В якому відкрили, що земля кругла. Чому Земля кругла? Декілька цікавих фактів

Люди давно знають, що Земля кругла, і знаходять нові і нові способи показати, що наш світ не плоский. І все ж таки, навіть у 2016 році, на планеті досить багато людей, які твердо впевнені в тому, що Земля не кругла. Це страшні люди, вони, як правило, вірять у теорії змови, і з ними важко сперечатися. Але вони є. Як і «Товариство плоскої Землі». Смішно стає за однієї думки про їх можливі аргументи. Але історія нашого виду була цікавою та спритною, спростовувалися навіть твердо усталені істини. Вам не доведеться вдаватися до складних формул, щоб розвіяти теорію змови плоскої Землі.

Достатньо поглянути довкола і десять разів перевірити: Земля однозначно, неминуче, абсолютно і абсолютно не пласка на 100%.

Місяць

Сьогодні люди вже знають, що Місяць – це не шматочок сиру та не грайливе божество, а явища нашого супутника добре пояснює сучасна наука. Але давні греки поняття не мали, що це таке, і в пошуках відповіді зробили кілька проникливих спостережень, які дозволили людям визначити форму нашої планети.

Аристотель (який зробив досить багато спостережень про сферичну природу Землі) зауважив, що під час місячних затемнень (коли орбіта Землі поміщає планету точно між Сонцем і Місяцем, породжуючи тінь) тінь на місячній поверхні кругла. Ця тінь і є Земля, а тінь, що відкидається їй, прямо вказує на сферичну форму планети.

Оскільки Земля обертається (пошукайте інформацію на тему експерименту з «маятником Фуко», якщо сумніваєтеся), овальна тінь, яка народжується під час кожного місячного затемнення, говорить не лише про те, що Земля кругла, а й не пласка.

Кораблі та обрій

Якщо ви нещодавно були в порту або просто прогулювалися пляжем, вдивляючись у горизонт, ви могли помітити дуже цікаве явище: кораблі, що наближаються, не просто «з'являються» з горизонту (як мали б, якби світ плоским), а швидше виходять з моря. Причина того, що кораблі буквально «виходять із хвиль», у тому, що наш світ не плоский, а круглий.

Уявіть собі мурашку, яка йде поверхнею апельсина. Якщо дивитися на апельсин з близької відстані, ніс до плоду, ви побачите, як тіло мурахи повільно піднімається над горизонтом через кривизну поверхні апельсина. Якщо зробити цей експеримент з довгою дорогою, ефект буде інший: мурашка буде повільно «матеріалізуватися» в полі зору, залежно від того, наскільки гострий у вас зір.

Зміна сузір'їв

Це спостереження першим зробив Аристотель, який оголосив Землю круглою, спостерігаючи за зміною сузір'їв під час перетину екватора.

Повернувшись із поїздки до Єгипту, Аристотель зауважив, що «в Єгипті та на Кіпрі спостерігаються зірки, яких не бачили у північних регіонах». Це можна пояснити лише тим, що дивляться на зірки з круглої поверхні. Аристотель продовжував і заявив, що сфера Землі «невеликих розмірів, адже інакше ефект такої легкої зміни місцевості не виявився так швидко».

Тіні та палички

Якщо ви встромите паличку в землю, вона дасть тінь. Тінь рухається у міру перебігу часу (на основі цього принципу стародавні люди винайшли сонячний годинник). Якби світ був плоским, дві палички в різних місцях виробляли б одну й ту саму тінь.

Але це не відбувається. Тому що земля кругла, а не плоска.

Ератосфен (276–194 рр. до н. е.) використав цей принцип, щоб розрахувати коло Землі з хорошою точністю.

Що вище, то далі видно

Стоячи на плоскому плато, ви дивитеся у бік обрію від вас. Ви напружуєте свої очі, потім дістаєте улюблений бінокль та дивіться через нього, наскільки можуть бачити очі (за допомогою бінокулярних лінз).

Потім ви піднімаєтесь на найближче дерево - чим вище, тим краще, головне - не впустити бінокль. І знову дивіться, напружуючи очі, через бінокль за обрій.

Чим вище ви заберетеся, тим далі буде видно. Зазвичай ми схильні пов'язувати це з перешкодами на Землі, коли за деревами не видно лісу, а за кам'яними джунглями – свободи. Але якщо ви будете стояти на ідеально чистому плато, без будь-яких перешкод між вами та горизонтом, ви побачите набагато більше зверхньо, ​​ніж із землі.

Вся справа в кривизні Землі, звичайно, і цього не було б, якби Земля була плоскою.

Політ на літаку

Якщо ви коли-небудь вилітали з країни, особливо куди подалі, ви повинні були помітити два цікаві факти про літаки і Землю:

Літаки можуть летіти відносно прямої лінії дуже довго і не падають за край світу. Вони можуть літати навколо Землі без зупинки.

Якщо ви подивіться у вікно під час трансатлантичного перельоту, ви здебільшого побачите кривизну землі на горизонті. Найкращий вид кривизни був на «Конкорді», але цього літака вже давно немає. З нового літака Virgin Galactic горизонт має бути абсолютно вигнутим.

Погляньте на інші планети!

Земля відрізняється від інших, і це безперечно. Зрештою, у нас є життя, і ми не знаходили поки що планет з життям. Однак всі планети мають схожі характеристики, і було б логічно припустити, що якщо всі планети поводяться певним чином або демонструють конкретні властивості - особливо якщо планети розділені відстанню або склалися за різних обставин - то і наша планета аналогічна.

Іншими словами, якщо існує так багато планет, які утворилися в різних місцях і в різних умовах, але мають схожі властивості, найімовірніше, і наша планета буде такою. З наших спостережень стало ясно, що планети круглі (а оскільки ми знали, як вони утворилися, ми знаємо і чому така форма). Немає жодної причини думати, що наша планета не буде такою самою.

