Velocidade angular de rotação da Terra. Rotação diária da Terra. A hipótese sobre a rotação da Terra e a formação da mecânica clássica

Rotação diária Terra

A inclinação do eixo da Terra em relação ao plano da eclíptica (o plano da órbita da Terra).

Rotação diária da Terra- rotação da Terra em torno de seu eixo com período de um dia sideral, cuja manifestação diretamente observável é a rotação diária da esfera celeste. A Terra gira de oeste para leste. Quando observada da Estrela Polar ou do pólo norte da eclíptica, a rotação da Terra ocorre no sentido anti-horário.

Rotação diária da esfera celeste.

A terra se move de oeste para leste. Ele dá uma volta completa em aproximadamente 23 horas, 56 minutos e 4 segundos. Velocidade de rotação (no equador) - 465 m/s.

Significado físico e confirmação experimental

O significado físico da rotação da Terra em torno de seu eixo

Como qualquer movimento é relativo, é necessário indicar um referencial específico em relação ao qual se estuda o movimento de um determinado corpo. Quando dizem que a Terra gira em torno de um eixo imaginário, isso significa que ela realiza um movimento rotacional em relação a qualquer referencial inercial, e o período dessa rotação é igual a um dia sideral - o período de uma revolução completa do terra na esfera celeste em relação à esfera celeste (Terra).

Todas as evidências experimentais da rotação da Terra em torno de seu eixo se resumem à prova de que o sistema de referência associado à Terra é um sistema de referência não inercial de um tipo especial - um sistema de referência que realiza movimento rotacional em relação aos sistemas de referência inerciais.

Ao contrário do movimento inercial (isto é, movimento retilíneo uniforme em relação aos referenciais inerciais), para detectar o movimento não inercial de um laboratório fechado não é necessário fazer observações de corpos externos - tal movimento é detectado usando experimentos locais (isto é, experimentos realizados dentro deste laboratório). Neste (precisamente este!) sentido da palavra, o movimento não inercial, incluindo a rotação da Terra em torno do seu eixo, pode ser chamado de absoluto.

Forças de inércia

Força centrífuga em uma Terra em rotação.

Efeitos da força centrífuga

Dependência da aceleração da queda livre em latitude geográfica. Experimentos mostram que a aceleração da gravidade depende da latitude geográfica: quanto mais próximo do pólo, maior ela é. Isso é explicado pela ação da força centrífuga. Primeiro, os pontos superfície da Terra, localizados em latitudes mais altas, estão mais próximos do eixo de rotação e, portanto, ao se aproximar do pólo, a distância do eixo de rotação diminui, chegando a zero no pólo. Em segundo lugar, com o aumento da latitude, o ângulo entre o vetor da força centrífuga e o plano do horizonte diminui, o que leva a uma diminuição da componente vertical da força centrífuga.

Este fenômeno foi descoberto em 1672, quando o astrônomo francês Jean Richet, durante uma expedição na África, descobriu que os relógios de pêndulo próximos ao equador funcionavam mais devagar do que em Paris. Newton logo explicou isso dizendo que o período de oscilação de um pêndulo é inversamente proporcional à raiz quadrada da aceleração da gravidade, que diminui no equador devido à ação da força centrífuga.

Oblatismo da Terra. A influência da força centrífuga leva ao achatamento da Terra nos pólos. Este fenómeno, previsto por Huygens e Newton no final do século XVII, foi descoberto pela primeira vez no final da década de 1730 como resultado do processamento de dados de duas expedições francesas especialmente equipadas para resolver este problema no Peru e na Lapónia.

Efeitos da força de Coriolis: experimentos de laboratório

Pêndulo de Foucault no Pólo Norte. O eixo de rotação da Terra encontra-se no plano de oscilação do pêndulo.

Este efeito deve ser mais claramente expresso nos pólos, onde o período de rotação completa do plano do pêndulo é igual ao período de rotação da Terra em torno de seu eixo (dia sideral). Em geral, o período é inversamente proporcional ao seno da latitude geográfica, no equador o plano de oscilação do pêndulo permanece inalterado.

Giroscópio- um corpo giratório com um momento de inércia significativo mantém seu momento angular se não houver fortes perturbações. Foucault, que estava cansado de explicar o que acontece com um pêndulo de Foucault fora do pólo, desenvolveu outra demonstração: um giroscópio suspenso manteve sua orientação, o que significa que girou lentamente em relação ao observador.

