В астрономията земната орбита е движението на Земята около Слънцето със средно разстояние от 149 597 870 км. Земята обикаля напълно Слънцето на всеки 365,2563666 дни (1 звездна година). При това движение Слънцето се движи спрямо звездите с 1° на ден (или диаметъра на Слънцето или Луната на всеки 12 часа) на изток, както се вижда от Земята. На Земята са нужни 24 часа, за да извърши оборот около оста си, след което Слънцето се връща на своя меридиан. Орбиталната скорост на Земята около Слънцето е средно 30 км в секунда (108 000 км в час), което е достатъчно бързо, за да измине диаметъра на Земята (около 12 700 км) за 7 минути или разстоянието до Луната (384 000 км) за 4 минути. часа .

При изследване на северните полюси на Слънцето и Земята беше установено, че Земята се върти спрямо Слънцето в посока, обратна на часовниковата стрелка. Освен това Слънцето и Земята се въртят обратно на часовниковата стрелка около осите си.

Орбитата на Земята, обикаляща около Слънцето, изминава разстояние от приблизително 940 милиона км за една година.

История на изследването

Хелиоцентризмът е теорията, че Слънцето е в центъра на слънчевата система. Исторически хелиоцентризмът противоречи на геоцентризма, според който Земята е в центъра на Слънчевата система. През 16-ти век Николай Коперник представя пълна работа върху хелиоцентричния модел на Вселената, който в много отношения е подобен на геоцентричния модел на Птолемей Алмагест, представен през 2-ри век. Тази Коперникова революция твърди, че ретроградното движение на планетите само изглежда така и не е очевидно.

Въздействие върху Земята

Поради наклона на земната ос (известен също като наклон на еклиптиката), наклонът на пътя на Слънцето в небето (както се вижда на земната повърхност) варира през цялата година. При наблюдение на северната ширина, когато северният полюс е наклонен към Слънцето, можете да видите, че дните стават по-дълги и Слънцето се издига по-високо. Тази ситуация води до повишаване на средните температури, тъй като количеството слънчева светлина, достигащо до повърхността, се увеличава. Когато северният полюс се отдалечи от слънцето, температурите обикновено стават по-ниски. В екстремни случаи, когато слънчевите лъчи не достигат до Арктическия кръг, настъпва период на пълна липса на светлина през деня (това явление се нарича полярна нощ). Такива промени в климата (поради посоката на наклона на земната ос) се случват в зависимост от сезоните.

Събития в орбита

Според една астрономическа конвенция четирите сезона се определят от слънцестоенето, орбиталната точка с максимален наклон на оста към или далеч от Слънцето и равноденствието, при което посоката на наклона и посоката на Слънцето са перпендикулярни на всеки друго. В северното полукълбо зимното слънцестоене настъпва на 21 декември, лятното слънцестоене на 21 юли, пролетното равноденствие на 20 март и есенното равноденствие на 23 септември. Наклонът на оста в южното полукълбо е напълно противоположен на посоката й в северното полукълбо. Следователно сезоните на юг са противоположни на тези на север.

В съвремието Земята преминава перихелий на 3 януари и през афелий на 4 юли (за други епохи вижте прецесията и циклите на Миланкович). Промяната в посоката на Земята и Слънцето води до 6,9% увеличение на слънчевата енергия, която достига Земята в перихелий спрямо афелий. Тъй като южното полукълбо се накланя към слънцето приблизително по същото време, когато Земята достига най-близката си точка от слънцето, в течение на една година южното полукълбо получава малко повече слънчева енергия от северното полукълбо. Този ефект обаче е по-малко значим от общата промяна в енергията поради наклона на оста: по-голямата част от получената енергия се абсорбира от водите на южното полукълбо.

Сферата на Хил (гравитационната сфера на влияние) на Земята в радиус е 1 500 000 километра. Това е максималното разстояние, при което гравитационното влияние на Земята е по-силно от това на по-отдалечените планети и Слънцето. Обектите, обикалящи около Земята, трябва да попаднат в този радиус, в противен случай те могат да се освободят поради гравитационното смущение на Слънцето.