В 1610 Галілео Галілей спостерігав обертання супутників Юпітера. Він описав їх як маленькі планети, що обертаються навколо великої планети - і цей опис (і спостереження) не сподобався церкві, оскільки кидав виклик геоцентричної моделі, де все крутилося навколо Землі. Це спостереження показало також і те, що планети (Юпітер, Нептун, а пізніше і Венера) сферичні та обертаються навколо Сонця.

Плоскую планету (нашу чи будь-яку іншу) буде настільки неймовірно спостерігати, що переверне практично все, що ми знаємо про формування та поведінку планет. Це не тільки змінить усе, що ми знаємо про формування планет, а й про формування зірок (оскільки наше Сонце має поводитися по-іншому, пристосовуючись до теорії плоскої Землі), про швидкість та рух космічних тіл. Коротше, ми не просто підозрюємо, що наша земля кругла - ми це знаємо.

Існування часових поясів

У Пекіні зараз 12-ї ночі, опівночі, сонця немає. У Нью-Йорку 12 пополудні. Сонце в зеніті, хоч його й важко розгледіти під хмарами. В Аделаїді, Австралія, година тридцять ранку. Сонце зійде дуже швидко.

Це можна пояснити лише тим, що Земля кругла і обертається навколо своєї осі. У певний момент, коли сонце світить одній частині Землі, іншому кінці темно, і навпаки. Звідси з'являються часові пояси.

Інший момент. Якби сонце було «прожектором» (його світло прямо падало на конкретну область), а світ був плоским, ми б бачили сонце, навіть якби воно не світило над нами. Приблизно так само ви можете побачити світло прожектора на сцені театру, залишаючись самі в тіні. Єдиний спосіб створити два абсолютно роздільних часових пояси, один з яких завжди буде в темряві, а інший на світлі, - це обзавестися сферичним світом.

Центр ваги

Є цікавий факт про нашу масу: вона приваблює речі. Сила тяжіння (гравітація) між двома об'єктами залежить від їхньої маси та від відстані між ними. Простіше кажучи, гравітація притягуватиме до центру мас об'єктів. Щоб знайти центр маси, необхідно вивчити об'єкт.

Уявіть сферу. Зважаючи на форму сфери, де б ви не стояли, під вами буде все та ж кількість сфери. (Уявіть собі мурашки, що йде по скляній кулі. З точки зору мурахи, єдиною ознакою пересування буде переміщення ніг мурашки. Форма поверхні не змінюватиметься зовсім). Центр маси сфери перебуває у центрі сфери, тобто гравітація притягує усе, що у поверхні, у бік центру сфери (прямо вниз), незалежно від розташування об'єкта.

Розглянемо площину. Центр маси площини знаходиться в центрі, тому сила гравітації притягатиме все, що на поверхні, до центру площини. Це означає, якщо ви будете на краю площини, гравітація тягне вас до центру, а не вниз, як ми звикли.

І навіть в Австралії яблука падають зверху вниз, а не збоку.

Знімки з космосу

За останні 60 років освоєння космосу ми запустили багато супутників, зондів та людей у ​​космос. Деякі з них повернулися, деякі залишаються на орбіті і передавати прекрасні знімки на Землю. І на всіх фотографіях Земля (увага) кругла.

Якщо ваша дитина питатиме, звідки ми знаємо, що Земля кругла, попрацюйте.

Ми живемо у дивовижний час. Більшість небесних тіл Сонячної системи досліджено зондами NASA, над Землею кружляють супутники GPS, екіпажі МКС стабільно літають на орбіту, а ракети, що повертаються, приземляються на баржі в Атлантичному океані.

Тим не менш, досі існує ціла спільнота людей, впевнених, що Земля плоска. Читаючи їхні твердження та коментарі, щиро сподіваєшся, що всі вони просто тролі.

Ось кілька простих доказів, що наша планета кругла.

Кораблі та обрій

Якщо ви побуваєте в якомусь порту, погляньте на обрій і поспостерігайте за кораблями. Коли корабель віддаляється, він не просто стає дедалі меншим. Він поступово ховається за обрієм: спочатку зникає корпус, потім щогла. І навпаки, кораблі, що наближаються, не з'являються на горизонті (як вони мали б, якби світ був плоским), а швидше виходять з-під моря.

Але кораблі не виринають із хвиль (за винятком «Летючого голландця» з «Білору»). Причина, через яку кораблі, що наближаються, виглядають так, ніби вони повільно піднімаються з-за горизонту, полягає в тому, що Земля не плоска, а кругла.

Сузір'я, що варіюються

Паранальська обсерваторія у Чилі

З різних широт видно різні сузір'я. Це зауважив грецький філософ Аристотель ще 350 року до зв. е. Повернувшись із поїздки до Єгипту, Аристотель написав, що «в Єгипті та<…>на Кіпрі є зірки, які не видно у північних регіонах».

Найбільш яскравими прикладами є сузір'я Велика Ведмедиця та Південний Хрест. Велика Ведмедиця, сузір'я із семи зірок, схоже на ківш, завжди видно в широтах вище 41° північної широти. Нижче 25° південної широти ви побачите її.

Тим часом Південний Хрест, невелике сузір'я із п'яти зірок, ви виявите, тільки діставшись до 20° північної широти. І чим південніше ви рухатиметеся, тим вище над горизонтом буде Південний Хрест.

Якби світ був плоским, ми могли б спостерігати ті самі сузір'я з будь-якої точки планети. Але це не так.

Можете повторити експеримент Аристотеля, коли вирушите у подорож. Виявити сузір'я на небі вам допоможуть ці для Android та iOS.

