Emlékszem egy pillanatra az iskolás éveimből, amikor anyám odajött hozzám, és 360 fokkal elfordította az iskolai földgömböt. Aztán megkérdezte tőlem: "Tudod fiam, hány óra alatt fordul meg a földgömb tengelye körül?" Gondoltam, ő pedig így folytatta: "De nyisd ki a földrajz tankönyvet, és megtudod." Követtem a tanácsát, és felfedeztem valamit, amit korábban nem tudtam. Szóval...
Mennyi ideig tart a Föld egy körforgása önmaga körül?
Bolygónk pontosan 24 óra alatt tesz teljes körforgást a tengelye körül. És így telnek a napok. Hívták őket "napos" Napokig.
Maga a bolygó forog nyugatról keletre. Az ekliptika északi pólusáról (vagy a Sarkcsillagról) nézve pedig forgás történik óramutató járásával ellentétes irányban.
Ennek az örvénynek köszönhető nappalok és éjszakák változása. Végül is az egyik felét megvilágítják a napsugarak, a másik pedig árnyékban marad.
Ezenkívül a bolygó forgását megkönnyítik a mozgó patakok (például folyók vagy szelek) eltérései az északi féltekén - a jobb oldalon és a déli - bal oldalon.
A Föld napi forgásával kapcsolatos eszmetörténet
NÁL NÉL különböző időpontokban az emberek a maguk módján próbálták megmagyarázni a nap változását. A hipotézisek gyakran váltották egymást, az ókor minden népének megvolt a maga elmélete:
- az égbolt napi változásának legkorábbi magyarázatát az adta Pythagoras idejében. Azt hitték, hogy a Föld Philolaus világának rendszerében bizonyos mozgásokat végez. De nem forgásosak voltak, hanem haladó. És ezek a mozgások átmentek az úgynevezett "Központi Tűzön";
- az első az ókori csillagászok közül, akik azt állították, hogy bolygónk pontosan az forog, indiai tudós lett Aryabhata(aki az V. század végén élt - a hatodik elején);
- majd a 19. század második felében Európában részletesebb viták folytak a Föld mozgási lehetőségeiről. Erről a legszélesebb körben olyan párizsi tudósok írtak, mint Jean Buridan, Nicholas Oremés Szász Albert;
- 1543-ban híres Miklós Kopernikusz már írta a munkám"Az égi szférák forgásáról" , amelyet sok akkori csillagász támogatott;
- és később Galileo Galileialapvetőt fogalmazott meg relativitás elve. Azt állította a Föld (vagy bármely más objektum) mozgása nem befolyásolja a folyamatban lévő belső és külső folyamatokat.
Ezek voltak a bolygónk forgására vonatkozó hipotézis kidolgozásának fő állomásai. A témával kapcsolatos problémák megértése sokak felfedezéséhez járult hozzá a mechanika törvényeiés eredete új kozmológia.
Miért változik a nappal és az éjszaka? Természetesen nem egyszer látott napkeltét és naplementét. Szerinted miért történnek? A nap abbahagyja a sütést? Egy egyszerű kísérlet segít megérteni ezt. Ha egy világító elemlámpát egy közönséges iskolai földgömb oldalára irányítanak egy sötét szobában, akkor az egyik fele világít, a másik fele pedig árnyékban lesz. Ugyanígy a Nap sugarai világítják meg bolygónkat az űr örök sötétjében.
A Föld képzeletbeli tengelye egyenes vonalban fut az Északi-sarktól a dél felé. A Föld nyugatról keletre kering körülötte, és egyik, majd a másik oldalára teszi ki a Napot. A megvilágított oldalon - nappal, az ellenkező oldalon ugyanabban az időben - éjszaka. tengelye körül határozza meg a nappal és az éjszaka változását.
A Föld 23 óra 56 perc alatt, azaz egy nap alatt tesz meg teljes körforgást a tengelye körül. A nap egy időegység, amely megközelítőleg megegyezik a Föld tengelye körüli forgási periódusával. A napot általában éjszakára, reggelre, délutánra és estére osztják.
szabványos idő
A Föld tengelye körüli forgása miatt a napszak a földgömb különböző részein nem lehet azonos. Ezért a kényelem kedvéért időzónákat vezettek be: a Föld felszínét meridiánok 15 hosszúsági fokonként 24 zónára osztották.
Az azonos időzónán belüli napszakot hívják öv. A zónák közötti időkülönbség egy óra. Az időzónák eredetének a Greenwich városon áthaladó greenwichi meridiánt tekintik (ez Londontól nem messze van, ahol a Greenwich Obszervatórium is található). Tőle az öveket kelet felé számolják. Más szóval, amikor költözik keletre tartó szabványos idő növekszik, és a nyugati - csökken.
Ha Greenwichnél 12 óra, akkor a tőle keletre eső első zónában 13 óra, a nyugatra eső első zónában pedig 11 óra. Egy új nap kezdete a 12. időzóna. Így amikor bekapcsolva Távol-Keletúj nap kezdődik, a nyugati féltekén még tart az előző.
2011-ben országunk elnöke aláírt egy szövetségi törvényt kilenc időzóna kiosztásáról Oroszországban. Ezen zónák határait a köztársaságok, területek és régiók határainak figyelembevételével határozzák meg. Orosz Föderáció. Az időzóna ugyanarra az időre van beállítva. Ugyanebben 2011-ben Oroszország területén törölték a téli időszámításra való átállást.
A Föld tengelye körüli forgási periódusa állandó érték. Csillagászatilag 23 óra 56 perc és 4 másodperc. A tudósok azonban nem vették figyelembe a jelentéktelen hibát, és ezeket a számokat 24 órára, vagyis egy földi napra kerekítették. Az egyik ilyen forradalmat napi forgásnak nevezik, és nyugatról keletre megy végbe. Egy földi ember számára úgy néz ki, mint reggel, délután és este, egymást helyettesítve. Más szóval, a Nap napkelte, dél és napnyugta teljesen egybeesik a bolygó napi forgásával.