Deflexão de projéteis durante o disparo de armas. Outra manifestação observável da força de Coriolis é o desvio das trajetórias dos projéteis (para a direita no hemisfério norte, para a esquerda no hemisfério sul) disparados na direção horizontal. Do ponto de vista do sistema de referência inercial, para projéteis disparados ao longo do meridiano, isso se deve à dependência da velocidade linear de rotação da Terra da latitude geográfica: ao se mover do equador ao pólo, o projétil retém o componente horizontal da velocidade inalterado, enquanto a velocidade linear de rotação dos pontos na superfície terrestre diminui , o que leva ao deslocamento do projétil do meridiano na direção de rotação da Terra. Se o tiro foi disparado paralelo ao equador, então o deslocamento do projétil em relação ao paralelo se deve ao fato de que a trajetória do projétil está no mesmo plano do centro da Terra, enquanto os pontos na superfície da Terra se movem em um plano perpendicular ao eixo de rotação da Terra. Este efeito (para o caso de disparo ao longo do meridiano) foi previsto por Grimaldi na década de 40 do século XVII. e publicado pela primeira vez por Riccioli em 1651.

Desvio de corpos em queda livre da vertical. ( ) Se a velocidade do corpo tem uma grande componente vertical, a força de Coriolis é direcionada para leste, o que leva a um desvio correspondente da trajetória do corpo em queda livre (sem velocidade inicial) com Torre Alta. Quando considerado em um referencial inercial, o efeito é explicado pelo fato de que o topo da torre em relação ao centro da Terra se move mais rápido que a base, devido ao qual a trajetória do corpo acaba sendo uma parábola estreita e o corpo está ligeiramente à frente da base da torre.

O efeito Eötvös. Em baixas latitudes, a força de Coriolis, ao se mover ao longo da superfície terrestre, é direcionada na direção vertical e sua ação leva a um aumento ou diminuição da aceleração da gravidade, dependendo se o corpo está se movendo para oeste ou leste. Este efeito é denominado efeito Eötvös em homenagem ao físico húngaro Loránd Eötvös, que o descobriu experimentalmente no início do século XX.

Experimentos utilizando a lei da conservação do momento angular. Alguns experimentos são baseados na lei da conservação do momento angular: em um referencial inercial, a magnitude do momento angular ( igual ao produto momento de inércia por velocidade angular de rotação) não muda sob a influência de forças internas. Se em algum momento inicial a instalação estiver estacionária em relação à Terra, então a velocidade de sua rotação em relação ao sistema de referência inercial é igual à velocidade angular de rotação da Terra. Se você alterar o momento de inércia do sistema, ele deverá mudar velocidade angular começará sua rotação, ou seja, a rotação em relação à Terra. Em um referencial não inercial associado à Terra, a rotação ocorre como resultado da força de Coriolis. Esta ideia foi proposta pelo cientista francês Louis Poinsot em 1851.

O primeiro experimento desse tipo foi realizado por Hagen em 1910: dois pesos em uma barra lisa foram instalados imóveis em relação à superfície da Terra. Então a distância entre as cargas foi reduzida. Como resultado, a instalação começou a girar. Um experimento ainda mais demonstrativo foi realizado pelo cientista alemão Hans Bucka em 1949. Uma haste de aproximadamente 1,5 metros de comprimento foi instalada perpendicularmente a uma estrutura retangular. Inicialmente, a haste estava na horizontal, a instalação estava imóvel em relação à Terra. Em seguida, a haste foi colocada na posição vertical, o que levou a uma mudança no momento de inércia da instalação em aproximadamente um fator e à sua rápida rotação com uma velocidade angular várias vezes superior à velocidade de rotação da Terra.

Funil no banho.

Como a força de Coriolis é muito fraca, ela tem um efeito insignificante na direção do turbilhão da água ao drenar uma pia ou banheira, portanto, em geral, a direção de rotação no funil não está relacionada com a rotação da Terra. Porém, em experimentos cuidadosamente controlados, é possível separar o efeito da força de Coriolis de outros fatores: no hemisfério norte o funil girará no sentido anti-horário, no hemisfério sul - vice-versa.

Efeitos da força de Coriolis: fenômenos na natureza circundante

Lei de Baer. Como observou pela primeira vez o acadêmico de São Petersburgo Karl Baer em 1857, os rios erodem a margem direita no hemisfério norte (em hemisfério sul- esquerda), que, como resultado, é mais íngreme (Lei de Beer). A explicação para o efeito é semelhante à explicação para a deflexão dos projéteis quando disparados na direção horizontal: sob a influência da força de Coriolis, a água atinge com mais força a margem direita, o que leva ao seu borrão e, inversamente, recua de a margem esquerda.

