Shpejtësia këndore e rrotullimit të tokës. Rrotullimi ditor i tokës. Hipoteza e rrotullimit të Tokës dhe formimi i mekanikës klasike

Rrotullimi ditor Të tokës

Pjerrësia e boshtit të tokës në raport me rrafshin e ekliptikës (rrafshi i orbitës së Tokës).

Rrotullimi ditor i Tokës- rrotullimi i Tokës rreth boshtit të saj me një periudhë prej një dite anësore, manifestimi drejtpërdrejt i vëzhgueshëm i së cilës është rrotullimi ditor i sferës qiellore. Rrotullimi i Tokës ndodh nga perëndimi në lindje. Kur shikohet nga Ylli i Veriut ose Poli i Veriut i Ekliptikës, Toka rrotullohet në drejtim të kundërt të akrepave të orës.

Rrotullimi ditor i sferës qiellore.

Toka lëviz nga perëndimi në lindje. Ai bën një revolucion të plotë në afërsisht 23 orë 56 minuta 4 sekonda. Shpejtësia e rrotullimit (në ekuator) - 465 m / s.

Kuptimi fizik dhe konfirmimi eksperimental

Kuptimi fizik i rrotullimit të Tokës rreth boshtit të saj

Meqenëse çdo lëvizje është relative, është e nevojshme të tregohet një kornizë specifike referimi në lidhje me të cilën studiohet lëvizja e një trupi të caktuar. Kur thonë se Toka rrotullohet rreth një boshti imagjinar, kjo do të thotë se ajo bën një lëvizje rrotulluese në lidhje me çdo kornizë inerciale të referencës, dhe periudha e këtij rrotullimi është e barabartë me ditët anësore - periudha e një rrotullimi të plotë të tokës në sfera qiellore në lidhje me sferën qiellore (Toka).

Të gjitha provat eksperimentale të rrotullimit të Tokës rreth boshtit të saj reduktohen në provë se korniza e referencës e lidhur me Tokën është një kornizë referimi jo-inerciale e një lloji të veçantë - një kornizë referimi që rrotullohet në lidhje me kornizat inerciale të referencë.

Ndryshe nga lëvizja inerciale (d.m.th., lëvizja drejtvizore uniforme në lidhje me kornizat inerciale të referencës), për të zbuluar lëvizjen jo-inerciale të një laboratori të mbyllur, nuk është e nevojshme të bëhen vëzhgime mbi trupat e jashtëm - një lëvizje e tillë zbulohet duke përdorur eksperimente lokale (d.m.th. , eksperimente të kryera brenda këtij laboratori). Në këtë (pikërisht në këtë!) kuptimi i fjalës, lëvizja joinerciale, duke përfshirë rrotullimin e Tokës rreth boshtit të saj, mund të quhet absolute.

Forcat e inercisë

Forca centrifugale në një tokë rrotulluese.

Efektet e forcës centrifugale

Varësia e nxitimit të gravitetit nga gjerësia gjeografike. Eksperimentet tregojnë se përshpejtimi i gravitetit varet nga gjerësia gjeografike: sa më afër polit, aq më i madh është. Kjo është për shkak të veprimit të forcës centrifugale. Së pari, pikat sipërfaqen e tokës të vendosura në gjerësi gjeografike më të larta, më afër boshtit të rrotullimit dhe, për rrjedhojë, kur i afrohemi polit, distanca nga boshti i rrotullimit zvogëlohet, duke arritur zero në pol. Së dyti, me rritjen e gjerësisë gjeografike, këndi midis vektorit të forcës centrifugale dhe planit të horizontit zvogëlohet, gjë që çon në një ulje të komponentit vertikal të forcës centrifugale.

Ky fenomen u zbulua në vitin 1672, kur astronomi francez Jean Richet, ndërsa ishte në një ekspeditë në Afrikë, zbuloi se ora me lavjerrës ecën më ngadalë në ekuator sesa në Paris. Njutoni shpejt e shpjegoi këtë me faktin se periudha e lëkundjes së lavjerrësit është në përpjesëtim të zhdrejtë me rrënjën katrore të nxitimit të gravitetit, i cili zvogëlohet në ekuator për shkak të veprimit të forcës centrifugale.

Rrafshim i Tokës. Ndikimi i forcës centrifugale çon në rrafshimin e Tokës në pole. Ky fenomen, i parashikuar nga Huygens dhe Njutoni në fund të shekullit të 17-të, u zbulua për herë të parë në fund të viteve 1730 si rezultat i përpunimit të të dhënave nga dy ekspedita franceze të pajisura posaçërisht për të zgjidhur këtë problem në Peru dhe Lapland.

Efektet e forcës Coriolis: eksperimente laboratorike

Lavjerrësi i Foucault në Polin e Veriut. Boshti i rrotullimit të Tokës shtrihet në rrafshin e lëkundjes së lavjerrësit.

Ky efekt duhet të shprehet më qartë në polet, ku periudha e rrotullimit të plotë të rrafshit të lavjerrësit është e barabartë me periudhën e rrotullimit të Tokës rreth boshtit (ditë anësore). Në përgjithësi, periudha është në përpjesëtim të zhdrejtë me sinusin e gjerësisë gjeografike; në ekuator, rrafshi i lëkundjes së lavjerrësit është i pandryshuar.

Xhiroskopi- një trup rrotullues me një moment inercie të konsiderueshme ruan momentin këndor nëse nuk ka shqetësime të forta. Foucault, i lodhur duke shpjeguar se çfarë ndodh me lavjerrësin e Foucault jo në pol, zhvilloi një tjetër demonstrim: xhiroskopi i pezulluar ruajti orientimin e tij, që do të thotë se u kthye ngadalë në lidhje me vëzhguesin.

