Аристотель доказал что земля имеет форму шара. Как доказать ребёнку, что Земля круглая
Там практически все, что требуется для повседневной работы. Начните постепенно отказываться от пиратских версий в пользу более удобных и функциональных бесплатных аналогов. Если Вы все еще не пользуетесь нашим чатом , весьма советуем с ним познакомиться. Там Вы найдете много новых друзей. Кроме того, это наиболее быстрый и действенный способ связаться с администраторами проекта. Продолжает работать раздел Обновления антивирусов - всегда актуальные бесплатные обновления для Dr Web и NOD. Не успели что-то прочитать? Полное содержание бегущей строки можно найти по этой ссылке .
Как плоская истёртая монета,
На трёх китах покоилась планета.
И жгли учёных-умников в кострах - Тех, что твердили: «Дело не в китах».
Выйдя на улицу и оглядевшись вокруг, любой может убедиться: Земля плоская. Есть, конечно, возвышенности и впадины, горы и овраги. Но в целом ясно видно: плоская, по краям покатая. Древние с этим давно разобрались. Они видели, как караван скрывается за горизонтом. Поднимаясь на гору, наблюдатели замечали, что горизонт расширяется. Отсюда следовал неизбежный вывод: поверхность Земли представляет собой полусферу. У Фалеса Земля плавает, как кусок дерева, в бескрайнем океане.
Когда же эти представления изменились? В XIX веке утвердился ложный тезис, тиражирующийся до сих пор, что люди считали Землю плоской до великих географических открытий.
Так, в пособии для учителей «Уроки по окружающему миру» 2007 года говорится: «Долгое время древние люди считали Землю плоской, лежащей на трёх китах или трёх слонах и прикрытой куполом неба… Над учёными, выдвинувшими гипотезу о шарообразной форме Земли, смеялись, их преследовала церковь. Первым в эту гипотезу поверил мореплаватель Христофор Колумб… Учитель может рассказать детям о том, что первым, кто своими глазами увидел, что Земля не плоская, был космонавт Юрий Гагарин».
На самом деле, уже в III веке до н.э. древнегреческий учёный Эратосфен Киренский (ок. 276-194 до н.э.) не только твёрдо знал, что Земля - шар, но и сумел измерить радиус Земли, получив величину 6311 км - с ошибкой не более 1 процента!
Около 250 года до нашей эры греческий ученый Эратосфен впервые довольно точно измерил земной шар. Эратосфен жил в Египте в городе Александрия. Он догадался сравнить высоту Солнца (или его угловое расстояние от точки над головой, зенита, которое так и называется - зенитное расстояние) в один и тот же момент времени в двух городах - Александрии (на севере Египта) и Сиене (ныне Асуан, на юге Египта). Эратосфену было известно, что в день летнего солнцестояния (22 июня) Солнце в полдень освещает дно глубоких колодцев. Следовательно, в это время Солнце находится в зените. Но в Александрии в этот момент Солнце не бывает в зените, а отстоит от него на 7,2°.
Такой результат Эратосфен получил, изменяя зенитное расстояние Солнца с помощью своего несложного угломерного инструмента - скафиса. Это просто вертикальный шест - гномон, укрепленный на дне чаши (полусферы). Скафис устанавливают так, чтобы гномон принимал строго вертикальное положение (направлен в зенит) Освещенный солнцем шест отбрасывает тень на разделенную на градусы внутреннюю поверхность скафиса.
Так вот в полдень 22 июня в Сиене гномон тень не отбрасывает (Солнце в зените, его зенитное расстояние равно 0°), а в Александрии тень от гномона, как видно по шкале скафиса, отмечала деление 7,2°. Во времена Эратосфена расстояние от Александрии до Сиена считали равным 5000 греческих стадий (примерно 800 км). Зная все это, Эратосфен сопоставил дугу в 7,2° со всей окружностью в 360° градусов, а расстояние 5000 стадий - со всей окружностью земного шара (обозначим ее буквой X) в километрах. Тогда из пропорции получилось, что Х = 250 000 стадий, или примерно 40 000 км (представьте себе, это так и есть!).
Если вам известно, что длина окружности равна 2R, где R - радиус окружности (а ~ 3,14), зная длину окружности земного шара, легко найти его радиус (R):
Замечательно, что Эратосфену удалось очень точно измерить Землю (ведь и сегодня считают, что средний радиус Земли 6371 км!).
А ещё за сто лет до него Аристотель (384-322 до н.э.) привёл три классических доказательства шарообразности Земли.
Во-первых, при лунных затмениях край тени, отбрасываемой Землёй на Луну, всегда является дугой окружности, а единственное тело, способно давать такую тень при любом положении и направлении источника света, есть шар.
Во-вторых, корабли, удаляясь в море от наблюдателя, не постепенно теряются из виду за счёт далёкого расстояния, а почти мгновенно как бы «тонут», исчезая за линией горизонта.
И, в-третьих, некоторые звёзды можно увидеть только из определённых частей Земли, а для других наблюдателей они не видны никогда.
Но и Аристотель не был первооткрывателем шарообразности Земли, а только лишь привёл неопровержимые доказательства факта, о котором было известно ещё Пифагору Самосскому (ок. 560-480 до н.э.). Сам же Пифагор, возможно, опирался на свидетельства не учёного, а простого моряка Скилака Кариандского, который в 515 году до н.э. сделал описание своих плаваний по Средиземноморью.
А как же церковь?
Было решение об осуждении гелиоцентрической системы, утверждённое в 1616 году папой Павлом V. А вот преследования сторонников шарообразности Земли в христианских церквях не было. О том, что «раньше» церковь представляла Землю стоящей на китах или слонах, придумали в XIX веке.
О том, кто сказал, что Земля круглая, споры не прекращаются и сегодня. До сих пор находятся такие личности, которые пытаются доказать, что Земля плоская, даже игнорируя изображения земного шара на фотографиях из космоса. Итак, о круглой форме Земли известно с глубокой древности.
Кто первый сказал, что Земля круглая?
Когда-то, много тысячелетий назад, люди считали Землю плоской. В мифах разных народов, в трудах древних ученых утверждалось, что Земля покоится на трех китах, на слонах и даже на огромной черепахе. Попробуем разобраться, кто сказал, что Земля - круглая.
Древнегреческий ученый Парменид, живший примерно в 540-480 гг. до н. э., в своей философской поэме «О природе» написал, что Земля круглая. Это было революционное заключение о форме планеты, однако однозначно считать, что Парменид первым высказал эту мысль, нельзя. О круглой форме Земли ученый написал в разделе «Мнения смертных», где описывал мысли и идеи своих современников, но не свои умозаключения. А современником Парменида был Пифагор Самосский.
Пифагор вместе со своими учениками занимался теорией всемирной и космической гармонии. Именно в записях приверженцев пифагорейской школы было найдено множество размышлений о том, что плоская Земля никак не может гармонировать с небесной сферой. На вопрос: "Кто сказал, что Земля круглая?" наиболее вероятно ответил сам Пифагор, сформулировав идею о земной сфере как наиболее подходящей, согласно теориям геометрии и математики.
Ученые, заявившие о форме Земли
Кто из ученых сказал, что Земля круглая? Кроме Парменида и Пифагора, были и другие мыслители древности, которые занимались изучением Земли и космоса. Сегодня любому школьнику известен принцип "солнечных часов", когда в течение дня палочки на песке отбрасывают тени разной длины и под разными углами. Если бы земля была плоской, либо длина теней, либо угол между предметом и тенью не менялись бы. Однако в давние времена лишь серьезные ученые обращали внимание на подобные детали бытия.
Так, философ из Александрии Эратосфен Киренский, живший в III-II вв. до н. э., сделал расчеты в день летнего солнцестояния, используя значения разности между тенями от предметов, зенитом и углом между ними. Он даже сумел вычислить приблизительные размеры нашей планеты и считается первым исследователем, описавшим понятия современной долготы и широты, так как в своих расчетах пользовался данными из разных географических мест Александрии и Сиены.
Позднее греческий философ-стоик Посидоний в 135-51 гг. до н. э. также рассчитал размеры земного шара, однако они получились у него меньше, чем у Эратосфена. Так что сегодня однозначно ответить на вопрос о том, кто первым сказал, что Земля круглая, достаточно трудно.
Аристотель о Земле
Греческий ученый, мыслитель, философ Аристотель сказал, что Земля круглая, еще в IV веке до н. э. Он не только выдвигал гипотезы и делал приблизительные расчеты, но и собирал доказательства того, что Земля имеет форму шара.
Во-первых, ученый замечает, что если смотреть с берега на корабль, который приближается к наблюдателю, то из-за горизонта становится видно вначале мачту, потом сам корпус судна. Такое доказательство убедило совсем немногих.
Во-вторых, более существенное его доказательство основано на наблюдениях за затмениями Луны. В результате Аристотель сделал заключение, что Земля имеет форму сферы, потому что тень от Земли на поверхности Луны во время затмений не менялась, то есть всегда была круглая, которую дает только шар.
В-третьих, во время своей поездки в Египет Аристотель, наблюдая за небосводом, подробно описал изменения созвездий и звезд в Южном и Северном полушариях. Он писал: «...в Египте и на Кипре наблюдаются звезды, которых не видели в северных регионах». Такие изменения можно увидеть только с круглой поверхности. Причем ученый сделал вывод, что сфера Земли имеет небольшой размер, так как установить изменения звезд и местности можно только с достаточно ограниченной поверхности.
Первая звездная карта
А кто был первым, кто сказал, что Земля круглая, на Востоке? Необычна история халифа Аль-Мамуна, жившего в VII веке, которому однажды во сне явился Аристотель со своими учениками. Ученый показал Мамуну «образ Земли». По увиденным изображениям Мамун воспроизвел «звездную карту», которая была первой картой Земли и планет в исламском мире.
Мамун велел придворным астрономам измерить величину Земли, и полученная ими длина окружности планеты, равная 18 000 миль, оказалась достаточно точной: вычисленная на сегодняшний день длина земного экватора составляет около 25 000 миль.
Мировая сфера
Таким образом, уже к XIII веку идея о круглой форме Земли уже прочно утвердилась в науке. Известный английский математик, основатель десятичной системы счисления Иоанн де Сакробоско, или Джон из Галифакса, как его называют в Англии, издал свой знаменитый трактат «О мировой сфере». В этой работе Сакробоско обобщил выводы восточных астрономов и идеи «Альмагеста» Птолемея. С 1240 года «Мировая сфера» стала основным учебным пособием по астрономии в Оксфорде, Сорбонне и других престижных университетах мира и за 400 лет выдержала около 60 изданий.
Эстафету идеи мировой сферы подхватил Христофор Колумб, когда в 1492 году начал свое знаменитое путешествие в Индию, отплывая от Испании к западу. Он был уверен, что достигнет континента, потому что Земля имеет сферическую форму, и нет особой разницы, в какую сторону плыть: все равно движение будет замкнуто по кругу. Так что Колумб вовсе неслучайно был тем, кто первым доказал, что Земля круглая, как пишут во многих современных учебниках. Он был образованным, предприимчивым, но не слишком удачливым мореплавателем, так как вся слава первооткрывателя досталась его соратнику Америго Веспуччи.
Библейские описания Земли
В Библии сведения о системе небесных тел и форме Земли на самом деле выглядят несколько противоречиво. Так, в некоторых ветхозаветных книгах достаточно однозначно описана плоская форма земли и геоцентрическая модель мира:
(Псал. 103:5) «Ты поставил землю на твердых основах: не поколеблется она во веки и веки»;
Книга Экклесиаста (Екк. 1:5) «Восходит солнце, и заходит солнце, и спешит к месту своему, где оно восходит»;
Книга Иисуса Навина (Нав. 10:12) «...стой, солнце, над Гаваоном, и луна, над долиною Аиалонскою!».
А все-таки она вертится!
Также в Библии сказано, что Земля круглая, а некоторые трактовки Священного Писания подтверждают гелиоцентрическое устройство мира:
Книга пророка Исайи, 40:22: «Он есть Тот, Который восседает над шаром Земли...»;
Книга Иова (Иов 26:7): «Он (Бог) распростер север над пустотою, повесил Землю ни на чем»;
(Иов 26:10): «Черту провел над поверхностью воды, до границ света со тьмою».
Польза и вред инквизиции
Подобная неоднозначность библейских образов Земли, Солнца и других небесных тел можно действительно объяснить тем, что Священное Писание не имело своей целью раскрыть физическое устройство Вселенной, а призвано служить лишь спасению души человеческой. Однако в Средние века церковь, являясь передним фронтом науки, вынуждена была искать истину. И ей приходилось либо идти на компромиссы с теориями различных ученых, либо запрещать им научную деятельность, поскольку совместить полученные ими выводы с некоторыми библейскими трактовками, а также с господствовавшей в то время теорией Аристотеля - Птолемея, не получалось.
Так, Галилео Галилея (1564-1642) признали еретиком за его активную пропаганду гелиоцентрической системы мира, обоснованную еще в начале XVI века Николаем Коперником (1473-1543). Самое же скандальное и печальное деяние инквизиции — сожжение на костре Джордано Бруно в 1600 году — известно любому школьнику. Правда, на самом деле приговор инквизиции по делу монаха Бруно Ноланца никакого отношения к его рассуждениям о гелиоцентрической системе небесных тел не имел, его обвинили в отрицании основных христианских догматов. Однако устойчивость этого мифа говорит о глубокой важности трудов ученых-астрономов для современных науки и религии.
Сказано ли в Коране, что Земля круглая?
Поскольку пророк Мухаммед был одним из поздних основателей монотеистической религии, Коран вобрал в себя наиболее передовые идеи науки и религии, основанные на колоссальных сокровищах знаний ученых мужей Востока. В этой священной книге также есть свидетельства в пользу круглой формы Земли.
"Он покрывает ночью день, который поспешно за ней следует" .
"Он обвивает ночью день и обвивает днем ночь".
Подобная непрерывная цикличность и равномерное наложение дня и ночи явно указывает на сферичность Земли. И совершенно однозначно использован глагол "обвивает", подчеркивая именно круговое движение светила вокруг шара Земли.
"Нет и нет! Клянусь Господом востоков и западов! Воистину, Мы в состоянии" .
Очевидно, что на плоской Земле может быть лишь один запад и один восток, и только на круглой их много. Положение же западов и востоков меняется относительно линии горизонта вследствие вращения Земли.
«Знамением для них является мертвая земля, которую Мы оживили и извлекли из нее зерно, которым они питаются» (36:33)
И еще одна цитата из Корана:
«Солнце плывет к своему местопребыванию. Таково предустановление Могущественного, Знающего. Мы предопределили для луны положения, пока она вновь не становится подобна старой пальмовой ветви. Солнцу не надлежит догонять луну, и ночь не опережает день. Каждый плывет по орбите» (36:38-40).
Также в Священной книге мусульман есть уникальный айат со словами "После того Он распростер землю" (79:30), где был использован особый арабский глагол "да-ха", имеющий два значения: "расстилать" и "округлить". Это очень образно подчеркивает, что с вершины земля кажется распростертой, в то время как имеет округлую форму.
К новым открытиям
Наша планета со всеми легендами, мифами, сказаниями, теориями и доказательствами о ней и сегодня представляет научный, социальный и религиозный интерес. Уже никто не берется утверждать, что планета изучена полностью, великое множество загадок таит она в себе, и будущим поколениям предстоит совершить немало самых невероятных открытий.
При жизни Колумба люди считали, что Земля плоская. Они верили, что в Атлантическом океане живут чудовища огромного размера, способные поглотить их корабли, и существуют страшные водопады, на которых сгинут их суда. Колумбу пришлось бороться с этими странными представлениями, чтобы убедить людей отправиться в плавание с ним. Он был уверен, что Земля круглая.
