מסלול כדור הארץ. כמה זמן היא שנה על כדור הארץ?

Send

מאז המאה ה -16 כשניקולאוס קופרניקוס הדגים כי כדור הארץ סובב בשמש, מדענים פעלו ללא לאות בכדי להבין את הקשר במונחים מתמטיים. אם גוף שמימי בהיר זה - שתלויים בעונות השנה, במחזור היומי וכל החיים בכדור הארץ - אינו מסתובב סביבנו, אז מה בדיוק טיב מסלולנו סביבו?

במשך כמה מאות שנים אסטרונומים יישמו את השיטה המדעית כדי לענות על שאלה זו, וקבעו כי מסלול כדור הארץ סביב השמש כולל מאפיינים מרתקים רבים. ומה שמצאו עזר לנו להבין מדוע אנו מודדים את הזמן בדרך.

מאפייני מסלול:

ראשית כל, מהירות מסלול כדור הארץ סביב השמש היא 108,000 קמ"ש, מה שאומר שכוכב הלכת שלנו נוסע 940 מיליון ק"מ במהלך מסלול יחיד. כדור הארץ משלים מסלול אחד בכל 365.242199 ימי שמש משמעותיים, עובדה שמאפשרת להסביר מדוע צריך יום קלנדרי נוסף בכל ארבע שנים (המכונה בשנה מעוברת).

מרחק כוכב הלכת מהשמש משתנה ככל שהוא מקיף אותו. למעשה, כדור הארץ לעולם אינו באותו מרחק מהשמש מיום ליום. כאשר כדור הארץ הוא הקרוב ביותר לשמש, אומרים שהוא נמצא ב perihelion. זה מתרחש בסביבות ה -3 בינואר בכל שנה, כאשר כדור הארץ נמצא במרחק של 147,098,074 ק"מ.

המרחק הממוצע של כדור הארץ מהשמש הוא כ 149.6 מיליון ק"מ, המכונה גם יחידה אסטרונומית אחת (AU). כאשר הוא נמצא במרחק הרחוק ביותר מהשמש, אומרים שכדור הארץ נמצא באפליון - מה שקורה סביב ה -4 ביולי בו כדור הארץ מגיע למרחק של כ- 152,097,701 ק"מ.

ואלכם מכם בחצי הכדור הצפוני יבחינו שמזג אוויר “חם” או “קר” אינו עולה בקנה אחד עם כמה קרובה כדור הארץ לשמש. זה נקבע על ידי הטיה צירית (ראה להלן).

מסלול אליפטי:

בשלב הבא יש את טבע מסלול כדור הארץ. במקום להיות מעגל מושלם, כדור הארץ נע סביב השמש בתבנית מעגלית או סגלגלה מורחבת. זה מה שמכונה מסלול "אליפטי". דפוס מסלול זה תואר לראשונה על ידי יוהנס קפלר, מתמטיקאי ואסטרונום גרמני, בעבודתו הזרעית. אסטרונומיה נובה (אסטרונומיה חדשה).

לאחר מדידת מסלולי כדור הארץ ומאדים, הוא הבחין כי לעיתים נדמה כי מסלוליהם של שני כוכבי הלכת מזרזים או מאטים. זה חפף ישירות עם אפליון כוכבי הלכת והפריהליון, כלומר המרחק של כוכבי הלכת מהשמש נשא קשר ישיר למהירות מסלוליהם. פירוש הדבר היה שגם כדור הארץ וגם מאדים לא הקיפו את השמש בתבניות מעגליות לחלוטין.

בתיאור טיבם של מסלולי אליפסה, מדענים משתמשים בגורם המכונה "אקסצנטריות", הבא לידי ביטוי בצורה של מספר בין אפס לאחד. אם האקסצנטריות של כוכב לכת קרובה לאפס, האליפסה היא כמעט מעגל. אם הוא קרוב לאחד, האליפסה ארוכה ודקה.

למסלול כדור הארץ יש אקסצנטריות של פחות מ- 0.02, מה שאומר שהוא קרוב מאוד להיות מעגלי. זו הסיבה שההבדל בין מרחק כדור הארץ מהשמש ב perihelion לבין aphelion הוא מעט מאוד - פחות מחמישה מיליון ק"מ.

