовать эллипсы и для других планет тоже. И назвать этот частный случай повторяемости «вращением».
Но вот природа, в отличие от нас, видимо, не помнит своей предыстории. Или, во всяком случае, никак этого не проявляет. Имеет ли тогда смысл пытаться выяснить, а кто вокруг кого вращается «на самом деле»?
Кстати, о более долгих наблюдениях. Чтобы пронаблюдать полный оборот Плутона вокруг Солнца нам бы потребовалось смотреть в небо примерно 248 лет. А его открыли только в 1930-м. И уже успели закрыть обратно.
Понимание движения солнца относительно вашего участка — это важный аспект хорошего пермакультурного проекта, ведь многие его элементы — растения, животные, солнечные устройства, зависят от солнца. Хорошее понимание нюансов вращения Земли вокруг своих осей, вращения вокруг Солнца, и влияния этого движения на положение и доступность солнечного света на поверхности земли в данном месте крайне важны для увеличения продуктивности, энергоэффективности и минимизации количества энергии, необходимой для поддержания комфорта в помещениях.
Для нормального функционирования и продуктивности сады, теплицы и оранжереи должны располагаться на своих местах, ориентируясь на адекватную доступность солнечного света в течение тех периодов года, когда растения растут и плодоносят. Другие элементы пермакультурной системы, такие как солнечные панели, тоже должны быть расположены с тем расчётом, чтобы получать максимальную экспозицию солнца, и собрать максимальное количество энергии. Дома, расположенные вне тропического региона, должны быть спроектированы и сориентированы так, чтобы зимнее солнце максимально попадало в жилые пространства. В то время как дома в тропиках надо проектировать и ориентировать так, чтобы в жилые пространства попадало больше тени и прохладного воздуха. Даже животные могут извлечь выгоду от продуманного солнечного дизайна, ведь они тоже нуждаются в зимнем тепле и летней тени. Пчелиные ульи, курятники, рыбные пруды и стайки для скота тоже будут признательны теплу зимой и тени летом.
Если для данного участка мы составим карту, показывающую где в течение года будут находиться тени и солнечный свет, мы сможем распланировать и спроектировать различные элементы для оптимального функционирования. Но как рассчитать движение солнца для конкретного участка?
Для начала мы попытаемся осознать вращение Земли вокруг своей оси, её орбиты вокруг солнца и четыре сезона.
Иллюстрация: www.solar.steinbergs.us
То, что мы знаем, это то. что летом теплее, а зимой холоднее. А также то, что когда в северном полушарии лето, то в южном — зима. И что с того?
Летом жарче потому что путь движения летнего солнца по небу выше. Из-за этого дни длиннее и из-за этого солнечный свет более интенсивный. Чтобы лучше всё понять, давайте поставим небольшой эксперимент с фонариком.
В тёмной комнате посветим фонариком на поверхность под прямым углом. Заметим размер светового пятна. Теперь изменим угол падения света, сделав его не таким прямым. Вы увидите, что размер освещённой области увеличился, но интенсивность света (или яркость) уменьшилась. Это означает, что прямой (90 градусов) угол даёт наиболее интенсивное освещение, чем более острый угол. Чем выше на небе солнце, тем более прямой и интенсивный солнечный свет будет падать на землю.
Эксперимент с фонариком. Источник: Clay Atchison, www.solarschoolhouse.org
Теперь у нас возникает следующий вопрос: почему летом солнце на небе выше? Ответ заключается в сочетании наклонности оси вращения Земли и движения её по орбите. Земля вращается вокруг своей оси, которая наклонена на 23.5° к плоскости орбиты, и в то же самое время наша планета летит в космосе по огромному кругу (той самой орбите) вокруг Солнца.
В течение лета Северный полюс наклонен в сторону Солнца. И, как следствие, путь солнца на небе северного полушария проходит выше, из-за чего северное полушарие получает больше света и тепла. Примерно 21-го июня северное полушарие наклонено к Солнцу максимально — это называет Летним Солнцестоянием. В этот день, который можно считать первым днём лета, солнце на небе находится выше, чем в любой другой день года. Вдобавок из-за того, что солнце видно в течение большего количества часов, день летнего солнцестояния — это самый долгий день в году. Эти дополнительные часы дают солнцу больше времени, чтобы нагреть землю, и в этом основная причина того, почему лето — самый жаркий сезон.
Четыре сезона. Источник: NOAA
По мере движения Земли по орбите, она достигает точки, где Земля повёрнута к Солнцу всем боком целиком, а ось вращения не наклонена относительно Солнца. Это называется точка осеннего равноденствия, когда день и ночь равны 12 часам.
Продолжая своё движение по орбите, Земля обходит Солнце с “другой стороны”, где северное полушарие Земли наклонено в сторону от Солнца. Теперь солнце на северном небосводе проходит более низко, из-за чего северное полушарие получает меньше света и тепла. Дни становятся короче и холоднее. Самый кородкий день в этот период называется Северным Солнцестоянием.
Потом Земля движется дальше, в “сторону лета” и проходит точку, где она снова ровно повёрнута боком к Солнцу, а день и ночь снова равны. Этот день называется Весенним Равноденствием.
