Прямо сейчас, пока вы читаете эти строки, вы мчитесь сквозь космос со скоростью около 1000 км/ч. Жители экватора «бороздят просторы Большого театра» еще в полтора раза быстрее.
За сутки вы «проходите» 24 тысячи километров, не сходя с места. Но, если не смотреть на часы, то вроде как ничего не происходит: ветер в лицо не дует, кофе на столе не расплескивается, звезды не мелькают стремительно. Почему?
Почему мы не чувствуем движение
Физика даёт простой ответ: закон инерции, он же - Первый закон Ньютона Тело сохраняет своё состояние покоя или равномерного движения, если на него не действует внешняя сила. А внутри нашей системы - сила постоянная, это гравитация, она у нас работает как бы фоном.
Мы чувствуем только изменения скорости (ускорение) внутри системы, а не саму скорость. Вот примеры:
Едет поезд с одной и той же скоростью примерно. Лежим на верхней полке, всё прекрасно. А потом, представьте, что он резко затормозил (скорость изменилась!) — весь вагон дружно летит вперёд.
Этот же эффект работает и в самолёте. При скорости 900 км/ч вы спокойно пьёте чай и подбрасываете телефон — он падает точно в ладонь. Пока до зоны турбулентности не добрались (потому что там тоже возникают накладки с ускорением).
Земля крутится равномерно и без рывков. Мы движемся вместе с ней, как пассажиры в идеально плавно идущем лайнере.
Почему нас не выбрасывает в космос
Если бы центробежная сила была хоть чуть сильнее, нас бы разметало по орбите. Но она смехотворно мала: всего 0,034 м/с² против земного притяжения 9,8 м/с². Гравитация сильнее почти в 300 раз!
Да, из-за этого есть крошечный эффект: человек весом 70 кг на экваторе легче примерно на 200 граммов, чем на полюсе.
Для сравнения: на детской карусели радиусом 5 метров центробежное ускорение около 0,8 м/с² — в 23 раза больше, чем от вращения Земли. Наш вестибулярный аппарат реагирует только на ускорения от 0,1 м/с². Вращение планеты просто слишком мягкое, чтобы его почувствовать.
За миллиарды лет эта сила лишь чуть сплюснула Землю: экватор «выпуклый» на 21 километр относительно полюсов. Мы живём не на идеальном шаре, а на слегка раздутом эллипсоиде.
Почему облака не отстают от земли
Атмосфера вращается вместе с планетой. Гравитация «привязывает» воздух к поверхности, а вязкость (за счет силы трения) заставляет нижние слои воздуха тащить за собой верхние.
Если бы воздух не вращался с Землёй, экватор разрывали бы постоянные ураганы со скоростью 1675 км/ч. Ни одной крыши бы не осталось.
Но всё синхронно: атмосфера движется вместе с нами. И ветер дует не потому, что Земля крутится, а потому, что она нагревается неравномерно. Разные слои воздуха по-разному прогреваются, возникает разница в плотности (по этой же причине и течения в океане возникают из-за разной солёности воды).
Как люди узнали, что Земля вращается
Первым предположил вращение Аристарх Самосский в III веке до н. э., но местные его раскритиковали. Как гигантская Земля может вращаться вокруг какого-то небольшого "блинчика" Солнца.
Через 1800 лет Николай Коперник рискнул доказать это математически. А потом пришёл Галилей — показал фазы Венеры, рассчитал центробежную силу и за свои расчёты едва не попал на костёр. Его «А всё-таки она вертится!» стало символом упрямства науки против догмы.
Физика - наука экспериментальная, и обязательно надо подтвердить на практике. И это, наконец, случилось!
В 1851 году француз Леон Фуко подвесил маятник длиной 67 метров в парижском Пантеоне — и весь Париж увидел, как Земля вращается. Плоскость колебаний маятника медленно смещалась. Этот опыт и сейчас можно наглядно в планетариях российских посмотреть.
Что будет, если Земля остановится
Гипотетический мысленный эксперимент.
Представьте: Земля вдруг тормозит, но атмосфера, океаны и вы — нет. Всё продолжает лететь вперёд со скоростью 1675 км/ч. Получается эффект, как в поезде, только намного намного хуже.
Результат — ветра, срывающие горы, цунами высотой в сотни метров, землетрясения и полное уничтожение цивилизации. Всё живое, кроме, может быть, нескольких счастливчиков в бункерах, будет стерто с лица планеты.
Хорошая новость: остановка невозможна. Земля замедляется на две миллисекунды за век — из-за Луны, приливов и перераспределения массы.
Интересный факт. Исследования сейсмических волн показывают, что твёрдое внутреннее ядро Земли вращается немного быстрее, чем мантия и кора, совершая дополнительный оборот примерно за 430 лет, что называется «супервращением» ядра.
Как вращение влияет на жизнь
Мы эволюционировали внутри этой гигантской карусели. Наш вестибулярный аппарат устроен так, чтобы игнорировать постоянное вращение и реагировать только на ускорения. Центробежная сила в 0,034 м/с² просто не в его диапазоне чувствительности.
Все живые организмы живут по циркадным ритмам, подстроенным под 24-часовое вращение. Если бы сутки длились 12 часов — организм бы сошёл с ума: бессонница, сбои гормонов, потеря ориентации. Ну, или, со временем бы адаптировался.
А если 48 — мы бы не просыпались вообще. Так что именно такая скорость вращения — золотая середина между хаосом и сонным царством.