Следващата диаграма показва връзката между линията на слънцестоенето и линията на asp на елиптичната орбита на Земята. Орбиталната елипса (ексцентричността е преувеличена за ефект) е показана в шест изображения на Земята в перихелий (периапсис - най-близката точка до Слънцето) от 2 до 5 януари: мартенското равноденствие от 20 до 21 март, точката на слънцестоенето през юни от 20 до 21 юни, могат да се видят и тук.афелий (апоцентър - най-отдалечената точка от Слънцето) от 4 до 7 юли, септемврийското равноденствие от 22 до 23 септември и декемврийското слънцестоене от 21 до 22 декември. Имайте предвид, че диаграмата показва преувеличена форма на орбитата на Земята. В действителност траекторията на орбитата на Земята не е толкова ексцентрична, колкото е показано на диаграмата.

Земята е постоянно в движение, въртейки се около Слънцето и около собствената си ос. Това движение и постоянният наклон на земната ос (23,5°) определя много от ефектите, които наблюдаваме като нормални явления: нощта и деня (поради въртенето на Земята около оста си), смяната на сезоните (поради наклон на земната ос) и различен климат в различните райони. Глобусите могат да се въртят и тяхната ос е наклонена като оста на Земята (23,5°), така че с помощта на глобус можете да проследите движението на Земята около оста си доста точно, а с помощта на системата Земя-Слънце можете може да проследи движението на Земята около Слънцето.

Въртене на Земята около нейната ос

Земята се върти около собствената си ос от запад на изток (по посока обратна на часовниковата стрелка, гледана от Северния полюс). На Земята са нужни 23 часа, 56 минути и 4,09 секунди, за да извърши едно пълно завъртане около собствената си ос. Денят и нощта са причинени от въртенето на Земята. Ъгловата скорост на въртене на Земята около нейната ос или ъгълът, под който се завърта всяка точка от земната повърхност, е еднаква. За един час е 15 градуса. Но линейната скорост на въртене навсякъде по екватора е приблизително 1669 километра в час (464 m/s), намалявайки до нула на полюсите. Например, скоростта на въртене на ширина 30° е 1445 km/h (400 m/s).
Ние не забелязваме въртенето на Земята по простата причина, че паралелно и едновременно с нас всички обекти около нас се движат с еднаква скорост и няма „относителни“ движения на обекти около нас. Ако например един кораб се движи равномерно, без ускорение или спиране, през морето при тихо време без вълни по повърхността на водата, ние изобщо няма да усетим как се движи такъв кораб, ако сме в каюта без илюминатор, тъй като всички предмети в кабината ще се движат успоредно с нас и кораба.

Движението на Земята около Слънцето

Докато Земята се върти около собствената си ос, тя също се върти около Слънцето от запад на изток обратно на часовниковата стрелка, когато се гледа от северния полюс. На Земята е необходима една звездна година (около 365,2564 дни), за да направи едно пълно завъртане около Слънцето. Пътят на Земята около Слънцето се нарича земна орбитаи тази орбита не е идеално кръгла. Средното разстояние от Земята до Слънцето е приблизително 150 милиона километра, като това разстояние варира до 5 милиона километра, образувайки малка овална орбита (елипса). Точката от орбитата на Земята, която е най-близо до Слънцето, се нарича Перихелий. Земята преминава тази точка в началото на януари. Най-отдалечената от Слънцето точка от орбитата на Земята се нарича Афелион. Земята преминава тази точка в началото на юли.
Тъй като нашата Земя се движи около Слънцето по елиптичен път, скоростта по орбитата се променя. През юли скоростта е минимална (29,27 км/сек) и след преминаване на афелия (горната червена точка в анимацията) започва да се ускорява, а през януари скоростта е максимална (30,27 км/сек) и започва да забавя след преминаване перихелий (долна червена точка).
Докато Земята прави един оборот около Слънцето, тя изминава разстояние, равно на 942 милиона километра за 365 дни, 6 часа, 9 минути и 9,5 секунди, тоест ние се движим заедно със Земята около Слънцето със средна скорост 30 км в секунда (или 107 460 км в час), а в същото време Земята се завърта около собствената си ос веднъж на всеки 24 часа (365 пъти годишно).
Всъщност, ако разгледаме движението на Земята по-стриктно, то е много по-сложно, тъй като Земята се влияе от различни фактори: въртенето на Луната около Земята, привличането на други планети и звезди.

Седите, стоите или лежите, докато четете тази статия и не усещате, че Земята се върти около оста си с главоломна скорост – приблизително 1700 км/ч на екватора. Скоростта на въртене обаче не изглежда толкова висока, когато се преобразува в km/s. Резултатът е 0,5 km/s - едва забележимо изражение на радара, в сравнение с другите скорости около нас.