Місячні затемнення


Стадії місячного затемнення / wikimedia.org

Ще один доказ кулястості Землі, знайдений Аристотелем, - форма земної тіні на Місяці під час затемнення. При затемненні Земля виявляється між Місяцем та Сонцем, закриваючи Місяць від сонячного світла.

Форма тіні від Землі, що падає на Місяць під час затемнень, зовсім кругла. Саме тому Місяць стає півмісяцем.

Довжина тіней

Першим, хто обчислив коло землі, був грецький математик на ім'я Ератосфен, який народився 276 року до н. е. Він порівняв довжину тіней у день літнього сонцестояння в Сієні (це єгипетське місто сьогодні називається Асуан) і розташованою на північ від Олександрії.

Опівдні, коли сонце було прямо над Сієною, тіней не було. У Олександрії палиця, встановлена ​​землі, кидала тінь. Ератосфен зрозумів, що, якщо він знає кут тіні та відстань між містами, він може обчислити коло земної кулі.

На плоскій Землі не було б різниці між довжиною тіней. Сонце скрізь було б однаковим. Тільки кулястість планети пояснює, чому положення Сонця різне у двох містах на відстані кількох сотень кілометрів один від одного.

Спостереження з висоти

Ще один очевидний доказ кулястості Землі: чим вище ви підніметеся, тим далі ви можете бачити. Якби Земля була плоскою, ви мали б однаковий огляд незалежно від вашого піднесення. Кривизна Землі обмежує дальність нашого огляду приблизно п'ять кілометрів.

Навколишні подорожі


Вид з кабіни "Конкорду" / manchestereveningnews.co.uk

Першу навколосвітню подорож здійснив іспанець Фернан Магеллан. Плавання тривало три роки, з 1519-го до 1522-го. Щоб обійти земну кулю, Магеллану знадобилося п'ять суден (з яких повернулися два) та 260 чоловік екіпажу (з яких повернулися 18). На щастя, в наш час, щоб переконатися, що Земля кругла, досить просто купити квиток на літак.

Якщо ви колись подорожували літаком, ви могли помітити кривизну горизонту Землі. Найкраще її видно у польоті над океанами.

Відповідно до статті Visually discerning the curvature of the Earth, опублікованій у журналі Applied Optics, крива Землі стає видно на висоті близько 10 кілометрів за умови, що спостерігач має огляд не менше 60°. З вікна пасажирського авіалайнера огляд таки менший.

Виразніше кривизна горизонту видно, якщо злетіти вище 15 кілометрів. Найкраще її помітно на фотографіях з «Конкорду», але, на жаль, цей надзвуковий літак вже давно не здійснює рейсів. Втім, висотна авіація відроджується у пасажирському ракетоплані від Virgin Galactic – Space Ship Two. Тож у найближчому майбутньому ми побачимо нові фотографії Землі, зроблені у суборбітальному польоті.

Літак цілком може облетіти земну кулю без зупинки. Навколишні подорожі на літаках виконувалися неодноразово. При цьому літаки не виявляли жодних "країв" Землі.

Спостереження з метеозонду


Зображення з метеозонду / le.ac.uk

Звичайні пасажирські авіалайнери літають не так вже й високо: на висоті 8–10 кілометрів. Метеозони піднімаються значно вище.

У січні 2017 року студенти Університету Лестера прив'язали кілька камер до повітряної кулі та запустили її в небо. Він піднявся на висоту 23,6 кілометра над поверхнею, значно вищою, ніж літають пасажирські авіалайнери. На знімках, зроблених камерами, виразно видно криву обрії.

Форма інших планет


Світлина Марса / nasa.gov

Наша планета досить пересічна. Звичайно, на ній є життя, але в іншому воно не відрізняється від багатьох інших планет.

Усі наші спостереження показують, що планети є сферичними. Так як у нас немає вагомих підстав вважати інакше, наша планета теж куляста.

Плоска планета (наша чи будь-яка інша) була б неймовірним відкриттям, яке б суперечило всьому, що ми знаємо про формування планет та орбітальну механіку.

Часові пояси

Коли в Москві сім вечора, у Нью-Йорку опівдні, а в Пекіні опівночі. В Австралії в цей же час 1:30 ночі. Ви можете скільки часу в будь-якій точці світу, і переконатися, що скрізь час доби своє.

Цьому є лише одне пояснення: Земля кругла і обертається довкола своєї осі. На тій стороні планети, куди світить Сонце, зараз день. Протилежний бік Землі темний, і там ніч. Це змушує нас використовувати часові пояси.

Навіть якщо уявити, що Сонце - спрямований прожектор, який курсує над плоскою Землею, ми тоді не мали б точного дня і ночі. Ми все одно спостерігали б Сонце, навіть перебуваючи в тіні, як можемо бачити в театрі прожектори, що світять на сцену, перебуваючи при цьому в темному залі. Єдине пояснення зміни часу доби - кулястість Землі.

Центр ваги

Відомо, що гравітація завжди притягує все до центру мас.

Наша земля сферичної форми. Центр мас сфери виявляється, що логічно, у її центрі. Гравітація притягує всі об'єкти на поверхні у напрямку ядра Землі (тобто прямо вниз) незалежно від їхнього розташування, що ми завжди і спостерігаємо.

Якщо уявити, що Земля плоска, гравітація повинна буде притягувати все, що на поверхні, до центру площини. Тобто, якщо ви опинитеся на краю плоскої Землі, гравітація тягне вас не вниз, а до центру диска. Навряд можна знайти на планеті місце, де речі падають не вниз, а вбік.

Зображення з космосу


Фотографія з МКС / nasa.gov

Перша фотографія Землі з космосу зроблена 1946 року. З того часу ми запустили туди безліч супутників, зондів та космонавтів (або астронавтів, або тайконавтів – залежно від країни). Деякі супутники та зонди повернулися, деякі залишаються на орбіті Землі або летять через Сонячну систему. І на всіх фотографіях та відеозаписах, переданих космічними апаратами, Земля кругла.

