В повседневной жизни, если речь заходит о форме Земли, то чаще всего можно услышать, что она шарообразная. Однако, если говорить подробнее и точнее о форме Земли, то можно сделать несколько весьма и весьма интересных замечаний.
Итак, вот три интересных факта о форме Земли:
- Честно говоря, если не сильно придираться, то по большому счету, в определенном приближении, утверждение о шарообразности Земли фактически является верным, и вполне достаточным для простых рассуждений и решения задач, где точность вычислений не превышает 0,5%. Однако:
- Во-первых, мы конечно понимаем, что поверхность Земли не является абсолютно гладкой, а значит в точности шарообразной быть не может. На ней встречается много гор и впадин, нарушающих строгое определение для такой фигуры как шар, где каждая точка на поверхности должна быть равноудалена от центра.
- Во-вторых, даже если пренебречь неровностями на поверхности Земли, тем не менее, также общеизвестно, что Земля слегка приплюснута от полюса к полюсу (речь идет о географических полюсах). Связано это с суточным вращением Земли вокруг своей оси. Таким образом, сечение Земли, говоря более точно, является не кругом, а скорее эллипсом (или овалом). А трехмерная фигура, представляющая из себя сплюснутый шар, называется эллипсоидом вращения. Таким образом, Земля имеет форму эллипсоида, который тем не менее, настолько слабо выражен, что отличить его от шара визуально невозможно.
- Иногда также говорят, что Земля имеет форму геоида. По определению, геоид – это поверхность, всюду нормальная силе тяжести. И хотя, даже само название этой фигуры произошло от греческого словосочетания, буквально означающего «нечто подобное Земле» (т.е. тут уж не Земля имеет форму геоида, а геоид – форму Земли), тем не менее, если говорить очень строго и дотошно, Земля всё же не имеет форму даже геоида. Дело в том, что из-за влияния других крупных небесных тел, в первую очередь Луны, которые постоянно действуют на поверхность Земли вызывая приливы и отливы, форма Земли вообще постоянно совсем чуть-чуть, но всё же меняется в зависимости от взаимного расположения по отношению к луне и другим планетам.
- Иногда можно столкнуться с мнением о том, что еще чуть ли не в 15-ом веке люди считали Землю плоской, и только открытие Америки и первые кругосветные путешествия, состоявшиеся на рубеже 15-го и 16-го веков, доказали обратное. Однако это не так. Данные путешествия предпринимались для достижения совсем других целей. А тот факт, что Земля не является плоской, а имеет форму шара, не был секретом уже в VI веке до нашей эры.
- Древнегреческие философы и мыслители, наблюдая как корабли уходят за горизонт, как происходят лунные затмения (когда круглая тень Земли падает на Луну), как двигаются небесные тела по небосводу и как картина звездного неба меняется если наблюдатель будет двигаться по Земле на север или на юг, давно поняли, что Земля шарообразная.
- Судя по всему, первым высказал мысль о шарообразности Земли древнегреческий ученый Парменид. Также в этом не сомневались Пифагор и его учитель Анаксимандр Милетский (который также претендует на звание первооткрывателя в этом вопросе). Все эти философы жили как уже упоминалось в далеком VI веке до нашей эры. И с тех пор, никто всерьез и не пытался опровергнуть факт о шарообразности Земли, об этом даже не велись никакие дискуссии, просто все цивилизованные и образованные люди знали, что Земля имеет форму шара.
- Более того, в III веке до нашей эры Эратосфен, зная расстояние от Александрии до Сиены и используя длину измеренной им тени Александрийской библиотеки (чья высота была также ему известна) во время положения Солнца над Сиеной в зените, сумел измерить длину земного меридиана и вычислить радиус Земли. Судя по всему, тогда он насчитал в современных единицах измерения 6287 километров. Современные же исследования показывают, что радиус Земли равен в среднем 6371 километр. Таким образом, точность расчетов Эратосфена просто поражает. Ну а первым кто показал, что Земля на самом деле имеет форму эллипсоида был Исаак Ньютон.
- Ну и наконец, еще одно интересное замечание о форме Земли. Дело в том, что нет никаких объективных оснований рассчитывать, что форма Земли именно такая какой её видим и ощущаем именно мы – её обитатели. Например, частицы солнечного излучения, будучи вполне себе материальными объектами, и движущиеся порой со скоростью очень близкой к скорости света, также могут быть совершенно справедливо рассмотрены как объективные наблюдатели. Так вот в системе отсчета связанной с этими частицами, Земля, согласно теории относительности, будет сжиматься в направлении движения этих частиц. И в случае если некоторая частица будет двигаться со скоростью равной, например, 99,999999991% от скорости света, то для неё Земля будет совершенно по-настоящему являться диском толщиной всего пара десятков метров. Наглядная демонстрация формы Земли в зависимости от скорости наблюдателя также представлена на рисунке далее. Однако это все вовсе не означает, что для нас Земля перестаёт быть шарообразной, или, точнее, иметь форму эллипсоида или геоида.
Заметим между делом, что круг – это плоская фигура. Круглыми, например, являются блины, тарелки, музыкальные диски и так далее. Часто можно услышать: «Земля круглая». Вот это действительно будет ошибкой (конечно, если это говорит не частица солнечного излечения, двигающаяся почти со скоростью света), ведь это тоже самое, что сказать, что Земля плоская. Круглым может быть только сечение Земли некоторой плоскостью. Правильно говорить, что Земля имеет форму шара. Шар – это объемная фигура. Шарообразными являются, например, мячи, апельсины, планеты, и так далее.