- Эмма Милер Болениус, автор американских учебников, 1919
Один из самых долгоживущих мифов, с верой в который растут дети [автор - американец - прим.перев. ], состоит в том, что Колумб был единственным из людей его времени, верившим, что Земля – круглая. Остальные верили, что она плоская. «Какими же смелыми должны были быть мореплаватели 1492 года,- думаете вы,- чтобы отправиться на край мира и не бояться свалиться с него!».
И в самом деле, существует много древних упоминаний о Земле в форме диска. И если бы из всех небесных тел вам были бы известны только Солнце и Луна, вы могли бы самостоятельно прийти к такому же выводу.
Если выйти на улицу на закате, через день-два после новолуния, можно увидеть примерно следующее.
Тонкий серп Луны, освещённая часть которого совпадает с частью сферы, которая могла бы быть освещена Солнцем.
Если бы вы обладали научным мышлением и любопытством, вы могли бы выходить на улицу в последующие дни и наблюдать за тем, что происходит дальше.
Луна не только меняет положение примерно на 12 градусов каждую ночь, двигаясь дальше от Солнца, но и освещается всё больше! Вы могли бы (справедливо) заключить, что Луна вращается вокруг Земли, и что изменение фаз связано со светом Солнца, освещающим разные части круглой Луны.
Древние и современные взгляды на фазы Луны в этом совпадают.
Но примерно два раза в год во время полнолуния случается кое-что, что позволяет нам определить форму Земли: лунное затмение! Во время полной Луны Земля проходит между Солнцем и Луной, и тень Земли становится видна на поверхности Луны.
И если посмотреть на эту тень, становится видно, что она загнута и имеет форму диска!
Правда, из этого нельзя вывести, является ли Земля плоским диском или круглой сферой. Можно лишь видеть, что тень Земли круглая.
Но, несмотря на популярный миф, вопрос о форме Земли решился не в XV или XVI веках (когда Магеллан совершил кругосветное путешествие), но примерно 2000 лет назад, в древнем мире. И что самое удивительное, для этого потребовалось лишь Солнце.
Если отслеживать путь Солнца по дневному небу, живя в северном полушарии, можно заметить, что оно восходит в восточной части неба, поднимается до максимума на юге, и затем клонится к закату и заходит на западе. И так в любой день года.
Но пути в течение года немного отличаются. Солнце встаёт гораздо выше и светит в течение большего количества часов летом, а зимой встаёт ниже и светит меньше. Для иллюстрации обратите внимание на фото солнечного пути, изготовленное во время зимнего солнцестояния на Аляске.
Если построить путь Солнца по дневному небу, вы обнаружите, что самый нижний из путей, и самый короткий по времени, приходится на зимнее солнцестояние – обычно это 21 декабря – а самый высокий путь (и самый длинный) бывает во время летнего солнцестояния, обычно 21 июня.
Если сделать камеру, способную фотографировать путь Солнца по небу в течение года, у вас получится набор дуг, из которых самая высокая и длинная сделана в день летнего солнцестояния, а самая низкая и короткая – в день зимнего солнцестояния.
В древнем мире величайшие учёные Египта, Греции и всего Средиземноморья работали в Александрийской библиотеке. Одним из них был древнегреческий астроном Эратосфен.
Живя в Александрии, Эратосфен получал удивительные письма из города Сиена в Египте. Там, в частности, говорилось, что в день летнего солнцестояния:
Тень человека, смотрящего в глубокий колодец, закроет отражение Солнца в полдень.
Иными словами, Солнце будет находиться прямо над головой, не отклоняясь ни на градус на юг, север, восток или запад. И если у вас был бы полностью вертикальный объект, он не отбрасывал бы тени.
Но Эратосфен знал, что в Александрии это не так. Солнце подходит к верхней точке в полдень во время летнего солнцестояния в Александрии ближе, чем в другие дни, но и вертикальные объекты там отбрасывают тень.
И как и любой хороший учёный, Эратосфен поставил эксперимент. Измеряя длину тени, отбрасываемой вертикальной палочкой в день летнего солнцестояния, он смог измерить угол между Солнцем и вертикальным направлением в Александрии.
Он получил одну пятидесятую круга, или 7,2 градусов. Но в то же время в Сиене угол между Солнцем и вертикальной палочкой составлял ноль градусов! Почему так могло происходить? Возможно, благодаря гениальному озарению, Эратосфен понял, что Солнечные лучи могут быть параллельны, а Земля – изогнутой!
Если потом он мог бы узнать расстояние от Александрии до Сиены, зная разницу углов, он смог подсчитать бы окружность Земли! Если бы Эратосфен был научным руководителем аспиранта, он бы послал его в путь для измерения расстояния!
Но вместо этого ему пришлось полагаться на известное тогда расстояние между этими двумя городами. А самым точным методом измерения тогда было…
Путешествие на верблюде. Можно понять критику такой точности. И всё же, он полагал расстояние между Сиеной и Александрией равным 5000 стадиев. Вопрос только в длине стадия. Ответ зависит от того, использовал ли Эратосфен, грек, живший в Египте, аттические или египетские стадии, о чём историки спорят до сих пор. Аттический стадий использовался чаще, и длина его составляет 185 метров. С использованием этого значения можно получить окружность Земли равной 46 620 км, что на 16% больше реального значения.
Но египетский стадий составляет всего 157,5 метра, и возможно, именно его имел в виду Эратосфен. В этом случае получится 39 375, что отличается от современного значения в 40 041 км всего на 2%!