Точно както другите планети в Слънчевата система, Земята се върти около Слънцето. И за да остане в орбитата си, се движи със скорост 30 км/сек. Венера и Меркурий, които са по-близо до Слънцето, се движат по-бързо, Марс, чиято орбита минава зад орбитата на Земята, се движи много по-бавно.

Но и Слънцето не стои на едно място. Нашата галактика Млечен път е огромна, масивна и също подвижна! Всички звезди, планети, газови облаци, прахови частици, черни дупки, тъмна материя – всичко това се движи спрямо общ център на масата.

Според учените Слънцето се намира на разстояние 25 000 светлинни години от центъра на нашата галактика и се движи по елиптична орбита, като прави пълен оборот на всеки 220–250 милиона години. Оказва се, че скоростта на Слънцето е около 200–220 km/s, което е стотици пъти повече от скоростта на Земята около оста й и десетки пъти повече от скоростта на нейното движение около Слънцето. Ето как изглежда движението на нашата Слънчева система.

Стационарна ли е галактиката? Не отново. Гигантските космически обекти имат голяма маса и следователно създават силни гравитационни полета. Дайте малко време на Вселената (а ние я имаме от около 13,8 милиарда години) и всичко ще започне да се движи в посока на най-голяма гравитация. Ето защо Вселената не е еднородна, а се състои от галактики и групи от галактики.

Какво означава това за нас?

Това означава, че Млечният път е притеглен към себе си от други галактики и групи от галактики, разположени наблизо. Това означава, че масивните обекти доминират в процеса. А това означава, че не само нашата галактика, но и всички около нас са повлияни от тези „трактори“. Все по-близо сме до разбирането какво се случва с нас в космоса, но все още ни липсват факти, например:

• какви са били първоначалните условия, при които е възникнала Вселената;
• как различните маси в галактиката се движат и променят във времето;
• как са се образували Млечният път и околните галактики и клъстери;
• и как се случва сега.

Има обаче един трик, който ще ни помогне да го разберем.

Вселената е изпълнена с реликтово излъчване с температура 2,725 K, което се е запазило от Големия взрив. Тук-там има малки отклонения - около 100 μK, но общият температурен фон е постоянен.

Това е така, защото Вселената е образувана от Големия взрив преди 13,8 милиарда години и все още се разширява и охлажда.

380 000 години след Големия взрив Вселената се охлади до такава температура, че образуването на водородни атоми стана възможно. Преди това фотоните постоянно взаимодействаха с други плазмени частици: сблъскваха се с тях и обменяха енергия. Тъй като Вселената се охлаждаше, имаше по-малко заредени частици и повече пространство между тях. Фотоните можеха да се движат свободно в пространството. CMB радиацията представлява фотони, които са били излъчени от плазмата към бъдещото местоположение на Земята, но са избегнали разсейване, тъй като рекомбинацията вече е започнала. Те достигат до Земята през пространството на Вселената, която продължава да се разширява.

Можете сами да „видите“ това излъчване. Смущенията, които възникват на празен телевизионен канал, ако използвате обикновена антена, която прилича на заешки уши, са 1%, причинени от CMB.

Все пак температурата на реликтния фон не е еднаква във всички посоки. Според резултатите от изследванията на мисията "Планк" температурата се различава леко в противоположните полукълба на небесната сфера: тя е малко по-висока в части от небето южно от еклиптиката - около 2,728 К, и по-ниска в другата половина - около 2,722 К.

Тази разлика е почти 100 пъти по-голяма от другите наблюдавани температурни вариации в CMB и е подвеждаща. Защо се случва това? Отговорът е очевиден - тази разлика не се дължи на флуктуации в космическото микровълново фоново излъчване, тя се появява, защото има движение!

Когато се приближите до източник на светлина или той се приближи до вас, спектралните линии в спектъра на източника се изместват към къси вълни (виолетово изместване), когато се отдалечавате от него или той се отдалечава от вас, спектралните линии се изместват към дълги вълни (червено изместване ).

Излъчването на CMB не може да бъде повече или по-малко енергично, което означава, че се движим в пространството. Ефектът на Доплер помага да се определи, че нашата Слънчева система се движи спрямо CMB със скорост от 368 ± 2 km/s, а локалната група от галактики, включително Млечния път, галактиката Андромеда и галактиката Триъгълник, се движи с скорост от 627 ± 22 km/s спрямо CMB. Това са така наречените пекулярни скорости на галактиките, които възлизат на няколкостотин km/s. В допълнение към тях има и космологични скорости, дължащи се на разширяването на Вселената и изчислени според закона на Хъбъл.

