Bir yil ichida er to'liq inqilob qiladi. Yer qaysi yo'nalishda aylanadi? Uyg'onish va zamonaviy davr

Sayyoramizning doimiy harakati odatda sezilmas bo'lishidan qat'i nazar, turli xil ilmiy faktlar uzoq vaqt davomida Yer sayyorasi nafaqat Quyosh atrofida, balki uning atrofida ham o'zining qat'iy belgilangan traektoriyasi bo'ylab harakatlanishini isbotlagan. o'z o'qi. Bu odamlar tomonidan har kuni kuzatiladigan tabiat hodisalari massasini belgilaydigan narsa, masalan, kun va tun vaqtining o'zgarishi. Ayni paytda ham, bu satrlarni o'qib, siz doimiy harakatda bo'lasiz, bu sizning ona sayyorangizning harakati tufayli yuzaga keladi.

O'zgaruvchan harakat

Qizig'i shundaki, Yer tezligining o'zi doimiy qiymat emas, chunki olimlar, afsuski, hali tushuntira olmagan, ammo ma'lumki, har asrda Yer o'z tezligini biroz pasaytiradi. taxminan 0. 0024 soniyaga teng miqdorda normal aylanish. Taxminlarga ko'ra, bunday anomaliya to'lqinlarning ko'tarilishi va oqimini belgilaydigan ma'lum bir oyning jozibasi bilan bevosita bog'liq bo'lib, sayyoramiz ham o'z energiyasining katta qismini sarflaydi va bu uning individual aylanishini "sekinlashtiradi". Odatdagidek Yer kursiga qarama-qarshi yo'nalishda harakatlanadigan to'lqinli chiqishlar deb ataladigan narsa ma'lum ishqalanish kuchlarining paydo bo'lishiga olib keladi, ular fizika qonunlariga muvofiq, bunday kuchli kosmik tizimda asosiy tormozlovchi omil hisoblanadi. Yer.

Albatta, aslida hech qanday o'q yo'q, bu hisob-kitoblarni amalga oshirishga yordam beradigan xayoliy to'g'ri chiziq.

Bir soat ichida Yer 15 daraja aylanadi, deb ishoniladi. Uning o'z o'qi atrofida to'liq aylanish uchun qancha vaqt ketishini taxmin qilish qiyin emas: 360 daraja - bir kunda 24 soat ichida.

Kunduzi soat 23 da

Ko'rinib turibdiki, Yer o'z o'qi atrofida odamlarga tanish bo'lgan 24 soatda - oddiy yer kunida, aniqrog'i - 23 soatu deyarli 4 soniyada aylanadi. Harakat har doim g'arbiy qismdan sharqiy qismga sodir bo'ladi va boshqa hech narsa yo'q. Bunday sharoitda ekvatordagi tezlik soatiga taxminan 1670 kilometrga yetishini hisoblash qiyin emas, qutblarga yaqinlashganda asta-sekin pasayadi va u erda silliq nolga tushadi.

Yalang'och ko'z bilan Yerning bunday ulkan tezlikda aylanishini aniqlash mumkin emas, chunki atrofdagi barcha narsalar odamlar bilan birga harakatlanadi. Quyosh sistemasidagi barcha sayyoralar bir xil harakatlarni boshdan kechiradi. Masalan, Veneraning harakat tezligi ancha past, shuning uchun uning kunlari Yerdagi kunlardan ikki yuz qirq uch martadan ko'proq farq qiladi.

Bugungi kunda ma'lum bo'lgan eng tezkor sayyoralar Yupiter va Saturn sayyorasi hisoblanadi, ular o'z o'qi atrofida to'liq aylanishni mos ravishda o'n va o'n yarim soatda yakunlaydi.

Shuni ta'kidlash kerakki, Yerning o'z o'qi atrofida aylanishi juda qiziq va noma'lum fakt bo'lib, butun dunyo olimlari tomonidan yanada chuqur o'rganishni talab qiladi.

Yerning aylanishi Yerning harakatlaridan biri bo'lib, u Yer yuzasida, uning ichki qismida, atmosfera va okeanlarda, shuningdek, yaqin koinotda sodir bo'ladigan ko'plab astronomik va geofizik hodisalarni aks ettiradi.

Yerning aylanishi kechayu kunduzning oʻzgarishini, osmon jismlarining kunlik koʻrinadigan harakatini, ipga osilgan yukning aylanma tekisligining aylanishini, tushayotgan jismlarning sharqqa ogʻishini va hokazolarni tushuntiradi.. Aylanish tufayli. Koriolis kuchi Yer yuzasida harakatlanayotgan jismlarga ta'sir qiladi, uning ta'siri Shimoliy yarimshardagi daryolarning o'ng qirg'oqlari va Yerning janubiy yarimsharidagi chap qirg'oqlarning eroziyasida va ba'zi xususiyatlarda namoyon bo'ladi. atmosfera aylanishi. Yerning aylanishi natijasida hosil bo'ladigan markazdan qochma kuchi ekvator va Yer qutblarida tortishish tezlashuvidagi farqlarni qisman tushuntiradi.