Devijimi i predhave gjatë të shtënave. Një tjetër manifestim i vërejtur i forcës Coriolis është devijimi i trajektoreve të predhave (në hemisferën veriore në të djathtë, në hemisferën jugore - në të majtë), të gjuajtur në një drejtim horizontal. Nga pikëpamja e kornizës inerciale të referencës, për predha të gjuajtura përgjatë meridianit, kjo është për shkak të varësisë së shpejtësisë lineare të rrotullimit të Tokës nga gjerësia gjeografike: kur lëviz nga ekuatori në pol, predha mban komponenti horizontal i shpejtësisë është i pandryshuar, ndërsa shpejtësia lineare e rrotullimit të pikave në sipërfaqen e tokës zvogëlohet, gjë që çon në zhvendosjen e predhës nga meridiani në drejtim të rrotullimit të Tokës. Nëse gjuajtja është shkrepur paralelisht me ekuatorin, atëherë zhvendosja e predhës nga paralelja është për faktin se trajektorja e predhës shtrihet në të njëjtin rrafsh me qendrën e Tokës, ndërsa pikat e sipërfaqes së tokës lëvizin në një rrafsh pingul me boshtin e rrotullimit të Tokës. Ky efekt (për rastin e të shtënave përgjatë meridianit) u parashikua nga Grimaldi në vitet 1740. dhe botuar për herë të parë nga Riccioli në 1651.

Devijimi i trupave që bien lirisht nga vertikali. ( ) Nëse shpejtësia e trupit ka një komponent të madh vertikal, forca Coriolis drejtohet në lindje, gjë që çon në një devijim përkatës të trajektores së trupit që bie lirisht (pa shpejtësi fillestare) me kullë e lartë... Kur konsiderohet në një kornizë inerciale të referencës, efekti shpjegohet me faktin se maja e kullës në lidhje me qendrën e Tokës lëviz më shpejt se baza, për shkak të së cilës trajektorja e trupit rezulton të jetë një parabolë e ngushtë. dhe trupi është pak përpara bazës së kullës.

Efekti Eötvös. Në gjerësi të ulëta gjeografike, forca Coriolis kur lëviz përgjatë sipërfaqes së tokës drejtohet në drejtim vertikal dhe veprimi i saj çon në një rritje ose ulje të përshpejtimit të gravitetit, në varësi të faktit nëse trupi lëviz në perëndim ose në lindje. Ky efekt quhet efekti Eötvös për nder të fizikantit hungarez Lorand Eötvös, i cili e zbuloi atë eksperimentalisht në fillim të shekullit të 20-të.

Eksperimente duke përdorur ligjin e ruajtjes së momentit këndor. Disa eksperimente bazohen në ligjin e ruajtjes së momentit këndor: në kuadrin inercial të referencës, vlera e momentit këndor ( produkt i barabartë momenti i inercisë nga shpejtësia këndore e rrotullimit) nuk ndryshon nën veprimin e forcave të brendshme. Nëse në një moment fillestar të kohës instalimi është i palëvizshëm në lidhje me Tokën, atëherë shpejtësia e rrotullimit të tij në lidhje me kornizën e referencës inerciale është e barabartë me shpejtësinë këndore të rrotullimit të Tokës. Nëse ndryshoni momentin e inercisë së sistemit, atëherë shpejtësia këndore rrotullimi i tij, domethënë do të fillojë të rrotullohet në raport me Tokën. Në një kornizë referimi jo-inerciale të lidhur me Tokën, rrotullimi ndodh si rezultat i veprimit të forcës Coriolis. Kjo ide u propozua nga shkencëtari francez Louis Poinseau në 1851.

Eksperimenti i parë i tillë u krye nga Hagen në vitin 1910: dy pesha në një traversë të lëmuar u instaluan pa lëvizje në lidhje me sipërfaqen e Tokës. Pastaj distanca midis peshave u zvogëlua. Si rezultat, instalimi filloi të rrotullohej. Një eksperiment edhe më ilustrues është bërë nga shkencëtari gjerman Hans Bucka në vitin 1949. Një shufër, afërsisht 1.5 metra e gjatë, u instalua pingul me një kornizë drejtkëndore. Fillimisht, shufra ishte horizontale, instalimi ishte i palëvizshëm në lidhje me Tokën. Pastaj shufra u soll në një pozicion vertikal, gjë që çoi në një ndryshim në momentin e inercisë së instalimit me afërsisht një herë dhe rrotullimin e tij të shpejtë me një shpejtësi këndore një herë më shumë se shpejtësia e rrotullimit të Tokës.

Gyp në banjë.

Meqenëse forca Coriolis është shumë e dobët, ajo ka një efekt të papërfillshëm në drejtimin e rrotullimit të ujit kur kullohet në një lavaman ose vaskë, prandaj, në përgjithësi, drejtimi i rrotullimit në një gyp nuk lidhet me rrotullimin e Tokës. Sidoqoftë, në eksperimentet e kontrolluara me kujdes, është e mundur të ndahet efekti i forcës Coriolis nga faktorë të tjerë: në hemisferën veriore, gypi do të rrotullohet në drejtim të kundërt të akrepave të orës, në hemisferën jugore, anasjelltas.

Efektet e forcës Coriolis: Fenomenet në mjedis

Ligji i Baer-it. Siç vuri në dukje akademiku i Shën Petersburgut Karl Baer për herë të parë në 1857, lumenjtë gërryen bregun e djathtë në hemisferën veriore (në hemisfera jugore- majtas), e cila, si rezultat, rezulton të jetë më e pjerrët (ligji i Baire). Shpjegimi i efektit është i ngjashëm me shpjegimin e devijimit të predhave kur gjuan në drejtim horizontal: nën veprimin e forcës Coriolis, uji godet më fort bregun e djathtë, gjë që çon në mjegullimin e tij dhe, anasjelltas, tërhiqet nga bregun e majtë.

Cikloni ka përfunduar bregdeti juglindor Islanda (pamje nga hapësira).