Путь солнца на небе зимой и весной. Источник: Clay Atchison, www.solarschoolhouse.org
Попробуем спроецировать результаты этого движения планеты на земную поверхность. Представим небо как огромный сферический купол над нашими головами, а солнце представим движущимся по поверхности купола. Нарисуем траектории солнца в дни зимнего и летнего солнцестояния. Хорошо видно, что эти две траектории отличаются тем, что летняя длиннее и выше, а зимняя короче и ниже. Чем длиннее путь, тем дольше солнце остаётся на небе. В течение года солнце смещается вверх и вниз между этими двумя крайними позициями.
Зимняя и летняя траектории солнца. Источник: Clay Atchison, www.solarschoolhouse.org
При помощи этих двух линий мы можем определить положение солнца на поверхности земли в конкретной локации в любой момент любого дня в году. 21 декабря в 9:00 солнце восходит низко на востоке. 21 июня в это же время солнце находится выше на небе. Если мы нарисуем линию между этими двумя крайними позициями, то сможем определить положение светила в 9 утра в любой день в году, ведь солнце в 9 утра из сезона в сезон движется вверх и вниз между этими точками.
Солнечное окно. Источник: Clay Atchison, www.solarschoolhouse.org
Таким же образом мы можем нарисовать вечернюю линию, скажем в 5 часов вечера (на картинках — в 3 часа). Теперь мы имеем прямоугольник на воображаемом небесном куполе, отображающий положение светила с 9 утра до 5 пополудни в течение всего года. Дуги между углами солнечного и зимнего солнцестояния дополняют наш прямоугольник. Пространство внутри этого прямоугольника и есть солнечное окно для конкретной местности.
Это солнечное окно играет важную роль, ведь между 9 утра и 5 пополудни земная поверхность получает максимум солнечной энергии. Чтобы максимально использовать эту энергию в данной местности, солнечное окно не должно быть затенено деревьями или другими объектами в течение дня с 9 до 17 большую часть года. Вот почему, например, важно перед установкой солнечных батарей на конкретном участке полезно для начала осознать расположение солнечного окна и наличие в нём затенённостей от каких-либо объектов в течение дня и года.
Измерение положения солнца по азимуту и высоте. Источник: Clay Atchison, www.solarschoolhouse.org
Но для того, чтобы нарисовать реальное солнечное окно для нашей географической местности, нам надо знать как замерить положение солнца на небе. Для этого нам понадобится две величины.
Первая величина — направление на солнце по компасу. Если провести прямую линию от солнца перпендикулярно горизонту, то эта линия пересечёт некий градус на компасе. Эта величина называется азимут. Второе измерение — высота солнца или вертикальный угол. Комбинация азимута и высоты даст нам конкретную точку на небесном куполе.
Clay Atchison, www.solarschoolhouse.org
Имея показания азимута и высоты солнца мы можем, наконец, нарисовать карту, показывающую как меняется положение солнца на небе в течение года. Эта карта отражает как солнечные траектории выглядят с поверхности земли.
На иллюстрации показана такая карта для Сан-Франциско, Калифорния. Она показывает где мы увидим солнце, если будем в Сан-Франциско смотреть на юг. Ось Y показывает высоту солнца над горизонтом, где 0° находится на горизонте, а 90° — прямо над головой. Ось X — это солнечный азимут, направление на солнце по компасу. Центр карты, т.е. направление на юг — это 180°. Пересечение на карте высоты и азимута — это положение солнца на небе.
Солнечное окно для Сан-Франциско. Источник: Clay Atchison, www.solarschoolhouse.org
Карту можно наложить на конкретную локацию с её объектами — деревьями, зданиями и пр. На линиях движения солнца можно отметить метки часов. Добавим также пять путей других месяцев года, которые будут пролегать между основными линиями. Заметьте, линий пять потому что эти промежуточные пути солнца в году повторяются из-за сезонного движения солнца вверх и вниз. Например путь 21 марта — это тот же путь, что и 21 сентября.
Итак, благодаря этой карте мы можем видеть где солнце будет затенено в какой-либо из дней. Для примера, если взять нашу карту и посмотреть самый нижний путь 21 декабря, то понятно, что с 9 до 10 утра этого дня солнце будет затенено деревом, которое находится между 135° и 150° градусами на компасе.
Первый человек ступил на Луну 20 июля 1969 года, и это событие отметило пик в гонке по освоению космоса, которая развернулась за десять лет до этого между США и бывшим СССР. Несмотря на то, что Луна пока остается единственным телом, кроме Земли, на котором побывал человек лично, очень немногие знают о спутнике Земли все подробности. Перед вами восемь фактов, которых вы могли не знать о Луне.
- Луна не вращается вокруг Земли
Вместо этого она путешествует с нашей планетой — иногда ближе, иногда дальше — по мере вращения Земли вокруг Солнца. Причина, по которой мы думаем, что Луна вращается вокруг Земли, заключается в том, что именно так ее движение выглядит с нашей точки зрения.
Мы не знаем, как все это выглядит на большой картине. С течением года мы должны понимать, что Луна относительна Земли, как и Солнце. Луна не совершает петли вокруг Земли, подобно тому как Земля вращается вокруг Солнца. Путь Луны пролегает вокруг Солнца, и она движется в тандеме с Землей.
Путь Луны вокруг Солнца выглядит примерно так:
- На Земле есть лунные деревья
Сотни семян деревьев были привезены на Луну во время миссии «Аполлона-14» 1971 года. Бывший сотрудник американского лесничества (USFS) Стюарт Руза взял семена в качестве личного груза в рамках проекта NASA/USFS.
По возвращении на Землю эти семена прорастили, а полученные лунные саженцы высадили по всей территории Соединенных Штатов, в рамках празднования двухсотлетия страны в 1977 году.