Кривизна Землі виразно видно на фотографіях із МКС. Крім того, ви можете побачити фотографії Землі, які робить з періодичністю 10 хвилин супутник Японського метеорологічного агентства «Хімаварі-8». Він постійно знаходиться на геостаціонарній орбіті. Або ось фотографії реального часу від супутника DSCOVR, NASA.

Тепер, якщо ви опинитеся в суспільстві прихильників плоскої Землі, у вас буде кілька аргументів у суперечці з ними.

За життя Колумба люди вважали, що Земля пласка. Вони вірили, що в Атлантичному океані живуть чудовиська величезного розміру, здатні поглинути їх кораблі, і існують страшні водоспади, на яких згинуть судна. Колумбу довелося боротися з цими дивними уявленнями, щоб переконати людей вирушити у плавання з ним. Він був упевнений, що земля кругла.
- Емма Мілер Боленіус, автор американських підручників, 1919

Один із найбільш довгоживучих міфів, з вірою в який ростуть діти автор - американець - прим.перев.], полягає в тому, що Колумб був єдиним із людей його часу, який вірив, що Земля – кругла. Решта вірила, що вона плоска. «Якими ж сміливими повинні були бути мореплавці 1492 року, - думаєте ви, - щоб вирушити на край світу і не боятися впасти з нього!».

І справді, існує багато стародавніх згадок про Землю у формі диска. І якби з усіх небесних тіл вам були відомі тільки Сонце і Місяць, ви могли б самостійно дійти такого ж висновку.

Якщо вийти на вулицю на заході сонця, через день-два після молодика, можна побачити приблизно наступне.


Тонкий серп Місяця, освітлена частина якого збігається з частиною сфери, яка б могла бути освітлена Сонцем.

Якби ви мали наукове мислення і цікавість, ви могли б виходити на вулицю в наступні дні і спостерігати за тим, що відбувається далі.


Місяць не тільки змінює положення приблизно на 12 градусів щоночі, рухаючись далі від Сонця, а й висвітлюється все більше! Ви могли б (справедливо) зробити висновок, що Місяць обертається навколо Землі, і що зміна фаз пов'язана зі світлом Сонця, що висвітлює різні частини круглого Місяця.

Давні та сучасні погляди на фази Місяця у цьому збігаються.


Але приблизно двічі на рік під час повні трапляється дещо, що дозволяє нам визначити форму Землі: місячне затемнення! Під час повного Місяця Земля проходить між Сонцем та Місяцем, і тінь Землі стає видно на поверхні Місяця.

І якщо подивитися на цю тінь, стає видно, що вона загнута та має форму диска!


Правда, з цього не можна вивести, чи Земля є плоским диском або круглою сферою. Можна лише бачити, що тінь Землі кругла.


Але, незважаючи на популярний міф, питання про форму Землі вирішилося не в XV або XVI століттях (коли Магеллан здійснив кругосвітню подорож), але приблизно 2000 років тому, у стародавньому світі. І що найдивовижніше, для цього знадобилося лише Сонце.


Якщо відстежувати шлях Сонця денним небом, живучи в північній півкулі, можна помітити, що воно сходить у східній частині неба, піднімається до максимуму на півдні, а потім хилиться до заходу сонця і заходить. І так будь-якого дня року.

Але шляхи протягом року трохи відрізняються. Сонце встає набагато вище і світить протягом більшої кількості годин влітку, а взимку стає нижче і світить менше. Для ілюстрації зверніть увагу на фото сонячної колії, виготовлене під час зимового сонцестояння на Алясці.


Якщо побудувати шлях Сонця по денному небу, ви виявите, що найнижчий шлях, і найкоротший за часом, припадає на зимове сонцестояння – зазвичай це 21 грудня – а найвищий шлях (і найдовший) буває під час літнього сонцестояння, зазвичай 21 червня.

Якщо зробити камеру, здатну фотографувати шлях Сонця протягом року, у вас вийде набір дуг, з яких найвища і найдовша зроблена в день літнього сонцестояння, а найнижча і коротка - в день зимового сонцестояння.


У стародавньому світі найбільші вчені Єгипту, Греції та всього Середземномор'я працювали в Олександрійській бібліотеці. Одним із них був давньогрецький астроном Ератосфен.

Живучи в Олександрії, Ератосфен отримував дивовижні листи із міста Сієна у Єгипті. Там, зокрема, йшлося про те, що в день літнього сонцестояння:

Тінь людини, що дивиться в глибоку криницю, закриє відображення Сонця опівдні.

Іншими словами, Сонце перебуватиме прямо над головою, не відхиляючись ні на градус на південь, північ, схід чи захід. І якби у вас був повністю вертикальний об'єкт, він не відкидав би тіні.


Але Ератосфен знав, що в Олександрії це не так. Сонце підходить до верхньої точки опівдні під час літнього сонцестояння в Олександрії ближче, ніж в інші дні, але й вертикальні об'єкти там відкидають тінь.

І як і будь-який добрий учений, Ератосфен поставив експеримент. Вимірюючи довжину тіні, що відкидається вертикальною паличкою в день літнього сонцестояння, він зміг виміряти кут між Сонцем та вертикальним напрямком в Олександрії.


Він отримав одну п'ятдесяту кола, або 7,2 градусів. Але в той же час у Сієні кут між Сонцем та вертикальною паличкою становив нуль градусів! Чому так могло статися? Можливо, завдяки геніальному осяянню, Ератосфен зрозумів, що Сонячні промені можуть бути паралельними, а Земля – вигнутою!