Вне зависимости от цифр, Эратосфен стал первым в мире географом, изобрёл понятия широты и долготы, используемые по сей день, и построил первые модели и карты на основе сферической Земли.
И хотя много чего было утеряно за прошедшие с тех пор тысячелетия, идеи о сферической Земле и знание о её примерной окружности не пропадали. Сегодня кто угодно может повторить тот же эксперимент с двумя местами, находящимися на одной долготе, и, измерив длины теней, получить окружность Земли! Неплохо, учитывая, что первое прямое фотографическое доказательство искривлённости Земли будет получено лишь а 1946 году!
Зная форму и размер Земли, уже с 240 года до н.э., мы смогли выяснить множество замечательных вещей, включая и размер и расстояние до Луны! Поэтому отдадим должное Эратосфену за открытие того, что Земля круглая и за первый точный подсчёт её размера!
Если Колумба и нужно за что-то запомнить в связи с размером и формой Земли, так это за то, что он использовал слишком малые значения для её окружности! Его оценки расстояний, с помощью которых он убедил, что судно может пройти из Европы напрямую в Индию (если бы Америк не было), были невероятно малы! И если бы Америк не было, они с командой умерли бы от голода, не дойдя до Азии!
Говорят, что вот такая …
Впрочем, гипотеза о том, что наша планета имеет форму шара, существовала очень давно. Первым эту мысль высказал ещё в VI веке до нашей эры древнегреческий философ и математик Пифагор. Другой философ, Аристотель, живший в Древней Греции двумя веками позже, привёл наглядные доказательства шарообразности: ведь во время лунных затмений Земля отбрасывает на Луну тень именно круглой формы!
Постепенно идея о том, что Земля - шар, висящий в пространстве и ни на что не опирающийся, распространялась всё шире. Прошли века, людям давно известно, что Земля не плоская и не покоится на китах или слонах… Мы обошли вокруг света, пересекли наш шарик буквально во всех направлениях, облетели его на самолёте, сфотографировали из космоса. Мы даже знаем, почему не только наша, но и все другие планеты, и Солнце, и звёзды, и Луна, и другие большие спутники именно «круглые», а не какой-нибудь другой формы. Ведь они большие, обладают огромной массой. Их собственная сила тяготения - гравитация - стремится придать небесным телам форму шара.
Если бы даже объявилась некая сила, большая, чем гравитация, которая придала бы Земле форму, скажем, чемодана, кончилось бы всё равно тем же: как только бы действие этой силы прекратилось, сила тяготения начала бы снова собирать Землю в шар, «втягивая» выступающие части, пока все точки поверхности не оказались бы на равном расстоянии от центра.
Давайте продолжим размышления на эту тему …
Не шар!
Ещё в XVII веке знаменитый физик и математик Ньютон, сделал смелое предположение, что Земля - никакой не шар, вернее, не совсем шар. Предположил - и математически это доказал.
Ньютон «пробурил» (разумеется, мысленно!) до центра планеты два сообщающихся канала: один от Северного полюса, другой - от экватора, и «заполнил» их водой. Расчёты показали, что вода установилась на разных уровнях. Ведь в полярном колодце на воду действует только сила тяготения, а в экваториальном - ей ещё противостоит центробежная сила. Учёный утверждал: для того чтобы оба столба воды оказывали на центр Земли одинаковое давление, то есть чтобы они имели равный вес, уровень воды в экваториальном колодце должен бы быть выше - по подсчётам Ньютона на 1/230 от среднего радиуса планеты. Иными словами, расстояние от центра до экватора больше, чем до полюса.
Чтобы проверить расчёты Ньютона, Парижская академия наук отправила в 1735 - 1737 годах две экспедиции: в Перу и в Лапландию. Участники экспедиции должны были измерить дуги меридиана - по 1 градусу каждая: одну - в экваториальных широтах, в Перу, другую - в полярных, в Лап ланд ни. После обработки данных экспедиций, руководитель северной, геодезист Пьер-Луи Мопертюи, объявил, что Ньютон прав: Земля сжата у полюсов! Это открытие Мопертюи увековечил Вольтер в… эпиграмме:
Посланец физики, отважный мореход,
Преодолев и горы, и моря.
Влача квадрант средь снега и болот,
Почти что превратившись в лопаря.
Узнал ты после множества потерь.
Что знал Ньютон, не выходя за дверь.
Напрасно Вольтер был столь язвителен: разве наука может существовать без экспериментальных подтверждений её теорий?!
Как бы то ни было, теперь мы точно знаем, что Земля сплюснута у полюсов (если угодно - растянута у экватора). Растянута, впрочем, совсем немного: полярный радиус составляет 6357 км, а экваториальный - 6378 км, всего на 21 км больше.
Похожа на грушу?
Однако можно ли назвать Землю пусть не шаром, но «сплюснутым» шаром, а именно эллипсоидом вращения? Ведь, как мы знаем, рельеф у неё неровный: есть горы, есть и впадины. Кроме того, на неё действуют силы притяжения других небесных тел, в первую очередь Солнца и Луны. Пусть их влияние невелико, но всё-таки Луна способна на несколько метров искривлять форму жидкой оболочки Земли - Мирового океана, - создавая приливы и отливы. Значит - в разных точках радиусы «вращения» разные!