Erërat: erërat tregtare, ciklonet, anticiklonet. Prania e forcës Coriolis të drejtuar në hemisferën veriore në të djathtë dhe në hemisferën jugore në të majtë shoqërohet gjithashtu me fenomene atmosferike: erërat tregtare, ciklonet dhe anticiklonet. Fenomeni i erërave tregtare është shkaktuar nga ngrohja e pabarabartë e shtresave të poshtme atmosfera e tokës në zonën ekuatoriale dhe në gjerësinë gjeografike të mesme, duke çuar në rrjedhën e ajrit përgjatë meridianit në jug ose në veri, përkatësisht në hemisferat veriore dhe jugore. Veprimi i forcës Coriolis çon në një devijim të rrymave të ajrit: në hemisferën veriore - drejt verilindjes (era tregtare verilindore), në hemisferën jugore - në juglindje (era tregtare juglindore).

Eksperimentet optike

Një numër eksperimentesh që demonstrojnë rrotullimin e Tokës bazohen në efektin Sagnac: nëse një interferometër unazor kryen lëvizje rrotulluese, atëherë për shkak të efekteve relativiste, një ndryshim fazor shfaqet në rrezet e kundërta.

ku është zona e projeksionit të unazës në rrafshin ekuatorial (një rrafsh pingul me boshtin e rrotullimit), është shpejtësia e dritës, është shpejtësia këndore e rrotullimit. Për të demonstruar rrotullimin e Tokës, ky efekt u përdor nga fizikani amerikan Michelson në një seri eksperimentesh të organizuara në 1923-1925. Në eksperimentet moderne duke përdorur efektin Sagnac, rrotullimi i Tokës duhet të merret parasysh për kalibrimin e interferometrave të unazës.

Ka një sërë demonstrimesh të tjera eksperimentale të rrotullimit ditor të Tokës.

Parregullsi e rrotullimit

Precesioni dhe nutation

Megjithatë, pothuajse asgjë nuk dihet për Giket dhe Ekfant, madje edhe ekzistenca e tyre ndonjëherë vihet në dyshim. Sipas mendimit të shumicës së shkencëtarëve, Toka në sistemin e botës së Filolaus nuk rrotullohej, por përkthehej rreth Zjarrit Qendror. Në veprat e tij të tjera, Platoni ndjek pikëpamjen tradicionale të palëvizshmërisë së Tokës. Megjithatë, dëshmi të shumta na kanë zbritur se ideja e rrotullimit të Tokës u mbrojt nga filozofi Heraklidi i Pontit (shekulli IV para Krishtit). Ndoshta, një hipotezë tjetër e Heraklidit lidhet me hipotezën e rrotullimit të Tokës rreth boshtit: çdo yll është një botë, duke përfshirë tokën, ajrin, eterin dhe e gjithë kjo ndodhet në hapësirën e pafund. Në të vërtetë, nëse rrotullimi ditor i qiellit është një reflektim i rrotullimit të Tokës, atëherë premisa e konsiderimit të yjeve si në të njëjtën sferë zhduket.

Rreth një shekull më vonë, supozimi i rrotullimit të Tokës u bë pjesë përbërëse e të parit të propozuar nga astronomi i madh Aristarku i Samosit (shek. III para Krishtit). Aristarku u mbështet nga Seleuku babilonas (shek. II para Krishtit), si dhe Heraklidi i Pontit, të cilët e konsideronin Universin si të pafund. Fakti që ideja e rrotullimit të përditshëm të Tokës kishte përkrahësit e saj që në shekullin I pas Krishtit. e., dëshmuar nga disa deklarata të filozofëve Seneca, Derkillides, astronomi Klaudi Ptolemeu. Megjithatë, shumica dërrmuese e astronomëve dhe filozofëve nuk dyshuan në palëvizshmërinë e tokës.

Argumentet kundër idesë së lëvizjes së tokës gjenden në veprat e Aristotelit dhe Ptolemeut. Pra, në traktatin e tij Rreth Qiellit Aristoteli e vërteton palëvizshmërinë e Tokës me faktin se në një Tokë rrotulluese, trupat e hedhur vertikalisht lart nuk mund të binin në pikën nga ku filloi lëvizja e tyre: sipërfaqja e Tokës do të lëvizte nën trupin e hedhur. Një argument tjetër në favor të palëvizshmërisë së Tokës, i dhënë nga Aristoteli, bazohet në teorinë e tij fizike: Toka është një trup i rëndë, dhe trupat e rëndë priren të lëvizin në qendër të botës dhe të mos rrotullohen rreth saj.

Nga vepra e Ptolemeut rezulton se mbështetësit e hipotezës së rrotullimit të Tokës ndaj këtyre argumenteve u përgjigjën se ajri dhe të gjitha objektet tokësore lëvizin së bashku me Tokën. Me sa duket, roli i ajrit në këtë arsyetim është thelbësisht i rëndësishëm, pasi nënkuptohet se është pikërisht lëvizja e tij me Tokën që fsheh rrotullimin e planetit tonë. Ptolemeu e kundërshton këtë

trupat në ajër gjithmonë do të duken se mbeten prapa ... Dhe nëse trupat rrotullohen së bashku me ajrin si një e tërë, atëherë asnjëri prej tyre nuk do të dukej se është përpara tjetrit ose do të mbetet pas tij, por do të qëndronte në vend, në Fluturimi dhe hedhja e tij nuk do të devijojnë apo lëvizje në një vend tjetër si ato që ne i shohim me sytë tanë duke u bërë, dhe ato nuk do të ngadalësohen apo përshpejtohen fare, sepse Toka nuk është e palëvizshme.

Mesjeta

Indi

I pari nga autorët mesjetarë që sugjeroi rrotullimin e Tokës rreth boshtit të saj ishte astronomi dhe matematikani i madh indian Aryabhata (fundi i 5-të - fillimi i shekullit të 6-të). Ai e formulon atë në disa pasazhe të traktatit të tij. Ariabhatia, për shembull:

Ashtu si një person në një anije që lëviz përpara sheh objekte fikse që lëvizin mbrapa, kështu një vëzhgues ... sheh yje të palëvizshëm që lëvizin në një vijë të drejtë në perëndim.