Ciclone acabou costa sudeste Islândia (vista do espaço).

Ventos: ventos alísios, ciclones, anticiclones. Os fenómenos atmosféricos também estão associados à presença da força de Coriolis, dirigida para a direita no hemisfério norte e para a esquerda no hemisfério sul: ventos alísios, ciclones e anticiclones. O fenômeno dos ventos alísios é causado pelo aquecimento desigual das camadas inferiores atmosfera da Terra na faixa equatorial e nas latitudes médias, levando ao fluxo de ar ao longo do meridiano para o sul ou norte nos hemisférios norte e sul, respectivamente. A ação da força de Coriolis leva ao desvio dos fluxos de ar: no hemisfério norte - para nordeste (ventos alísios de nordeste), no hemisfério sul - para sudeste (ventos alísios de sudeste).

Experimentos ópticos

Uma série de experimentos que demonstram a rotação da Terra são baseados no efeito Sagnac: se um interferômetro de anel executa um movimento rotacional, então, devido a efeitos relativísticos, uma diferença de fase aparece nos feixes que se aproximam.

onde é a área de projeção do anel no plano equatorial (o plano perpendicular ao eixo de rotação), é a velocidade da luz e é a velocidade angular de rotação. Para demonstrar a rotação da Terra, esse efeito foi utilizado pelo físico americano Michelson em uma série de experimentos realizados em 1923-1925. Em experimentos modernos utilizando o efeito Sagnac, a rotação da Terra deve ser levada em consideração para calibrar os interferômetros de anel.

Existem várias outras demonstrações experimentais da rotação diurna da Terra.

Rotação irregular

Precessão e nutação

No entanto, praticamente nada se sabe sobre Hicetas e Ecphantes, e até a sua própria existência é por vezes questionada. De acordo com a maioria dos cientistas, a Terra no sistema mundial de Filolau não realizou um movimento rotacional, mas sim translacional em torno do Fogo Central. Nas suas outras obras, Platão segue a visão tradicional de que a Terra é imóvel. No entanto, chegaram até nós inúmeras evidências de que a ideia da rotação da Terra foi defendida pelo filósofo Heráclides do Ponto (século IV aC). Provavelmente, outra suposição de Heráclides está associada à hipótese da rotação da Terra em torno de seu eixo: cada estrela representa um mundo, incluindo terra, ar, éter, e tudo isso está localizado no espaço infinito. Na verdade, se a rotação diária do céu é um reflexo da rotação da Terra, então o pré-requisito para considerar que as estrelas estão na mesma esfera desaparece.

Cerca de um século depois, a suposição da rotação da Terra passou a fazer parte da primeira, proposta pelo grande astrônomo Aristarco de Samos (século III aC). Aristarco foi apoiado pelo Seleuco babilônico (século II aC), bem como por Heráclides do Ponto, que considerava o Universo infinito. O facto de a ideia da rotação diária da Terra ter tido os seus adeptos já no século I dC. e., evidenciado por algumas declarações dos filósofos Sêneca, Dercyllidas e do astrônomo Cláudio Ptolomeu. A grande maioria dos astrónomos e filósofos, contudo, não duvidava da imobilidade da Terra.

Argumentos contra a ideia do movimento da Terra são encontrados nas obras de Aristóteles e Ptolomeu. Então, em seu tratado Sobre o céu Aristóteles justifica a imobilidade da Terra pelo fato de que em uma Terra em rotação, os corpos lançados verticalmente para cima não poderiam cair até o ponto de início de seu movimento: a superfície da Terra se deslocaria sob o corpo lançado. Outro argumento a favor da imobilidade da Terra, apresentado por Aristóteles, baseia-se na sua teoria física: a Terra é um corpo pesado, e os corpos pesados ​​tendem a mover-se em direção ao centro do mundo, e não a girar em torno dele.

Segue-se do trabalho de Ptolomeu que os defensores da hipótese da rotação da Terra responderam a esses argumentos de que tanto o ar quanto todos os objetos terrestres se movem junto com a Terra. Aparentemente, o papel do ar neste argumento é de fundamental importância, pois está implícito que é o seu movimento junto com a Terra que esconde a rotação do nosso planeta. Ptolomeu se opõe a isso:

corpos no ar sempre parecerão ficar para trás... E se os corpos girassem com o ar como um todo, então nenhum deles pareceria estar à frente ou atrás do outro, mas permaneceriam no lugar, em vôo e jogando não faria desvios ou movimentos para outro lugar, como aqueles que vemos pessoalmente acontecer, e não desaceleraria nem aceleraria de forma alguma, porque a Terra não está imóvel.