Якщо потім він міг би дізнатися відстань від Олександрії до Сієни, знаючи різницю кутів, він зміг би підрахувати коло Землі! Якби Ератосфен був науковим керівником аспіранта, він послав би його в шлях для вимірювання відстані!

Але натомість йому довелося покладатися на відому відстань між цими двома містами. А найточнішим методом виміру тоді було…


Подорож на верблюді. Можна зрозуміти критику такої точності. І все-таки, він вважав відстань між Сієною та Олександрією рівним 5000 стадій. Питання лише у довжині стадія. Відповідь залежить від того, чи використовував Ератосфен, грек, що жив у Єгипті, аттичні чи єгипетські стадії, про що історики сперечаються досі. Аттичний стадій використовувався частіше, і його довжина становить 185 метрів. З використанням цього значення можна отримати коло Землі рівним 46 620 км, що на 16% більше реального значення.

Але єгипетський стадій складає всього 157,5 метра, і, можливо, саме його мав на увазі Ератосфен. У цьому випадку вийде 39375, що відрізняється від сучасного значення в 40041 км всього на 2%!


Незалежно від цифр, Ератосфен став першим у світі географом, винайшов поняття широти та довготи, що використовуються до цього дня, та побудував перші моделі та карти на основі сферичної Землі.

І хоча багато чого було втрачено за минулі з того часу тисячоліття, ідеї про сферичну Землю і знання про її приблизне коло не пропадали. Сьогодні будь-хто може повторити той же експеримент з двома місцями, що знаходяться на одній довготі, і, вимірявши довжини тіней, отримати коло Землі! Непогано, враховуючи, що перший прямий фотографічний доказ викривленості Землі буде отримано лише в 1946!


Знаючи форму і розмір Землі, вже з 240 року до н.е. ми змогли з'ясувати безліч чудових речей, включаючи і розмір і відстань до Місяця! Тому віддамо належне Ератосфен за відкриття того, що Земля кругла і за перший точний підрахунок її розміру!

Якщо Колумба і треба за щось запам'ятати у зв'язку з розміром і формою Землі, то це за те, що він використовував дуже малі значення для її кола! Його оцінки відстаней, за допомогою яких він переконав, що судно може пройти з Європи безпосередньо до Індії (якби Америк не було) були неймовірно малі! І якби Америк не було, вони з командою померли б з голоду, не дійшовши Азії!

Якщо запитати будь-яку людину яку форму має наша планета, то вона не замислюючись відповість – кулю. Дійсно, шкільні підручники початкового курсу географії різних авторів, наприклад, Максимова Н. А., Крилова О. В. та інших позиціонують нашу планету, як кулю чи сферу. Адже навіть земні оболонки мають назви сфер: літосфера, гідросфера, атмосфера, біосфера, геосфера. "Сфера - замкнута поверхня, всі точки якої однаково віддалені від центру," - таке визначення дає тлумачний словник. Грецьке слово sphaira означає кулю. Чи це так насправді? Сучасні геодезичні дослідження свідчать, що Землі складна: поверхня дна океанів хіба що втиснута, наближена до центру Землі, а поверхню материків – навпаки. Отже, наша планета не має правильних пропорцій.

Таким чином, виникає проблема невідповідності даних шкільного підручника та наукової літератури щодо опису форми Землі. На першій сторінці географічного атласу наведено два зображення Землі. Одне – вид із космосу, де ми ясно бачимо, що формою Земля нагадує кулю; інше – уявлення давніх про місце їхнього проживання, коли люди вважали, що Земля нерухома і має бути якась опора. Тому древній народ - вавілоняни - думав, що Земля сама плаває на поверхні океану, а древні індуси, наприклад, вважали, що Земля спочиває на чотирьох слонах, що стоять на спині черепахи, що плаває.

Наші пращури уявляли, що Земля спочиває на спинах трьох великих китів, які плавають на поверхні величезного океану. Навіть у казці Єршова «Коник Горбунок» Іванко пролітає на ковзані над китом, на спині якого стоять села, їдуть на возах мужики, на полях вирощують жито, а кит у цей час плаває в море-океані.

Проблема погіршується: то яку форму має Земля – плоску, круглу, чи якусь іншу?

Тим більше, що деякі народи вважали, що вона схожа на невисокий пень спиляного дерева, на плоскій поверхні якого живуть люди. Тільки у казках можуть існувати такі величезні кити чи слони, які тримають на собі нашу планету. Відомо, що всі тварини повинні харчуватися і розмножуватися. Крім того, жодна тварина не живе більше кількох сотень років, вона старіє і вмирає, не кажучи вже про те, що ніякі тварини не в змозі витримати на собі не тільки тяжкості всієї Землі, а й навіть невеликої гори. А думка вавилонян про те, що Земля плаває на поверхні океану, подібно до шматка дерева, також помилкова. Адже Земля дуже тяжка для того, щоб плавати на воді. Навіть якби вона могла плавати в якомусь океані, то вода цього океану теж мала б на чомусь триматися.

Метою даної є дослідження закономірностей утворення фігури Землі за допомогою практичного фізичного експерименту і теоретичних наукових даних.

У ході роботи було вирішено такі завдання:

1. Систематизовано теоретичний матеріал щодо розвитку поглядів на справжню форму Землі.

2. Досвідченим шляхом за допомогою фізичних приладів досліджено форму нашої планети.

Поставлені завдання вирішувалися методами емпіричного та порівняльного аналізу різних даних.

Актуальність даної роботи полягає в тому, що в ній проведено широку систематизацію знань з, здавалося б, найпростішої теми; широко показані міжпредметні зв'язки – інтеграція кількох предметів друг в друга: фізика та географія, історія та географія.

РОЗДІЛ 1. ДОВІДКИ ШАРООБРАЗНОСТІ ЗЕМЛІ.