Nuk dihet nëse kjo ide i përket vetë Ariabhata-s apo e ka huazuar nga astronomët e lashtë grekë.

Aryabhatu u mbështet nga vetëm një astronom, Prthudaka (shekulli IX). Shumica e shkencëtarëve indianë mbrojtën palëvizshmërinë e tokës. Kështu, astronomi Varahamihira (shek. VI) argumentoi se në një Tokë rrotulluese, zogjtë që fluturonin në ajër nuk mund të ktheheshin në foletë e tyre dhe gurët dhe pemët do të fluturonin nga sipërfaqja e Tokës. Astronomi i shquar Brahmagupta (shek. VI) përsëriti gjithashtu argumentin e vjetër se një trup që ra nga mal i lartë, por mund të zhytet në bazën e saj. Në të njëjtën kohë, megjithatë, ai hodhi poshtë një nga argumentet e Varahamihira: sipas mendimit të tij, edhe nëse Toka rrotullohej, objektet nuk mund të shkëputeshin prej saj për shkak të gravitetit të tyre.

Lindja Islame

Mundësia e rrotullimit të Tokës u konsiderua nga shumë shkencëtarë të Lindjes Myslimane. Pra, gjeometri i famshëm al-Sijizi shpiku astrolabin, parimi i të cilit bazohet në këtë supozim. Disa dijetarë islamë (emrat e të cilëve nuk na kanë ardhur) madje gjetën mënyrën e duhur për të hedhur poshtë argumentin kryesor kundër rrotullimit të Tokës: vertikalitetin e trajektoreve të trupave që bien. Në thelb, në të njëjtën kohë, u shpreh parimi i mbivendosjes së lëvizjeve, sipas të cilit çdo lëvizje mund të zbërthehet në dy ose më shumë komponentë: në lidhje me sipërfaqen e Tokës rrotulluese, trupi në rënie lëviz përgjatë një linje plumbash, por pika që është projeksioni i kësaj vije në sipërfaqen e Tokës do të transferohej nga rrotullimi i saj. Këtë e dëshmon shkencëtari-enciklopedisti i famshëm al-Biruni, i cili, megjithatë, vetë prirej për palëvizshmërinë e Tokës. Sipas mendimit të tij, nëse një forcë shtesë vepron në trupin në rënie, atëherë rezultati i veprimit të tij në Tokën rrotulluese do të çojë në disa efekte që nuk vërehen në të vërtetë.

Midis shkencëtarëve të shekujve XIII-XVI, të lidhur me observatorët Maraginskaya dhe Samarkand, u ngrit një diskutim për mundësinë e një vërtetimi empirik të palëvizshmërisë së Tokës. Kështu, astronomi i famshëm Kutb ad-Din ash-Shirazi (shek. XIII-XIV) besonte se palëvizshmëria e Tokës mund të verifikohet me eksperiment. Nga ana tjetër, themeluesi i Observatorit Maragha Nasir ad-Din at-Tusi besonte se nëse Toka rrotullohej, atëherë ky rrotullim do të ndahej nga një shtresë ajri ngjitur me sipërfaqen e saj dhe të gjitha lëvizjet pranë sipërfaqes së Tokës do të ndodhnin. në të njëjtën mënyrë sikur Toka të ishte e palëvizshme. Ai e vërtetoi këtë me ndihmën e vëzhgimeve të kometave: sipas Aristotelit, kometat janë një fenomen meteorologjik në pjesën e sipërme të atmosferës; megjithatë, vëzhgimet astronomike tregojnë se kometat marrin pjesë në rrotullimin ditor të sferës qiellore. Rrjedhimisht, shtresat e sipërme të ajrit largohen nga rrotullimi i qiellit, prandaj, shtresat e poshtme mund të merren edhe nga rrotullimi i Tokës. Kështu, eksperimenti nuk mund të japë një përgjigje për pyetjen nëse toka rrotullohet. Megjithatë, ai mbeti një mbështetës i palëvizshmërisë së Tokës, pasi kjo ishte në përputhje me filozofinë e Aristotelit.

Shumica e dijetarëve islamikë të kohëve të mëvonshme (el-Urdi, el-Kazvini, el-Nejsaburi, el-Djuxhani, el-Birjandi dhe të tjerë) u pajtuan me et-Tusin se të gjithë dukuritë fizike në një Tokë rrotulluese dhe të palëvizshme do të rezultonte në të njëjtën mënyrë. Sidoqoftë, roli i ajrit në këtë nuk konsiderohej më thelbësor: jo vetëm ajri, por të gjitha objektet barten nga Toka rrotulluese. Rrjedhimisht, për të vërtetuar palëvizshmërinë e Tokës, është e nevojshme të përfshihen mësimet e Aristotelit.

Një pozicion të veçantë në këto mosmarrëveshje mori drejtori i tretë i Observatorit të Samarkandit, Ala ad-Din Ali al-Kushchi (shek. XV), i cili hodhi poshtë filozofinë e Aristotelit dhe e konsideroi rrotullimin e Tokës si fizikisht të mundshëm. Në shekullin e 17-të, teologu dhe studiuesi enciklopedik iranian Baha ad-Din al-Amili doli në një përfundim të ngjashëm. Sipas mendimit të tij, astronomët dhe filozofët nuk kanë paraqitur prova të mjaftueshme për të hedhur poshtë rrotullimin e Tokës.

Perëndimi latin

Një diskutim i hollësishëm i mundësisë së lëvizjes së Tokës përmbahet gjerësisht në shkrimet e skolastikëve parizianë Jean Buridan, Albert i Saksonisë dhe Nicholas Orem (gjysma e dytë e shekullit të 14-të). Argumenti më i rëndësishëm në favor të rrotullimit të Tokës, dhe jo të qiellit, i dhënë në veprat e tyre, është vogëlsia e Tokës në krahasim me Universin, gjë që e bën jashtëzakonisht caktimin e rrotullimit ditor të kupës qiellore të universit. e panatyrshme.

