Πόσο γρήγορα μετακινείται η γη;

Καππαδοκικά: Τα έθιμα των Χριστουγέννων
Δεκέμβριος 14, 2018
Λευκές ελιές: Μια σπάνια ποικιλία ελιάς με καταγωγή από τα αρχαία χρόνια
Δεκέμβριος 15, 2018

 

Ένα νέο βίντεο που χρονομετρείται συνδυάζει 3.000 εικόνες από την κάμερα EPIC του DSCOVR του δορυφόρου για να δείξει ένα χρόνο περιστροφής της Γης, όπως φαίνεται από ένα εκατομμύριο μίλια μακριά.

Πιστοποίηση: Η NASA Goddard μέσω του YouTube

Ως Γήινγκτον, είναι εύκολο να πιστέψουμε ότι παραμένουμε ακίνητοι. Μετά από όλα, δεν αισθανόμαστε καμία κίνηση στο περιβάλλον μας. Αλλά όταν κοιτάζετε τον ουρανό, μπορείτε να δείτε στοιχεία ότι κινούμαστε.

Μερικοί από τους πρώτους αστρονόμους πρότειναν να ζούμε σε ένα γεωκεντρικό σύμπαν, που σημαίνει ότι η Γη βρίσκεται στο επίκεντρο όλων. Είπαν ότι ο ήλιος περιστρέφεται γύρω μας, που προκάλεσε ανατολές και ηλιοβασιλέματα – το ίδιο για τις κινήσεις της σελήνης και των πλανητών. Αλλά υπήρχαν ορισμένα πράγματα που δεν δούλευαν με αυτό το όραμα. Μερικές φορές, ένας πλανήτης θα δημιουργούσε αντίγραφα ασφαλείας στον ουρανό πριν επαναλάβει την κίνηση προς τα εμπρός.

Γνωρίζουμε τώρα ότι αυτή η κίνηση – η οποία αποκαλείται ανάδρομη κίνηση – συμβαίνει όταν η Γη «κατακτάει» έναν άλλο πλανήτη στην τροχιά της. Για παράδειγμα, ο Άρης τροχιές μακρύτερα από τον ήλιο από τη Γη. Σε ένα σημείο στις αντίστοιχες τροχιές της Γης και του Άρη, φτάνουμε μέχρι τον Κόκκινο Πλανήτη και το περνάμε. Καθώς περνούμε από αυτό, ο πλανήτης κινείται προς τα πίσω στον ουρανό. Στη συνέχεια κινείται και πάλι αφού περάσουμε.

Ένα άλλο στοιχείο για το Ηλιακό-κεντρικό ηλιακό σύστημα προέρχεται από το να κοιτάξουμε το parallax , ή την προφανή αλλαγή στη θέση των αστεριών σε σχέση με τον άλλον. Για ένα απλό παράδειγμα παράλλαξης, κρατήστε το δείκτη σας μπροστά από το πρόσωπό σας σε απόσταση από το χέρι. Κοιτάξτε το μόνο με το αριστερό σας μάτι κλείνοντας το δεξί σας μάτι. Στη συνέχεια, κλείστε το δεξί σας μάτι και κοιτάξτε το δάχτυλο με το αριστερό σας. Η εμφανής θέση του δακτύλου αλλάζει. Αυτό συμβαίνει επειδή τα αριστερά και τα δεξιά μάτια κοιτάζουν το δάχτυλο με ελαφρώς διαφορετικές γωνίες.

Το ίδιο συμβαίνει στη Γη όταν κοιτάμε τα αστέρια. Χρειάζονται περίπου 365 ημέρες για να μπούμε στον ήλιο. Εάν κοιτάξουμε ένα αστέρι (που βρίσκεται σχετικά κοντά μας) το καλοκαίρι και το ξανασκεφτούμε το χειμώνα, η εμφανής του θέση στον ουρανό αλλάζει επειδή είμαστε σε διαφορετικά σημεία της τροχιάς μας. Βλέπουμε το αστέρι από διαφορετικά σημεία. Με ένα κομμάτι απλού υπολογισμού, χρησιμοποιώντας parallax μπορούμε επίσης να υπολογίσουμε την απόσταση από αυτό το αστέρι.

Η περιστροφή της γης είναι σταθερή, αλλά η ταχύτητα εξαρτάται από το γεωγραφικό πλάτος στο οποίο βρίσκεστε. Ακολουθεί ένα παράδειγμα. Η περιφέρεια (απόσταση γύρω από το μεγαλύτερο μέρος της Γης) είναι περίπου 24.898 μίλια (40.070 χιλιόμετρα), σύμφωνα με τη NASA . (Αυτή η περιοχή ονομάζεται επίσης και ο ισημερινός.) Αν υπολογίσετε ότι μια ημέρα είναι 24 ωρών, διαιρέστε την περιφέρεια με το μήκος της ημέρας. Αυτό δημιουργεί ταχύτητα στον ισημερινό περίπου 1.670 χλμ / ώρα.