Yerning aylanish qonuniyatlarini o'rganish uchun Yerning massa markazida umumiy kelib chiqishi bo'lgan ikkita koordinata tizimi kiritiladi (1.26-rasm). Yer tizimi X 1 Y 1 Z 1 Yerning sutkalik aylanishida ishtirok etadi va yer yuzasidagi nuqtalarga nisbatan harakatsiz qoladi. XYZ yulduz koordinatalari tizimi Yerning kunlik aylanishi bilan bog'liq emas. Uning kelib chiqishi kosmik fazoda ma'lum tezlanish bilan harakat qilsa-da, Yerning Quyosh atrofida galaktikada yillik harakatida ishtirok etsa ham, nisbatan uzoqdagi yulduzlarning bu harakatini bir xil va to'g'ri chiziqli deb hisoblash mumkin. Shu sababli, Yerning ushbu tizimdagi harakati (shuningdek, har qanday samoviy jism) inertial mos yozuvlar tizimi uchun mexanika qonunlariga muvofiq o'rganilishi mumkin. XOY tekisligi ekliptika tekisligiga toʻgʻri keladi, X oʻqi esa boshlangʻich davrning g bahorgi tengkunlik nuqtasiga yoʻnaltiriladi. Yer koordinata tizimining o'qlari sifatida Yerning asosiy inertsiya o'qlarini olish qulay, o'qlarni boshqa tanlash mumkin. Yer tizimining yulduzlar tizimiga nisbatan joylashuvi odatda uchta Eyler burchaklari ps, y, ph bilan aniqlanadi.

1.26-rasm. Yerning aylanishini o'rganish uchun ishlatiladigan koordinata tizimlari

Yerning aylanishi haqidagi asosiy ma'lumotlar samoviy jismlarning kundalik harakati kuzatuvlaridan kelib chiqadi. Yerning aylanishi g'arbdan sharqqa sodir bo'ladi, ya'ni. Yerning shimoliy qutbidan ko'rinib turganidek, soat miliga teskari.

Ekvatorning dastlabki era ekliptikasiga o'rtacha moyilligi (y burchak) deyarli doimiy (1900 yilda u 23° 27¢ 08,26² ga teng edi va 20-asrda u 0,1² dan kam oshdi). Er ekvatori va boshlang'ich davr ekliptikasining kesishish chizig'i (tugunlar chizig'i) ekliptika bo'ylab sharqdan g'arbga asta-sekin harakat qiladi, asrda 1 ° 13¢ 57,08² ga siljiydi, buning natijasida ps burchagi o'zgaradi. 25800 yilda 360° ga (presessiya). OR ning bir lahzali aylanish o'qi har doim Yerning eng kichik inersiya o'qiga deyarli to'g'ri keladi. 19-asrning oxiridan beri olib borilgan kuzatishlarga ko'ra, bu o'qlar orasidagi burchak 0,4² dan oshmaydi.

Osmonning qaysidir nuqtasiga nisbatan Yerning oʻz oʻqi atrofida bir marta aylanish davriga kun deyiladi. Kunning uzunligini belgilaydigan nuqtalar quyidagilar bo'lishi mumkin:

· bahorgi tengkunlik nuqtasi;

· yillik aberratsiya bilan almashtirilgan Quyoshning ko'rinadigan diskining markazi ("haqiqiy Quyosh");

· "o'rtacha Quyosh" - bu xayoliy nuqta bo'lib, uning osmondagi holatini nazariy jihatdan istalgan vaqt uchun hisoblash mumkin.

Ushbu nuqtalar bilan aniqlangan uch xil vaqt oralig'i mos ravishda yulduz, haqiqiy quyosh va o'rtacha quyosh kunlari deb ataladi.

Yerning aylanish tezligi nisbiy qiymat bilan tavsiflanadi

bu erda P z - er kunining davomiyligi, T - standart kunning davomiyligi (atom), bu 86400 s ga teng;

- quruqlik va standart kunlarga mos keladigan burchak tezliklari.

ō qiymati faqat to'qqizinchi - sakkizinchi raqamlarda o'zgarganligi sababli, n ning qiymatlari 10 -9 -10 -8 ga teng.

Yer o'z o'qi atrofida Quyoshga nisbatan qisqaroq vaqt ichida yulduzlarga nisbatan bir marta to'liq aylanishni amalga oshiradi, chunki Quyosh ekliptika bo'ylab Yer aylanayotgan yo'nalishda harakat qiladi.