Megjithatë, të gjithë këta shkencëtarë përfundimisht e hodhën poshtë rrotullimin e Tokës, megjithëse për arsye të ndryshme. Kështu, Alberti i Saksonisë besonte se kjo hipotezë nuk ishte në gjendje të shpjegonte fenomenet astronomike të vëzhguara. Buridan dhe Orem me të drejtë nuk u pajtuan me këtë, sipas të cilit dukuritë qiellore duhet të ndodhin në të njëjtën mënyrë, pavarësisht nëse Toka apo Kozmosi rrotullohen. Buridan ishte në gjendje të gjente vetëm një argument domethënës kundër rrotullimit të Tokës: shigjetat e gjuajtura vertikalisht lart bien poshtë një linje plumbash, megjithëse gjatë rrotullimit të Tokës, ato, sipas tij, duhet të mbeten prapa lëvizjes së Tokës dhe të bien. në perëndim të pikës së gjuajtjes.

Nikolai Orem.

Por edhe ky argument u hodh poshtë nga Oremi. Nëse Toka rrotullohet, atëherë shigjeta fluturon vertikalisht lart dhe në të njëjtën kohë lëviz në lindje, duke u kapur nga ajri që rrotullohet me Tokën. Kështu, shigjeta duhet të bjerë në të njëjtin vend nga është gjuajtur. Edhe pse këtu përmendet sërish roli i marrjes së ajrit, ai në të vërtetë nuk luan një rol të veçantë. Kjo tregohet nga analogjia e mëposhtme:

Në mënyrë të ngjashme, nëse ajri do të mbyllej në një anije në lëvizje, atëherë një person i rrethuar nga ky ajër do të dukej se ajri nuk lëviz ... Nëse një person ishte në një anije që lëvizte me shpejtësi të madhe në lindje, duke mos ditur për këtë lëvizje , dhe nëse do ta shtrinte dorën në vijë të drejtë përgjatë direkut të anijes, do t'i dukej se dora e tij po bënte një lëvizje drejtvizore; në të njëjtën mënyrë, sipas kësaj teorie, na duket se e njëjta gjë ndodh me një shigjetë kur e gjuajmë vertikalisht lart ose vertikalisht poshtë. Brenda një anijeje që lëviz drejt lindjes me shpejtësi të madhe, mund të ndodhin të gjitha llojet e lëvizjeve: gjatësore, anësore, poshtë, lart, në të gjitha drejtimet - dhe ato duken saktësisht të njëjta si kur anija është e palëvizshme.

Prandaj, konkludoj se është e pamundur nga çdo përvojë të tregohet se qiejt kanë lëvizje ditore dhe se toka jo.

Sidoqoftë, verdikti përfundimtar i Orem për mundësinë e rrotullimit të Tokës ishte negativ. Baza për këtë përfundim ishte teksti i Biblës:

Megjithatë, të gjithë ende mbështesin dhe unë besoj se ata [Qielli] dhe jo Toka po lëvizin, sepse "Zoti krijoi rrethin e Tokës që nuk do të lëkundet", pavarësisht nga të gjitha argumentet e kundërta.

Shkencëtarët mesjetarë evropianë dhe filozofët e kohëve të mëvonshme përmendën gjithashtu mundësinë e rrotullimit ditor të Tokës, por nuk u shtuan argumente të reja që nuk përmbaheshin në Buridan dhe Orem.

Pra, praktikisht asnjë nga shkencëtarët mesjetarë nuk e pranoi kurrë hipotezën e rrotullimit të Tokës. Sidoqoftë, gjatë diskutimit të tij, shkencëtarët e Lindjes dhe Perëndimit shprehën shumë mendime të thella, të cilat më pas do të përsëriten nga shkencëtarët e epokës moderne.

Rilindja dhe koha moderne

Nikolla Koperniku.

Në gjysmën e parë të shekullit të 16-të, u botuan disa vepra, duke pretenduar se arsyeja e rrotullimit ditor të qiellit ishte rrotullimi i Tokës rreth boshtit të saj. Një prej tyre ishte traktati i italianit Celio Calcagnini "Për faktin se qielli është i palëvizshëm dhe toka rrotullohet, ose për lëvizjen e përjetshme të tokës" (shkruar rreth 1525, botuar në 1544). Ai nuk u la një përshtypje të madhe bashkëkohësve të tij, pasi në atë kohë ishte botuar tashmë vepra themelore e astronomit polak Nikolaus Koperniku "Mbi rrotullimet e sferave qiellore" (1543), ku hipoteza e rrotullimit ditor të Toka u bë pjesë e sistemit heliocentrik të botës, si në Aristarkun e Samos ... Koperniku parashtroi mendimet e tij në një ese të vogël të shkruar me dorë Koment i vogël(jo më herët se 1515). Dy vjet më parë, vepra kryesore e Kopernikut u botua nga astronomi gjerman Georg Joachim Rethick. Rrëfimi i parë(1541), ku teoria e Kopernikut është shprehur gjerësisht.

Në shekullin e 16-të, Koperniku u mbështet plotësisht nga astronomët Thomas Digges, Rethick, Christoph Rothmann, Michael Möstlin, fizikantët Giambatista Benedetti, Simon Stevin, filozofi Giordano Bruno, teologu Diego de Zuniga. Disa shkencëtarë pranuan rrotullimin e Tokës rreth boshtit të saj, duke hedhur poshtë lëvizjen e saj përkthimore. Ky ishte qëndrimi i astronomit gjerman Nicholas Reimers, i njohur edhe si Ursus, si dhe i filozofëve italianë Andrea Cesalpino dhe Francesco Patrizi. Pikëpamja e fizikanit të shquar William Hilbert, i cili mbështeti rrotullimi boshtor Toka, por nuk komentoi lëvizjen e saj përpara. Në fillim të shekullit të 17-të sistemi heliocentrik bota (duke përfshirë rrotullimin e Tokës rreth boshtit të saj) mori mbështetje mbresëlënëse nga Galileo Galilei dhe Johannes Kepler. Kundërshtarët më me ndikim të idesë së lëvizjes së Tokës në shekullin e 16-të dhe në fillim të shekullit të 17-të ishin astronomët Tycho Brahe dhe Christopher Clavius.