Mi a Föld tengelye?
A Föld tengelye mentálisan egy képzeletbeli vonalként ábrázolható, amely körül a Naptól számított harmadik bolygó forog. Ez a tengely két állandó ponton keresztezi a Föld felszínét - az északi és a déli földrajzi póluson. Ha például gondolatban folytatjuk a Föld tengelyének irányát felfelé, akkor az átmegy a Sarkcsillag mellett. Egyébként ez magyarázza a Sarkcsillag mozdulatlanságát. Az a hatás jön létre, hogy az égi gömb a tengely körül mozog, tehát e csillag körül.
A földi embernek az is látszik, hogy a csillagos égbolt keletről nyugat felé forog. De nem az. A látszólagos mozgás csak a valódi napi forgás tükre. Fontos tudni, hogy bolygónk egyszerre nem egy, hanem legalább két folyamatban vesz részt. A Föld tengelye körül kering, és keringő mozgást végez az égitest körül.
A Nap látszólagos mozgása bolygónk valódi mozgását is tükrözi körülötte. Ennek eredményeként először jön a nap, majd az éjszaka. Ne feledje, hogy az egyik mozgás elképzelhetetlen a másik nélkül! Ezek a világegyetem törvényei. Sőt, ha a Föld forgási ideje a tengelye körül egyenlő egy földi nappal, akkor az égitest körüli mozgásának ideje változó érték. Nézzük meg, mi befolyásolja ezeket a mutatókat.
Mi befolyásolja a Föld keringési sebességét?
A Föld tengelye körüli forgási periódusa állandó érték, ami nem mondható el a kék bolygó csillag körüli keringési sebességéről. A csillagászok sokáig azt hitték, hogy ez a sebesség állandó. Kiderült, hogy nem! Jelenleg a legpontosabb mérőműszereknek köszönhetően a tudósok enyhe eltérést találtak a korábban kapott adatokban.
Ennek a változékonyságnak az oka az árapályok során fellépő súrlódás. Ez közvetlenül befolyásolja a harmadik bolygó keringési sebességének csökkenését a Naptól. Az apályok és áramlások viszont az állandó műhold - a Hold - tevékenységének a következményei a Földön. Az ember nem veszi észre a bolygó ilyen forradalmát az égitest körül, valamint a Föld forgási idejét a tengelye körül. De nem tudunk nem figyelni arra, hogy a tavasz átadja helyét a nyárnak, a nyár az ősznek és az ősz a télnek. És ez mindig megtörténik. Ez a következmény orbitális mozgás bolygó, 365,25 napig, vagyis egy földi évig tart.
Érdemes megjegyezni, hogy a Föld egyenetlenül mozog a Naphoz képest. Például egyes pontokon a legközelebb van az égitesthez, máshol pedig a legtávolabb van tőle. És még valami: a Föld körüli pálya nem kör, hanem ovális, vagy ellipszis.
Miért nem veszi észre az ember a napi forgást?
Az ember soha nem fogja észrevenni a bolygó forgását, a felszínén tartózkodva. Ez a miénk és a földgömb méretbeli különbségéből adódik – ez túl nagy számunkra! A Föld tengelye körüli forgásának időszakát semmiképpen nem lehet észrevenni, de érezni lehet majd: a nappalt felváltja az éjszaka és fordítva. Erről fentebb már volt szó. De mi történne, ha a kék bolygó nem tudna forogni a tengelye körül? És itt van: a Föld egyik oldalán örök nappal lenne, a másikon pedig örök éjszaka! Szörnyű, nem?
Fontos tudni!
Tehát a Föld tengelye körüli forgásának periódusa közel 24 óra, a Nap körüli „utazás” ideje pedig körülbelül 365,25 nap (egy földi év), mivel ez az érték nem állandó. Felhívjuk a figyelmet arra, hogy a két figyelembe vett mozgás mellett a Föld másban is részt vesz. Például ő, a többi bolygóval együtt, a Tejútrendszerhez - őshonos galaxisunkhoz - képest mozog. Viszont mozgást végez a többi szomszédos galaxishoz képest. És minden megtörténik, mert soha nem volt és nem is lesz semmi megváltoztathatatlan és mozdíthatatlan az Univerzumban! Erre élete végéig emlékeznie kell.
Napi forgatás föld
A Föld tengelyének dőlése az ekliptika síkjához (a Föld keringési síkjához) képest.
A Föld napi forgása- a Föld tengelye körüli forgása egy napos periódussal, melynek közvetlenül megfigyelhető megnyilvánulása az égi szféra napi forgása. A Föld forgása nyugatról keletre halad. A Sarkcsillagról vagy az északi ekliptika pólusáról nézve a Föld forgása az óramutató járásával ellentétes.
Az égi szféra napi forgása.
A föld nyugatról keletre mozog. Körülbelül 23 óra 56 perc 4 másodperc alatt tesz meg egy teljes fordulatot. Forgási sebesség (az egyenlítőn) - 465 m/s.
Fizikai jelentés és kísérleti megerősítés
A Föld tengelye körüli forgásának fizikai jelentése
Mivel minden mozgás relatív, meg kell jelölni egy konkrét vonatkoztatási rendszert, amelyhez képest egy test mozgását vizsgáljuk. Amikor azt mondják, hogy a Föld egy képzeletbeli tengely körül forog, ez azt jelenti, hogy bármely tehetetlenségi referenciakerethez képest forog, és ennek a forgásnak az időtartama egyenlő a sziderális napokkal - a periódus teljes fordulat az égi szféra földje az égi szférához (Föld) viszonyítva.