Yulduzli kun har qanday yulduzga nisbatan Yerning o'z o'qi atrofida aylanish davri bilan belgilanadi, ammo yulduzlarning o'ziga xos va bundan tashqari, juda murakkab harakati bo'lganligi sababli, yulduz kunining boshlanishini hisoblash kerak degan kelishib olindi. bahorgi tengkunlikning yuqori kulminatsion nuqtasidan boshlab, yulduz kunining uzunligi esa bir meridianda joylashgan bahorgi tengkunlikning ikkita ketma-ket yuqori kulminatsiyalari orasidagi vaqt oralig'i sifatida qabul qilinadi.

Pretsessiya va nutatsiya hodisalari tufayli samoviy ekvator va ekliptikaning nisbiy pozitsiyasi doimiy ravishda o'zgarib turadi, ya'ni ekliptikada bahorgi tengkunlik nuqtasining joylashishi shunga mos ravishda o'zgaradi. Aniqlanishicha, yulduzlar kuni Yerning sutkalik aylanishining haqiqiy davridan 0,0084 sekundga qisqaroq va Quyosh ekliptika bo'ylab harakatlanar ekan, bahorgi tengkunlik nuqtasiga yulduzlarga nisbatan bir xil joyga yetib borishidan oldinroq yetib boradi.

Yer, o'z navbatida, Quyosh atrofida aylana bo'ylab emas, balki ellips bo'ylab aylanadi, shuning uchun Quyoshning harakati biz uchun Yerdan notekis ko'rinadi. Qishda haqiqiy quyosh kunlari yozga qaraganda uzunroq bo'ladi.Masalan, dekabr oyining oxirida ular 24 soat 04 minut 27 soniya, sentabr oyining o'rtalarida esa 24 soat 03 minutga teng. 36 soniya. Quyosh kunining o'rtacha birligi 24 soat 03 minut deb hisoblanadi. 56,5554 soniya yulduz vaqti.

Yer orbitasining elliptikligi tufayli Yerning Quyoshga nisbatan burchak tezligi yil vaqtiga bog'liq. Er o'z orbitasida eng sekin harakat qiladi, u perigeliyda - Quyoshdan eng uzoqda joylashgan orbitada. Natijada, haqiqiy quyosh kunining davomiyligi yil davomida bir xil bo'lmaydi - orbitaning elliptikligi amplitudasi 7,6 minut bo'lgan sinusoid tomonidan tasvirlanishi mumkin bo'lgan qonunga muvofiq haqiqiy quyosh kunining davomiyligini o'zgartiradi. va 1 yil muddat.

Kunning notekisligining ikkinchi sababi - Yer o'qining ekliptikaga moyilligi, bu esa Quyoshning yil davomida ekvatordan yuqoriga va pastga ko'rinadigan harakatiga olib keladi. Quyoshning toʻgʻridan-toʻgʻri koʻtarilishi (1.17-rasm) tengkunlik nuqtalari yaqinida (Quyosh ekvatorga burchak ostida harakat qilgani uchun) ekvatorga parallel ravishda harakat qilganda, sekinroq o'zgaradi. Natijada, haqiqiy quyosh kunining davomiyligiga 9,8 minutlik amplitudali sinusoidal atama qo'shiladi. va olti oylik muddat. Haqiqiy quyosh kunining uzunligini o'zgartiradigan va vaqtga bog'liq bo'lgan boshqa davriy effektlar ham mavjud, ammo ular kichikdir.

Ushbu ta'sirlarning birgalikdagi ta'siri natijasida eng qisqa haqiqiy quyosh kunlari 26-27 mart va 12-13 sentyabrda, eng uzuni esa 18-19 iyun va 20-21 dekabrda kuzatiladi.

Ushbu o'zgaruvchanlikni bartaraf etish uchun ular o'rtacha Quyoshga bog'langan o'rtacha quyosh kunidan foydalanadilar - bu haqiqiy Quyosh kabi ekliptika bo'ylab emas, balki samoviy ekvator bo'ylab bir tekis harakatlanadigan va Quyoshning markaziga to'g'ri keladigan shartli nuqta. bahorgi tengkunlik vaqtida. O'rtacha Quyoshning osmon sferasi bo'ylab aylanish davri tropik yilga teng.

O'rtacha quyosh kuni haqiqiy quyosh kuni kabi davriy o'zgarishlarga duchor bo'lmaydi, lekin uning davomiyligi Yerning eksenel aylanish davrining o'zgarishi va (kamroq darajada) tropik yil uzunligining o'zgarishi tufayli monoton ravishda o'zgaradi. asrda taxminan 0,0017 sekundga ortib bormoqda. Shunday qilib, 2000 yil boshida o'rtacha quyosh kunining davomiyligi 86400,002 SI sekundiga teng edi (SI soniyasi atom ichidagi davriy jarayon yordamida aniqlanadi).