К тому же на севере находится «жидкий» океан, а на юге - «твёрдый» материк, покрытый льдом - Антарктида. Получается, что Земля имеет не совсем правильную форму, напоминает грушу, вытянутую к Северному полюсу. А по большому счёту поверхность её настолько сложна, что вообще не поддаётся строгому математическому описанию. Поэтому для формы Земли учёные предложили особое название - геоид. Геоид является неправильной стереометрической фигурой. Его поверхность приблизительно совпадает с гладью Мирового океана и продолжается на материковой части. Та самая «высота над уровнем моря», которую указывают в атласах и словарях, отсчитывается именно от этой поверхности геоида.
Ну и по научному:
Гео́ид (от др.-греч. γῆ - Земля и др.-греч. εἶδος - вид, буквально - «нечто подобное Земле») - выпуклая замкнутая поверхность, совпадающая с поверхностью воды в морях и океанах в спокойном состоянии и перпендикулярная к направлению силы тяжести в любой ее точке. Геометрическое тело, отклоняющееся от фигуры вращения Эллипсоид вращения и отражающее свойства потенциала силы тяжести на Земле (вблизи земной поверхности), важное понятие в геодезии.
1. Мировой океан
2. Земной эллипсоид
3. Отвесные линии
4. Тело Земли
Геоид определяется как эквипотенциальная поверхность земного поля тяжести (уровенная поверхность), приблизительно совпадающая со средним уровнем вод Мирового океана в невозмущённом состоянии и условно продолженная под материками. Отличие реального среднего уровня моря от геоида может достигать 1 м.
По определению эквипотенциальной поверхности, поверхность геоида везде перпендикулярна отвесной линии.
Геоид не геоид!
Если быть совсем честными, стоит признаться, что из-за различия температуры в разных точках планеты и солёности океанов и морей, атмосферного давления и прочих факторов поверхность водной глади не совпадает по форме даже с геоидом, а имеет отклонения. Например, на широте Панамского канала разница уровней Тихого и Атлантического океанов составляет 62 см.
На форме Земного шара сказываются и сильные землетрясения. Одно из таких 9-балльных землетрясений произошло 26 декабря 2004 года в Юго-Восточной Азии, на Суматре. Профессора Миланского университета Роберто Сабадини и Джорджио Далла Виа считают, что оно оставило «шрам» на гравитационном поле планеты, в результате чего геоид существенно прогнулся. Чтобы проверить это предположение, европейцы намерены отправить на орбиту новый спутник GOCE, оснащённый современной высокочувствительной аппаратурой. Надеемся, что вскоре он пришлёт нам точную информацию о том, какую форму имеет Земля сегодня.
и еще немного интересного про Землю: например вот Когда узнали, что Земля круглая? или Когда впервые сфотографировали Землю из космоса . А вот вы знаете например Почему материки и части света так называются? и еще вот недавно сообщали, что
+
Оригинал взят у masterok
в
Давно потерянный континент обнаружен на дне Индийского океана
В начале 2013 года геологами были найдены доказательства того, что под океаном, между Мадагаскаром и Индией, разбросаны затопленные остатки древнего микроконтинента.
Доказательством стала находка на Маврикии - вулканическом острове, лежащем примерно в 900 км к востоку от Мадагаскара. Тамошним старейшим базальтам около 8,9 млн лет, утверждает геолог Бьёрн Ямтвейт из Университета Осло (Норвегия). Но тщательный анализ песка с двух местных пляжей позволил выявить где-то двадцать цирконов - кристалликов силиката циркония, которые обладают высокой стойкостью к эрозии и химическим изменениям. Они намного древнее.
Эти цирконы образовались в гранитах и других вулканических породах по крайней мере 660 млн лет назад. Одному из кристаллов не меньше 1,97 млрд лет.
Г-н Ямтвейт и его коллеги предполагают, что породы, содержащие эти цирконы, возникли во фрагментах древней континентальной коры, находящейся под Маврикием. По-видимому, сравнительно недавние извержения вулканов доставили осколки коры на поверхность, где цирконы оказались среди песка в результате эрозии.
Исследователи подозревают также, что под дном Индийского океана лежит множество фрагментов той континентальной коры. Анализ гравитационного поля Земли выявил несколько областей, где океаническая кора намного толще обычного - 25–30 км вместо привычных 5–10 км.
Эта аномалия может оказаться остатками суши, которую учёные предлагают назвать Мавриция (Mauritia). Вероятно, она разделилась с Мадагаскаром, когда тектонический рифтогенез и растяжение морского дна заставили Индийский субконтинент начать движение из южной части Индийского океана в северо-восточном направлении. Последующее растяжение и истончение коры в этой области привело к опусканию фрагментов Мавриции, которые на тот момент состояли из острова или архипелага общей площадью примерно в три Крита.
Учёные выбрали для анализа песок, а не местные породы, дабы убедиться, что цирконы, нечаянно застрявшие в дробильном оборудовании после предыдущих исследований, не загрязнили свежие образцы.
«В песке мы нашли циркон, — говорит профессор университета Осло Тронд Торсвик, возглавлявший исследование, — который обычно содержится в континентальной коре. Причем, найденные нами цирконы очень и очень древние».
Ближайшее обнажение континентальной коры, где ещё можно найти цирконы Мавриции, находится глубоко под водой. Кроме того, цирконы добыты в таких местах Маврикия, куда люди практически не заходят и едва ли могли принести их с собой. В то же время кристаллы слишком велики, чтобы их мог доставить туда ветер.
Примерно, 85 миллионов лет назад, приводит Би-би-си слова профессора Торсвика, когда Индия начала отделяться от Мадагаскара, микроконтинент сломался и ушел под воду. Сохранились лишь незначительные его остатки, например, Сейшелы.
«Нам нужны данные сейсмологического характера, чтобы получить сведения о геологической структуре находящейся на дне океана породы», — пояснил профессор Торсвик.
«Или же можно начать раскопки на дне океана, но это будет стоить колоссальных денег», — подчеркнул он.
Родиния — суперконтинент, который, как считается, образовался около миллиарда лет назад. В то время Земля состояла из одной гигантской части суши и одного гигантского океана. Родиния считается древнейшим из известных суперконтинентов, однако его позиция и очертания до сих пор остаются предметом споров ученых и экспертов.
Вот самая распространенная версия:
Когда-то мы могли бы (если бы жили в то время, конечно) пешком дойти от Австралии до Северной Америки. Многие жившие в то время существа не раз совершали такие переходы. В то время как тяжелые железосодержащие породы погружались глубже, за несколько сотен миллионов лет формируя ядро, легкие каменистые породы, поднимаясь на поверхность, образовывали кору. Гравитационное сжатие и радиоактивный распад еще сильнее нагревали внутренние области Земли. В связи с возрастанием температуры от поверхности к центру нашей планеты возникали фокусы напряженности на границе с корой (там, где конвективные кольца мантийного вещества сходятся в восходящий поток.)
Под воздействием течений мантии литосферные плиты находятся в постоянном движении, отсюда возникают вулканы, землетрясения и дрейф материков. Континенты смещаются относительно друг друга непрерывно, но, так как скорость их смещения равна примерно 1 сантиметр в год, мы не замечаем этого движения. Тем не менее, если сравнить положения материков через миллиарды лет, сдвиги становятся ощутимыми. Теория дрейфа материков впервые была выдвинута в 1912 г. немецким географом Альфредом Вегенером, когда он заметил, что границы Африки и Южной Америки похожи, будто кусочки одной мозаики. Позже, после исследования дна океана, его теория подтвердилась. Кроме того, был сделан вывод о том, что Северный и Южный магнитные полюса за последние 10 миллионов лет менялись местами 16 раз! Наша планета формировалась постепенно: исчезло многое, что было раньше, а сейчас есть то, что отсутствовало в прошлом. Не сразу на планете появился и свободный кислород. До протерозоя, несмотря на то, что жизнь на планете уже была, атмосфера состояла лишь из углекислого газа, сероводорода, метана и аммиака. Учеными были найдены древнейшие отложения, явно не подвергавшиеся окислению.
Например, речная галька из пирита, который отлично реагирует с кислородом. Если этого не произошло, значит, кислорода к тому времени еще не было. Кроме того, 2 миллиарда лет назад вообще отсутствовали потенциальные источники, способные вырабатывать кислород. И по сей день исключительным источником кислорода в атмосфере являются фотосинтезирующие организмы. В начале истории Земли вырабатываемый архейскими анаэробными микроорганизмами кислород почти сразу тратился на окисление растворенных соединений, горных пород и газов в атмосфере. Молекулярного кислорода почти не существовало; он, кстати, был ядовит для большинства существовавших в то время организмов. К началу палеопротерозойской эры все поверхностные породы и газы в атмосфере уже были окислены, и кислород оставался в атмосфере в свободном виде, что привело к кислородной катастрофе. Ее значение в том, что она глобально изменила положение сообществ на планете.
Если раньше большую часть Земли населяли анаэробные организмы, то есть те, которым не нужен кислород и для которых он является ядовитым, то теперь эти организмы отошли на второй план. Первое же место заняли те, кто раньше был в меньшинстве: аэробные организмы, раньше существовавшие лишь на ничтожно малом пространстве скопления свободного кислорода, теперь смогли «расселиться» по всей планете, за исключением тех небольших участков, где кислорода было недостаточно. Над азотно-кислородной атмосферой образовался озоновый экран, и космические лучи почти прекратили пробиваться к поверхности Земли. Следствием этого является уменьшение парникового эффекта и глобальное изменение климата. 1,1 миллиардов лет назад на нашей планете был один гигантский континент – Роди́ния (от русск. Родина) и один океан – Миро́вия (от русск. мировой). Этот период называют «ледяным миром», так как на нашей планете в то время было очень холодно. Родиния считается древнейшим материком на планете, однако существуют предположения, что до нее существовали еще континенты.
Родиния распалась 750 миллионов лет назад, по-видимому, из-за восходящих тепловых потоков в земной мантии, которые вздували отдельные области суперконтинента, растягивая кору и заставляя ее ломаться в этих местах. Хотя живые организмы существовали до разлома Родинии, но только в кембрийском периоде начали появляться животные с минеральным скелетом, пришедшим взамен мягких тел. Это время иногда называют «кембрийским взрывом», в этот же момент сформировался следующий суперконтинент – Пангея (греч. Πανγαία – всеземля). Совсем недавно, 150-220 миллионов лет назад (а для Земли это совсем ничтожный возраст) Пангея распалась на Гондвану, «собранную» из современных Южной Америки, Африки, Антарктиды, Австралии и острова Индостан, и Лавразию – второй суперконтинет, состоящий из Евразии и Северной Америки. Спустя десятки миллионов лет, Лавразия раскололась на Евразию и Северную Америку, которые, как известно, существуют и по сей день. А еще через 30 миллионов лет Гондвана разделилась на Антарктиду, Африку, Южную Америку, Австралию и Индию, которая является субконтинентом, то есть имеет собственную континентальную плиту. Движение материков продолжается и сейчас.