Δεν θα κινηθείτε αρκετά γρήγορα σε άλλα γεωγραφικά πλάτη, ωστόσο. Αν μετακινηθούμε στα μισά του πλανήτη σε 45 μοίρες σε γεωγραφικό πλάτος (είτε βόρεια είτε νότια), υπολογίζετε την ταχύτητα χρησιμοποιώντας το συνημίτονο (τριγωνομετρική συνάρτηση) του γεωγραφικού πλάτους. Μια καλή επιστημονική αριθμομηχανή θα πρέπει να έχει μια συνάρτηση συνημίτου διαθέσιμη αν δεν ξέρετε πώς να το υπολογίσετε. Το συνημίτονο του 45 είναι 0.707, οπότε η ταχύτητα στυψίματος σε 45 μοίρες είναι περίπου 0.707 x 1037 = 733 mph (1.180 km / h). Αυτή η ταχύτητα μειώνεται περισσότερο καθώς προχωράτε βόρεια ή νότια. Μέχρι να φτάσετε στους βόρειους ή νότιους πόλους, η περιστροφή σας είναι πολύ αργή – χρειάζεται μια ολόκληρη μέρα για να γυρίσει στη θέση της.

Οι διαστημικοί οργανισμοί αγαπούν να επωφεληθούν από το γύρισμα της Γης. Αν στέλνουν ανθρώπους στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, για παράδειγμα, η προτιμώμενη τοποθεσία για να γίνει αυτό είναι κοντά στον ισημερινό. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι αποστολές φορτίου στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, για παράδειγμα, ξεκινούν από τη Φλώριδα. Κάνοντας αυτό και ξεκινώντας στην ίδια κατεύθυνση με την περιστροφή της Γης, οι ρουκέτες αποκτούν μια ώθηση ταχύτητας για να τους βοηθήσουν να πετάξουν στο διάστημα.

Η περιστροφή της γης, φυσικά, δεν είναι η μόνη κίνηση που έχουμε στο διάστημα. Η ταχύτητα τροχιάς μας γύρω από τον ήλιο είναι περίπου 67.000 χλμ / ώρα, σύμφωνα με τον Κορνέλ . Μπορούμε να το υπολογίσουμε με βασική γεωμετρία.

Πρώτον, πρέπει να υπολογίσουμε πόσο μακριά ταξιδεύει η Γη. Η γη απαιτεί περίπου 365 ημέρες για την περιστροφή του ήλιου. Η τροχιά είναι μια έλλειψη, αλλά για να καταστήσουμε τα μαθηματικά απλούστερα, ας πούμε ότι είναι ένας κύκλος. Έτσι, η τροχιά της Γης είναι η περιφέρεια ενός κύκλου. Η απόσταση από τη Γη έως τον ήλιο – που ονομάζεται αστρονομική μονάδα – είναι 92.955.807 μίλια (149.597.870 χιλιόμετρα), σύμφωνα με τη Διεθνή Ένωση Αστρονόμων. Αυτή είναι η ακτίνα ( r ). Η περιφέρεια ενός κύκλου ισούται με 2 x π x r . Έτσι σε ένα χρόνο, η Γη ταξιδεύει περίπου 584 εκατομμύρια μίλια (940 εκατομμύρια χιλιόμετρα).

Δεδομένου ότι η ταχύτητα είναι ίση με την απόσταση που διανύθηκε κατά τη διάρκεια του χρόνου, η ταχύτητα της Γης υπολογίζεται διαιρώντας τα 584 εκατομμύρια μίλια (365,25 χιλιόμετρα) κατά 365,25 ημέρες και διαιρώντας το αποτέλεσμα με 24 ώρες για να πάρετε μίλια ανά ώρα ή χιλιόμετρα ανά ώρα. Έτσι, η Γη ταξιδεύει περίπου 2,6 εκατομμύρια μίλια (2,6 εκατομμύρια χιλιόμετρα) την ημέρα, ή 66,627 μίλια την ώρα (107,226 χλμ. / Ώρα).

Ο ήλιος έχει μια δική του τροχιά στον Γαλαξία. Ο ήλιος είναι περίπου 25.000 έτη φωτός από το κέντρο του γαλαξία και ο Γαλαξίας είναι τουλάχιστον 100.000 έτη φωτός σε όλη την έκταση. Πιστεύουμε ότι είναι περίπου στα μισά του δρόμου από το κέντρο, σύμφωνα με το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ. Ο ήλιος και το ηλιακό σύστημα φαίνεται να κινούνται σε 200 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο ή με μέση ταχύτητα 4400 mph. Ακόμη και σε αυτή την ταχεία ταχύτητα, το ηλιακό σύστημα θα χρειαζόταν περίπου 230 εκατομμύρια χρόνια για να ταξιδέψει σε όλη τη διαδρομή γύρω από τον Γαλαξία .