שינוי עונתי:

שלישית, יש את התפקיד של מסלול כדור הארץ בעונות השנה, אליה התייחסנו לעיל. ארבע העונות נקבעות על ידי העובדה שכדור הארץ מוטה 23.4 מעלות על צירו האנכי, המכונה "הטיה צירית". המוזר הזה במסלול שלנו קובע את הסולנים - הנקודה במסלול ההטיה הצירית המרבית לכיוון השמש או הרחקה ממנו - והשוויוניות, כאשר כיוון ההטיה והכיוון לשמש הם בניצב.

בקיצור, כאשר חצי הכדור הצפוני נוטה מהשמש הוא חווה חורף ואילו חצי הכדור הדרומי חווה קיץ. שישה חודשים לאחר מכן, כאשר חצי הכדור הצפוני נוטה לכיוון השמש, הסדר העונתי מתהפך.

בחצי הכדור הצפוני, היפוך החורף מתרחש בסביבות ה- 21 בדצמבר, היפוך הקיץ הוא בסמוך ל -21 ביוני, שוויון האביב הוא בסביבות ה 20 במרץ והשוויון השוויתי סתווי כ 23- בספטמבר. ההטיה הצירית בחצי הכדור הדרומי היא בדיוק ההפך מכיוון הכיוון בחצי הכדור הצפוני. כך ההשפעות העונתיות בדרום מתהפכות.

אמנם נכון שלכדור הארץ יש perihelion, או נקודה בה הוא הכי קרוב לשמש, ואפליון, הנקודה הרחוקה ביותר שלו מהשמש, אך ההבדל בין מרחקים אלה הוא מינימלי מכדי להשפיע באופן משמעותי על עונות כדור הארץ ואקלים.

נקודות לגראנז ':

מאפיין מעניין נוסף למסלול כדור הארץ סביב השמש קשור בנקודות לגראנז '. אלה חמשת העמדות בתצורת מסלול כדור הארץ סביב השמש, שם המשיכה הכבידה המשולבת של כדור הארץ והשמש מספקת בדיוק את הכוח הזוהרי הנדרש למסלול עימם.

חמשת נקודות הלגראנג 'בין כדור הארץ מסומנות (באופן לא דמיוני) L1 עד L5. L1, L2 ו- L3 יושבים לאורך קו ישר העובר דרך כדור הארץ והשמש. L1 יושב ביניהם, L3 נמצא בצד הנגדי של השמש מכדור הארץ, ו- L2 נמצא בצד הנגדי של כדור הארץ מכיוון L1. שלושת נקודות הלגראנג 'הללו אינן יציבות, מה שאומר שלוויין המוצב באחד מהם ינוע ממסלולו אם יוטרד בו מעט.

נקודות L4 ו- L5 שוכנות בקצות שני המשולשים השווים-צדדיים שבהם השמש והארץ מהווים את שתי הנקודות התחתונות. נקודות אלה נמצאות לאורך מסלול כדור הארץ, עם L4 60 ° מאחוריו ו- L5 60 ° קדימה. שתי נקודות הלגראנג 'הללו יציבות, ולכן הן יעדים פופולריים עבור לוויינים וטלסקופים חלליים.

המחקר של מסלול כדור הארץ סביב השמש לימד מדענים הרבה גם על כוכבי לכת אחרים. הידיעה היכן יושב כוכב לכת ביחס לכוכב האב שלו, תקופת מסלולו, הטיה צירית שלו ושלל גורמים אחרים, כל אלה מרכזיים בקביעת האם חיים עלולים להתקיים או לא, והאם בני אדם יכולים יום אחד לחיות או לא. שם.

כתבנו מאמרים מעניינים רבים על מסלול כדור הארץ כאן במגזין החלל. להלן 10 עובדות מעניינות על כדור הארץ, כמה רחוק כדור הארץ מהשמש?, מה הסיבוב של כדור הארץ ?, מדוע יש עונות ?, ומהו הטיה הצירית של כדור הארץ?

לקבלת מידע נוסף, עיין במאמר זה במאמר של NASA- Window to the Universe על מסלולי סגלגל או עיין בכדור הארץ של NASA: סקירה כללית.

אסטרונומיה קאסט גם אספידואים שרלוונטיים לנושא. להלן הצגות השאלות של BQuestions: חורים שחורים שחורים, חוסר איזון בין כדור הארץ וזיהום חלל.

מקורות: