Удивительные факты о форме Земли

В повседневной жизни мы часто слышим, что Земля имеет шарообразную форму. Однако если поговорить о форме Земли более глубоко и подробно, то можно обнаружить несколько очень и очень интересных явлений.

Итак, вот три интересных факта о форме Земли:

1. Честно говоря, если не быть слишком придирчивым, то в большинстве случаев утверждение о шарообразной форме Земли верно в некотором приближении, что достаточно хорошо для простых рассуждений и решения задач с вычислительной точностью не более 0,5 процента. Но во-первых, поверхность Земли не является идеально гладкой. Она нарушает строгое определение сферы, то есть каждая точка на поверхности должна быть равноудалена от центра.

Во-вторых, даже если не принимать во внимание неровности земной поверхности, хорошо известно, что Земля слегка сплюснута от одного полюса (то есть географических полюсов) к другому. Это вызвано вращением Земли. Таким образом, если говорить точнее, то поперечное сечение Земли - это эллипс (или овал), а не круг. А трехмерная фигура в виде сплюснутой сферы называется вращающимся эллипсоидом. Таким образом, Земля имеет форму эллипсоида, но при этом настолько мала, что визуально неотличима от сферы.

Землю также иногда называют геоидом. По определению, геоид - это плоскость, перпендикулярная гравитации в любом месте. Хотя название этой фигуры также происходит от сочетания греческих слов, которое буквально означает "подобный земле" (то есть в данном случае речь идет не о том, что Земля имеет форму геоида, а о том, что геоид имеет форму Земли), Земля еще не имеет, строго и скрупулезно, форму геоида. Дело в том, что форма Земли в целом всегда ничтожна, потому что другие крупные тела, особенно Луна, постоянно воздействуют на поверхность Земли, вызывая приливы и отливы, но Земля все равно меняется в зависимости от ее взаимного положения с Луной и другими планетами.

2. Иногда можно встретить мнение, что в XV веке Земля была плоской, а открытие Америки и первые кругосветные путешествия в XV и XVI веках доказали обратное. Однако это было не так. Цель этих путешествий была совершенно иной. В шестом веке до нашей эры ни для кого не было секретом, что Земля не плоская, а шарообразная.

Древнегреческие философы и мыслители давно знали, что Земля шарообразна, и наблюдали, как корабли пересекают горизонт, как происходят лунные затмения (когда круглая тень Земли падает на Луну), как небесные тела перемещаются по небосводу и как меняется вид звезд, когда наблюдатели перемещают Землю на север или юг.

По всей видимости, именно древнегреческий ученый Барменид впервые предположил, что Земля шарообразна. Пифагор и его учитель Анаксимандр из Милета (который также претендовал на роль первооткрывателя этого вопроса) также не сомневались в том, что Земля шарообразна. Как уже упоминалось, эти философы жили в далеком шестом веке до нашей эры. С тех пор никто всерьез не пытался опровергнуть факт шарообразности Земли и даже не обсуждал этот вопрос.

Более того, в III веке до н. э. Эратосфен, знавший расстояние от Александрии до Сиены, использовал длину тени Александрийской библиотеки, измеренную, когда солнце находилось в зените в Сиене (чья высота была также ему известна), для измерения длины земного меридиана и вычисления радиуса Земли. Ему это удалось. Судя по всему, он вычислил 6 287 километров в современных на тот момент единицах измерения. Согласно современным исследованиям, средний радиус Земли составляет 6371 километр. Другими словами, точность расчетов Эратосфена была поразительной. Исаак Ньютон впервые доказал, что Земля на самом деле имеет эллиптическую форму.

3. Наконец, есть еще один интересный момент, связанный с формой Земли. То есть нет никаких объективных причин рассчитывать, что форма Земли будет такой, какой мы, земляне, ее видим и ощущаем. Например, частицы солнечного излучения - очень материальные объекты, иногда движущиеся со скоростями, очень близкими к скорости света, и их тоже можно считать объективными наблюдателями. Согласно теории относительности, в системе отсчета, связанной с этими частицами, Земля будет сжиматься в направлении движения этих частиц. Если частица движется со скоростью, равной 99,9999999999991% скорости света и т. д, то для этой частицы Земля представляет собой диск толщиной всего в несколько десятков метров. Форма Земли в зависимости от скорости наблюдателя показана на рисунке ниже. Однако это не означает, что Земля перестала быть для нас сферической или, точнее, что она больше не имеет формы эллипсоида или геодезического уровня.



Заметим так между делом, что круг – это плоская фигура. Круглыми, например, являются блины, тарелки, музыкальные диски и так далее. Часто можно услышать: «Земля круглая». Вот это действительно будет ошибкой (конечно, если это говорит не частица солнечного излечения, двигающаяся почти со скоростью света), ведь это тоже самое, что сказать, что Земля плоская. Круглым может быть только сечение Земли некоторой плоскостью. Правильно говорить, что Земля имеет форму шара. Шар – это объемная фигура. Шарообразными являются, например, мячи, апельсины, планеты, и так далее.