A 16. század óta, amikor Nicolaus Copernicus bebizonyította, hogy a Föld körül forog a Nap, a tudósok fáradhatatlanul dolgoztak annak érdekében, hogy megértsék a kapcsolatot matematikai szempontból. Ha ez a fényes égitest - amelytől függ az évszak, a napi ciklus és a Föld egész élete - nem körül forog, akkor pontosan mi a körüli pályán a természet?
A csillagászok évszázadok óta alkalmazzák a tudományos módszert e kérdés megválaszolására, és megállapították, hogy a Földnek a Nap körüli pályája sok érdekes tulajdonsággal bír. És amit találtak, az segített megérteni, hogy miért mérjük az időt úgy, ahogy teszünk.
Orbitális jellemzők:
Először is, a Föld körüli pályája sebessége a Nap körül 108 000 km / h, ami azt jelenti, hogy bolygónk 940 millió km-t halad egyetlen pályán. A Föld 365,242199 átlagos napenergia-naponként egy pályát hajt végre. Ez a helyzet sokáig magyarázza, miért van szükség négyévente egy további naptári napra (más néven: egy szökőév során).
A bolygó távolsága a Naptól függően kering. Valójában a Föld soha nem azonos távolságra van a Naptól, napról napra. Amikor a Föld a legközelebb van a Naphoz, azt állítják, hogy perihelionban van. Ez minden év január 3. körül fordul elő, amikor a Föld kb. 147 098 074 km távolságban van.
A Föld átlagos távolsága a Naptól körülbelül 149,6 millió km, amelyet egy csillagászati egységnek (AU) is neveznek. Amikor a legtávolabbi távolságra van a Naptól, a Földről azt mondják, hogy afelionban van - ez történik július 4. körül, ahol a Föld megközelítőleg 152 097 701 km távolságot ér el.
És az északi féltekén közületek közületek észreveszik, hogy a „meleg” vagy a „hideg” időjárás nem esik egybe azzal, hogy a Föld milyen közel van a Naphoz. Ezt axiális dőlés határozza meg (lásd alább).
Elliptikus pálya:
Ezután a Föld pályája jellege van. Ahelyett, hogy tökéletes kör lenne, a Föld kiterjedt kör vagy ovális alakban a Nap körül mozog. Ezt hívják „elliptikus” pályára. Ezt a keringési mintázatot először Johannes Kepler, német matematikus és csillagász írja le alapvető munkájában Astronomia nova (Új csillagászat).
A Föld és a Mars keringési mérése után észrevette, hogy időnként úgy tűnik, hogy mindkét bolygó pályája felgyorsul vagy lelassul. Ez közvetlenül egybeesett a bolygók afelionjával és perihelionjával, ami azt jelenti, hogy a bolygók Naptól való távolsága közvetlen kapcsolatot mutatott keringési sebességükkel. Ez azt is jelentette, hogy mind a Föld, mind a Mars nem körözött a Nap körül.
Az elliptikus pályák természetének leírására a tudósok „excentricitásnak” nevezett tényezőt használnak, amelyet nulla és egy közötti szám formájában fejeznek ki. Ha egy bolygó excentritása közel nullához, akkor az ellipszis majdnem egy kör. Ha közel van egyhez, akkor az ellipszis hosszú és karcsú.
A Föld pályájának excentricitása kisebb, mint 0,02, ami azt jelenti, hogy nagyon közel van ahhoz, hogy kör alakú legyen. Ezért nagyon kicsi a különbség a Föld távolsága között a perihelionban lévő Nap Napjától és az apheliontól - kevesebb, mint 5 millió km.
Szezonális változás:
Harmadszor, a Föld körüli pályája szerepet játszik az évszakokban, amelyet fent említettünk. A négy évszakot az a tény határozza meg, hogy a Föld függőleges tengelyén 23,4 ° -kal dől el, amelyet „axiális döntésnek” hívnak. Ez a keringő pályán ez a fordulat határozza meg a napfordulókat - a maximális axiális dőlésszög pontját a Nap felé vagy attól - és az napéjegyenlőket, amikor a dőlés és a Nap iránya merőleges.
Röviden: ha az északi félteke elfordul a Nap ellen, akkor tél él, míg a déli féltekén nyár. Hat hónappal később, amikor az északi félteke a Nap felé dől, a szezonális sorrend megfordul.
Az északi féltekén a téli napforduló december 21-je körül fordul elő, a nyári napforduló június 21-é közelében van, a tavaszi napéjegyenlőség március 20. körül és az őszi napéjegyenlőség szeptember 23. körül. A tengelyirányú dőlés a déli féltekén pontosan ellenkezője az északi féltekén. Így a déli szezonális hatások megfordulnak.
Noha igaz, hogy a Földnek van egy perihelionja, vagy egy pontja, ahol a legközelebb van a Naphoz, és egy aphelion, a legtávolabbi pontja a Naptól, e távolságok közötti különbség túl csekély ahhoz, hogy jelentős hatást gyakoroljon a Föld évszakaira. és az éghajlat.
Lagrange pontok:
A Földnek a Nap körüli pályája másik érdekes tulajdonsága a Lagrange-pontokkal kapcsolatos. Ez a Föld körüli helyzetének öt olyan pozíciója a Nap körül, ahol a Föld és a Nap együttes gravitációs vonzása pontosan biztosítja a keringéshez szükséges centripetalális erőt.
A Föld közötti öt Lagrange-pontot (kissé képzeletlenül) L1 – L5 jelöléssel látják el. L1, L2 és L3 egyenes vonal mentén ülnek, amely áthalad a Földön és a Napon. L1 közöttük ül, L3 a Nap ellenkező oldalán van a Földtől, és L2 a Föld ellenkező oldalán helyezkedik el L1-től. Ez a három Lagrange-pont instabil, ami azt jelenti, hogy az egyikhez elhelyezett műholdas a legkisebb zavar esetén elmozdul a pályáról.
Az L4 és L5 pontok a két egyenlő oldalú háromszög csúcsain helyezkednek el, ahol a Nap és a Föld alkotja a két alsó pontot. Ezek a pontok a Föld pályája mentén liem, L4 60 ° mögött és L5 60 ° előre. Ez a két Lagrange-pont stabil, ezért a műholdak és az űrtávcsövek népszerű célpontjai.
A Földnek a Nap körüli pályája vizsgálata sokat tanított a tudósokra más bolygókról is. Annak ismerete, hogy a bolygó hol helyezkedik el a szülőcsillaghoz viszonyítva, annak keringési periódusa, tengelyirányú dőlése és számos egyéb tényező központi szerepet játszik annak meghatározásában, hogy létezhet-e az élet az egyikben, és az emberek élhetnek-e egy nap ott.
Sok érdekes cikket írtunk a Föld pályájáról a Space Magazine-ban. Íme 10 érdekes tény a Földről: Milyen messze van a Föld a naptól? Mi a Föld forgása? Miért vannak évszakok? És mi a Föld tengelyirányú dőlése?
További információkért olvassa el ezt a cikket a NASA-Window-ról az elliptikus pályákon található Világegyetem-cikkre, vagy tekintse meg a NASA Föld: áttekintése című cikket.
Csillagászat Szereplők is, amelyek a tárgy szempontjából relevánsak. Itt található a BQuestions Show: Fekete fekete lyukak, a Föld kiegyensúlyozatlansága és az űrszennyezés.
Forrás:
- Wikipedia - Föld pályája
- NASA: Windows az univerzumhoz - A Föld pályája
- NASA: Kérdezzen egy asztrofizikust - a Föld forgásának sebessége