Людей давно цікавило питання про форму Землі. Витоки ідеї про кулясту форму Землі нерозривно пов'язані з вченням Піфагора та його послідовників – піфагорійців: вперше в історії людської думки логічно послідовно проводилася ідея кулястості Землі та симетрично влаштованих сфер, з яких складається космос.

Аристотелем та її послідовниками було доведено кулястість Землі, що зіграло значну роль становленні географії як певної системи знань.

Ератосфен розглядав кулясті Землі, розуміючи, що тільки науковий доказ істинної форми планети може стати необхідним фундаментом географії. До речі, Ератосфен уперше ввів термін «географія» замість раніше вживаних.

Переконатися у опуклості Землі можна, спостерігаючи, як ховаються чи з'являються високі предмети тієї лінії, де небо ніби сходиться із земної поверхнею, тобто лінії горизонту. Пагорби, ліси, гори ховають її від нас. Але на морі лінія горизонту виразно видно. Ось чому моряки першими помітили, що земна поверхня опукла.

Наближаючись до берега, моряки бачили, що спочатку показувалися тільки верхівки гір, а в міру наближення до них гори ніби виростали на очах, поки не ставало видно їхнє підніжжя.

Віддаляючись від берега, спостерігалося протилежне - гори ніби занурювалися в море: спочатку зникали з виду їх підніжжя та будова на березі, а потім ховалися з очей та вершини.

Якби Земля була плоскою, гори не зникали б з виду, а лише ставали б у міру віддалення від них дедалі менше. Їх можна було б бачити за сотні кілометрів з такою самою легкістю, як ми бачимо за сотні метрів звичайні будинки. Насправді ж, коли гора сховається за горизонтом, її не можна побачити навіть у найсильнішу зорову трубу. Але, якщо піднятися на високе місце, корабель, що сховався за горизонтом, можна знову побачити. Вибираючись на високі місця (ними можуть бути навіть дахи будинків), можна помітити, що горизонт хіба що розширюється.

Розширення горизонту - один із доказів опуклості земної поверхні: якби Земля була плоскою, цього явища не спостерігалося б.

Другим доказом опуклості земної поверхні є поява над горизонтом нових зірок при переміщенні вздовж меридіана. Якщо їхати з Москви до Санкт-Петербурга, то в Твері Полярна зірка стоятиме вище над горизонтом, ніж у Москві, а в Санкт-Петербурзі ще вище. Це тому, що Тверь північніше Москви майже 20, а Санкт-Петербург на 40.

Такі спостереження показують, що земна поверхня скрізь – на суші та на морі – опукла, а не плоска.

Третім доказом кулястості Землі є вид тіні Землі, яку можна побачити в повний місяць, коли Земля знаходиться між Сонцем і Місяцем. Висвітлена Сонцем, вона відкидає в простір тінь, яка може впасти на Місяць. Тоді відбувається повне або часткове місячне затемнення: земна тінь насувається на світлий диск повного Місяця, а край земної тіні завжди круглий, такий же як у тіні, що падає від апельсина на стіну.

Четвертий доказ з'явився в епоху Великих географічних відкриттів під час подорожі іспанського мореплавця Фернана Магеллана у 1519-1522 роках. Пливши весь час на захід, він перетнув Атлантичний океан, обігнув Південну Америку через протоку, названу його ім'ям, і вийшов у Тихий океан. Пливши в одному напрямку, ескадра перетнула Індійський океан і через мис Доброї Надії вийшла в Атлантичний, тобто відбулося плавання навколо земної кулі.

Щоправда, навколосвітня подорож ще не доводить кулястості Землі. Якби вона мала форму, подібну до кабачки або огірка, її теж можна було б об'їхати навколо.

П'ятим доказом служить кругова лінія горизонту. Якщо б Земля не була за своєю формою близька до кулі, то горизонт не був би у формі правильного кола.

Цей доказ дозволив німецькому вченому Мартіну Бехайму у ХV столітті побудувати модель земної кулі – глобус.

Шостим доказом – сучасним є фото Землі з космосу.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧНА: ІСТИНА ФОРМА ЗЕМЛІ

Проте погляд із міжпланетних станцій та орбітальних супутників дозволив підтвердити те, що Землі нашій до ідеальної кулі далеко.

Вперше на це звернув увагу 1672 року французький астроном Шарль Ріше. А допомогли йому у цьому. годинник! Звичайні ходики з маятником. Вчений звернув увагу, що його годинник, що справно йшов у Парижі, при переїзді в Південну Америку раптом почав відставати. Спочатку Ріше припустив, що всьому виною спека, тому що в Кайєні, розташованій неподалік від екватора, набагато спекотніше, ніж у Парижі: "Під дією температури метал розширився, маятник став довшим, ось годинник і стали відставати", - розсудив дослідник. Однак розрахунок показав, щоб годинник став відставати на 4 хвилини! на добу, як це сталося на практиці, необхідно щоб різниця в температурах становила. 2000!

Справжню причину феномена лише 1787 року пояснив Ісаак Ньютон. Він розсудив, що причиною відставання годинника є обертання Землі навколо своєї осі (на екваторі лінійна швидкість трохи вища, ніж у Парижі), а також сплюснутість нашої планети біля полюсів. Обертання Землі навколо своєї осі змушує її сплющуватися біля полюсів так, що всі точки на екваторі знаходяться на 21 км далі від центру, ніж на полюсах. Таким чином, Земля за своєю формою нагадує мандарин, хоча стиснута вона набагато менше.

Розрахунки Ньютона було уточнено у XVIII столітті англійським ученим Мак-Лореном. Він довів, що Земля має форму дині – сфероїда.

В 1834 шляхом досить складних обчислень німецький вчений Якобі з'ясував, що для форми Землі більше підходить інша назва - тривісний еліпсоїд.