Hipoteza e rrotullimit të Tokës dhe formimi i mekanikës klasike

Në fakt, në shekujt XVI-XVII. argumenti i vetëm në favor të rrotullimit boshtor të Tokës ishte se në këtë rast nuk ka nevojë t'i atribuohen sferës yjore shpejtësi të mëdha rrotullimi, sepse edhe në antikitet ishte vërtetuar tashmë me besueshmëri se madhësia e Universit tejkalon ndjeshëm madhësia e Tokës (ky argument u përmbajt edhe nga Buridan dhe Orem) ...

Kjo hipotezë u kundërshtua nga konsiderata të bazuara në konceptet dinamike të kohës. Para së gjithash, është vertikaliteti i trajektoreve të trupave që bien. Argumente të tjera u shfaqën, për shembull, gamë e barabartë e qitjes në pjesën lindore dhe drejt perëndimit... Duke iu përgjigjur pyetjes në lidhje me pavëzhgueshmërinë e efekteve të rrotullimit ditor në eksperimentet tokësore, Koperniku shkroi:

Jo vetëm Toka me elementin e ujit të lidhur me të rrotullohet, por edhe një pjesë e konsiderueshme e ajrit dhe gjithçka që është në një farë mënyre e ngjashme me Tokën, ose ajri tashmë më afër Tokës i ngopur me tokë dhe materie uji, ndjek të njëjtat ligje të natyrës si Toka, ose ka fituar lëvizje, e cila i jepet asaj nga toka ngjitur në një rrotullim të vazhdueshëm dhe pa asnjë rezistencë

Kështu, rolin kryesor në pavëzhgueshmërinë e rrotullimit të Tokës e luan futja e ajrit nga rrotullimi i tij. Shumica e Kopernikasve në shekullin e 16-të ishin të të njëjtit mendim.

Galileo Galilei.

Mbështetësit e pafundësisë së Universit në shekullin e 16-të ishin gjithashtu Thomas Digges, Giordano Bruno, Francesco Patrizi - të gjithë ata mbështetën hipotezën e rrotullimit të Tokës rreth një boshti (dhe dy të parët gjithashtu rreth Diellit). Christoph Rothman dhe Galileo Galilei besonin se yjet ndodheshin në distanca të ndryshme nga Toka, megjithëse ata nuk flisnin qartë për pafundësinë e universit. Nga ana tjetër, Johannes Kepler mohoi pafundësinë e universit, megjithëse ishte një mbështetës i rrotullimit të Tokës.

Konteksti fetar i polemikave të rrotullimit të tokës

Një numër kundërshtimesh ndaj rrotullimit të Tokës u shoqëruan me kontradiktat e tij me tekstin e Shkrimeve të Shenjta. Këto kundërshtime ishin dy llojesh. Së pari, disa vende në Bibël u cituan në konfirmim se lëvizja e përditshme bëhet nga Dielli, për shembull:

Dielli lind dhe dielli perëndon dhe nxiton në vendin e tij, ku lind.

Në këtë rast, rrotullimi boshtor i Tokës u godit, pasi lëvizja e Diellit nga lindja në perëndim është pjesë e rrotullimit ditor të qiellit. Një pasazh nga libri i Jozueut citohej shpesh në lidhje me këtë:

Jezusi i thirri Zotit ditën që Zoti i dorëzoi Amorejtë në duart e Izraelit, kur i vrau në Gabaon, dhe ata u vranë përpara bijve të Izraelit, dhe u tha izraelitëve: "Qëndro, diell, mbi Gabaon". , dhe hëna, mbi luginën e Avalon. !

Meqenëse urdhri për të ndaluar iu dha Diellit, jo Tokës, nga kjo u konkludua se është Dielli ai që bën lëvizjen ditore. Pasazhe të tjera janë cituar për të mbështetur palëvizshmërinë e tokës, për shembull:

Ti e ke vendosur tokën mbi themele të forta: ajo nuk do të dridhet përgjithmonë.

Këto pasazhe u konsideruan si në kundërshtim me mendimin për rrotullimin e Tokës rreth boshtit të saj dhe rrotullimin rreth Diellit.

Mbështetësit e rrotullimit të Tokës (në veçanti, Giordano Bruno, Johannes Kepler dhe veçanërisht Galileo Galilei) u mbrojtën në disa drejtime. Së pari, ata theksuan se Bibla është shkruar në një gjuhë të kuptueshme për njerëzit e zakonshëm dhe nëse autorët e saj do të jepnin formulime të qarta nga pikëpamja shkencore, ajo nuk do të ishte në gjendje të përmbushte misionin e saj kryesor, fetar. Pra, Bruno shkroi:

Në shumë raste, është marrëzi dhe jopraktike të citohen shumë arsyetime më shumë në përputhje me të vërtetën sesa në përputhje me rastin dhe komoditetin e dhënë. Për shembull, nëse në vend të fjalëve: "Dielli lind dhe lind, kalon mesditën dhe anon drejt Aquilon" - i urti tha: " Toka shkon në një rreth në lindje dhe, duke lënë diellin, që po perëndon, përkulet drejt dy tropikëve, nga Gaforrja në Jug, nga Bricjapi në Aquilon "- atëherë dëgjuesit do të fillonin të mendonin:" Si? A thotë ai se toka po lëviz? Çfarë lajmi është ky?" Në fund ata do ta mendonin atë një budalla, dhe ai do të ishte vërtet një budalla.