A Föld tengelye körüli forgásának minden kísérleti bizonyítéka annak bizonyítására redukálódik, hogy a Földhöz tartozó vonatkoztatási rendszer egy speciális, nem inerciális vonatkoztatási rendszer - egy olyan vonatkoztatási rendszer, amely az inerciális keretekhez képest forgó mozgást végez. referencia.
Ellentétben az inerciális mozgással (azaz a tehetetlenségi vonatkoztatási rendszerekhez viszonyított egyenletes egyenes vonalú mozgással) egy zárt laboratórium nem tehetetlenségi mozgásának észleléséhez nem szükséges külső testeken megfigyeléseket végezni - az ilyen mozgásokat lokális kísérletekkel (vagyis , ebben a laboratóriumban végzett kísérletek). A szó ilyen (pontosan ebben!) értelmében abszolútnak nevezhető a nem tehetetlen mozgás, beleértve a Föld tengelye körüli forgását is.
Tehetetlenségi erők
Centrifugális erő a forgó Földön.
A centrifugális erő hatásai
A szabadesési gyorsulás függése a földrajzi szélesség. A kísérletek azt mutatják, hogy a gravitáció gyorsulása a földrajzi szélességtől függ: minél közelebb van a pólushoz, annál nagyobb. Ez a centrifugális erő hatásának köszönhető. Először is pontok a Föld felszíne magasabb szélességi fokon található, közelebb a forgástengelyhez, és ezért a pólushoz közeledve a forgástengelytől való távolság csökken, és a póluson eléri a nullát. Másodszor, a szélesség növekedésével a centrifugális erővektor és a horizont síkja közötti szög csökken, ami a centrifugális erő függőleges komponensének csökkenéséhez vezet.
Ezt a jelenséget 1672-ben fedezték fel, amikor Jean Richet francia csillagász afrikai expedíciója során felfedezte, hogy az ingaórák lassabban járnak az Egyenlítő közelében, mint Párizsban. Newton ezt hamarosan azzal magyarázta, hogy az inga periódusa fordítottan arányos a gravitáció miatti gyorsulás négyzetgyökével, amely az egyenlítőn a centrifugális erő hatására csökken.
A Föld ellaposodása. A centrifugális erő hatása a Föld ellapulásához vezet a sarkokon. Ezt a jelenséget, amelyet Huygens és Newton a 17. század végén jósolt meg, először az 1730-as évek végén fedezték fel két, kifejezetten ennek a probléma megoldására felkészített francia expedíció adatainak feldolgozása eredményeként Peruban és Lappföldön.
Coriolis erőhatások: Laboratóriumi kísérletek
Foucault-inga az északi sarkon. A Föld forgástengelye az inga lengéssíkjában fekszik.
Ezt a hatást a pólusokon kell a legvilágosabban kifejezni, ahol az inga síkjának teljes forgásának periódusa megegyezik a Föld tengelye körüli forgásának periódusával (sziderális napok). Általános esetben a periódus fordítottan arányos a földrajzi szélesség szinuszával, az egyenlítőn az inga lengésének síkja változatlan.
Giroszkóp- a jelentős tehetetlenségi nyomatékkal rendelkező forgó test megtartja a szögimpulzusát, ha nincsenek erős perturbációk. Foucault, aki belefáradt abba, hogy elmagyarázza, mi történt egy nem a sarkon lévő Foucault-ingával, egy újabb demonstrációt dolgozott ki: egy felfüggesztett giroszkóp megtartotta orientációját, ami azt jelenti, hogy lassan forgott a megfigyelőhöz képest.
A lövedékek elhajlása fegyverlövés közben. A Coriolis-erő másik megfigyelhető megnyilvánulása a vízszintes irányban kilőtt lövedékek (az északi féltekén jobbra, a déli féltekén balra) röppályáinak elhajlása. A tehetetlenségi vonatkoztatási rendszer szempontjából a meridián mentén kilőtt lövedékeknél ez a Föld forgási sebességének a földrajzi szélességtől való függésének köszönhető: az Egyenlítőtől a sark felé haladva a lövedék megtartja a vízszintes irányt. A sebesség komponense változatlan, míg a földfelszíni pontok lineáris forgási sebessége csökken, ami a lövedéknek a Föld forgási irányába való elmozdulásához vezet a meridiánról. Ha a lövést az Egyenlítővel párhuzamosan adták le, akkor a lövedék párhuzamból való elmozdulása abból adódik, hogy a lövedék röppályája a Föld középpontjával egy síkban van, míg a Föld felszínén lévő pontok a Föld forgástengelyére merőleges sík. Ezt a hatást (a meridián menti tüzelés esetére) Grimaldi jósolta a 17. század 40-es éveiben. és először Riccioli adta ki 1651-ben.
Szabadon eső testek eltérése a függőlegestől. ( ) Ha a test sebességének nagy függőleges komponense van, akkor a Coriolis-erő keletre irányul, ami egy szabadon eső test pályájának megfelelő elhajlásához vezet (kezdeti sebesség nélkül) magas torony. Inerciális vonatkoztatási rendszerben vizsgálva a hatást az magyarázza, hogy a torony teteje a Föld középpontjához képest gyorsabban mozog, mint az alap, ami miatt a test pályája keskeny parabolának bizonyul. és a test valamivel a torony alapja előtt van.
Eötvös-effektus. Alacsony szélességeken a Coriolis-erő a földfelszín mentén haladva függőleges irányban irányul, és hatása a szabadesés gyorsulásának növekedéséhez vagy csökkenéséhez vezet attól függően, hogy a test nyugatra vagy keletre mozog. Ezt a hatást Eötvös-effektusnak nevezik Eötvös Lorand magyar fizikus tiszteletére, aki kísérleti úton fedezte fel a XX. század elején.