Подальші поправки ускладнили картину: було відзначено деяку «грушоподібність» планети.

Вивчення форми Землі показало, що Земля стиснута як уздовж осі обертання, а й у площині екватора, тобто, іншими словами, діаметри екватора однакової довжини. Цей стиск незначний, але він існує. Але ж Земля не гладка, як більярдна куля. На ній є височини, гірські хребти, долини, западини морів та океанів. Тому вчені беруть за земну поверхню рівень океану. Цей рівень океанів можна подумки продовжити на материки, якщо прорізати всі материки такими глибокими каналами, що це океани і моря з'єдналися б між собою. Рівень у цих каналах і було прийнято поверхню Землі. Він трохи відрізняється від поверхні стисненого еліпсоїда.

Цю справжню форму Землі назвали ГЕОІД (гео - Земля, ід - форма).

ГЛАВА 3. ПРАКТИЧНА: ІСТИНА ФОРМА ЗЕМЛІ

Земля обертається довкола своєї осі. На досвіді можна спостерігати, як змінюється форма сферичного тіла при обертанні навколо осі.

Досвід 1. Візьмемо машину, яка є допоміжним приладом службовцям для приведення у обертальний рух двох гнучких обручів, з'єднаних між собою та закріплених вертикальним стрижнем. Вийшла модель сфери, де пластини символізують меридіани, а сполучний стрижень – вісь Землі. Верхня точка кріплення може вільно переміщатися вздовж стрижня. Встановимо прилад у відцентровій машині та почнемо обертання. Ми побачимо, як обручі починають сплющуватись. І чим швидше обертаємо ручку, тим плескатість у «полюсів» стає більше.

Досвід 2. Отже, обертання Землі позначилося її формі. Чому це відбувається, показує ще один досвід із краплею рослинної олії, що обертається в суміші води зі спиртом.

Наллємо в склянку суміш води зі спиртом у такій пропорції, щоб олія не спливала і не тонула в ній. Тільки тоді масло набуде форми кулі. Потім обережно введемо в масляну кульку легку вертушку на тонкому стрижні. При обертанні вертушки поступово починає обертатися і масляна кулька, і чим швидше вона обертається, тим більше сплющується вздовж своєї осі.

Отже, сплюснутість Землі пояснюється її обертанням. І Земля, що здійснює повний оберт навколо своєї осі за 24 години, як тіло, що обертається, має форму сфероїда, або еліпсоїда обертання, а не сфери.

Подібним чином сплюснуті й інші небесні тіла, що обертаються. Юпітер, наприклад, сплюснуть дуже завдяки великій швидкості обертання (один оборот за 10 годин). А Місяць, що здійснює один оберт навколо своєї осі за один місяць, практично не сплюснутий і має форму кулі.

ВИСНОВОК.

Таким чином, вивчивши докази кулястості Землі, я прийшла до висновку, що Земля, як все живе, має тільки їй властиву форму, на зміну якої впливають різні сили, у тому числі швидкість обертання навколо осі та Сонця, тяжіння Місяця та інших планет.

І не підлягає жодному сумніву, що Земля – це куля, що обертається. У цьому вона підпорядковується тим самим рухам, як і звичайний дзига.

Тому можна сказати, що Земля - ​​це гігантський дзига, зміни в швидкості якого не пройшли безвісти для формування її форми.

За життя Колумба люди вважали, що Земля пласка. Вони вірили, що в Атлантичному океані живуть чудовиська величезного розміру, здатні поглинути їх кораблі, і існують страшні водоспади, на яких згинуть судна. Колумбу довелося боротися з цими дивними уявленнями, щоб переконати людей вирушити у плавання з ним. Він був упевнений, що земля кругла.
- Емма Мілер Боленіус, автор американських підручників, 1919

Один із найбільш довгоживучих міфів, з вірою в який ростуть діти автор - американець - прим.перев.], полягає в тому, що Колумб був єдиним із людей його часу, який вірив, що Земля – кругла. Решта вірила, що вона плоска. «Якими ж сміливими повинні були бути мореплавці 1492 року, - думаєте ви, - щоб вирушити на край світу і не боятися впасти з нього!».

І справді, існує багато стародавніх згадок про Землю у формі диска. І якби з усіх небесних тіл вам були відомі тільки Сонце і Місяць, ви могли б самостійно дійти такого ж висновку.

Якщо вийти на вулицю на заході сонця, через день-два після молодика, можна побачити приблизно наступне.


Тонкий серп Місяця, освітлена частина якого збігається з частиною сфери, яка б могла бути освітлена Сонцем.

Якби ви мали наукове мислення і цікавість, ви могли б виходити на вулицю в наступні дні і спостерігати за тим, що відбувається далі.


Місяць не тільки змінює положення приблизно на 12 градусів щоночі, рухаючись далі від Сонця, а й висвітлюється все більше! Ви могли б (справедливо) зробити висновок, що Місяць обертається навколо Землі, і що зміна фаз пов'язана зі світлом Сонця, що висвітлює різні частини круглого Місяця.

Давні та сучасні погляди на фази Місяця у цьому збігаються.


Але приблизно двічі на рік під час повні трапляється дещо, що дозволяє нам визначити форму Землі: місячне затемнення! Під час повного Місяця Земля проходить між Сонцем та Місяцем, і тінь Землі стає видно на поверхні Місяця.

І якщо подивитися на цю тінь, стає видно, що вона загнута та має форму диска!


Правда, з цього не можна вивести, чи Земля є плоским диском або круглою сферою. Можна лише бачити, що тінь Землі кругла.


Але, незважаючи на популярний міф, питання про форму Землі вирішилося не в XV або XVI століттях (коли Магеллан здійснив кругосвітню подорож), але приблизно 2000 років тому, у стародавньому світі. І що найдивовижніше, для цього знадобилося лише Сонце.