Përgjigje të këtij lloji janë dhënë kryesisht për kundërshtimet që kanë të bëjnë me lëvizjen e përditshme Dielli. Së dyti, u vu re se disa pasazhe të Biblës duhet të interpretohen në mënyrë alegorike (shih artikullin Alegorizmi Biblik). Pra, Galileo vuri në dukje se nëse Shkrimi i Shenjtë merret plotësisht fjalë për fjalë, atëherë rezulton se Zoti ka duar, ai i nënshtrohet emocioneve të tilla si zemërimi, etj. kanë qëllime të ndryshme: shkenca shqyrton fenomenet e botës materiale, të udhëhequr nga argumentet. i arsyes, qëllimi i fesë është përmirësimi moral i njeriut, shpëtimi i tij. Galileo citoi kardinalin Baronio në lidhje me këtë se Bibla mëson se si të ngjitesh në parajsë, jo si funksionon parajsa.

Këto argumente u morën parasysh kishe katolike jo bindëse, dhe në 1616 doktrina e rrotullimit të Tokës u ndalua, dhe në 1631 Galileo u dënua nga gjykata e Inkuizicionit për mbrojtjen e tij. Megjithatë, jashtë Italisë, ky ndalim nuk pati një ndikim të rëndësishëm në zhvillimin e shkencës dhe kontribuoi kryesisht në rënien e autoritetit të vetë Kishës Katolike.

Duhet shtuar se argumentet fetare kundër lëvizjes së Tokës u sollën jo vetëm nga drejtuesit e kishës, por edhe nga shkencëtarët (për shembull, Tycho Brahe). Nga ana tjetër, murgu katolik Paolo Foscarini shkroi një ese të vogël "Letër mbi pikëpamjet e Pitagorianëve dhe Kopernikut mbi lëvizshmërinë e Tokës dhe palëvizshmërinë e Diellit dhe mbi sistemin e ri Pitagorian të universit" (1615). ku ai shprehu konsiderata afër Galileasit, dhe teologu spanjoll Diego de Zuniga madje përdori teorinë e Kopernikut për të interpretuar disa pasazhe të Shkrimit (edhe pse më vonë ai ndryshoi mendje). Kështu, konflikti midis teologjisë dhe doktrinës së lëvizjes së Tokës nuk ishte aq një konflikt midis shkencës dhe fesë si i tillë, por një konflikt midis parimeve të vjetra (tashmë të vjetruara nga fillimi i shekullit të 17-të) dhe parimeve të reja metodologjike. të cilat ishin baza e shkencës.

Vlera e hipotezës për rrotullimin e Tokës për zhvillimin e shkencës

Kuptimi i problemeve shkencore të ngritura nga teoria e një Toke rrotulluese kontribuoi në zbulimin e ligjeve të mekanikës klasike dhe krijimin e një kozmologjie të re, e cila bazohet në idenë e pafundësisë së Universit. Të diskutuara gjatë këtij procesi, kontradiktat midis kësaj teorie dhe leximit literalist të Biblës kontribuan në ndarjen e shkencës natyrore dhe fesë.

Shënime (redakto)

Letërsia

• L. G. Aslamazov, A. A. Varlamov, "Fizika e mahnitshme", Moskë: Nauka, 1988. DJVU
• V. A. Bronshten, Problemi i vështirë, Kvant, 1989. Nr.8, f.17.
• A. V. Byalko, "Planeti ynë - Toka", Moskë: Nauka, 1983. DJVU
• IN Veselovsky, "Aristarku i Samos - Koperniku i Botës së Lashtë", Kërkime Historike dhe Astronomike, Vëll. VII, fq 17-70, 1961. Online
• R. Grammel, “Vërtetimi mekanik i lëvizjes së Tokës”, Fiz. 4, 1923. PDF
• G. A. Gurev, "Doktrina e Kopernikut dhe Fesë", Moskë: Shtëpia Botuese e Akademisë së Shkencave të BRSS, 1961.
• GD Jalalov, "Disa deklarata të shquara të astronomëve të Observatorit Samarkand", Kërkime historike dhe astronomike, vëll. IV, 1958, f. 381-386.
• A. I. Eremeeva, "Pamja astronomike e botës dhe krijuesit e saj", Moskë: Nauka, 1984.
• S. V. Zhitomirsky, "Astronomia e lashtë dhe orfizmi", Moskë: Yanus-K, 2001.
• IA Klimishin, "Astronomia Elementare", Moskë: Nauka, 1991.
• A. Koyre, "Nga një botë e mbyllur në një univers të pafund", M .: Logos, 2001.
• G. Yu. Lanskoy, "Jean Buridan dhe Nikolay Orem rreth rrotullimit ditor të Tokës", Studime në historinë e fizikës dhe mekanikës 1995-1997, f. 87-98, Moskë: Nauka, 1999.
• A. A. Mikhailov, "Toka dhe rrotullimi i saj", Moskë: Nauka, 1984. DJVU
• GK Mikhailov, SR Filonovich, "Për historinë e problemit të lëvizjes së trupave të hedhur lirisht në një Tokë rrotulluese", Studime në historinë e fizikës dhe mekanikës 1990, f. 93-121, Moskë: Nauka, 1990. Online
• E. Mishchenko, Edhe një herë për një problem të vështirë, Kvant. 1990. Nr 11.F.32.
• A. Pannekoek, "Historia e Astronomisë", Moskë: Nauka, 1966. Online
• A. Poincaré, "Për shkencën", Moskë: Nauka, 1990. DJVU
• B. Ye. Raikov, "Ese mbi historinë e botëkuptimit heliocentrik në Rusi", M.-L .: AN SSSR, 1937.
• I. D. Rozhansky, "Historia e Shkencës Natyrore në epokën e Helenizmit dhe Perandorisë Romake", Moskë: Nauka, 1988.
• DV Sivukhin, "Kursi i përgjithshëm i fizikës. T. 1. Mekanika ", Moskë: Nauka, 1989.
• O. Struve, B. Linds, G. Pillans, "Astronomia Elementare", Moskë: Nauka, 1964.
• V. G. Surdin, "Ligji i Bath dhe Baire", Quantum, No 3, f. 12-14, 2003.