- Нет никакой темной стороны
Положите кулак на стол, пальцами вниз. Вы видите его тыльную сторону. Кто-то по другую сторону стола будет видеть костяшки пальцев. Примерно так мы видим Луну. Поскольку она приливно заблокирована по отношению к нашей планете, мы будем всегда видеть ее с одной и той же точки зрения.
Понятие «темной стороны» Луны вышло из популярной культуры — вспомним альбом Pink Floyd 1973 года «Dark Side of the Moon» и одноименный триллер 1990 года — и означает на самом деле дальнюю, ночную, сторону. Ту, которую мы никогда не видим и которая противоположна ближайшей к нам стороне.
Впрочем, у нас есть фотографии этой самой «темной стороны».
- На отрезке времени мы видим больше половины Луны, благодаря либрации
Луна движется по своей орбитальному пути и удаляется от Земли (со скоростью порядка одного дюйма в год), провожая нашу планету вокруг Солнца.
Если бы вы смотрели на Луну в приближении по мере ее ускорения и замедления в процессе этого путешествия, вы также увидели бы, что она покачивается с севера на юг и с запада на восток в движении, известном как либрация. В результате этого движения мы видим часть сферы, которая обычно скрыта (порядка девяти процентов).
Впрочем, мы никогда не увидим другой 41%.
- Гелий-3 с Луны мог бы решить энергетические проблемы Земли
Солнечный ветер электрически заряжен и время от времени сталкивается с Луной и поглощается породами лунной поверхности. Один из наиболее ценных газов, которые имеются в этом ветре и которые поглощаются породами, это гелий-3, редкий изотоп гелия-4 (который обычно используется для воздушных шариков).
Гелий-3 отлично подойдет для удовлетворения нужд реакторов термоядерного синтеза с последующей генерацией энергии.
Сто тонн гелия-3 могли бы удовлетворить потребности Земли в энергии на год, если верить подсчетам Extreme Tech. Поверхности Луны содержит около пяти миллионов тонн гелия-3, тогда как на Земле его всего 15 тонн.
Идея такова: мы летим на Луну, добываем гелий-3 в шахте, набираем его в баки и отправляем на Землю. Правда, это может случиться очень нескоро.
- Есть ли доля правды в мифах о безумии полной луны?
На самом деле нет. Предположение, что мозг, один из самых водянистых органов человеческого тела, испытывает влияние луны, уходят корнями в легенды, которым несколько тысячелетий, еще во времена Аристотеля.
Поскольку гравитационное притяжение Луны управляет приливами земных океанов, а люди состоят на 60% из воды (и мозг на 73%), Аристотель и римский ученый Плиний Старший считали, что Луна должна оказывать похожий эффект на нас самих.
Эта идея породила термин «лунного безумия», «трансильванского эффекта» (который получил широкое распространение в Европе в период средневековья) и «лунного помешательства». Особого масла в огонь подлили фильмы 20 века, связавшие полную луну с психиатрическими расстройствами, автомобильными авариями, убийствами и другими происшествиями.
В 2007 году правительство британского приморского городка Брайтон распорядилось отправлять дополнительные полицейские патрули во время полнолуний (и в зарплатные дни тоже).
И все же наука говорит, что нет никакой статистической связи между поведением людей и полной луной, согласно нескольким исследованиям, одно из которых провели американские психологи Джон Роттон и Айвен Келли. Вряд ли Луна влияет на нашу психику, скорее она просто добавляет света, при котором удобно совершать преступления.
- Пропавшие лунные камни
В 70-х годах администрация Ричарда Никсона раздала камни, доставленные с лунной поверхности во время миссий «Аполлон-11» и «Аполлон-17», лидерам 270 стран.
«Мы хотели бы поделиться этими камнями со всеми странами нашего мира», — сказал астронавт «Аполлона-17» Юджин Сернан.
К сожалению, более сотни таких камней оказались пропавшими без вести и, как предполагается, отправились на черный рынок. Работая в NASA в 1998 году, Джозеф Гутхайнц даже провел тайную операцию под названием «Лунное затмение», чтобы положить конец незаконной продаже этих камней.
С чего была вся эта шумиха? Кусочек лунного камня размером с горошину оценивался в 5 миллионов долларов на черном рынке.
- Луна принадлежит Деннису Хоупу
По крайней мере он так считает.
В 1980 году, используя лазейку в Договоре ООН о космической собственности 1967 года, согласно которому «ни одна страна» не может претендовать на Солнечную систему, житель Невады Деннис Хоуп написал в ООН и объявил о праве на частную собственность. Ему не ответили.
Но зачем ждать? Хоуп открыл лунное посольство и начал продавать одноакровые участки по 19,99 доллара за каждый. Для ООН Солнечная система является почти такой же, как мировые океаны: за пределами экономической зоны и принадлежащие каждому жителю Земли. Хоуп утверждал, что продал внеземную недвижимость знаменитостям и трем бывшим президентам США.
Непонятно, действительно Деннис Хоуп не понимает формулировки договора или же пытается вынудить законодательные силы сделать правовую оценку своих действий, чтобы разработка небесных ресурсов началась при более прозрачных правовых условиях.
Наша планета находится в постоянном движении. Вместе с Солнцем она перемещается в космосе вокруг центра Галактики. А та, в свою очередь, движется во Вселенной. Но наибольшее значение для всего живого играет вращение Земли вокруг Солнца и собственной оси. Без этого движения условия на планете были бы непригодными для поддержания жизни.