Yulduzli kun 365,2422/366,2422=0,997270 o'rtacha quyosh kuniga teng. Bu qiymat yulduz va quyosh vaqtining doimiy nisbatidir.

O'rtacha quyosh vaqti va yulduz vaqti bir-biri bilan quyidagi munosabatlar bilan bog'liq:

24 soat chorshanba. quyosh vaqti = 24 soat. 03 min. 56,555 soniya. yulduz vaqti

1 soat = 1 soat 00 min. 09.856 sek.

1 min. = 1 min. 00.164 sek.

1 sek. = 1,003 sek.

24 soat yulduz vaqti = 23 soat 56 minut. 04.091 sek. Chorshanba quyosh vaqti

1 soat = 59 daqiqa 50,170 sek.

1 min. = 59,836 sek.

1 sek. = 0,997 sek.

Har qanday o'lchamdagi vaqt - yulduz, haqiqiy quyosh yoki o'rtacha quyosh - turli meridianlarda farq qiladi. Ammo bir vaqtning o'zida bir meridianda yotgan barcha nuqtalar bir xil vaqtga ega, bu mahalliy vaqt deb ataladi. G'arbga yoki sharqqa bir xil parallel bo'ylab harakatlanayotganda, boshlang'ich nuqtadagi vaqt ushbu parallelda joylashgan barcha boshqa geografik nuqtalarning mahalliy vaqtiga to'g'ri kelmaydi.

Ushbu kamchilikni ma'lum darajada bartaraf etish uchun kanadalik S. Flushing standart vaqtni joriy etishni taklif qildi, ya'ni. Yer yuzasini har biri qoʻshni zonadan 15° uzunlikda boʻlgan 24 ta mintaqaga boʻlishga asoslangan vaqtni hisoblash tizimi. Flushing dunyo xaritasiga 24 ta asosiy meridianni qo'ydi. Ulardan taxminan 7,5° sharq va gʻarbda bu zonaning vaqt mintaqasining chegaralari shartli ravishda chizilgan. Har bir lahzada bir xil vaqt mintaqasining vaqti uning barcha nuqtalari uchun bir xil hisoblangan.

Flushingdan oldin dunyoning ko'plab mamlakatlarida turli xil asosiy meridianlarga ega xaritalar nashr etilgan. Masalan, Rossiyada uzunliklar Pulkovo rasadxonasi, Frantsiyada Parij rasadxonasi, Germaniyada Berlin observatoriyasi, Turkiyada Istanbul rasadxonasi orqali o'tadigan meridiandan boshlab hisoblangan. Standart vaqtni joriy qilish uchun yagona bosh meridianni birlashtirish kerak edi.

Standart vaqt birinchi marta AQSHda 1883 yilda, 1884 yilda joriy etilgan. Vashingtonda Rossiya ham ishtirok etgan xalqaro konferentsiyada standart vaqt bo'yicha kelishilgan qaror qabul qilindi. Konferentsiya ishtirokchilari bosh yoki bosh meridianni Grinvich observatoriyasining meridiani deb hisoblashga kelishib oldilar va Grinvich meridianining mahalliy oʻrtacha quyosh vaqti universal yoki jahon vaqti deb ataldi. Konferentsiyada "sanalar qatori" ham o'rnatildi.

Mamlakatimizda standart vaqt 1919 yilda joriy etilgan. Asos sifatida qabul qilish xalqaro tizim vaqt zonalari va o'sha paytda mavjud bo'lgan ma'muriy chegaralar, RSFSR xaritasi II dan XII gacha bo'lgan vaqt zonalari bilan belgilangan. Grinvich meridianidan sharqda joylashgan vaqt zonalarining mahalliy vaqti zonadan zonaga bir soatga oshadi va mos ravishda Grinvichdan g'arbga qarab bir soatga kamayadi.

Vaqtni kalendar kunlari bo'yicha hisoblashda yangi sana (oy kuni) qaysi meridianda boshlanishini aniqlash muhimdir. Xalqaro kelishuvga ko'ra, sana chizig'i ko'p qismi Grinvichdan 180 ° uzoqda joylashgan meridian bo'ylab o'tadi va undan chekinadi: g'arbda - Vrangel oroli va Aleut orollari yaqinida, sharqda - Osiyo qirg'oqlaridan. , Fidji, Samoa, Tongatabu, Kermandek va Chatham orollari.