Idade Média

Índia

O primeiro autor medieval a sugerir que a Terra gira em torno de seu eixo foi o grande astrônomo e matemático indiano Aryabhata (final do século V - início do século VI). Ele o formula em vários lugares de seu tratado Aryabhatiya, Por exemplo:

Assim como um homem em um navio em movimento vê objetos fixos movendo-se para trás, um observador... vê as estrelas fixas movendo-se em linha reta para o oeste.

Não se sabe se esta ideia pertence ao próprio Aryabhata ou se ele a emprestou dos antigos astrônomos gregos.

Aryabhata foi apoiado por apenas um astrônomo, Prthudaka (século IX). A maioria dos cientistas indianos defendeu a imobilidade da Terra. Assim, o astrônomo Varahamihira (século VI) argumentou que em uma Terra em rotação, os pássaros voando no ar não poderiam retornar aos seus ninhos, e pedras e árvores voariam da superfície da Terra. O notável astrônomo Brahmagupta (século VI) também repetiu o antigo argumento de que um corpo caindo de montanha alta, mas pode afundar até sua base. Ao mesmo tempo, porém, ele rejeitou um dos argumentos de Varahamihira: em sua opinião, mesmo que a Terra girasse, os objetos não poderiam sair dela devido à sua gravidade.

Oriente Islâmico

A possibilidade de rotação da Terra foi considerada por muitos cientistas do Oriente muçulmano. Assim, o famoso geômetra al-Sijizi inventou o astrolábio, cujo princípio de funcionamento se baseia nesta suposição. Alguns estudiosos islâmicos (cujos nomes não chegaram até nós) até encontraram a forma correta de refutar o principal argumento contra a rotação da Terra: a verticalidade das trajetórias dos corpos em queda. Essencialmente, foi apresentado o princípio da superposição de movimentos, segundo o qual qualquer movimento pode ser decomposto em dois ou mais componentes: em relação à superfície da Terra em rotação, um corpo em queda se move ao longo de um fio de prumo, mas um ponto que é uma projeção desta linha na superfície da Terra seria transferida por sua rotação. Isto é evidenciado pelo famoso enciclopedista al-Biruni, que, no entanto, estava inclinado à imobilidade da Terra. Em sua opinião, se alguma força adicional atuar sobre o corpo em queda, então o resultado de sua ação sobre a rotação da Terra levará a alguns efeitos que não são realmente observados.

Entre os cientistas dos séculos XIII-XVI associados aos observatórios de Maragha e Samarcanda, surgiu uma discussão sobre a possibilidade de uma comprovação empírica da imobilidade da Terra. Assim, o famoso astrônomo Qutb ad-Din al-Shirazi (séculos XIII-XIV) acreditava que a imobilidade da Terra poderia ser verificada por meio de experimentos. Por outro lado, o fundador do Observatório Maragha, Nasir ad-Din al-Tusi, acreditava que se a Terra girasse, então essa rotação seria dividida por uma camada de ar adjacente à sua superfície, e todos os movimentos próximos à superfície de a Terra ocorreria exatamente da mesma forma como se a Terra estivesse imóvel. Ele comprovou isso com a ajuda de observações de cometas: segundo Aristóteles, os cometas são um fenômeno meteorológico nas camadas superiores da atmosfera; entretanto, observações astronômicas mostram que os cometas participam da rotação diária da esfera celeste. Conseqüentemente, as camadas superiores de ar são levadas pela rotação do céu, portanto as camadas inferiores também podem ser levadas pela rotação da Terra. Assim, o experimento não pode responder à questão de saber se a Terra gira. No entanto, ele continuou a ser um defensor da imobilidade da Terra, pois isso estava de acordo com a filosofia de Aristóteles.

A maioria dos estudiosos islâmicos de tempos posteriores (al-Urdi, al-Qazwini, an-Naysaburi, al-Jurjani, al-Birjandi e outros) concordou com al-Tusi que todos fenômenos físicos em uma Terra rotativa e estacionária ocorreria da mesma maneira. Porém, o papel do ar não era mais considerado fundamental: não só o ar, mas também todos os objetos são transportados pela rotação da Terra. Consequentemente, para justificar a imobilidade da Terra é necessário envolver os ensinamentos de Aristóteles.

Uma posição especial nestas disputas foi assumida pelo terceiro diretor do Observatório de Samarcanda, Ala ad-Din Ali al-Kushchi (século XV), que rejeitou a filosofia de Aristóteles e considerou a rotação da Terra fisicamente possível. No século XVII, o teólogo e enciclopedista iraniano Baha ad-Din al-Amili chegou a uma conclusão semelhante. Na sua opinião, os astrónomos e filósofos não forneceram provas suficientes para refutar a rotação da Terra.

Oeste Latino

Uma discussão detalhada da possibilidade do movimento da Terra está amplamente contida nos escritos dos escolásticos parisienses Jean Buridan, Alberto da Saxônia e Nicolau de Oresme (segunda metade do século XIV). O argumento mais importante a favor da rotação da Terra e não do céu, apresentado em seus trabalhos, é a pequenez da Terra em comparação com o Universo, o que torna altamente antinatural atribuir a rotação diária do céu ao Universo.

No entanto, todos estes cientistas acabaram por rejeitar a rotação da Terra, embora por motivos diferentes. Assim, Alberto da Saxônia acreditava que esta hipótese não era capaz de explicar os fenômenos astronômicos observados. Buridan e Oresme discordaram acertadamente disso, segundo os quais os fenômenos celestes deveriam ocorrer da mesma forma, independentemente de a rotação ser feita pela Terra ou pelo Cosmos. Buridan conseguiu encontrar apenas um argumento significativo contra a rotação da Terra: flechas disparadas verticalmente para cima caem em uma linha vertical, embora com a rotação da Terra elas, em sua opinião, devam ficar atrás do movimento da Terra e cair para oeste do ponto do tiro.

Nikolai Orem.

Mas mesmo este argumento foi rejeitado por Oresme. Se a Terra girar, a flecha voa verticalmente para cima e ao mesmo tempo se move para o leste, sendo capturada pelo ar girando com a Terra. Assim, a flecha deverá cair no mesmo local de onde foi disparada. Embora o papel fascinante do ar seja novamente mencionado aqui, ele não desempenha realmente um papel especial. A seguinte analogia fala sobre isso:

Da mesma forma, se o ar estivesse fechado em um navio em movimento, então para uma pessoa cercada por esse ar pareceria que o ar não estava se movendo... Se uma pessoa estivesse em um navio movendo-se em alta velocidade para o leste, sem saber disso movimento, e se estendesse a mão em linha reta ao longo do mastro do navio, pareceria-lhe que sua mão estava fazendo um movimento linear; da mesma forma, segundo esta teoria, parece-nos que o mesmo acontece com uma flecha quando a atiramos verticalmente para cima ou verticalmente para baixo. Dentro de um navio que se move em alta velocidade para leste, todos os tipos de movimentos podem ocorrer: longitudinal, transversal, para baixo, para cima, em todas as direções - e eles aparecem exatamente como quando o navio está parado.

Concluo, portanto, que é impossível demonstrar por qualquer experiência que os céus têm um movimento diurno e que a terra não.

No entanto, o veredicto final de Oresme sobre a possibilidade da rotação da Terra foi negativo. A base para esta conclusão foi o texto da Bíblia:

Porém, até agora todos apoiam e acredito que é [o Céu] e não a Terra que se move, pois “Deus fez o círculo da Terra, que não será movido”, apesar de todos os argumentos em contrário.

A possibilidade da rotação diária da Terra também foi mencionada por cientistas e filósofos europeus medievais de tempos posteriores, mas não foram acrescentados novos argumentos que não estivessem contidos em Buridan e Oresme.

Assim, quase nenhum dos cientistas medievais aceitou a hipótese da rotação da Terra. No entanto, durante a sua discussão, os cientistas do Oriente e do Ocidente expressaram muitos pensamentos profundos, que mais tarde seriam repetidos pelos cientistas da Nova Era.

Renascença e Tempos Modernos

Nicolau Copérnico.

Na primeira metade do século XVI, foram publicados vários trabalhos que defendiam que a causa da rotação diária do céu era a rotação da Terra em torno do seu eixo. Um deles foi o tratado do italiano Celio Calcagnini “Sobre o fato de o céu estar imóvel e a Terra girar, ou sobre o movimento perpétuo da Terra” (escrito por volta de 1525, publicado em 1544). Não impressionou muito os seus contemporâneos, pois nessa altura já tinha sido publicada a obra fundamental do astrónomo polaco Nicolau Copérnico “Sobre as rotações das esferas celestes” (1543), onde a hipótese da rotação diária de a Terra passou a fazer parte do sistema heliocêntrico do mundo, como Aristarco de Samos. Copérnico delineou anteriormente seus pensamentos em um pequeno ensaio manuscrito Pequeno comentário(não antes de 1515). Dois anos antes da obra principal de Copérnico, foi publicada a obra do astrônomo alemão Georg Joachim Rheticus Primeira narração(1541), onde a teoria de Copérnico foi exposta popularmente.

No século 16, Copérnico foi totalmente apoiado pelos astrônomos Thomas Digges, Rheticus, Christoph Rothmann, Michael Möstlin, pelos físicos Giambatista Benedetti, Simon Stevin, pelo filósofo Giordano Bruno e pelo teólogo Diego de Zuniga. Alguns cientistas aceitaram a rotação da Terra em torno do seu eixo, rejeitando o seu movimento translacional. Essa foi a posição do astrônomo alemão Nicholas Reimers, também conhecido como Ursus, bem como dos filósofos italianos Andrea Cesalpino e Francesco Patrizi. O ponto de vista do notável físico William Gilbert, que apoiou rotação axial Terra, mas não falou sobre seu movimento para frente. No início do século XVII sistema heliocêntrico mundo (incluindo a rotação da Terra em torno do seu eixo) recebeu um apoio impressionante de Galileo Galilei e Johannes Kepler. Os oponentes mais influentes da ideia do movimento da Terra no século XVI e início do século XVII foram os astrônomos Tycho Brahe e Christopher Clavius.

A hipótese sobre a rotação da Terra e a formação da mecânica clássica

Essencialmente, nos séculos XVI-XVII. o único argumento a favor da rotação axial da Terra foi que, neste caso, não há necessidade de atribuir enormes taxas de rotação à esfera estelar, porque mesmo na antiguidade já estava estabelecido de forma confiável que o tamanho do Universo excede significativamente o tamanho da Terra (este argumento também estava contido em Buridan e Oresme).

Considerações baseadas nos conceitos dinâmicos da época foram expressas contra esta hipótese. Em primeiro lugar, esta é a verticalidade das trajetórias dos corpos em queda. Outros argumentos também apareceram, por exemplo, alcance de tiro igual no leste e direções ocidentais. Respondendo à questão sobre a inobservabilidade dos efeitos da rotação diária em experimentos terrestres, Copérnico escreveu:

Não apenas a Terra gira com o elemento água conectado a ela, mas também uma parte considerável do ar e tudo o que é de alguma forma semelhante à Terra, ou o ar mais próximo da Terra, saturado de matéria terrestre e aquosa, segue as mesmas leis da natureza que a Terra, ou adquiriu movimento, que lhe é transmitido pela Terra adjacente em rotação constante e sem qualquer resistência

Assim, o papel principal na inobservabilidade da rotação da Terra é desempenhado pelo arrastamento do ar pela sua rotação. A maioria dos copernicanos do século XVI partilhava a mesma opinião.

Galileu Galilei.

Os proponentes do infinito do Universo no século 16 também incluíam Thomas Digges, Giordano Bruno, Francesco Patrizi - todos apoiaram a hipótese de que a Terra gira em torno de seu eixo (e os dois primeiros também em torno do Sol). Christoph Rothmann e Galileo Galilei acreditavam que as estrelas estavam localizadas a diferentes distâncias da Terra, embora não falassem explicitamente sobre o infinito do Universo. Por outro lado, Johannes Kepler negou o infinito do Universo, embora fosse um defensor da rotação da Terra.

Contexto religioso para o debate sobre a rotação da Terra

Uma série de objeções à rotação da Terra foram associadas às suas contradições com o texto da Sagrada Escritura. Essas objeções eram de dois tipos. Primeiramente foram citados alguns lugares da Bíblia para confirmar que é o Sol quem faz o movimento diário, por exemplo:

O sol nasce e o sol se põe, e corre para o seu lugar onde nasce.

Neste caso, a rotação axial da Terra foi afetada, uma vez que o movimento do Sol de leste para oeste faz parte da rotação diária do céu. Uma passagem do livro de Josué tem sido frequentemente citada neste contexto:

Jesus clamou ao Senhor no dia em que o Senhor entregou os amorreus nas mãos de Israel, quando os derrotou em Gibeão, e eles foram derrotados diante dos filhos de Israel, e disse diante dos israelitas: Fica, ó sol, sobre Gibeão , e a lua, sobre o vale de Avalon. !

