Из Википедии, свободной энциклопедии
  (Перенаправлен с орбиты Земли )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не путать с околоземной орбитой .

Земля в сезонных точках своей орбиты (не в масштабе)
Земная орбита (желтый) по сравнению с кругом (серый)

Земли орбиты ВС на среднем расстоянии от 149.60 млн км (92,96 млн миль), [1] и одна полной орбиты занимают 365.256  дней (1 сидерического года ), в течение которых Земля пройденные 940 миллионов километров (584 миллионов миль). [2] Игнорируя влияние других тел Солнечной системы, орбита Земли представляет собой эллипс с барицентром Земля-Солнце в качестве одного фокуса и текущим эксцентриситетом.0,0167; поскольку это значение близко к нулю, центр орбиты близок по отношению к размеру орбиты к центру Солнца.

Как видно с Земли, прямое орбитальное движение планеты заставляет Солнце двигаться по отношению к другим звездам со скоростью примерно 1 ° в восточном направлении за солнечный день (или диаметр Солнца или Луны каждые 12 часов). [nb 1] Средняя орбитальная скорость Земли составляет 29,78 км / с (107 208 км / ч; 66 616 миль в час), что достаточно, чтобы покрыть диаметр планеты за 7 минут и расстояние до Луны за 4 часа. [3]

С выгодной позиции над северным полюсом Солнца или Земли казалось бы, что Земля вращается вокруг Солнца против часовой стрелки . С той же точки зрения и Земля, и Солнце, казалось бы, вращаются также против часовой стрелки вокруг своих осей.

История обучения [ править ]

Основная статья: Гелиоцентризм
Гелиоцентрическая солнечная система
Гелиоцентризм (нижняя панель) по сравнению с геоцентрической моделью (верхняя панель), не в масштабе

Гелиоцентризм - это научная модель, которая впервые поместила Солнце в центр Солнечной системы и поместила планеты, включая Землю, на его орбиту. Исторически гелиоцентризм противопоставляется геоцентризму , который ставил Землю в центр. Аристарх Самосский уже предложил гелиоцентрическую модель в третьем веке до нашей эры. В шестнадцатом веке « De Revolutionibus» Николая Коперника представил полное обсуждение гелиоцентрической модели Вселенной [4] во многом так же, как Птолемей представил свою геоцентрическую модель во втором веке. Эта « коперниканская революция»«решила проблему ретроградного движения планет , аргументируя это тем, что такое движение было только воспринимаемым и очевидным». Хотя новаторская книга Коперника ... была [напечатана более чем] веком ранее, [голландский картограф] Джоан Блау была первым картографом, который включить его революционную гелиоцентрическую теорию в карту мира » [5].

Влияние на Землю [ править ]

Основная статья: Сезон

Из-за наклона оси Земли (часто известного как наклон эклиптики ) наклон траектории Солнца в небе (как его видит наблюдатель на поверхности Земли) меняется в течение года. Для наблюдателя на северной широте, когда северный полюс наклонен к Солнцу, день длится дольше, а Солнце кажется выше в небе. Это приводит к более высоким средним температурам, поскольку дополнительная солнечная радиация достигает поверхности. Когда северный полюс наклонен от Солнца, верно обратное, и погода обычно прохладнее. К северу от полярного круга и к югу от полярного круга, достигается крайний случай, когда часть года совсем отсутствует дневной свет, а в противоположное время года - непрерывный световой день. Это называется полярной ночью и полуночным солнцем соответственно. Это изменение погоды (из-за направления наклона оси Земли) приводит к временам года . [6]

События на орбите [ править ]

По астрономическому соглашению четыре сезона определяются солнцестоянием (две точки на орбите Земли с максимальным наклоном оси Земли, к Солнцу или от Солнца) и равноденствиями (двумя точками на орбите Земли, где наклонная ось Земли и воображаемая линия, проведенная от Земли к Солнцу, точно перпендикулярны друг другу). В дни солнцестояний и равноденствий год делится на четыре примерно равные части. В северном полушарии зимнее солнцестояние наступает примерно 21 декабря; летнее солнцестояние около 21 июня; весеннее равноденствие приходится примерно на 20 марта, а осеннее равноденствие - примерно на 23 сентября. [7] Влияние наклона оси Земли в южном полушарии противоположно таковому в северном полушарии, таким образом, сезоны солнцестояний и равноденствий в южном полушарии противоположны сезонам в северном полушарии (например, время летнего солнцестояния в северном полушарии приходится на в то же время, что и южное зимнее солнцестояние).