Sana chizig'ining g'arbiy tomonida oyning kuni har doim uning sharqidan bir ko'proq bo'ladi. Shuning uchun, bu chiziqni g'arbdan sharqqa kesib o'tgandan so'ng, oyning sonini bittaga qisqartirish va sharqdan g'arbga kesib o'tgandan keyin uni bir marta oshirish kerak. Ushbu sanani o'zgartirish odatda Xalqaro sana chizig'ini kesib o'tgandan keyin eng yaqin yarim tunda amalga oshiriladi. Ko'rinib turibdiki, yangi kalendar oyi va Yangi yil xalqaro sana qatoridan boshlanadi.

Shunday qilib, sana chizig'i asosan o'tadigan bosh meridian va 180 ° E meridian Yer sharini g'arbiy va sharqiy yarim sharlarga ajratadi.

Insoniyat tarixi davomida Yerning kunlik aylanishi doimo odamlarning faoliyatini tartibga soluvchi va bir xillik va aniqlik ramzi bo'lgan ideal vaqtning standarti bo'lib xizmat qilgan.

Miloddan avvalgi vaqtni aniqlashning eng qadimgi asbobi gnomon, yunoncha ko'rsatgich, tekislangan maydondagi vertikal ustun bo'lib, uning soyasi Quyosh harakatlanayotganda yo'nalishini o'zgartirib, kunning u yoki bu vaqtini shkalada ko'rsatadi. ustun yaqinidagi tuproq. Quyosh soatlari miloddan avvalgi 7-asrdan beri ma'lum. Dastlab ular Misr va Yaqin Sharq mamlakatlarida keng tarqalgan bo'lib, u erdan Gretsiya va Rimga ko'chib o'tgan va hatto keyinchalik G'arbiy va Sharqiy Evropa mamlakatlariga kirib kelgan. Qadimgi dunyo, o'rta asrlar va yangi davr astronomlari va matematiklari gnomonica masalalari - quyosh soatlarini yasash va ulardan foydalanish qobiliyati bilan shug'ullangan. 18-asrda va 19-asr boshlarida. Gnomonics matematika darsliklarida taqdim etilgan.

Va faqat 1955 yildan keyin, fiziklar va astronomlarning vaqt aniqligiga bo'lgan talablari sezilarli darajada oshganidan keyin, vaqt me'yori sifatida Yerning kunlik aylanishi bilan qoniqishning iloji bo'lmadi, bu allaqachon kerakli aniqlik bilan notekis edi. Yerning aylanishi bilan aniqlangan vaqt qutbning harakatlari va burchak impulslarining o'rtasida qayta taqsimlanishi tufayli notekisdir. turli qismlar Yer (gidrosfera, mantiya, suyuq yadro). Vaqtni aniqlash uchun qabul qilingan meridian EOR nuqtasi va nol uzunlikka mos keladigan ekvatordagi nuqta bilan belgilanadi. Bu meridian Grinvichga juda yaqin.

Yer notekis aylanadi, bu esa kun uzunligining o'zgarishiga olib keladi. Yerning aylanish tezligini eng oddiy tarzda Er kunining davomiyligi standartdan (86 400 s) og'ishi bilan tavsiflash mumkin. Er kuni qanchalik qisqa bo'lsa, Yer shunchalik tez aylanadi.

Yerning aylanish tezligidagi o'zgarishlarning kattaligida uchta komponent mavjud: dunyoviy sekinlashuv, davriy mavsumiy tebranishlar va tartibsiz keskin o'zgarishlar.

Yerning aylanish tezligining dunyoviy sekinlashishi Oy va Quyoshni tortishish kuchlarining harakati bilan bog'liq. To'lqin kuchi Yerni uning markazini bezovta qiluvchi jismning markazi - Oy yoki Quyosh bilan bog'laydigan to'g'ri chiziq bo'ylab cho'zadi. Bunday holda, agar natija ekvator tekisligiga to'g'ri kelsa, Yerning siqilish kuchi ortadi va tropik tomonga og'ishda kamayadi. Siqilgan Yerning inersiya momenti deformatsiyalanmagan sferik sayyoranikidan kattaroqdir va Yerning burchak momenti (ya'ni, uning inersiya momentining burchak tezligiga ko'paytmasi) doimiy bo'lib qolishi kerakligi sababli, Yerning aylanish tezligi. siqilgan Yer deformatsiyalanmagan Yernikidan kamroq. Oy va Quyoshning qiyshayishlari, Yerdan Oy va Quyoshgacha bo'lgan masofalar doimiy ravishda o'zgarib turishi sababli, oqim kuchi vaqt o'tishi bilan o'zgarib turadi. Yerning siqilishi shunga mos ravishda o'zgaradi, bu oxir-oqibat Yerning aylanish tezligida to'lqinlarning o'zgarishiga olib keladi. Ulardan eng muhimi yarim oylik va oylik davrlar bilan tebranishlardir.