Kísérletek a szögimpulzus megmaradásának törvényével. Egyes kísérletek a szögimpulzus megmaradásának törvényén alapulnak: inerciális vonatkoztatási rendszerben a szögimpulzus értéke ( egyenlő a termékkel a forgási szögsebességre jutó tehetetlenségi nyomaték) belső erők hatására nem változik. Ha egy kezdeti időpontban a létesítmény mozdulatlan a Földhöz képest, akkor a tehetetlenségi referenciakerethez viszonyított forgási sebessége megegyezik a Föld forgási szögsebességével. Ha megváltoztatjuk a rendszer tehetetlenségi nyomatékát, akkor a szögsebesség forgása, vagyis a Földhöz viszonyított forgása megindul. A Földhöz kapcsolódó nem inerciális vonatkoztatási rendszerben a forgás a Coriolis-erő hatására következik be. Ezt az ötletet Louis Poinsot francia tudós javasolta 1851-ben.
Az első ilyen kísérletet Hagen hajtotta végre 1910-ben: egy sima keresztrúdra két súlyt helyeztek mozdulatlanul a Föld felszínéhez képest. Ezután a terhelések közötti távolság csökkent. Ennek eredményeként a telepítés forgásba került. Még szemléltetőbb kísérletet végzett Hans Bucka német tudós 1949-ben. Egy körülbelül 1,5 méter hosszú rudat szereltek fel merőlegesen egy téglalap alakú keretre. Kezdetben a rúd vízszintes volt, a telepítés a Földhöz képest álló helyzetben volt. Ezután a rudat függőleges helyzetbe hozták, ami a telepítés tehetetlenségi nyomatékának körülbelül 1-szeres változásához vezetett, és gyors forgása a Föld forgási sebességénél többszörös szögsebességgel.
Tölcsér a fürdőben.
Mivel a Coriolis-erő nagyon gyenge, elhanyagolható hatással van a víz örvénylésének irányára mosogatóban vagy fürdőkádban történő leeresztéskor, így általában a tölcsérben a forgásirány nincs összefüggésben a Föld forgásával. Gondosan ellenőrzött kísérletekben azonban el lehet különíteni a Coriolis-erő hatását más tényezőktől: az északi féltekén a tölcsér az óramutató járásával ellentétes irányba csavarodik, a déli oldalon - fordítva.
A Coriolis-erő hatásai: Környezeti jelenségek
Baer törvénye. Amint azt először Karl Baer szentpétervári akadémikus jegyezte meg 1857-ben, a folyók erodálják a jobb partot az északi féltekén. déli félteke- balra), ami ennek következtében meredekebbnek bizonyul (Beer törvénye). A hatás magyarázata hasonló a lövedékek vízszintes irányú kilövéskor történő elhajlásának magyarázatához: a Coriolis-erő hatására a víz erősebben érinti a jobb partot, ami annak elmosódásához vezet, és fordítva, visszahúzódik. a bal partról.
Ciklon vége délkeleti partján Izland (nézet az űrből).
Szelek: passzátszelek, ciklonok, anticiklonok. Az északi féltekén jobbra, a déli féltekén balra irányított Coriolis-erő jelenlétével légköri jelenségek is társulnak: passzátszelek, ciklonok és anticiklonok. A passzátszelek jelenségét az alsóbb rétegek egyenetlen felmelegedése okozza a föld légköre az egyenlítői sávban és a középső szélességi körökben, ami a déli, illetve az északi féltekén a déli, illetve északi meridián mentén a levegő áramlásához vezet. A Coriolis-erő hatása a légáramlások eltéréséhez vezet: az északi féltekén - északkelet felé (északkeleti passzátszél), a déli féltekén - délkelet felé (délkeleti passzátszél).
Optikai kísérletek
Számos, a Föld forgását bemutató kísérlet középpontjában a Sagnac-effektus áll: ha a gyűrűs interferométer forgó mozgást végez, akkor a relativisztikus hatások miatt fáziskülönbség jelenik meg a szembejövő nyalábokban.
ahol a gyűrű vetületének területe az egyenlítői síkon (a forgástengelyre merőleges sík), a fénysebesség, a forgás szögsebessége. A Föld forgásának demonstrálására ezt a hatást Michelson amerikai fizikus használta fel 1923-1925-ben végzett kísérletsorozatban. A Sagnac-effektust alkalmazó modern kísérleteknél a gyűrűinterferométerek kalibrálásakor figyelembe kell venni a Föld forgását.
A Föld napi forgásának számos más kísérleti demonstrációja is létezik.
Egyenetlen forgás
Precesszió és nutáció
Giketáról és Ekfantról azonban szinte semmit nem tudni, sőt néha még létezésüket is megkérdőjelezik. A legtöbb tudós véleménye szerint a Föld Philolaus világának rendszerében nem forog, hanem előre mozgott a Központi Tűz körül. Más írásaiban Platón a Föld mozdulatlanságának hagyományos nézetét követi. Számos bizonyítékot kaptunk azonban arra, hogy a Föld forgásának gondolatát Heraclid Pontus filozófus (Kr. e. IV. század) védte. Valószínűleg Héraklid másik feltételezése kapcsolódik a Föld tengelye körüli forgásának hipotéziséhez: minden csillag egy világ, amely magában foglalja a földet, a levegőt, az étert, és mindez a végtelen térben található. Valóban, ha az égbolt napi forgása a Föld forgásának visszatükröződése, akkor megszűnik az az előfeltevés, hogy a csillagokat ugyanazon a szférán lévőknek tekintjük.
Körülbelül egy évszázaddal később a Föld forgásának feltételezése az első szerves részévé vált, amelyet a nagy szamoszi Arisztarchosz csillagász (Kr. e. 3. század) javasolt. Arisztarkhoszt támogatta a babiloni Szeleukosz (Kr. e. II. század), valamint pontusi Héraklidész, aki a világegyetemet végtelennek tartotta. Az a tény, hogy a Föld napi forgásának gondolata már a Kr. u. például Seneca, Derkillid filozófusok, Claudius Ptolemaiosz csillagász néhány kijelentése tanúskodik. A csillagászok és filozófusok túlnyomó többsége azonban nem kételkedett a Föld mozdulatlanságában.