Земля как планета Солнечной системы по расчетам ученых сформировалась более 4,5 млрд лет назад. За это время расстояние от светила практически не изменялось. Скорость движения планеты и сила притяжения Солнца уравновесили ее орбиту. Она не идеально круглая, но стабильная. Если бы сила притяжения светила была сильнее или скорость Земли заметно уменьшилась, то она бы упала на Солнце. В противном случае она рано или поздно улетела бы в космос, перестав быть частью системы.
Расстояние от Солнца до Земли делает возможным поддержание оптимальной температуры на ее поверхности. В этом немаловажную роль играет и атмосфера. Во время вращения Земли вокруг Солнца меняются времена года. Природа приспособилась к таким циклам. Но если бы наша планета была отдалена на большее расстояние, то температура на ней стала бы отрицательной. Очутись она ближе – вся вода бы испарилась, так как столбик термометра превысил бы точку кипения.
Путь планеты вокруг светила называется орбитой. Траектория этого полета не идеально круглая. Она имеет эллипсность. Максимальная разница составляет 5 млн км. Самая близкая точка орбиты к Солнцу находится на расстоянии 147 км. Она называется перигелием. Земля ее проходит в январе. В июле планета находится от светила на максимальном отдалении. Наибольшее расстояние – 152 млн км. Эта точка называется афелием.
Вращение Земли вокруг своей оси и Солнца обеспечивает соответственно смену суточных режимов и годовых периодов.
Для человека движение планеты вокруг центра системы незаметно. Это из-за того, что масса Земли огромна. Тем не менее каждую секунду мы пролетаем в пространстве около 30 км. Это кажется нереальным, но таковы расчеты. В среднем считается, что Земля находится от Солнца на расстоянии около 150 млн км. Один полный оборот вокруг светила она делает за 365 дней. Пройденное расстояние за год составляет почти миллиард километров.
Точное расстояние, которое наша планета проходит за год, двигаясь вокруг светила, составляет 942 млн км. Мы вместе с ней движемся в пространстве по эллиптической орбите со скоростью 107 000 км/час. Направление вращения – с запада на восток, то есть против условной часовой стрелки.
Полный оборот планета завершает не ровно за 365 дней, как принято считать. При этом проходит еще около шести часов. Но для удобства летоисчисления это время учитывают суммарно за 4 года. В итоге «набегает» один дополнительный день, его добавляют в феврале. Такой год считается високосным.
Скорость вращения Земли вокруг Солнца непостоянна. Она имеет отклонения от среднего значения. Это связано с эллиптической орбитой. Разница между значениями наиболее проявляется в точках перигелия и афелия и составляет 1 км/сек. Эти изменения незаметны, так как мы и все окружающие нас предметы двигаются в системе координат одинаково.
Вращение Земли вокруг Солнца и наклон оси планеты делает возможным смену времен года. Это меньше заметно на экваторе. Но ближе к полюсам годовая цикличность проявляется больше. Северное и Южное полушария планеты обогреваются энергией Солнца неравномерно.
Двигаясь вокруг светила, они проходят четыре условные точки орбиты. При этом поочередно два раза в течение полугодичного цикла они оказываются к нему дальше или ближе (в декабре и июне – дни солнцестояний). Соответственно в месте, где поверхность планеты прогревается лучше, там температура окружающей среды выше. Период на такой территории принято называть летом. В другом полушарии в это время заметно холоднее – там зима.
Спустя три месяца такого движения с периодичностью в полгода планетарная ось располагается таким образом, что оба полушария находятся в одинаковых условиях для обогрева. В это время (в марте и сентябре – дни равноденствия) температурные режимы приблизительно равны. Тогда, в зависимости от полушария, наступают осень и весна.
Наша планета – это вращающийся шар. Движение ее осуществляется вокруг условной оси и происходит по принципу волчка. Опираясь основанием в плоскость в раскрученном состоянии, он будет удерживать равновесие. Когда скорость вращения ослабевает, волчок падает.
Земля упора не имеет. На планету действуют силы притяжения Солнца, Луны и других объектов системы и Вселенной. Тем не менее она выдерживает постоянное положение в пространстве. Скорость ее вращения, полученная еще при формировании ядра, достаточна для поддержания относительного равновесия.
Земная ось проходит через шар планеты не перпендикулярно. Она наклонена под углом 66°33´. Вращение Земли вокруг своей оси и Солнца делает возможным смену сезонов года. Планета «кувыркалась» бы в пространстве, если бы у нее не было строгой ориентации. Ни о каком постоянстве условий среды и жизненных процессов на ее поверхности не было бы речи.
Вращение Земли вокруг Солнца (один оборот) происходит в течение года. За день на ней сменяются день и ночь. Если посмотреть на Северный полюс Земли с космоса, то можно увидеть, как она вращается против часовой стрелки. Полный оборот она совершает приблизительно за 24 часа. Этот период называют сутками.
Скорость вращения определяет быстроту смены дня и ночи. За один час планета оборачивается приблизительно на 15 градусов. Скорость вращения в разных точках ее поверхности различна. Это происходит из-за того, что она имеет шарообразную форму. На экваторе линейная скорость составляет 1669 км/час, или 464 м/сек. Ближе к полюсам этот показатель уменьшается. На тридцатой широте линейная скорость уже будет составлять 1445 км/час (400 м/сек).