Yerning aylanish tezligining sekinlashishi astronomik kuzatishlar va paleontologik tadqiqotlar davomida aniqlanadi. Qadimgi quyosh tutilishining kuzatuvlari har 100 000 yilda kunning uzunligi 2 soniyaga oshadi degan xulosaga keldi. Marjonlarning paleontologik kuzatuvlari shuni ko'rsatdiki, iliq dengiz marjonlari o'sib, kamar hosil qiladi, ularning qalinligi kuniga olingan yorug'lik miqdoriga bog'liq. Shunday qilib, ularning tarkibidagi yillik o'zgarishlarni aniqlash va bir yildagi kunlar sonini hisoblash mumkin. Zamonaviy davrda 365 ta marjon kamar topilgan. Paleontologik kuzatishlarga koʻra (5-jadval) kunning uzunligi vaqt oʻtishi bilan chiziqli ravishda 100 000 yilda 1,9 s ga oshadi.

5-jadval

Oxirgi 250 yildagi kuzatuvlarga ko'ra, kun har asrda 0,0014 s ga oshgan. Ba'zi ma'lumotlarga ko'ra, suv toshqini sekinlashishi bilan bir qatorda, aylanish tezligining asrda 0,001 s ga ortishi kuzatiladi, bu Yer ichidagi moddalarning sekin harakatlanishi va Yerning inertsiya momentining o'zgarishi natijasida yuzaga keladi. uning yuzasida. O'zining tezlashishi kunning uzunligini qisqartiradi. Binobarin, agar u bo'lmaganida, kun har asrda 0,0024 s ga ko'paygan bo'lar edi.

Atom soatlari yaratilgunga qadar Yerning aylanishi Oy, Quyosh va sayyoralarning kuzatilgan va hisoblangan koordinatalarini solishtirish orqali nazorat qilingan. Shunday qilib, so'nggi uch asr davomida Yerning aylanish tezligining o'zgarishi to'g'risida tasavvurga ega bo'lish mumkin edi - 17-asrning oxiridan boshlab, Yerning harakatini birinchi instrumental kuzatishlar. Oy, Quyosh va sayyoralar boshlandi. Ushbu ma'lumotlarning tahlili shuni ko'rsatadiki (1.27-rasm) 17-asr boshidan. 19-asrning o'rtalariga qadar. Yerning aylanish tezligi biroz o'zgargan. 19-asrning ikkinchi yarmidan boshlab. Bugungi kunga kelib, 60-70 yil oralig'idagi xarakterli vaqtlar bilan sezilarli tartibsiz tezlik tebranishlari kuzatildi.

1.27-rasm. Kun uzunligining standart qiymatlardan 350 yildan ortiq og'ishi

Yer 1870-yil atrofida eng tez aylangan, o‘shanda Yer kunining uzunligi standartdan 0,003 s qisqa bo‘lgan. Eng sekin - taxminan 1903 yil, o'shanda Yer kuni odatdagidan 0,004 s uzunroq edi. 1903 yildan 1934 yilgacha 30-yillarning oxiridan 1972 yilgacha Yerning aylanishining tezlashishi kuzatildi. sekinlashuv kuzatildi va 1973 yildan boshlab. Hozirgi vaqtda Yer o'z aylanishini tezlashtirmoqda.

Yerning aylanish tezligining davriy yillik va yarim yillik tebranishlari atmosferaning mavsumiy dinamikasi va yogʻinlarning sayyoralar boʻyicha taqsimlanishi tufayli Yer inersiya momentining davriy oʻzgarishi bilan izohlanadi. Zamonaviy ma'lumotlarga ko'ra, kunning uzunligi yil davomida ± 0,001 soniyaga o'zgaradi. Eng qisqa kunlar iyul-avgust oylarida, eng uzun kunlar esa martda.

Yerning aylanish tezligidagi davriy o'zgarishlar 14 va 28 kunlik (oy) va 6 oy va 1 yil (quyosh) davrlariga ega. Yer aylanishining minimal tezligi (tezlanish nolga teng) 14 fevralga, o‘rtacha tezligi (maksimal tezlashuv) 28 mayga, maksimal tezlik (tezlanish nolga) 9 avgustga, o‘rtacha tezligi (minimal sekinlashuv) 6 noyabrga to‘g‘ri keladi. .

Yerning aylanish tezligida tasodifiy o'zgarishlar ham kuzatiladi, ular tartibsiz vaqt oralig'ida, deyarli o'n bir yilga ko'payadi. Burchak tezligining nisbiy o'zgarishining mutlaq qiymati 1898 yilda erishilgan. 3,9×10 -8 va 1920 yilda – 4,5×10 -8. Yerning aylanish tezligidagi tasodifiy tebranishlarning tabiati va tabiati kam o'rganilgan. Gipotezalardan biri Yerning aylanish burchak tezligidagi tartibsiz tebranishlarni Yer ichidagi baʼzi jinslarning qayta kristallanishi, uning inersiya momentini oʻzgartirishi bilan izohlaydi.