Érvek a Föld mozgásának gondolata ellen Arisztotelész és Ptolemaiosz munkáiban találhatók. Tehát az értekezésében A Mennyországról Arisztotelész a Föld mozdulatlanságát azzal indokolja, hogy a forgó Földön a függőlegesen felfelé dobott testek nem eshetnek oda, ahonnan mozgásuk megindult: a Föld felszíne elmozdulna a kidobott test alatt. Egy másik érv a Föld mozdulatlansága mellett, amelyet Arisztotelész az ő fizikai elméletén alapszik: a Föld nehéz test, és a nehéz testek hajlamosak a világ közepe felé mozogni, nem pedig körülötte forogni.
Ptolemaiosz munkájából következik, hogy a Föld forgásának hipotézisének támogatói azt válaszolták ezekre az érvekre, hogy a levegő és minden földi objektum is együtt mozog a Földdel. Nyilvánvalóan a levegő szerepe ebben az okfejtésben alapvetően fontos, hiszen nyilvánvaló, hogy bolygónk forgását éppen a Földdel együtt való mozgása rejti. Ptolemaiosz ezzel ellenkezik
A levegőben lévő testek mindig lemaradnak... És ha a testek a levegő egészével együtt forognak, akkor egyikük sem előzné meg a másikat, vagy nem maradna le a másiktól, hanem a helyén maradna, repülésben és dobásban nem tennének olyan eltéréseket, mozgásokat egy másik helyre, amilyeneket a saját szemünkkel látunk végbemenni, és egyáltalán nem lassulnának, nem gyorsulnának, mert a Föld nem áll.
Középkorú
India
A középkori szerzők közül az első, aki azt javasolta, hogy a Föld forog a tengelye körül, a nagy indiai csillagász és matematikus, Aryabhata volt (V. vége - VI. század eleje). Értekezésében több helyen is megfogalmazza. Ariabhatia, például:
Ahogy egy előre haladó hajón álló ember látja a hátrafelé mozgó rögzített tárgyakat, úgy a megfigyelő... azt látja, hogy állócsillagok egyenes vonalban haladnak nyugat felé.
Nem tudni, hogy ez az ötlet magához Aryabhatához tartozik-e, vagy az ókori görög csillagászoktól kölcsönözte.
Aryabhatát egyetlen csillagász, Prthudaka (9. század) támogatta. A legtöbb indiai tudós megvédte a Föld mozdulatlanságát. Így Varahamihira csillagász (6. század) azzal érvelt, hogy a forgó Földön a levegőben repülő madarak nem tudnak visszatérni a fészkükbe, a kövek és fák pedig leszállnak a Föld felszínéről. A kiváló csillagász, Brahmagupta (6. század) is megismételte azt a régi érvet, hogy egy test, amely leesett Magas hegy, de lesüllyedhet az alapjára. Ezzel együtt azonban visszautasította Varahamihira egyik érvét: véleménye szerint hiába forogna a Föld, a tárgyak gravitációjuk miatt nem tudtak elszakadni tőle.
Iszlám Kelet
A Föld forgásának lehetőségét a muszlim kelet számos tudósa mérlegelte. Így a híres geométer al-Sijizi feltalálta az asztrolábiumot, amelynek működési elve ezen a feltételezésen alapul. Egyes iszlám tudósok (akiknek a neve nem jutott el hozzánk) még a Föld forgása elleni fő érvet: a lehulló testek pályáinak függőlegességét is megcáfolták. Lényegében egyúttal megfogalmazódott a mozgások szuperpozíciójának elve, amely szerint bármely mozgás két vagy több komponensre bontható: a forgó Föld felületéhez képest a leeső test egy függővonal mentén mozog, de az a pont, amely ennek az egyenesnek a Föld felszínére vetülete, átkerülne rá.forgás. Ezt bizonyítja a híres tudós-enciklopédista al-Biruni, aki azonban maga is hajlott a Föld mozdulatlanságára. Véleménye szerint, ha a zuhanó testre további erő hat, akkor a forgó Földre gyakorolt hatásának eredménye olyan hatásokhoz vezet, amelyeket valójában nem figyelnek meg.
A XIII-XVI. század tudósai között, akik a maragai és a szamarkandi csillagvizsgálóhoz kapcsolódnak, vita bontakozott ki a Föld mozdulatlanságának empirikus igazolásának lehetőségéről. Így a híres csillagász, Qutb ad-Din ash-Shirazi (XIII-XIV. század) úgy vélte, hogy a Föld mozdulatlansága kísérletekkel igazolható. Másrészt a Maraga Obszervatórium alapítója, Nasir al-Din al-Tusi úgy gondolta, hogy ha a Föld forog, akkor ezt a forgást a felszínével szomszédos légréteg választja el, és minden, a Föld felszínéhez közeli mozgást. pontosan ugyanúgy történne, mintha a Föld mozdulatlan lenne. Ezt az üstökösök megfigyelésének segítségével indokolta: Arisztotelész szerint az üstökösök meteorológiai jelenségek a felső légkörben; ennek ellenére a csillagászati megfigyelések azt mutatják, hogy az üstökösök részt vesznek az égi szféra napi forgásában. Következésképpen a levegő felső rétegeit magával ragadja az ég forgása, ezért az alsó rétegeket is magával ragadhatja a Föld forgása. Így a kísérlet nem tud válaszolni arra a kérdésre, hogy forog-e a Föld. Ő azonban továbbra is a Föld mozdulatlanságának híve maradt, mivel ez összhangban volt Arisztotelész filozófiájával.