Предположительно, наши континенты вновь столкнутся и образуют новый суперконтинент, которому уже дали имя – Пангея Ультима. Термин Pangaea Ultima и саму теорию о появлении материка придумал американский геолог Кристофер Скотезе, который, используя различные методы расчета движения литосферных плит, установил, что слияние может произойти где-то через 200 миллионов лет. Последняя Пангея, как иногда называют этот континент в России, будет почти вся покрыта пустынями, а на северо-западе и юго-востоке будут находиться огромные горные хребты. .
Этот факт, наверное, сегодня уже ни у кого не вызывает сомнения. Даже маленьким дошколятам известно, что наша планета имеет шарообразную форму. Но не все ребята знают, почему Земля круглая. Давайте попробуем подробнее разобраться в данном вопросе.
Древние представления
Верное представление о том, почему Земля круглая (теперь уже научно доказанное и обоснованное) сложилось у людей не сразу и не одновременно. У различных народов, населявших нашу планету в давние времена, существовали разные теории её внешнего вида и строения. Вот некоторые из них.
- В Древней Индии представляли Землю как плоскость, покоящуюся на спинах трех слонов. Эти исполины находятся на а та, в свою очередь, на гигантской змее.
- Египтяне считали воплощением Солнца бога Ра, который на своей колеснице проносится по куполу неба. Земля в их представлении также была плоской.
- В Древнем Вавилоне бытовали представления о суше в виде огромной горы, на западе которой процветала Вавилония. Вокруг простиралось море, на которое опирается твердое небо (а в небесном мире также имелись вода и суша, только перевернутые).
Древняя Греция
У греков также были весьма интересные представления о строении Вселенной (современные ученые знают о них из поэм «Илиада» и «Одиссея»). Земля казалась им диском, напоминающим щит воина. Сушу омывает Океан со всех сторон. Солнце проплывает по медному склону неба, что раскинулось над поверхностью. По мнению философа Фалеса, плоская Земля плавает в пузыре (который выглядит как полукруг). Планета воспринималась как центр Вселенной, а город Дельфы считался «пупом Земли». Восходы и закаты Солнца и планет обосновывались тем, что они движутся по кругу.
Аристарх Самосский
Что интересно, в Древней Греции последователи Пифагора уже считали Землю и другие планеты круглыми. А выдающийся астроном тогдашней современности, Аристарх, высказывал свое мнение по вопросу строения Мира. Он, наверное, и был первым из известных на сегодня ученых, кто доказал, что Земля круглая и вращается вокруг Солнца вместе со всеми планетами, а не наоборот. Это послужило, по мнению некоторых ученых, толчком к формированию верных представлений человека о строении планет и их движении по небесному своду.
Коперник
Земля круглая и она вертится! Так или почти так с уверенностью объявил - общенародно! - этот великий ученый, взорвав своими крамольными высказываниями весь церковный и научный мир того времени. А ведь и до этого ученые мужи, в частности, Эратосфен, утверждали, что наша планета имеет сферическую форму, и даже умудрились измерить её диаметр. Поэтому дать однозначный ответ на вопрос о том, кто доказал, что Земля круглая, сложно. Однак вернемся к Копернику. Знаменитый польский астроном жил и творил в эпоху Ренессанса. Своими наблюдениями он положил начало научной революции. Его работа, посвященная обоснованию гелиоцентрической схемы строения Вселенной, продолжалась более 40 лет, до самой его смерти в 1543 году. Интересно, что в книге Коперника «О вращении небесных сфер» (1543) дана оценка размеров планет и самого Солнца, расстояний между объектами, которые довольно близки к современным научным данным.
Почему Земля круглая?
Как бы то ни было, современная наука во многом опирается на упомянутые выше изыскания польского астронома, на много веков опередившего свое время. И все же, почему Земля круглая, а не квадратная и не плоская, например? Почему оказались округлыми и все известные планеты Солнечной системы, их спутники и само светило - Солнце? Этому факту есть вполне конкретное физическое объяснение. Все дело в том, что во Вселенной происходит постоянное вращение. Земля вертится вокруг своей оси. Луна - вокруг Земли. Наша и иные планеты путешествуют по определенным орбитам вокруг звезды (Солнца), которая, в свою очередь, также подвержена вращению. Даже огромные галактики движутся по своим траекториям, вращаясь.
А сила тяготения и вращения действует на все стороны поверхности любой планеты одновременно, в результате придавая им примерно одинаковую удаленность от воображаемого центра (в глобальном смысле). Вот почему Земля круглая. Для детей можно провести воображаемый эксперимент. Представить, что наша планета имеет какую-либо другую форму. При усиленном вращении сила воздействия гравитации будет настолько велика, что даже куб может через некоторое время превратиться в эллипс или шар.
Шар или геоид?
Конечно же, орбиты планет не идеально круглые. Скорее они напоминают вытянутые эллипсы. Кстати, и форма нашей Земли - не идеальный шар, а приплюснутый эллипсоид (называемый еще геоидом). А современные данные по исследованию космоса показывают, что на поверхности нашей голубой планеты есть громадные впадины (в районе Индии - минус сто метров) и выпуклости (в районе Исландии - до плюс ста метров над поверхностью).
Загрузка...