Periudha e revolucionit të Tokës rreth boshtit të saj është një vlerë konstante. Astronomikisht është e barabartë me 23 orë 56 minuta e 4 sekonda. Megjithatë, shkencëtarët nuk e morën parasysh gabimin e parëndësishëm, duke i rrumbullakosur këto shifra në 24 orë, ose një ditë tokësore. Një revolucion i tillë quhet rrotullim ditor dhe ndodh nga perëndimi në lindje. Për një person nga Toka, duket si mëngjes, pasdite dhe mbrëmje, duke zëvendësuar njëri-tjetrin. Me fjalë të tjera, lindja, mesdita dhe perëndimi i diellit të dritës përputhen plotësisht me rrotullimin ditor të planetit.

Cili është boshti i tokës?

Boshti i tokës mund të përfaqësohet mendërisht si një vijë imagjinare rreth së cilës rrotullohet planeti i tretë nga Dielli. Ky aks përshkon sipërfaqen e Tokës në dy pika fikse - në polet gjeografike të Veriut dhe Jugut. Nëse, për shembull, vazhdoni mendërisht drejtimin e boshtit të tokës lart, atëherë ai do të kalojë pranë Yllit Pol. Nga rruga, kjo është pikërisht ajo që shpjegon palëvizshmërinë e Yllit Pol. Efekti krijohet që sfera qiellore të lëviz rreth boshtit, dhe për rrjedhojë rreth këtij ylli.

Një personi nga Toka i duket se qielli me yje rrotullohet në drejtim nga lindja në perëndim. Por ky nuk është rasti. Lëvizja e dukshme është vetëm një reflektim i rrotullimit të vërtetë ditor. Është e rëndësishme të dini se planeti ynë merr pjesë njëkohësisht në jo një, por të paktën dy procese. Ai rrotullohet rreth boshtit të tokës dhe bën një lëvizje orbitale rreth trupit qiellor.

Lëvizja e dukshme e Diellit është i njëjti reflektim i lëvizjes së vërtetë të planetit tonë në orbitën e tij rreth tij. Si rezultat, fillimisht vjen dita dhe më pas nata. Vini re se një lëvizje është e paimagjinueshme pa tjetrën! Këto janë ligjet e universit. Për më tepër, nëse periudha e rrotullimit të Tokës rreth boshtit të saj është e barabartë me një ditë tokësore, atëherë koha e lëvizjes së saj rreth trupit qiellor është një vlerë e ndryshueshme. Le të zbulojmë se çfarë ndikon në këta tregues.

Çfarë ndikon në shpejtësinë e rrotullimit orbital të Tokës?

Periudha e revolucionit të Tokës rreth boshtit të saj është një vlerë konstante, e cila nuk mund të thuhet për shpejtësinë me të cilën planeti blu rrotullohet rreth yllit. Për një kohë të gjatë, astronomët mendonin se kjo shpejtësi ishte konstante. Doli që jo! Aktualisht, falë instrumenteve matëse më të sakta, shkencëtarët kanë gjetur një devijim të lehtë në shifrat e marra më parë.

Arsyeja për këtë ndryshueshmëri është fërkimi që ndodh gjatë baticave të detit. Është kjo që ndikon drejtpërdrejt në uljen e shpejtësisë orbitale të planetit të tretë nga Dielli. Nga ana tjetër, zbatica dhe rrjedha është pasojë e veprimit në Tokë të satelitit të saj të vazhdueshëm - Hënës. Një person nuk e vëren një revolucion të tillë të planetit rreth trupit qiellor, si dhe periudhën e revolucionit të Tokës rreth boshtit të tij. Por ne nuk mund të mos i kushtojmë vëmendje pranverës së ndjekur nga vera, verës nga vjeshta dhe vjeshta nga dimri. Dhe kjo ndodh gjatë gjithë kohës. Kjo është pasoja lëvizje orbitale planet, që zgjat 365,25 ditë, ose një vit tokësor.

Vlen të përmendet se Toka lëviz në mënyrë të pabarabartë në raport me Diellin. Për shembull, në disa pika është më afër trupit qiellor, dhe në disa të tjera është më i largët prej tij. Dhe një gjë tjetër: orbita rreth Tokës nuk është një rreth, por një ovale, ose elips.

Pse një person nuk e vëren rotacionin ditor?

Një person nuk do të jetë kurrë në gjendje të vërejë rrotullimin e një planeti ndërsa është në sipërfaqen e tij. Kjo është për shkak të ndryshimit në madhësitë e tona dhe Globi- është shumë e madhe për ne! Periudha e revolucionit të Tokës rreth boshtit të saj nuk do të funksionojë në asnjë mënyrë për të vënë re, por do të jetë e mundur të ndjehet: dita do të zëvendësohet nga nata dhe anasjelltas. Kjo tashmë është diskutuar më lart. Por çfarë do të ndodhte nëse planeti blu nuk mund të rrotullohej rreth boshtit të tij? Ja çfarë: në njërën anë të Tokës do të ishte një ditë e përjetshme, dhe nga ana tjetër - një natë e përjetshme! E tmerrshme, apo jo?

Është e rëndësishme të dini!

Pra, periudha e rrotullimit të Tokës rreth boshtit të saj është pothuajse 24 orë, dhe koha e "udhëtimit" të saj rreth Diellit është rreth 365,25 ditë (një vit Tokë), pasi kjo vlerë nuk është konstante. Le të tërheqim vëmendjen tuaj për faktin se, përveç dy lëvizjeve të konsideruara, Toka merr pjesë në të tjera. Për shembull, ai, së bashku me pjesën tjetër të planetëve, bën një lëvizje në lidhje me Rrugën e Qumështit - Galaxy tonë të shtëpisë. Nga ana tjetër, ai bën disa lëvizje në lidhje me galaktikat e tjera fqinje. Dhe gjithçka ndodh sepse në Univers nuk ka pasur dhe nuk do të ketë kurrë asgjë të pandryshueshme dhe të palëvizshme! Kjo duhet mbajtur mend gjatë gjithë jetës.