Благодарение на остатъчната радиация от Големия взрив можем да наблюдаваме, че всичко във Вселената непрекъснато се движи и променя. И нашата галактика е само част от този процес.

Земята, както знаем, се движи непрекъснато и това движение се състои в нейното въртене около оста си и по елипса около Слънцето. Благодарение на тези ротации сезоните на годината на нашата планета се сменят и денят отстъпва място на нощта. Каква е скоростта на въртене на Земята?

Скоростта на въртене на Земята около нейната ос

Ако вземем предвид въртенето на Земята около оста си (разбира се, въображаемо), тогава тя прави един пълен оборот за 24 часа (по-точно 23 часа, 56 минути и 4 секунди) и е общоприето, че на екватора скоростта на това въртене е 1670 километра в час. Въртенето на нашата планета около оста си предизвиква смяната на деня и нощта и се нарича денонощно.

Скоростта на въртене на Земята около Слънцето

Земята се върти около нашата звезда по затворена елиптична траектория и завършва пълен оборот за 365 дни, 5 часа, 48 минути и 46 секунди (този период от време се нарича година). Часовете, минутите и секундите съставляват още ¼ от деня, а за четири години тези „четвърти“ се събират до цял ден. Следователно всяка четвърта година се състои точно от 366 дни и се нарича

Обикаляме Слънцето с невероятни скорости - около 100 000 км/ч. И всяка година, прелитайки около деветстотин милиона километра, ние се връщаме на същата точка, от която започнахме това невероятно пътешествие през мрака и вакуума на космоса. Три основни параметъра: орбитата на Земята, нейното въртене около собствената й централна ос и наклонът на този въображаем прът, наречен прецесия, оформиха външния вид на планетата и все още продължават да оформят външния й вид. Това означава, че те определят целия живот на човечеството, всяка минута от всеки ден през милиардите години от съществуването на Земята.

Но има и четвърти съдбовен параметър, без който орбитата на Земята, нейното въртене около централната ос и прецесията биха били безсмислени от гледна точка на формирането на такъв необичаен облик на планетата и, най-важното, произход и развитие на живота върху него.

Факт е, че Земята в Слънчевата система заема абсолютно невероятно, идеално, уникално (всеки епитет би бил подходящ тук!) позиция, вече наречена от световната наука „поясът на Златокоска“. Това понятие означава нещо свързано с небесно тяло, в което водата остава в течно състояние и следователно възникването на живот става възможно. Орбитата на Земята е просто удобно разположена на такова удобно и благоприятно разстояние от Слънцето.

От раждането си нашата синя планета вече е направила над четири милиарда оборота в своята феноменална орбита. И всичко, покрай което Земята лети, отново и отново извървявайки своя космически път, е изключително враждебна среда. Това е най-екстремното пътешествие в историята на човечеството.

Орбитата на Земята около Слънцето е много опасен маршрут, където смъртоносната слънчева радиация и разрушителният космически студ са придружени от яростни атаки от комети и астероиди. Това да не говорим за колосалния брой по-малко вероятни заплахи. Но въпреки многобройните опасности, които ни очакват по пътя, орбитата на Земята, както беше споменато по-горе, се намира точно на правилното място. Идеално правилно за произхода на живота. Останалите планети в Слънчевата система са имали много по-малко късмет...

Земята е родена преди малко повече от четири милиарда години от облаци космически прах и газ, останали след формирането на Слънцето и обикалящи около новородената звезда. Това раждане беше тежко изпитание, както за самата планета, така и за нейната орбита. Докато растеше, младата Земя беше атакувана от други космически тела - започна ерата на Големите сблъсъци, които в крайна сметка предопределиха цялата подреденост на структурата на нашата планетна система.

Има неопровержими доказателства, че по време на този период на хаос определена малка планета също се върти около Слънцето. Резултатът от този космически катаклизъм беше явлението прецесия. Земята започна да се върти под ъгъл от 23,5 градуса спрямо вертикалата, което определи такова разнообразие от климатични зони на планетата. Ако централната ос беше перпендикулярна на орбитата, денят на нашата планета би бил равен на нощта. И никога нямаше да видим изгреви и залези...