Como o comando de parar foi dado ao Sol, e não à Terra, concluiu-se que era o Sol quem realizava o movimento diário. Outras passagens foram citadas para apoiar a imobilidade da Terra, por exemplo:

Você estabeleceu a terra sobre bases sólidas: ela não será abalada para todo o sempre.

Considerou-se que essas passagens contradizem tanto a visão de que a Terra gira em torno de seu eixo quanto a revolução em torno do Sol.

Os defensores da rotação da Terra (notadamente Giordano Bruno, Johannes Kepler e especialmente Galileo Galilei) buscaram uma defesa em diversas frentes. Primeiro, salientaram que a Bíblia foi escrita numa linguagem compreensível para as pessoas comuns, e se os seus autores fornecessem uma linguagem cientificamente clara, ela não seria capaz de cumprir a sua principal missão religiosa. Assim, Bruno escreveu:

Em muitos casos é tolo e desaconselhável raciocinar muito de acordo com a verdade e não de acordo com o caso e a conveniência dados. Por exemplo, se em vez das palavras: “O sol nasce e nasce, passa do meio-dia e se inclina em direção a Aquilon”, o sábio disse: “ A terra está chegando em círculo para leste e, saindo do sol que se põe, inclina-se em direção aos dois trópicos, de Câncer ao Sul, de Capricórnio a Aquilão”, então os ouvintes começariam a pensar: “Como? Ele diz que a terra se move? Que tipo de notícia é essa? No final, eles o considerariam um tolo, e ele seria de fato um tolo.

Este tipo de respostas foram dadas principalmente a objecções relativas movimento diurno Sol. Em segundo lugar, observou-se que algumas passagens da Bíblia deveriam ser interpretadas alegoricamente (ver o artigo Alegorismo bíblico). Assim, Galileu observou que se a Sagrada Escritura for tomada literalmente em sua totalidade, descobrir-se-á que Deus tem mãos, está sujeito a emoções como a raiva, etc. O movimento da Terra foi que a ciência e a religião têm objetivos diferentes: a ciência examina os fenômenos do mundo material, guiada pelos argumentos da razão, o objetivo da religião é o aperfeiçoamento moral do homem, sua salvação. Galileu a este respeito citou o Cardeal Baronio que a Bíblia ensina como ascender ao céu, não como o céu funciona.

Esses argumentos foram considerados Igreja Católica pouco convincente, e em 1616 a doutrina da rotação da Terra foi proibida, e em 1631 Galileu foi condenado pela Inquisição por sua defesa. No entanto, fora de Itália, esta proibição não teve um impacto significativo no desenvolvimento da ciência e contribuiu principalmente para o declínio da autoridade da própria Igreja Católica.

Deve-se acrescentar que os argumentos religiosos contra o movimento da Terra foram apresentados não apenas por líderes religiosos, mas também por cientistas (por exemplo, Tycho Brahe). Por outro lado, o monge católico Paolo Foscarini escreveu um pequeno ensaio “Carta sobre as opiniões dos pitagóricos e de Copérnico sobre a mobilidade da Terra e a imobilidade do Sol e sobre o novo sistema pitagórico do universo” (1615), onde expressou considerações próximas às de Galileu, e o teólogo espanhol Diego de Zuniga chegou a usar a teoria copernicana para interpretar algumas passagens das Escrituras (embora mais tarde tenha mudado de ideia). Assim, o conflito entre a teologia e a doutrina do movimento da Terra não foi tanto um conflito entre a ciência e a religião como tal, mas um conflito entre os antigos (já ultrapassados ​​​​no início do século XVII) e os novos princípios metodológicos subjacentes à ciência. .

A importância da hipótese da rotação da Terra para o desenvolvimento da ciência

A compreensão dos problemas científicos levantados pela teoria da rotação da Terra contribuiu para a descoberta das leis da mecânica clássica e para a criação de uma nova cosmologia, que se baseia na ideia da ilimitação do Universo. Discutidas durante este processo, as contradições entre esta teoria e a leitura literal da Bíblia contribuíram para a demarcação entre ciências naturais e religião.