Yerning notekis aylanishi kashf etilishidan oldin, olingan vaqt birligi - ikkinchisi - o'rtacha quyosh kunining 1/86400 qismi sifatida aniqlangan. Yerning notekis aylanishi tufayli o'rtacha quyosh kunining o'zgaruvchanligi bizni ikkinchi ta'rifdan voz kechishga majbur qildi.

1959 yil oktyabrda Xalqaro vazn va o'lchovlar byurosi asosiy vaqt birligiga quyidagi ta'rifni berishga qaror qildi, ikkinchisi:

"Bir soniya tropik yilning 1/31556925,9747 ni tashkil etadi, 1900 yil, 0 yanvar, efemeris vaqti bilan soat 12."

Shu tarzda aniqlangan ikkinchisi "efemeris" deb ataladi. 31556925.9747=86400´365.2421988 soni tropik yildagi soniyalar soni boʻlib, uning davomiyligi 1900-yil, 0-yanvar, efemer vaqtining 12 soatida (yagona Nyuton vaqti) oʻrtacha 365,2841 kunga teng boʻlgan.

Boshqacha qilib aytganda, efemeris soniya - bu ular 1900-yilda, 0-yanvarda, efemer vaqtining 12 soatida bo'lgan o'rtacha quyosh kunining o'rtacha uzunligining 1/86400 qismiga teng vaqt davri. Shunday qilib, ikkinchisining yangi ta'rifi ham Yerning Quyosh atrofidagi harakati bilan bog'liq edi, eski ta'rif esa faqat o'z o'qi atrofida aylanishiga asoslangan edi.

Hozirgi vaqtda vaqt eng yuqori aniqlik bilan o'lchanadigan jismoniy miqdordir. Vaqt birligi - "atom" vaqtning soniyasi (SI soniya) - seziy-133 atomining asosiy holatining ikkita yuqori darajadagi o'zgarishiga mos keladigan 9192631770 nurlanish davrining davomiyligiga teng, 1967 yilda kiritilgan. XII bosh og'irliklar va o'lchovlar konferentsiyasining qarori bilan va 1970 yilda "atom" vaqti asosiy mos yozuvlar vaqti sifatida qabul qilindi. Sezyum chastotasi standartining nisbiy aniqligi bir necha yillar davomida 10 -10 -10 -11 ni tashkil qiladi. Atom vaqti standarti kunlik va dunyoviy tebranishlarga ega emas, qarimaydi va etarli darajada aniqlik, aniqlik va takrorlanuvchanlikka ega.

Atom vaqtining kiritilishi bilan Yerning notekis aylanishini aniqlashning aniqligi sezilarli darajada yaxshilandi. Shu paytdan boshlab bir oydan ortiq vaqt davomida Yerning aylanish tezligidagi barcha tebranishlarni qayd etish mumkin bo'ldi. 1.28-rasmda 1955-2000 yillardagi o'rtacha oylik og'ishlarning borishi ko'rsatilgan.

1956 yildan 1961 yilgacha Yerning aylanishi 1962 yildan 1972 yilgacha tezlashdi. - sekinlashdi va 1973 yildan. hozirgi kungacha - u yana tezlashdi. Bu tezlashuv hali tugamagan va 2010 yilgacha davom etadi. Aylanish tezlashishi 1958-1961 yillar va sekinlashuv 1989-1994 yillar. qisqa muddatli tebranishlardir. Mavsumiy oʻzgarishlar Yerning aylanish tezligi aprel va noyabrda eng sekin, yanvar va iyul oylarida esa eng yuqori boʻlishiga olib keladi. Yanvar maksimal iyul maksimalidan sezilarli darajada past. Er kuni davomiyligining iyul oyidagi me'yordan minimal og'ishi bilan aprel yoki noyabrdagi maksimal og'ish o'rtasidagi farq 0,001 s ni tashkil qiladi.

1.28-rasm. 45 yil davomida Yer kuni davomiyligining me'yordan o'rtacha oylik og'ishlari

Yer aylanishining notekisligini, Yer oʻqining nutatsiyasini va qutblar harakatini oʻrganish katta ilmiy va amaliy ahamiyatga ega. Bu parametrlarni bilish samoviy va quruqlikdagi jismlarning koordinatalarini aniqlash uchun zarurdir. Ular geofanning turli sohalaridagi bilimlarimizni kengaytirishga hissa qo'shadi.