A legtöbb későbbi iszlám tudós (al-Urdi, al-Qazvini, an-Naysaburi, al-Jurdjani, al-Birjandi és mások) egyetértett Tusival abban, hogy minden fizikai jelenségek egy forgó és mozdulatlan Földön ugyanezt eredményezné. A levegő szerepét azonban ebben az esetben már nem tekintették alapvetőnek: nemcsak a levegőt, hanem minden tárgyat is szállít a forgó Föld. Ezért a Föld mozdulatlanságának igazolására Arisztotelész tanításait is be kell vonni.
Ezekben a vitákban különleges álláspontot képviselt a Szamarkandi Obszervatórium harmadik igazgatója, Ala ad-Din Ali al-Kushchi (XV. század), aki elutasította Arisztotelész filozófiáját, és fizikailag lehetségesnek tartotta a Föld forgását. A 17. században Baha al-Din al-Amili iráni teológus és enciklopédista is hasonló következtetésre jutott. Véleménye szerint a csillagászok és filozófusok nem szolgáltattak elegendő bizonyítékot a Föld forgásának cáfolására.
latin nyugat
A Föld mozgásának lehetőségének részletes tárgyalását széles körben tartalmazzák Jean Buridan, Albert Szász és Nicholas Oresme (14. század második fele) párizsi skolasztikusok írásai. Munkáikban nem az ég, hanem a Föld forgása mellett szól a legfontosabb érv, hogy a Föld kicsiny az Univerzumhoz képest, ami miatt az égbolt napi forgásának az Univerzumhoz való hozzárendelése rendkívül természetellenes.
Mindezek a tudósok azonban végül elutasították a Föld forgását, bár különböző indokok alapján. Tehát Szász Albert úgy vélte, hogy ez a hipotézis nem képes megmagyarázni a megfigyelt csillagászati jelenségeket. Buridan és Orem joggal nem értett egyet ezzel, miszerint az égi jelenségeknek ugyanúgy kell történniük, függetlenül attól, hogy mi teszi a forgást, a Föld vagy a Kozmosz. Buridan egyetlen jelentős érvet tudott találni a Föld forgása ellen: a függőlegesen felfelé kilőtt nyilak merő vonalon esnek le, bár a Föld forgásával szerinte le kell maradniuk a Föld mozgásától és a lövés pontjától nyugatra.
Nicholas Orem.
De még ezt az érvet is elutasította Oresme. Ha a Föld forog, akkor a nyíl függőlegesen felfelé repül, és egyúttal kelet felé mozog, és elfogja a Földdel együtt forgó levegő. Így a nyílnak ugyanarra a helyre kell esnie, ahonnan kilőtték. Bár itt ismét szóba kerül a levegő magával ragadó szerepe, a valóságban ez nem játszik különösebb szerepet. Ezt a következő analógia szemlélteti:
Hasonlóképpen, ha a levegő zárva lenne egy mozgó hajóban, akkor az ezzel a levegővel körülvett ember számára úgy tűnik, hogy a levegő nem mozog... Ha egy ember egy nagy sebességgel kelet felé haladó hajóban lenne, nem tudva ezt a mozdulatot, és ha karját egyenes vonalban kinyújtja a hajó árboca mentén, úgy tűnt volna neki, hogy a karja egyenes vonalú mozgást végez; ugyanígy, ezen elmélet szerint, úgy tűnik számunkra, hogy ugyanez történik egy nyíllal, amikor függőlegesen felfelé vagy függőlegesen lefelé lőjük. A nagy sebességgel kelet felé haladó hajó belsejében mindenféle mozgás megtörténhet: hosszanti, keresztirányú, le, fel, minden irányban – és pontosan ugyanolyannak tűnnek, mint amikor a hajó áll.
Ezért arra a következtetésre jutok, hogy semmilyen tapasztalattal lehetetlen bizonyítani, hogy az égnek van napi mozgása, és hogy a földnek nincs.
Oresme végső ítélete azonban a Föld forgásának lehetőségéről negatív volt. Ennek a következtetésnek az alapja a Biblia szövege volt:
Azonban eddig mindenki támogatja, és úgy gondolom, hogy az [Ég] és nem a Föld mozog, mert "Isten megteremtette a Föld körét, amely nem fog megrendülni", minden ellentétes érv ellenére.
A Föld napi forgásának lehetőségét a későbbi idők középkori európai tudósai és filozófusai is megemlítették, de nem tettek hozzá olyan új érveket, amelyek ne szerepeltek volna Buridanban és Oremben.
Így gyakorlatilag a középkori tudósok közül senki sem fogadta el a Föld forgásának hipotézisét. A keleti és nyugati tudósok vitája során azonban számos mélyreható gondolat hangzott el, amelyeket azután a New Age tudósai megismételnek.
Reneszánsz és újkor
Miklós Kopernikusz.
A 16. század első felében több olyan munka is megjelent, amelyek azt állították, hogy az égbolt napi forgásának oka a Föld tengelye körüli forgása. Ezek egyike volt az olasz Celio Calcagnini értekezése „Arról, hogy az ég mozdulatlan, és a Föld forog, vagy a Föld örökmozgásáról” (1525 körül íródott, 1544-ben jelent meg). Nem tett nagy benyomást kortársaira, mert ekkorra már megjelent Nicolaus Kopernikusz lengyel csillagász „Az égi szférák forgásairól” (1543) című alapműve, ahol az égitestek napi forgásának hipotézise. A Föld a világ heliocentrikus rendszerének részévé vált, mint a szamoszi Arisztarchosz. Kopernikusz korábban egy kis kézzel írt esszében fejtette ki gondolatait. Kis megjegyzés(legkorábban 1515-ben). Két évvel korábban Kopernikusz főművénél jelent meg Georg Joachim Retik német csillagász munkája. Első elbeszélés(1541), ahol Kopernikusz elméletét népszerűsítik.