В наше время перигелий Земли происходит около 3 января, а афелий - около 4 июля (для других эпох см. Циклы прецессии и Миланковича ). Изменение расстояния Земля-Солнце приводит к увеличению примерно на 6,9% [8]в общей солнечной энергии, достигающей Земли в перигелии относительно афелия. Поскольку южное полушарие наклонено к Солнцу примерно в то же время, когда Земля приближается к Солнцу, южное полушарие получает от Солнца немного больше энергии, чем северное, в течение года. Однако этот эффект гораздо менее значительный, чем общее изменение энергии из-за наклона оси, и большая часть избыточной энергии поглощается большей долей поверхности, покрытой водой в южном полушарии. [9]

Сфера Хиллы ( гравитационная сфера влияния) Земля составляет около 1500000 километров (0,01 а.е. ) в радиусе, или примерно в четыре раза среднего расстояния до Луны. [10] [nb 2] Это максимальное расстояние, на котором гравитационное влияние Земли сильнее, чем более далекие Солнце и планеты. Объекты, вращающиеся вокруг Земли, должны находиться в пределах этого радиуса, в противном случае они могут стать несвязанными гравитационным возмущением Солнца.

Орбитальные характеристики
эпохаJ2000.0 [nb 3]
афелий152,10 × 10 6  км (94,51 × 10 6  миль) 1,0167  AU [nb 4]^^
перигелий147,10 × 10 6  км (91,40 × 10 6  миль) 0,98329 AU [nb 4]^^
большая полуось149.60 × 10 6  км (92.96 × 10 6  миль) 1.00000 1018 AU [11]^^
эксцентриситет0,0167086 [11]
склонность7,155 ° до ВС «ы экватор
1,578690 ° [12] к неизменной плоскости
долгота восходящего узла174,9 ° [11]
долгота перигелия102,9 ° [11]
аргумент перицентра288,1 ° [11] [nb 5]
период365,256 363 004  дня [13]
средняя орбитальная скорость29,78 км / с (18,50 миль / с) [3]
107 208 км / ч (66 616 миль / ч)
скорость в афелии29,29 км / с (18,20 миль / с) [3]
скорость в перигелии30,29 км / с (18,82 миль / с) [3]

Следующая диаграмма показывает соотношение между линией солнцестояния и линией апсид эллиптической орбиты Земли. Орбитальный эллипс проходит через каждое из шести изображений Земли, которые последовательно представляют собой перигелий (перицентр - ближайшую точку к Солнцу) в любом месте с 2 по 5 января, точку мартовского равноденствия 19, 20 или 21 марта, точка июньского солнцестояния 20, 21 или 22 июня, афелий (апоапсис - самая дальняя точка от Солнца) где-нибудь с 3 по 5 июля, сентябрьское равноденствие 22, 23 или 24 сентября и декабрьское солнцестояние. 21, 22 или 23 декабря. [7] Схема показывает очень преувеличенную форму орбиты Земли; фактическая орбита практически круглая.

Из-за наклона оси Земли на ее орбите максимальная интенсивность солнечных лучей падает на Землю на 23,4 градуса к северу от экватора во время июньского солнцестояния (в тропике Рака ) и на 23,4 градуса к югу от экватора во время декабрьского солнцестояния. (в Тропике Козерога ). [14]

Будущее [ править ]

Основная статья: Устойчивость Солнечной системы

Математики и астрономы (такие как Лаплас , Лагранж , Гаусс , Пуанкаре , Колмогоров , Владимир Арнольд и Юрген Мозер ) искали доказательства устойчивости движения планет, и эти поиски привели к множеству математических разработок и нескольким последовательным «доказательствам» этого. стабильность для Солнечной системы. [15] Согласно большинству прогнозов, орбита Земли будет относительно стабильной в течение длительных периодов времени. [16]

В 1989 году работа Жака Ласкара показала, что орбита Земли (а также орбиты всех внутренних планет) может стать хаотичной и что ошибка в 15 метров при измерении начального положения Земли сегодня сделает это невозможным. чтобы предсказать, где будет Земля на своей орбите через чуть более 100 миллионов лет. [17] Моделирование Солнечной системы - это тема, охватываемая проблемой n тел .