Якщо відстежувати шлях Сонця денним небом, живучи в північній півкулі, можна помітити, що воно сходить у східній частині неба, піднімається до максимуму на півдні, а потім хилиться до заходу сонця і заходить. І так будь-якого дня року.

Але шляхи протягом року трохи відрізняються. Сонце встає набагато вище і світить протягом більшої кількості годин влітку, а взимку стає нижче і світить менше. Для ілюстрації зверніть увагу на фото сонячної колії, виготовлене під час зимового сонцестояння на Алясці.


Якщо побудувати шлях Сонця по денному небу, ви виявите, що найнижчий шлях, і найкоротший за часом, припадає на зимове сонцестояння – зазвичай це 21 грудня – а найвищий шлях (і найдовший) буває під час літнього сонцестояння, зазвичай 21 червня.

Якщо зробити камеру, здатну фотографувати шлях Сонця протягом року, у вас вийде набір дуг, з яких найвища і найдовша зроблена в день літнього сонцестояння, а найнижча і коротка - в день зимового сонцестояння.


У стародавньому світі найбільші вчені Єгипту, Греції та всього Середземномор'я працювали в Олександрійській бібліотеці. Одним із них був давньогрецький астроном Ератосфен.

Живучи в Олександрії, Ератосфен отримував дивовижні листи із міста Сієна у Єгипті. Там, зокрема, йшлося про те, що в день літнього сонцестояння:

Тінь людини, що дивиться в глибоку криницю, закриє відображення Сонця опівдні.

Іншими словами, Сонце перебуватиме прямо над головою, не відхиляючись ні на градус на південь, північ, схід чи захід. І якби у вас був повністю вертикальний об'єкт, він не відкидав би тіні.


Але Ератосфен знав, що в Олександрії це не так. Сонце підходить до верхньої точки опівдні під час літнього сонцестояння в Олександрії ближче, ніж в інші дні, але й вертикальні об'єкти там відкидають тінь.

І як і будь-який добрий учений, Ератосфен поставив експеримент. Вимірюючи довжину тіні, що відкидається вертикальною паличкою в день літнього сонцестояння, він зміг виміряти кут між Сонцем та вертикальним напрямком в Олександрії.


Він отримав одну п'ятдесяту кола, або 7,2 градусів. Але в той же час у Сієні кут між Сонцем та вертикальною паличкою становив нуль градусів! Чому так могло статися? Можливо, завдяки геніальному осяянню, Ератосфен зрозумів, що Сонячні промені можуть бути паралельними, а Земля – вигнутою!


Якщо потім він міг би дізнатися відстань від Олександрії до Сієни, знаючи різницю кутів, він зміг би підрахувати коло Землі! Якби Ератосфен був науковим керівником аспіранта, він послав би його в шлях для вимірювання відстані!

Але натомість йому довелося покладатися на відому відстань між цими двома містами. А найточнішим методом виміру тоді було…


Подорож на верблюді. Можна зрозуміти критику такої точності. І все-таки, він вважав відстань між Сієною та Олександрією рівним 5000 стадій. Питання лише у довжині стадія. Відповідь залежить від того, чи використовував Ератосфен, грек, що жив у Єгипті, аттичні чи єгипетські стадії, про що історики сперечаються досі. Аттичний стадій використовувався частіше, і його довжина становить 185 метрів. З використанням цього значення можна отримати коло Землі рівним 46 620 км, що на 16% більше реального значення.

Але єгипетський стадій складає всього 157,5 метра, і, можливо, саме його мав на увазі Ератосфен. У цьому випадку вийде 39375, що відрізняється від сучасного значення в 40041 км всього на 2%!


Незалежно від цифр, Ератосфен став першим у світі географом, винайшов поняття широти та довготи, що використовуються до цього дня, та побудував перші моделі та карти на основі сферичної Землі.

І хоча багато чого було втрачено за минулі з того часу тисячоліття, ідеї про сферичну Землю і знання про її приблизне коло не пропадали. Сьогодні будь-хто може повторити той же експеримент з двома місцями, що знаходяться на одній довготі, і, вимірявши довжини тіней, отримати коло Землі! Непогано, враховуючи, що перший прямий фотографічний доказ викривленості Землі буде отримано лише в 1946!


Знаючи форму і розмір Землі, вже з 240 року до н.е. ми змогли з'ясувати безліч чудових речей, включаючи і розмір і відстань до Місяця! Тому віддамо належне Ератосфен за відкриття того, що Земля кругла і за перший точний підрахунок її розміру!

Якщо Колумба і треба за щось запам'ятати у зв'язку з розміром і формою Землі, то це за те, що він використовував дуже малі значення для її кола! Його оцінки відстаней, за допомогою яких він переконав, що судно може пройти з Європи безпосередньо до Індії (якби Америк не було) були неймовірно малі! І якби Америк не було, вони з командою померли б з голоду, не дійшовши Азії!



Останні матеріали розділу:

Священний Коран арабською мовою – рятівник душі і тіла людини Коран всі сури арабською
Священний Коран арабською мовою – рятівник душі і тіла людини Коран всі сури арабською

Все, що є у Всесвіті і все, що в ньому відбувається, пов'язане з Кораном і отримує своє відображення. Людство не мислимо без Корану, і...

Жіночий Султанат – Султанші мимоволі на екрані та у звичайному житті
Жіночий Султанат – Султанші мимоволі на екрані та у звичайному житті

У статті ми докладно охарактеризуємо Жіночий султанат Ми розповімо про його представниць та їх правління, про оцінки цього періоду в...

Правителі Османської імперії
Правителі Османської імперії

З моменту створення Османської імперії державою безперервно правили Османських нащадків по чоловічій лінії. Але незважаючи на плідність династії, були...