A 16. században Kopernikuszt teljes mértékben támogatták Thomas Digges, Retik, Christoph Rothman, Michael Möstlin csillagászok, Giambatista Benedetti, Simon Stevin fizikusok, Giordano Bruno filozófus, Diego de Zuniga teológus. Egyes tudósok elfogadták a Föld forgását a tengelye körül, és elutasították előrefelé irányuló mozgását. Ez volt az álláspontja Nicholas Reimers német csillagásznak, más néven Ursusnak, valamint Andrea Cesalpino és Francesco Patrici olasz filozófusoknak. A kiváló fizikus, William Hilbert nézőpontja, aki támogatta tengelyirányú forgás Földet, de nem beszélt előre mozgásáról. A 17. század elején heliocentrikus rendszer világ (beleértve a Föld tengelye körüli forgását is) lenyűgöző támogatást kapott Galileo Galileitől és Johannes Keplertől. A Föld mozgásának gondolatának legbefolyásosabb ellenfelei a 16. és a 17. század elején Tycho Brahe és Christopher Clavius csillagászok voltak.
A Föld forgásának hipotézise és a klasszikus mechanika kialakulása
Valójában a XVI-XVII. az egyetlen érv a Föld tengelyirányú forgása mellett az volt, hogy ebben az esetben nem kell hatalmas forgási sebességeket tulajdonítani a csillaggömbnek, mert már az ókorban is megbízhatóan megállapították, hogy az Univerzum mérete jelentősen meghaladja a méretet. a Földről (ezt az érvet Buridan és Orem is tartalmazta) .
Ezzel a hipotézissel szemben az akkori dinamikus elképzeléseken alapuló érvek hangzottak el. Először is ez a zuhanó testek pályáinak függőlegessége. Más érvek is megjelentek, például az egyenlő lőtávolság keleten és nyugati irányokba. Arra a kérdésre válaszolva, hogy a napi forgás hatása nem figyelhető meg a földi kísérletekben, Kopernikusz ezt írta:
Nemcsak a Föld forog a hozzá kapcsolódó vízelemmel, hanem a levegő jelentős része is, és minden, ami a Földhöz bármilyen módon rokon, vagy a Földhöz már legközelebb eső, szárazföldi és vízi anyagokkal telített levegő, ugyanazokat a természeti törvényeket követi, mint a Föld, vagy mozgást szerzett, amit a szomszédos föld állandó forgásban és minden ellenállás nélkül közöl vele
A Föld forgásának megfigyelhetetlenségében tehát a levegő forgása általi magával ragadása játssza a főszerepet. Ezt a véleményt a 16. századi kopernikusziak többsége osztotta.
Galileo Galilei.
Az Univerzum végtelenségének támogatói a 16. században is Thomas Digges, Giordano Bruno, Francesco Patrici voltak – mindannyian támogatták a Föld tengelye körüli forgásának hipotézisét (és az első kettő a Nap körül is). Christoph Rothmann és Galileo Galilei úgy vélték, hogy a csillagok a Földtől eltérő távolságra helyezkednek el, bár nem beszéltek kifejezetten az Univerzum végtelenségéről. Másrészt Johannes Kepler tagadta az Univerzum végtelenségét, bár a Föld forgásának híve volt.
A Föld forgási vita vallási kontextusa
A Föld forgásával kapcsolatos számos kifogás összefüggésbe hozható a Szentírás szövegével való ellentmondásaival. Ezek az ellenvetések kétfélék voltak. Először is, a Biblia néhány helyére hivatkoztak annak megerősítésére, hogy a Nap az, amelyik napi mozgást végez, például:
A nap felkel és lenyugszik, és siet a helyére, ahol felkel.
Ebben az esetben a Föld tengelyirányú forgása volt támadás alatt, mivel a Nap keletről nyugatra irányuló mozgása az égbolt napi forgásának része. Józsué könyvéből gyakran idéznek egy részt ezzel kapcsolatban:
Jézus az Úrhoz kiált azon a napon, amikor az Úr Izrael kezébe adta az amoritákat, amikor megverte őket Gibeonban, és megverték őket Izrael fiai előtt, és így szólt az izraeliták előtt: Állj, nap Gibeon fölött van, és a Hold Avalon völgye fölött van.
Mivel a megállási parancsot a Nap kapta, és nem a Föld, ebből arra következtettek, hogy a Nap tette a napi mozgást. Más szövegrészeket is idéztek a Föld mozdulatlanságának alátámasztására, mint például:
Szilárd alapokra helyezted a földet, nem fog megrendülni örökkön-örökké.
Ezeket a szakaszokat ellentétesnek tartották mind a Föld tengelye körüli forgásának, mind a Nap körüli forgásának felfogásával.
A Föld forgásának hívei (különösen Giordano Bruno, Johannes Kepler és főleg Galileo Galilei) több fronton védekeztek. Először is arra hívták fel a figyelmet, hogy a Biblia hétköznapi emberek számára érthető nyelven íródott, és ha szerzői tudományosan egyértelmű megfogalmazásokat adnának, nem tudná betölteni fő, vallási küldetését. Így Bruno ezt írta:
Sok esetben ostobaság és céltalan sokkal inkább az igazság, mint az adott eset és kényelem szerint indokolni. Például, ha a szavak helyett: "A nap megszületik és felkél, átmegy a déli napon és Aquilon felé hajlik" - mondta a bölcs: " Jön a föld egy körben kelet felé, és a lemenő napot elhagyva a két trópus felé hajlik, a Ráktól dél felé, a Baktól Aquilóig”, akkor a hallgatók gondolkodni kezdenek: „Hogyan? Azt mondja, hogy a föld mozog? Mi ez a hír? A végén bolondnak tartották volna, és tényleg bolond lett volna.