См. Также [ править ]

  • Астрономическая единица
  • Барицентр
  • Наклон оси Земли
  • Фаза Земли
  • Вращение Земли
  • Геоцентрическая орбита  - орбита любого объекта, вращающегося вокруг Земли, например Луны или искусственного спутника.
  • Космический Корабль Земля

Заметки [ править ]

  1. ^ Наша планета обращается вокруг Солнца за 365 дней. Полная орбита имеет 360 °. Этот факт демонстрирует, что каждый день Земля проходит по своей орбите примерно 1 °. Таким образом, будет казаться, что Солнце движется по небу относительно звезд на такое же расстояние.
  2. ^ Для Земли радиус Хилла равен
    где m - масса Земли, a - астрономическая единица, а M - масса Солнца. Таким образом, радиус в AU составляет около . [ необходима цитата ]
  3. ^ Все астрономические величины меняются как в течение веков, так и периодически . Приведенные величины представляют собой значениявековой вариациив момент J2000.0 без учета всех периодических вариаций.
  4. ^ a b афелий = a × (1 + e ); перигелий = a × (1 - e ), где a - большая полуось, а e - эксцентриситет.
  5. ^ В справочнике указана долгота перигелия , которая является суммой долготы восходящего узла и аргумента перигелия. Вычитая из этого (102,937 °), долгота узла 174,873 ° дает -71,936 °. Добавление 360 ° дает 288,064 °. Это добавление не изменяет угол, а выражает его в обычном диапазоне 0–360 ° для долготы.

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Солнце: факты и цифры» . Исследование Солнечной системы . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . Архивировано из оригинала 3 июля 2015 года . Проверено 29 июля 2015 года .
  2. ^ Жан Миус , Астрономические алгоритмы, 2-е изд., ISBN 0-943396-61-1 (Ричмонд, Вирджиния: Willmann-Bell, 1998) 238. См. Ellipse # Circumference . Формула Рамануджана достаточно точна. 
  3. ^ a b c d Уильямс, Дэвид Р. (1 сентября 2004 г.). «Информационный бюллетень о Земле» . НАСА . Проверено 17 марта 2007 года .
  4. ^ De Revolutionibus orbium coelestium . Иоганнес Петрейус. 1543.
  5. ^ Джерри Brotton , История мира в двенадцати картах , London: Allen Lane, 2012, ISBN 9781846140990 р. 262. 
  6. ^ «Что вызывает сезоны? (НАСА)» . Проверено 22 января 2015 года .
  7. ^ a b «Дата и время солнцестояний и равноденствий» . 28 августа 2013 . Проверено 22 января 2015 года .
  8. ^ Афелий составляет 103,4% расстояния до перигелия. См. Таблицу «Орбитальные характеристики». Из-за закона обратных квадратов излучение в перигелии составляет около 106,9% излучения в афелии. [ необходима цитата ]
  9. ↑ Уильямс, Джек (20 декабря 2005 г.). «Наклон Земли создает времена года» . USAToday . Проверено 17 марта 2007 года .
  10. ^ Васкес, М .; Montañés Rodríguez, P .; Палле, Э. (2006). «Земля как объект, представляющий астрофизический интерес для поиска внесолнечных планет» (PDF) . Институт астрофизики Канарских островов . Проверено 21 марта 2007 года .
  11. ^ a b c d e Саймон, JL; Bretagnon, P .; Chapront, J .; Шапрон-Тузе, М .; Francou, G .; Ласкар, Дж. (Февраль 1994 г.). «Числовые выражения для формул прецессии и средних элементов для Луны и планет». Астрономия и астрофизика . 282 (2): 663–683. Bibcode : 1994A & A ... 282..663S .
  12. ^ Аллен, Клабон Уолтер; Кокс, Артур Н. (2000). Астрофизические величины Аллена . Springer. п. 294. ISBN 0-387-98746-0.
  13. ^ Рисунок встречается в нескольких ссылках и основан на элементах VSOP87 из раздела 5.8.3, стр. 675 из следующих: Simon, JL; Bretagnon, P .; Chapront, J .; Шапрон-Тузе, М .; Francou, G .; Ласкар, Дж. (Февраль 1994 г.). «Числовые выражения для формул прецессии и средних элементов для Луны и планет». Астрономия и астрофизика . 282 (2): 663–683. Bibcode : 1994A & A ... 282..663S .
  14. ^ «Каково значение Тропика Рака, Тропика Козерога, Полярного круга и Южного полярного круга?» . Проверено 22 января 2015 года .
  15. ^ Laskar, J. (2001). «Солнечная система: стабильность» . У Мурдина, Пола (ред.). Энциклопедия астрономии и астрофизики . Бристоль: Издательский институт физики . статья 2198.[ постоянная мертвая ссылка ]
  16. ^ Гриббин, Джон (2004). Глубокая простота: наведение порядка в хаосе и сложности (1-е изд. США). Нью-Йорк: Рэндом Хаус . ISBN 978-1-4000-6256-0.
  17. ^ "Возможно столкновение Земли и Венеры" . 11 июня 2009 . Проверено 22 января 2015 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • Земля - ​​Скорость в космосе - около 1 миллиона миль в час  - НАСА и ( обсуждение WP )