Još od 16. stoljeća kada je Nikola Kopernik pokazao da se Zemlja okreće oko Sunca, znanstvenici su neumorno radili na razumijevanju odnosa u matematičkom pogledu. Ako se ovo svijetlo nebesko tijelo - o kojem ovise godišnja doba, dnevni ciklus i čitav život na Zemlji - ne vrti oko nas, kakva je onda priroda naše orbite oko njega?
Već nekoliko stoljeća astronomi su primjenjivali znanstvenu metodu da odgovore na ovo pitanje i utvrdili su da Zemljina orbita oko Sunca ima mnoge fascinantne karakteristike. A ono što su otkrili pomoglo nam je da shvatimo zašto mjerimo vrijeme onako kako radimo.
Orbitalne karakteristike:
Prije svega, brzina Zemljine orbite oko Sunca iznosi 108 000 km / h, što znači da naš planet tijekom jedne orbite pređe 940 milijuna km. Zemlja izvršava jednu orbitu na svakih 365.242199 prosječnih solarnih dana, što je činjenica koja objašnjava zašto je potreban dodatni kalendarski dan svake četiri godine (aka. Tijekom prelazne godine).
Udaljenost planeta od Sunca varira kako kruži okolo. U stvari, Zemlja nikad nije jednaka udaljenost od Sunca iz dana u dan. Kad je Zemlja najbliža Suncu, kaže se da je u periheliju. To se događa oko 3. siječnja svake godine, kada se Zemlja nalazi na udaljenosti od oko 147.098.074 km.
Prosječna udaljenost Zemlje od Sunca je oko 149,6 milijuna km, što se naziva i jednom astronomskom jedinicom (AU). Kad se nalazi na najudaljenijoj udaljenosti od Sunca, za Zemlju se kaže da je u afeliju - što se događa oko 4. srpnja gdje Zemlja doseže udaljenost od oko 152,097,701 km.
I oni od vas na sjevernoj hemisferi primijetit će da se "toplo" ili "hladno" vrijeme ne podudara s time koliko je Zemlja blizu Sunca. To se utvrđuje aksijalnim nagibom (vidi dolje).
Eliptična orbita:
Slijedi priroda Zemljine orbite. Umjesto da bude savršen krug, Zemlja se kreće oko Sunca u produženom kružnom ili ovalnom obrascu. To je ono što je poznato kao "eliptična" orbita. Ovaj orbitalni obrazac prvi je opisao Johannes Kepler, njemački matematičar i astronom, u svojim seminarskim radovima Astronomia nova (Nova astronomija).
Nakon što je izmjerio orbite Zemlje i Marsa, primijetio je da se ponekad orbite oba planeta ubrzavaju ili usporavaju. To se direktno podudaralo s afelijom i perihelijem planeta, što znači da je udaljenost planeta od Sunca u direktnom odnosu prema brzini njihove orbite. To je također značilo da i Zemlja i Mars nisu okružili Sunce u savršeno kružnim uzorcima.
Opisujući prirodu eliptičnih orbita, znanstvenici koriste faktor poznat kao "ekscentričnost", koji se izražava u obliku broja između nule i jedan. Ako je ekscentričnost planeta blizu nule, tada je elipsa gotovo krug. Ako je blizu jednoj, elipsa je duga i vitka.
Zemljina orbita ima ekscentričnost manju od 0,02, što znači da je vrlo blizu da bude kružna. Zato je razlika između Zemljine udaljenosti od Sunca u periheliju i afeliju vrlo mala - manja od 5 milijuna km.
Sezonska promjena:
Treće, tu je ulogu koju Zemljina orbita igra u godišnjim dobima, o čemu smo gore govorili. Četiri godišnja doba određena su činjenicom da je Zemlja nagnuta za 23,4 ° na okomitoj osi, što se naziva "aksijalnim nagibom". Ovaj kvar u našoj orbiti određuje solstices - točku u orbiti maksimalnog aksijalnog nagiba prema Suncu ili dalje od nje - i ekvinocije, kada su smjer nagiba i smjer prema Suncu okomiti.
Ukratko, kad se sjeverna hemisfera nagne daleko od Sunca, ona doživljava zimu dok južna hemisfera doživljava ljeto. Šest mjeseci kasnije, kada se sjeverna hemisfera nagne prema Suncu, sezonski poredak je obrnut.
Na sjevernoj hemisferi zimski solsticij događa se oko 21. prosinca, ljetni solsticij je blizu 21. lipnja, proljetni ravnodnevni dio je oko 20. ožujka, a jesenje ravnodušnost oko 23. rujna. Aksijalni nagib u južnoj hemisferi je upravo suprotan smjeru u sjevernoj hemisferi. Time su sezonski učinci na jugu obrnuti.
Iako je istina da Zemlja ima perihelij, ili točku u kojoj je najbliža Suncu, i afelon, njegova najudaljenija točka od Sunca, razlika između tih udaljenosti je previše minimalna da bi imala bilo kakav značajan utjecaj na Zemljino godišnje doba i klime.
Lagrange bodovi:
Još jedna zanimljivost karakteristika Zemljine orbite oko Sunca je vezana uz Lagrangeove točke. Ovo je pet položaja u Zemljinoj orbitalnoj konfiguraciji oko Sunca, gdje kombinirano gravitacijsko povlačenje Zemlje i Sunca pruža upravo centripetalnu silu potrebnu za orbitu s njima.
Pet Lagrangeovih točaka između Zemlje označeno je (pomalo nezanimljivo) L1 do L5. L1, L2 i L3 sjede uzduž ravna pravca koji prolazi kroz Zemlju i Sunce. L1 sjedi između njih, L3 je na suprotnoj strani Sunca od Zemlje, a L2 je na suprotnoj strani Zemlje od L1. Ove su tri Lagrangeove točke nestabilne, što znači da će se satelit koji se postavi na bilo kojem od njih pomaknuti s puta ako se uznemiri.
Točke L4 i L5 nalaze se na vrhovima dva jednakostranična trokuta, gdje Sunce i Zemlja čine dvije donje točke. Te točke leže duž Zemljine orbite, a L4 60 ° iza nje i L5 60 ° ispred. Ove dvije Lagrangeove točke stabilne su, pa su stoga i popularna odredišta za satelite i svemirske teleskope.
Istraživanje zemljine orbite oko Sunca naučilo je i znanstvenike o drugim planetima. Znajući gdje planet sjedi u odnosu na svoju matičnu zvijezdu, njegov orbitalni period, aksijalni nagib i mnoštvo drugih faktora ključni su za određivanje postojanja života na jednom ili ne, i mogu li ljudi jednoga dana živjeti ili ne tamo.
Ovdje smo pisali mnoge zanimljive članke o Zemljinoj orbiti. Evo 10 zanimljivih činjenica o Zemlji, koliko je zemlja udaljena od Sunca ?, kakva je rotacija Zemlje ?, zašto postoje godišnja doba ?, i što je Zemljin aksijalni nagib?
Dodatne informacije potražite u ovom članku o NASA-i - prozoru u svemiru o eliptičnim orbitama ili pogledajte NASA-inu zemlju: pregled.
Astronomija Uloge imaju i espidose koji su relevantni za tu temu. Evo BQuestions Showa: Crne crne rupe, neuravnotežavanje zemlje i zagađenje svemira.
izvori:
- Wikipedija - Zemljina orbita
- NASA: Windows u svemir - Zemljina orbita
- NASA: Pitajte astrofizičara - brzinu Zemljine rotacije