Ο Γαλαξίας, επίσης, κινείται στο διάστημα σε σχέση με άλλους γαλαξίες. Σε περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια, ο Γαλαξίας θα συγκρουστεί με τον κοντινότερο γείτονά του, τον γαλαξία της Ανδρομέδας . Οι δύο σπεύδουν ο ένας τον άλλον σε περίπου 70 μίλια ανά δευτερόλεπτο (112 χλμ. Ανά δευτερόλεπτο).

Τα πάντα στο σύμπαν είναι, συνεπώς, σε κίνηση.

Δεν υπάρχει καμία πιθανότητα να βρεθείτε στο διάστημα τώρα, επειδή η βαρύτητα της Γης είναι τόσο δυνατή σε σύγκριση με την περιστροφική της κίνηση. (Αυτή η τελευταία κίνηση ονομάζεται κεντρομόλη επιτάχυνση.) Στο ισχυρότερο σημείο της, που βρίσκεται στον ισημερινό, η κεντρομόλος επιτάχυνση αντισταθμίζει μόνο τη βαρύτητα της Γης κατά περίπου 0,3%. Με άλλα λόγια, δεν το παρατηρείτε καν, αν και θα ζυγίζετε λίγο λιγότερο στον ισημερινό απ ‘ότι στους πόλους .

Η NASA αναφέρει ότι η πιθανότητα η Γη να σταματήσει την περιστροφή της είναι « σχεδόν μηδενική » για τα επόμενα λίγα δισεκατομμύρια χρόνια. Θεωρητικά, όμως, αν η Γη σταμάτησε να κινείται ξαφνικά, θα υπήρχε μια φοβερή επίδραση. Η ατμόσφαιρα θα εξακολουθούσε να κινείται με την αρχική ταχύτητα της περιστροφής της Γης. Αυτό σημαίνει ότι όλα θα αφαιρεθούν από τη γη, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, των κτιρίων και ακόμη και των δένδρων, του πετρώματος και των πετρωμάτων, πρόσθεσε η NASA.

Τι θα συμβεί αν η διαδικασία ήταν πιο σταδιακή; Αυτό είναι το πιο πιθανό σενάριο για δισεκατομμύρια χρόνια, δήλωσε η NASA, επειδή ο ήλιος και το φεγγάρι σέρνουν το γύρο της Γης. Αυτό θα δώσει αρκετό χρόνο στους ανθρώπους, τα ζώα και τα φυτά για να συνηθίσουν την αλλαγή. Με τους νόμους της φυσικής, η πιο αργή η Γη θα μπορούσε να επιβραδύνει την περιστροφή της θα ήταν 1 περιστροφή κάθε 365 ημέρες. Αυτή η κατάσταση ονομάζεται «ηλιακή σύγχρονη» και θα αναγκάσει τη μία πλευρά του πλανήτη μας να αντιμετωπίσει πάντα τον ήλιο, και η άλλη πλευρά να αντιμετωπίσει μόνιμα. Συγκρίνοντας: Το φεγγάρι της Γης βρίσκεται ήδη σε μια σύγχρονη περιστροφή της Γης, όπου η μία πλευρά του φεγγαριού πάντα μας βλέπει και η άλλη πλευρά απέναντι μας.

Αλλά πίσω στο σενάριο χωρίς περιστροφή για ένα δευτερόλεπτο: Θα υπάρξουν κάποιες άλλες παράξενες επιπτώσεις αν η Γη σταμάτησε να περιστρέφεται εντελώς, δήλωσε η NASA. Για το ένα, το μαγνητικό πεδίο πιθανότατα θα εξαφανιστεί επειδή πιστεύεται ότι παράγεται εν μέρει από ένα γύρισμα. Θα χάναμε τις πολύχρωμες αύρες μας και οι ζώνες ακτινοβολίας του Van Allen που περιβάλλουν τη Γη πιθανότατα θα εξαφανιστούν. Τότε η Γη θα ήταν γυμνή ενάντια στη μανία του ήλιου. Κάθε φορά που έστειλε μια κοραλλική εκτόξευση μάζας (φορτισμένα σωματίδια) προς τη Γη, θα έπληττε την επιφάνεια και θα έπνιζε τα πάντα στην ακτινοβολία. «Αυτό είναι ένας σημαντικός βιολογικός κίνδυνος», δήλωσε η NASA.