Из-за осевого вращения планета имеет несколько сжатую с полюсов форму. Также это движение «заставляет» отклоняться перемещающиеся предметы (в том числе воздушные и водные потоки) от первоначального направления (сила Кориолиса). Еще одним важным следствием такого вращения являются приливы и отливы.
Шарообразный объект единственным источником света в определенный момент освещается только наполовину. Применительно к нашей планете в одной ее части в этот момент будет день. Неосвещенная часть будет скрыта от Солнца – там ночь. Осевое вращение дает возможность сменяться этим периодам.
Кроме светового режима изменяются условия обогрева поверхности планеты энергией светила. Такая цикличность имеет важное значение. Скорость смены световых и тепловых режимов осуществляется сравнительно быстро. За 24 часа поверхность не успевает ни чрезмерно нагреться, ни остыть ниже оптимального показателя.
Вращение Земли вокруг Солнца и своей оси с относительно постоянной скоростью имеет определяющее для животного мира значение. Без постоянства орбиты планета не удержалась бы в зоне оптимального обогрева. Без осевого вращения день и ночь длились бы по полгода. Ни то ни другое не способствовало бы зарождению и сохранению жизни.
Человечество за свою историю привыкло к тому, что смена дня и ночи происходит постоянно. Это служило неким эталоном времени и символом равномерности жизненных процессов. На период вращения Земли вокруг Солнца до определенной степени оказывает влияние эллипсность орбиты и другие планеты системы.
Другая особенность – изменение продолжительности суток. Осевое вращение Земли происходит неравномерно. Выделяют несколько основных причин. Значение имеют сезонные колебания, связанные с динамикой атмосферы и распределением осадков. Кроме того, приливная волна, направленная против хода движения планеты, постоянно его тормозит. Этот показатель ничтожен (за 40 тыс. лет на 1 секунду). Но за 1 млрд лет под действием этого продолжительность суток увеличилась на 7 часов (с 17 до 24).
Следствия вращения Земли вокруг Солнца и своей оси изучаются. Данные исследования имеют большое практическое и научное значение. Их используют не только для точности определения звездных координат, но и для выявления закономерностей, которые могут влиять на процессы жизнедеятельности человека и природные явления в гидрометеорологии и других областях.
Научная теория, не абсолютная истина. И ни одна теория не может считаться вечной. Придёт время — и старые взгляды уступят место новым, более соответствующим своему уровню знаний». (Майкл Фарадей)
Неоспоримым фактом является относительное движение Земля — Солнце. Но вопрос, что вокруг чего движется?
«Мы скользим в лодке по спокойной реке, и нам кажется, что лодка и мы в ней не подвижны, а берега «плывут» в обратном направлении, точно так же нам только кажется, что Солнце движется вокруг Земли. А на самом деле Земля со всем, что в ней находится, движется вокруг Солнца и в течение года совершает полный оборот по орбите». (Л1 стр.21) Когда я сплавлялся по реке, берега стояли, а я плыл в лодке мимо берегов. В мире всё относительно, либо я двигаюсь относительно берега, либо берег относительно меня. Однако истина в том, что вода реки течёт относительно берегов. «Правда прямых доказательств вращению Земли и её годовому обращению вокруг Солнца Коперник привести не мог, так как уровень развития науки того времени не позволял этого сделать, но гениально простое объяснение видимого движения Солнца и планет убеждало в справедливости его теории». (Л2 стр.84) Надо отдать должное Копернику, он сумел убедить многих.
Основным доказательством, что Земля вращается вокруг Солнца, является явление под названием Годичный параллакс ближних звёзд.
«Если перемещаться вдоль базиса АВ рис.1, то будет казаться, что предмет С смещается на фоне более далёких предметов. Такое кажущееся смещение предмета, вызванное перемещением наблюдателя, называется параллактическим, а угол, под которым с недоступного предмета виден базис — параллаксом. Очевидно, что чем дальше предмет (при одном и том же базисе) тем меньше его параллакс… Даже самые близкие к нам небесные тела находятся на чрезвычайно больших расстояниях от Земли. Поэтому для измерения их параллактического смещения необходим очень большой базис. При перемещении наблюдателя по земной поверхности на расстояния в тысячи километров происходит заметное параллактическое смещение Солнца, планет и других тел солнечной системы»(Л3 стр.30) «Если бы вы отправились из Москвы на Северный полюс и по пути наблюдали небо, то очень легко заметили бы, что Полярная звезда (или полюс Мира), поднимается всё выше и выше над горизонтом. На самом Северном полюсе звёзды расположены совсем не так, как на Московском небе» (Л1)
Удивительно, наблюдатель сместился на несколько тысяч километров в орбитальной плоскости, видит изменение на небесной сфере, а сместившись в этой же плоскости за 6 месяцев почти на 300 миллионов километров, базис увеличился почти в 100 000 раз, наблюдает всё те же незначительные изменения. Почему? От Земли до звёзд расстояния огромные и разные, поэтому такое перемещение в орбитальной плоскости вызвало бы значительные изменения в положении звёзд на небосводе. Параллакс хорош для характеристики визуального относительного движения закрепленных на Земле предметов, так как известно, что движется и что стоит, а в космосе звёзды могут иметь свои орбиты. Параллакс — это то, что вам кажется, поэтому не является достоверной оценкой происходящего в космосе. А эклиптика может наблюдаться как при вращении Земли вокруг Солнца, так и при вращении Солнца вокруг Земли.
Приведу пример относительного движения. Стоят два состава. В одном из них Вы. Видите в окно, началось движение одного из них. Который? Выглянули в окно, смотрите на землю, и Вам становится ясно, который состав пошёл, так как у Вас появилась ещё одна точка относительного движения, по которой можно судить об относительном движении составов. В космосе между Землёй и Солнцем нет такой точки.
Коль скоро, из выше перечисленного, появились сомнения в правильности предположения Коперника, для определения, что вокруг чего вращается, я использовал достоверные факты измерения суточного времени вращения Земли вокруг своей оси по звёздам и Солнцу.
«Самая простая система счёта времени называется звёздным временем. Она основана на вращении Земли вокруг оси, которое можно считать равномерным, так как обнаруженные отклонения от равномерного вращения не допускают 0,005 секунды за сутки» (Л2 стр.46). Суточное время по звёздам составляет 23 часа 56 минут 4 секунды.
«. для измерения Времени стали использовать средние солнечные сутки, а поскольку среднее Солнце представляет собой фиктивную точку, его положение на небе вычислялось теоретически, на основании многолетних наблюдений истинного Солнца.
Разность между средним и истинным солнечным Временем называется уравнением времени. Четыре раза в году уравнение времени бывает равно нулю, а его максимальное и минимальное значения равны примерно +15 мин (Л4) «Наибольшие расхождения происходит 12 февраля (η = +14 м 17 с ) и 3 – 4 ноября (η = -16 м 24 с )» (Л2 стр52).
Уравнение времени — разница между временем, которое показывают обычные часы, и временем, которое показывают солнечные часы.
«Уравнение времени меняется в течение года, таким образом, что почти в точности воспроизводится от одного года до следующей. Видимые времени, и солнечные часы, может быть впереди (быстро) на целых 16 минут 33 сек (около 3 ноября), или сзади (медленно) на целых 14 мин 6 сек (около 12 февраля).» (Л5)
«Связь между обеими системами солнечного времени устанавливается через уравнение времени (η), представляющее собой разность между средним временем и солнечным временем
Поэтому для определения истинного солнечного время суток при расчёте, к среднему солнечному времени добавляю время из уравнения времени для данного дня. Так, как это сказано в учебнике и вытекает из определения уравнения времени.
Средние сутки по Солнцу содержат 24 часа (Л2 Стр.51). Поэтому наблюдатель Н2 (Рис.4) 12 февраля зафиксирует полный оборот по Солнцу за 24 часа 14 минут 17 секунд. 3 – 4 ноября, наблюдатель Н2 определит по Солнцу суточное время в 24 ч 16 м 24 с = 23 часа 43 минуты 36 секунд.
Я предлагаю для сравнительного анализа разместить двух наблюдателей на экваторе, расстояние между ними в 180 0 . Измерение суточного времени они проводят одновременно.
Пожалуй, здесь стоит отметить, что Земля сродни колесу. Обод это экватор, ось — воображаемая ось Земли. Для понимания того, почему я расположил наблюдателей на экваторе на расстоянии в 180 0 , рассмотрим измерение времени вращающегося колеса (рис.3).
На диаметре колеса расположены датчики времени Т1 — измеряющий время оборота колеса по лампочке Л1 и Т2 — по лампочке Л2. При равномерном вращении оба датчика должны показать одинаковое время оборота колеса. Но если предположить, что датчик Т1 показывает время каждого оборота с точностью 0,005сек, а Т2 каждый раз показывает время отличающееся от Т1. Возникает вопрос, почему? Не исправен, либо плохо закреплён датчик Т2? Либо перемещается Л2? Если датчик исправен и хорошо закреплён, значит двигается Л2.
На Рис.4. Звезда, Земля, Солнце и наблюдатели к началу отсчёта суточного времени, находятся на одной прямой ZD. Н1 измеряет суточное время по звезде, Н2 по Солнцу.
H1 — наблюдатель суточного времени по звёздам;
H2 — наблюдатель суточного времени по Солнцу;
H1′ и H1» — положение наблюдателя при перемещении Земли по орбите относительно звёзд;
H2′ и H2» — положение наблюдателя при перемещении Земли по орбите относительно Солнца;
AB — момент полного оборота Земли вокруг своей оси.
Стрелками указаны направления движения.
Если теория Коперника верна, то из-за движения Земли по орбите, Н1 будет первым определять суточное время, а Н2 всегда будет вторым. Подтверждение тому Л2 стр.50. «По прошествии звёздных суток Земля повернётся на 360 0 и переместится по своей орбите на угол ∠1 0 .
Чтобы…снова наступил истинный полдень Земле необходимо повернуться ещё на угол ∠1 0 , на что потребуется около 4 м . Таким образом, продолжительность истинных солнечных суток соответствует повороту Земли примерно на 361 0 .» Так как расстояние до звёзд считается невообразимо большим, будем считать, что ∠О’ZО (Рис.4) стремится к нулю, иначе не объяснить, почему по звездам совершён оборот в 360 0 . Согласно движению Земли по орбите, он должен быть меньше. Следует отметить тот факт, что полный оборот Земля сделает тогда, когда прямая, на которой находятся наблюдатели, станет параллельно прямой ZD, так как к началу отсчёта времени наблюдатели Н1 и Н2 находятся на прямой ZD. Поэтому наблюдатель Н1, будем считать, переместится в точку «А» и отметит время полного оборота Земли вокруг своей оси относительно звезды. Наблюдатель Н2 окажется в точке «В». Чтобы Н2 зафиксировал суточное время по Солнцу, Земле надо повернуться на ∠BO’D (Рис.4). Раз АВ параллельно ZD то ∠BO’D = ∠О’DO. Иначе говоря, угловое расстояние движения Земли по орбите за 23 часа 56 минут 4 секунды равно углу, на который должна повернуться Земля, чтобы Н2 закончил измерение суточного времени по Солнцу.
