Земля, как и другие планеты Солнечной системы, движется по определенной траектории вокруг Солнца. Этот путь называется орбитой. Давайте разберемся, что из себя представляет орбита нашей планеты, какие особенности она имеет и как влияет на жизнь на Земле.
Основные характеристики орбиты Земли
Орбита Земли имеет форму вытянутого эллипса с эксцентриситетом 0,0167. Это означает, что она почти идеальный круг. Ее средний радиус составляет около 150 миллионов километров. Земля движется по этой орбите со скоростью порядка 30 километров в секунду, совершая полный оборот за один земной год, который равен 365,256 суткам.
В процессе движения Земля периодически то приближается, то удаляется от Солнца. Ближайшая к Солнцу точка называется перигелием, а самая удаленная – афелием. Расстояния составляют:
- Перигелий – 147,09 млн км.
- Среднее расстояние – 149,6 млн км.
- Афелий – 152,1 млн км.
Еще одна важная характеристика орбиты Земли – это наклон ее оси вращения по отношению к плоскости орбиты. Этот наклон составляет 23,44°. Именно благодаря ему возникает смена времен года, о чем речь пойдет далее.
История изучения орбиты Земли
На протяжении многих веков люди полагали, что Земля находится в центре Вселенной, а Солнце и все остальные небесные тела вращаются вокруг нее. Эта модель называлась геоцентрической системой мира. Однако в 16 веке польский астроном Николай Коперник выдвинул смелую на то время гипотезу, что в центре Солнечной системы находится Солнце, а планеты, включая Землю, обращаются по орбитам вокруг него. Это была гелиоцентрическая система.
Само существование орбиты у Земли таким образом было открыто Коперником, однако до конца 17 века астрономы не имели представления о ее размерах. Лишь в 1672 году итальянец Джованни Кассини впервые вычислил радиус орбиты Земли, равный 146 миллионам километров. В дальнейшем это значение неоднократно уточнялось.
Окончательно все параметры земной орбиты, включая ее эксцентриситет и наклон оси вращения Земли, были определены в 20 веке. Таким образом, изучение орбиты нашей планеты заняло не одну сотню лет.
Влияние орбиты на смену времен года
Многие задумывались, почему на Земле происходит смена времен года. Летом у нас тепло, зимой холодно. Весной и осенью наблюдаются переходные периоды.
На самом деле, причин этому явлению две:
- Эллиптическая форма орбиты Земли;
- Наклон земной оси вращения на 23,5°.
Из-за эллиптической формы скорость движения нашей планеты по орбите неравномерна: она то ускоряется, приближаясь к Солнцу (перигелий), то замедляется, удаляясь от него (афелий). Однако влияние этого факта на климат не столь велико.
Гораздо бóльшую роль играет наклон земной оси. Из-за него в течение года постоянно меняется угол падения солнечных лучей на поверхность планеты. Когда Северный полюс повернут к Солнцу – у нас лето, когда Южный – зима. Равноденствия соответствуют промежуточным положениям.
Таким образом, именно благодаря особенностям орбиты и наклону оси вращения на Земле происходит смена времен года. Это является важным условием для развития жизни.
Значение параметров орбиты Земли для жизни
Устойчивость орбиты нашей планеты является важным фактором, позволившим зародиться и развиться жизни на Земле. Если бы радиус орбиты сильно колебался, приток солнечной энергии был бы слишком непостоянным для формирования благоприятных условий.
Орбита Земли отличается высокой степенью круговой формы по сравнению с другими планетами. Эксцентриситет ее орбиты составляет всего 0,017. Это обеспечивает небольшой разброс значений притока солнечного тепла по сезонам года.
Использование параметров орбиты в науке и технике
Знание точных характеристик орбиты Земли нашло широкое применение в различных областях науки и техники. Например, при проектировании космических аппаратов необходимо учитывать как эллиптическую форму орбиты, так и наклон оси вращения планеты.
Средний радиус земной орбиты долгое время использовался в качестве астрономической единицы для измерения расстояний в Солнечной системе. 1 астрономическая единица соответствует среднему расстоянию от Земли до Солнца, или 150 миллионам километрам.
Точки Лагранжа на орбите Земли
На орбите Земли существуют 5 специальных точек, называемых точками Лагранжа. В них гравитационные силы Солнца и Земли уравновешивают центробежную силу космического аппарата.
Благодаря этому, тело, помещенное в одну из этих 5 точек, может находиться там, не совершая орбитального движения относительно Солнца и Земли. 3 точки Лагранжа расположены на одной линии с Землей и Солнцем, 2 другие – создают с этой линией угол 60°.
Перспективы изменения параметров орбиты Земли
Согласно современным научным представлениям, орбита Земли является достаточно стабильной. За миллиарды лет своего существования радиус орбиты практически не изменился, колеблясь в пределах 1-2%.
Однако в отдаленном будущем ожидается постепенное увеличение радиуса орбиты Земли по мере эволюции Солнца. Через 1-2 миллиарда лет наша звезда выйдет из главной последовательности и начнет увеличиваться в размерах, превращаясь в красный гигант.
Любопытные факты об орбите Земли
Орбита Земли обладает рядом интересных особенностей и загадок, о которых стоит упомянуть.
Так, плоскости орбит всех планет Солнечной системы почти совпадают с плоскостью орбиты Земли, называемой эклиптикой. Однако ось вращения самого Солнца отклонена от этой плоскости на 7 градусов. Причины этого явления до конца не ясны.
Также интересно, что по своей форме орбита Земли является одной из самых круглых среди планет. Лишь у Венеры и Нептуна эксцентриситет орбиты чуть ниже.
Ну и нельзя не упомянуть тот факт, что называется путь Земли вокруг Солнца весьма просто и лаконично – орбитой. Несмотря на сложность этого небесно-механического движения.