Ilyen válaszokat főként a vonatkozó kifogásokra adtak napi mozgás Nap. Másodszor, megjegyezték, hogy a Biblia egyes szakaszait allegorikusan kell értelmezni (lásd a Bibliai allegorizmus című cikket). Tehát Galilei megjegyezte, hogy ha a Szentírást teljesen szó szerint értelmezzük, akkor kiderül, hogy Istennek kezei vannak, ki van téve érzelmeknek, például haragnak stb. Általában véve a mozgalom tanának védelmezőinek fő gondolata A Földről az volt, hogy a tudománynak és a vallásnak különböző céljai vannak: a tudomány az anyagi világ jelenségeit az ész érveitől vezérelve tekinti, a vallás célja az ember erkölcsi fejlesztése, üdvössége. Galilei Baronio bíborost idézte ezzel kapcsolatban, hogy a Biblia azt tanítja, hogyan kell felmenni a mennybe, nem pedig azt, hogy az egek hogyan keletkeznek.
Ezeket az érveket mérlegelték katolikus templom nem volt meggyőző, 1616-ban pedig betiltották a Föld forgásának tanát, 1631-ben pedig Galileit az inkvizíció bírósága elítélte védelméért. Ez a tilalom azonban Olaszországon kívül nem volt jelentős hatással a tudomány fejlődésére, és főként magának a katolikus egyháznak a tekintélyének bukásához járult hozzá.
Hozzá kell tenni, hogy a Föld mozgása elleni vallási érveket nemcsak egyházi vezetők, hanem tudósok is felhozták (például Tycho Brahe). Másrészt a katolikus szerzetes, Paolo Foscarini írt egy rövid esszét „Levél a Pythagoreusok és Kopernikusz nézeteiről a Föld mozgékonyságáról és a Nap mozdulatlanságáról, valamint az univerzum új Pythagore-rendszeréről” (1615). ahol Galileihoz közel álló megfontolásokat fogalmazott meg, és Diego de Zuniga spanyol teológus még Kopernikusz elméletét is felhasználta a Szentírás egyes szakaszainak értelmezésére (bár később meggondolta magát). A teológia és a Föld mozgásának tana közötti konfliktus tehát nem annyira a tudomány és a vallás konfliktusa, mint olyan, sokkal inkább a régi (a 17. század elejére már elavult) és az új módszertani elvek konfliktusa volt. mögöttes tudomány.
A Föld forgásának hipotézisének jelentősége a tudomány fejlődése szempontjából
A forgó Föld elmélete által felvetett tudományos problémák megértése hozzájárult a törvényszerűségek felfedezéséhez klasszikus mechanikaés egy új kozmológia létrehozása, amely az univerzum végtelenségén alapul. A folyamat során megvitatott, ezen elmélet és a Biblia literalista olvasása közötti ellentmondások hozzájárultak a természettudomány és a vallás elhatárolásához.
Megjegyzések
Irodalom
- L. G. Aslamazov, A. A. Varlamov, "Csodálatos fizika", Moszkva: Nauka, 1988. DJVU
- V. A. Bronshten, Nehéz feladat, Kvant, 1989. 8. sz., 17. o.
- A. V. Byalko, „A mi bolygónk a Föld”, M .: Nauka, 1983. DJVU
- I. N. Veselovsky: „Szamoszi Arisztarchosz – Kopernikusz ókori világ”, Történeti és csillagászati kutatások, 2. évf. VII, pp.17-70, 1961. Online
- R. Grammel, "Mechanical Evidence for the Movement of the Earth", UFN, III. 4, 1923. PDF
- G. A. Gurev, „A Kopernikusz és a vallás doktrínája”, Moszkva: A Szovjetunió Tudományos Akadémia Kiadója, 1961.
- G. D. Dzhalalov, „Some Remarkand Sayings of Astronomers of the Szamarkand Observatory”, Historical and Astronomical Research, vol. IV, 1958, p. 381-386.
- A. I. Eremeeva, „A világ csillagászati képe és alkotói”, M .: Nauka, 1984.
- S. V. Zhitomirsky, „Ancient Astronomy and Orphism”, M.: Janus-K, 2001.
- I. A. Klimishin, "Elementary Astronomy", M.: Nauka, 1991.
- A. Koire, "A zárt világtól a végtelen Univerzumig", M.: Logos, 2001.
- G. Yu. Lanskoy, "Jean Buridan és Nikolai Orem a Föld napi forgásáról", Tanulmányok a fizika és a mechanika történetéből 1995-1997, p. 87-98, M.: Nauka, 1999.
- A. A. Mikhailov, „Föld és forgása”, Moszkva: Nauka, 1984. DJVU
- G. K. Mikhailov, S. R. Filonovich, „A szabadon dobott testek mozgásának problémájának története forgó Földön”, Tanulmányok a fizika és a mechanika történetéből, 1990, p. 93-121, M.: Nauka, 1990. Online
- E. Mishchenko, Még egyszer egy nehéz problémáról, Kvant. 1990. No. 11. S. 32.
- A. Pannekoek, History of Astronomy, Moszkva: Nauka, 1966. Online
- A. Poincaré, "A tudományról", Moszkva: Nauka, 1990. DJVU
- B. E. Raikov, "Esszék a heliocentrikus világkép történetéről Oroszországban", M.-L.: A Szovjetunió Tudományos Akadémiája, 1937.
- I. D. Rozhansky, „Természettudomány története a hellenizmus és a Római Birodalom korában”, M .: Nauka, 1988.
- D. V. Sivukhin: „A fizika általános kurzusa. T. 1. Mechanika, M.: Nauka, 1989.
- O. Struve, B. Linds, G. Pillans, "Elementary Astronomy", M.: Nauka, 1964.
- V. G. Surdin, „Bath és Baer törvénye”, Kvant, 3. sz. 2003. 12-14.