Для ответа на вопрос, что вокруг чего вертится, я использовал теорему: Если две параллельные прямые пересечены третьей прямой, то внутренние накрест лежащие углы равны.
На преодоление ∠ВО’D (Рис.4) 12 февраля потребуется время 24 ч 14 м 17 с – 23 ч 56 м 4 с = 18 м 13 с. Что соответствует повороту Земли на угол 18 м 13 с / 4м ≈ 4,5 о . Значит, Земля в этот день проходит по орбите угол в 4,5 о ? Либо замедляет скорость вращения вокруг своей оси на период преодоления ∠ВО’D, так как согласно теории Земля за сутки не может проходить по орбите более ∠1 о . 3-4 ноября затратит на 12 мин. 28 сек. время меньше, чем Н1 по звёздам. Чтобы такое случилось, Земля перед этим должна была бы двигаться по орбите в обратном направлении. Смоделировать вращение Земли вокруг Солнца, по данным уравнения времени, не изменяя направления движения по орбите и скорости вращения Земли вокруг своей оси, невозможно, так как подобные изменения в движении Земли незамечены.
На Рис.5, так как в течение года точность измерения суточного времени по звёздам не превышает 0,005 секунд, для сравнительного анализа применён метод графического наложения трёх ярко выраженных результатов суточного времени друг на друга, полученных при одновременном измерении суточного времени по звёздам и по Солнцу.
Н1 — Н2 положение наблюдателей суточного времени по звёздам и Солнцу соответственно.
D1 — положение Солнца уравнение времени равно нулю, ?=0
D2 — положение Солнца 12 февраля, η = + 14 мин 17 сек
D3 — положение Солнца 3 — 4 ноября, η = -16 мин 24 сек
C, А, В — положение наблюдателя Н2 в эти дни в конце измерения суточного времени по Солнцу.
Земля, Звезда Z , Солнце D и Н1, Н2 к началу отсчёта, находятся на одной прямой ZD. Во всех случаях, начало, и конец измерения суточного времени по звёздам, при совершении Землёй оборота в 360 0 , находятся на одной прямой ZD. Как видно (Рис.5), Солнце относительно Земли меняет направление движения, что подтверждается уравнением времени (Рис.2).
Главным в теории Коперника является то, что Солнце неподвижно, а Земля вращается вокруг него. Это утверждение опровергается выше перечисленными фактами. Несовместимость теории с полученными результатами измерения суточного времени по звёздам и Солнцу очевидны. Отсюда следует, прав Птолемей. Земля не вращается вокруг Солнца.
Возникает вопрос, какая модель относительного движения Земля—Солнце будет соответствовать выше перечисленным фактам, оборот Земли на 360 0 вокруг своей оси относительно звёзд, различные значения истинных суток по Солнцу в течение года. Каждая из планет, по мнению Птолемея, движется вокруг некоторой точки. Точка эта в свою очередь движется по окружности, в центре которой находится Земля.
Применим это предположение для моделирования движения Солнца вокруг Земли. Вращение Солнца вокруг Земли, изображённое на Рис.6, снимает все противоречия, возникшие при рассмотрении теории вращения Земли вокруг Солнца. Точка «W» вращается по орбите вокруг Земли, а вокруг этой точки «W» вращается Солнце. У Солнца, когда оно двигается по орбите вокруг точки «W», скорость относительно Земли при движении по направлению орбиты точки «W» увеличивается, а при движении на встречу орбиты точки «W», уменьшается и становится обратной. Поэтому, в течении года, наблюдается уменьшение либо увеличение истинного суточного времени по Солнцу относительно звёздных суток.
Зная об изменении температурных циклов на Земле, можно предположить (Рис.7), что Солнце делает оборот вокруг орбиты точки «W» («бочку», фигуру высшего пилотажа) в течение 11 лет, а Земля вокруг точки «G» оборот за 100 лет. При этом Земля меняет наклон своей орбиты к орбите точки «W», вокруг которой вращается, за очень большой срок, скажем за 1000 лет или более.
Прямым доказательством того, что Земля находится внутри орбиты Солнца, является не только Уравнение времени, но и Аналемма Солнца. Стоит напомнить, что: Синусоида — трансцендентная плоская кривая линия получающаяся в результате двойного равномерного движения точки — поступательного и возвратно-поступательного в направлении, перпендикулярном первому. Синусоида — график функции у=sin x, непрерывная кривая линия с периодом Т=2π.
С точки зрения синусоидального колебания Уравнения времени Солнце делает два оборота вокруг энергетической точки «W». Но движение по орбите точки «W» и Солнца осуществляются в одну и ту же сторону. Поэтому, на самом деле, Солнце делает три оборота за год вокруг точки «W». К сожалению, невозможно сделать масштабную модель движения Солнца вокруг Земли. Масштаб подразумевает сохранение соотношения размеров, но создать имитатор, объясняющий, что аналемма получается за счёт движения Солнца по орбите вокруг Земли, вполне допустимо. На Рис.8 изображён такой имитатор.
- имитатор малой орбиты Солнца.
- энерготическая точка ‘W’ (она же ось орбиты 1).