Notas

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O período de rotação da Terra em torno de seu eixo é um valor constante. Astronomicamente, é igual a 23 horas, 56 minutos e 4 segundos. No entanto, os cientistas não levaram em conta o erro insignificante, arredondando esses números para 24 horas, ou um dia terrestre. Uma dessas rotações é chamada de rotação diurna e ocorre de oeste para leste. Para uma pessoa da Terra, parece que a manhã, a tarde e a noite se substituem. Em outras palavras, o nascer, o meio-dia e o pôr do sol coincidem completamente com a rotação diária do planeta.

Qual é o eixo da Terra?

O eixo da Terra pode ser imaginado mentalmente como uma linha imaginária em torno da qual gira o terceiro planeta a partir do Sol. Este eixo cruza a superfície da Terra em dois pontos constantes - os pólos geográficos Norte e Sul. Se, por exemplo, você continuar mentalmente a direção do eixo da Terra para cima, ele passará próximo à Estrela do Norte. Aliás, é justamente isso que explica a imobilidade da Estrela Polar. É criado o efeito de que a esfera celeste se move em torno de seu eixo e, portanto, em torno desta estrela.

Também parece para uma pessoa da Terra que o céu estrelado gira na direção de leste para oeste. Mas isso não é verdade. O movimento aparente é apenas um reflexo da verdadeira rotação diária. É importante saber que nosso planeta participa simultaneamente não de um, mas de pelo menos dois processos. Ele gira em torno do eixo da Terra e faz movimento orbital em torno do corpo celeste.

O movimento aparente do Sol é o mesmo reflexo do verdadeiro movimento do nosso planeta em sua órbita ao seu redor. Como resultado, chega primeiro o dia e depois a noite. Notemos que um movimento é impensável sem o outro! Estas são as leis do Universo. Além disso, se o período de rotação da Terra em torno de seu eixo for igual a um dia terrestre, então o tempo de seu movimento em torno de um corpo celeste não é um valor constante. Vamos descobrir o que influencia esses indicadores.

O que afeta a velocidade de rotação orbital da Terra?

O período de rotação da Terra em torno de seu eixo é um valor constante, o que não pode ser dito sobre a velocidade com que planeta azul move-se em órbita ao redor da estrela. Durante muito tempo, os astrónomos pensaram que esta velocidade era constante. Acontece que não! Atualmente, graças aos instrumentos de medição mais precisos, os cientistas descobriram um ligeiro desvio nos valores obtidos anteriormente.

A razão para esta variabilidade é o atrito que ocorre durante as marés. É isso que afeta diretamente a diminuição da velocidade orbital do terceiro planeta a partir do Sol. Por sua vez, a vazante e a vazante das marés são consequência da ação de seu satélite constante, a Lua, sobre a Terra. Uma pessoa não percebe tal revolução do planeta em torno de um corpo celeste, assim como o período de rotação da Terra em torno de seu eixo. Mas não podemos deixar de prestar atenção ao facto de que a primavera dá lugar ao verão, o verão ao outono e o outono ao inverno. E isso acontece o tempo todo. Esta é a consequência movimento orbital planeta, com duração de 365,25 dias, ou um ano terrestre.

É importante notar que a Terra se move de forma desigual em relação ao Sol. Por exemplo, em alguns pontos está mais próximo do corpo celeste e em outros está mais distante dele. E mais uma coisa: a órbita ao redor da Terra não é um círculo, mas uma forma oval ou elipse.

Por que a pessoa não percebe a rotação diária?

Uma pessoa nunca será capaz de perceber a rotação do planeta enquanto estiver em sua superfície. Isto é explicado pela diferença de tamanho entre o nosso e globo- é muito grande para nós! Você não conseguirá perceber o período de revolução da Terra em torno de seu eixo, mas poderá senti-lo: o dia dará lugar à noite e vice-versa. Isso já foi discutido acima. Mas o que aconteceria se o planeta azul não pudesse girar em torno do seu eixo? É o seguinte: de um lado da Terra haveria o dia eterno, e do outro - a noite eterna! Terrível, não é?

É importante saber!

Assim, o período de rotação da Terra em torno de seu eixo é de quase 24 horas, e o tempo de sua “viagem” ao redor do Sol é de cerca de 365,25 dias (um ano terrestre), já que esse valor não é constante. Chamamos a atenção para o fato de que, além dos dois movimentos considerados, a Terra também participa de outros. Por exemplo, junto com outros planetas, ele se move em relação à Via Láctea - nossa galáxia nativa. Por sua vez, faz algum movimento em relação a outras galáxias vizinhas. E tudo acontece porque nunca houve e nunca haverá nada imutável e imóvel no Universo! Você precisa se lembrar disso pelo resto da vida.