- имитатор Солнца,
- шкала поворота имитатора Солнца (градуировка в градусах).
- штатив.
- фотоаппарат.
- планшет, на котором крепится фотоаппарат.
- ось штатива (наклон 23 0 26’).
- стрелка поворота штатива.
- шкала поворота планшета и штатива (градуировка в градусах).
- ось планшета (воображаемая ось Земли).
- основание имитатора.
Так как снимок аналеммы (рис.9,) делается через определённое количество дней в один и тот же час дня, фотоаппарат (7) и штатив (5) поворачиваются совместно. Снимки на имитаторе делаются так, штатив поворачивается против часовой стрелки на 10 0 , а имитатор малой орбиты Солнца (1) на 30 0 . Таким образом, сделав 36 кадров на один кадр, вы получите аналемму. Разумеется, здесь учтены не все факты, как то широта расположения фотоаппарата, рефракция. Да в этом и нет необходимости. Важен сам факт, аналемма получается от вращения Солнца вокруг точки «W» и точки «W» вокруг Земли.
Занявшись случайно исследованием этого вопроса, я обнаружил, что Земля не может вращаться вокруг Солнца.
Я опубликовал в Интернете три статьи, «Коперник молодец, но истина дороже», «Предположение Коперника и реальность», «Прав Птолемей. Солнце вращается вокруг Земли». В первой статье я попытался определить расстояние до звезды взятой для отсчёта суточного времени, так как известны следующие данные: звездные сутки 23 час 56 мин 4 сек. (86 164 сек.); средние солнечные сутки 24 час.(86 400 сек.); радиус Земли по экватору 6378160 м; средняя скорость Земли по орбите 29,8 км/сек. (29 800 м/сек.); линейная скорость на уровне экватора 465 м/сек. Я предположил, что ошибка будет незначительная, если я пренебрегу кривизной Земли и орбиты. Расчёт меня поразил. Оказалось, что до звезды, взятой для измерения суточного времени, такое же расстояние как до Солнца и не может быть другим. Написал в институт Астрономии. Ответили, читай учебники по Астрономии и что есть явление параллакс, которое является доказательством вращения Земли вокруг Солнца. Начал читать. Выдержки, на которые похоже не обращают внимания и вызвавшие у меня сомнение в правильности теории Коперника, есть во второй статье и в этой. Возник вопрос, можно ли вообще определить, кто прав? Коперник или Птолемей. Птолемей заблуждался, считая, что Земля является центром мироздания, но центром Солнечной системы вполне допустимо.
Во второй статье я доказал, что Земля по звёздам делает оборот в 360 0 . но одним из доказательств, что Земля не может вращаться вокруг Солнца, использовал статью Л.И. Алиханова, в которой утверждается, что отражённый сигнал лазера от отражателя расположенного на Луне не может вернуться к месту, откуда был послан. К сожалению может. Надо просто ввести коррекцию, устанавливая отражатель. В этой же статье привёл график «Уравнения времени». График удивил меня похожестью на синусоидальные колебания, отражающий движение по кругу. Написал письмо в Академию наук. Пришёл ответ из того же института под тем же номером, правда, года разные. Я их понимаю. Желающих опровергать теории и законы много, поэтому посадили сотрудника, и он клепает ответы от имени экспертной группы ИНАСАН, чего там вникать. Может быть они и правы. Летаем же в космос. Ну, оказалось расстояние до звёзд в 20—25 тысяч раз ближе, всё равно далеко, от этого никому ни жарко ни холодно. Хотя, зная, что вокруг чего вертится и как, можно составлять прогнозы погоды не на один год.
У любителей поиска истины, в свободное от работы время, есть одно достоинство, которое является и их недостатком, они не отягощены знаниями. Но поэтому могут делать неординарные предположения, от которых не надо отмахиваться, как от назойливых мух. Надо разбираться, в чём они правы либо не правы. Профессионалам, часто мешает вникнуть в работы любителей убеждённость в правоте энциклопедических авторитетов. А ведь нечего не бывает вечным. Не вечны и теории.
Единственным достоверным доказательством, что вокруг чего вращается, может быть на данный момент только Уравнение времени и Аналемма Солнца, которые стали основным доказательством в данной статье.
В мире всё относительно. Однако ни кому не придёт в голову говорить, что Земля движется относительно Луны. Луна движется относительно Земли на фоне звёзд. Солнце так же движется по эклиптике на фоне звёзд. Однако малое тяготеет к большому, поэтому считается, что Земля вращается вокруг Солнца, но измерения суточного времени по звёздам и Солнцу говорят об обратном. Я считаю, что Земля находится близко к точке с повышенной гравитацией, поэтому её орбита находится внутри орбиты Солнца.
Возьмите магнит, поднесите к нему гвоздь, и даже не прикасаясь к магниту, гвоздь станет обладать свойствами магнита. Я предполагаю, что вселенная представляет собой что-то вроде набора гравитационных полей (галактики имеют плоский вид). Планеты и звёзды находясь в этом поле, под его воздействием обретают свою гравитацию, в зависимости от их физических свойств. Поля имеют спокойные зоны и точки с концентрацией гравитации. Вокруг такого гравитационного заряда и вращаются планеты Солнечной системы. Я написал это предположение потому, что мне кажется, оно объясняет, почему Солнце вращается вокруг Земли.
На поставленный самому себе вопрос, почему по звёздам суточное время стабильно, а по Солнцу нет? Я считаю, мне удалось ответить.