20-asrning 80-yillarida geodeziyaning yangi usullari Yerning aylanish parametrlarini aniqlashning astronomik usullarini almashtirdi. Sun'iy yo'ldoshlarni dopller yordamida kuzatish, Oy va sun'iy yo'ldoshlarning lazer diapazoni, GPS global joylashishni aniqlash tizimi, radio interferometriya Yerning notekis aylanishini va qutblar harakatini o'rganish uchun samarali vositadir. Radio interferometriya uchun eng mos bo'lganlar kvazarlar - juda kichik burchak o'lchamdagi (0,02² dan kam) radio emissiyasining kuchli manbalari bo'lib, ular koinotning eng uzoqdagi ob'ektlari bo'lib, osmonda deyarli harakatsizdir. Kvazar radio interferometriyasi o'rganish uchun eng samarali va optik o'lchovlardan mustaqil vositadir aylanish harakati Yer.

Maktab yillarimdagi onam yonimga kelib, maktab globusimni 360 gradusga aylantirganini eslayman. Keyin u mendan so'radi: "Bilasizmi, o'g'lim, yer sharini o'z o'qi atrofida aylanish uchun necha soat kerak bo'ladi??" Men bu haqda o'yladim va u davom etdi: "Lekin geografiya darsligini oching va bilib oling." Men uning maslahatiga amal qildim va ilgari bilmagan narsalarni kashf qildim.

Yer o'z atrofida aylanishi uchun qancha vaqt ketadi?

Bizning sayyoramiz o'z o'qi atrofida to'liq aylanishni roppa-rosa 24 soatda yakunlaydi. Shunday qilib, kun o'tadi. Ular chaqiriladi "quyoshli" kunlar uchun.

Sayyoraning o'zi aylanadi g'arbdan sharqqa. Va ekliptikaning shimoliy qutbidan (yoki Shimoliy yulduzdan) kuzatilganda, aylanish sodir bo'ladi soat miliga teskari.

Bu aylana tufayli kunlar va tunlarning o'zgarishi. Axir, yarmi yoritilgan quyosh nurlari, ikkinchisi esa soyada qoladi.

Bundan tashqari, sayyoraning aylanishiga shimoliy yarim sharda - o'ngga, janubda - chapga harakatlanuvchi oqimlarning (masalan, daryolar yoki shamollar) og'ishlari yordam beradi.

Yerning kunlik aylanishi haqidagi g'oyalar tarixi

Turli vaqtlarda odamlar kunning o'zgarishini o'zlaricha tushuntirishga harakat qilishgan. Gipotezalar ko'pincha bir-birini almashtirdi, har bir qadimgi odamlarning o'z nazariyasi bor edi:

• osmonning kunlik o'zgarishi haqidagi eng erta tushuntirish berilgan Pifagor davrida. Filolaviy dunyo tizimida Yer ma'lum harakatlarni amalga oshirgan deb ishonilgan. Lekin ular aylanish emas edi, lekin progressiv. Va bu harakatlar "Markaziy olov" deb ataladigan narsa orqali sodir bo'ldi;
• Qadimgi astronomlardan birinchi bo'lib bizning sayyoramiz aniq aylanadi, hind olimiga aylandi Aryabhata(V asrning oxiri - VI asrning boshlarida yashagan);
• keyin, 19-asrning ikkinchi yarmida Evropada Yer harakatining imkoniyatlari haqida batafsilroq muhokamalar olib borildi. Bu haqda eng ko'p yozilganlar parijlik olimlar edi Jan Buridan, Nikolay Orem Va Saksoniyalik Albert;
• 1543 yilda mashhur Nikolay Kopernik allaqachon yozgan mening ishim"Osmon sferalarining aylanishi to'g'risida" , bu davrning ko'plab astronomlari tomonidan qo'llab-quvvatlangan;
• va keyinroq Galileo Galileyasosini shakllantirdi nisbiylik printsipi. U buni da'vo qildi Yerning (yoki boshqa ob'ektning) harakati hech qanday tarzda davom etayotgan ichki va tashqi jarayonlarga ta'sir qilmaydi.

Bular sayyoramizning aylanishi haqidagi gipotezani ishlab chiqishning asosiy bosqichlari edi. Aynan shu mavzu bilan bog'liq muammolarni tushunish ko'pchilikning ochilishiga yordam berdi mexanika qonunlari va kelib chiqishi yangi kosmologiya.

Yerning o'z o'qi atrofida aylanish davri doimiy qiymatdir. Astronomik jihatdan u 23 soat 56 daqiqa 4 soniyaga teng. Biroq, olimlar bu raqamlarni 24 soat yoki bir er kuniga yaxlitlab, ahamiyatsiz xatoni hisobga olishmadi. Bunday aylanishlardan biri kunlik aylanish deb ataladi va g'arbdan sharqqa qarab sodir bo'ladi. Erdan kelgan odam uchun ertalab, tushdan keyin va kechqurun bir-birining o'rnini bosadigan kabi ko'rinadi. Boshqacha aytganda, quyosh chiqishi, peshin va quyosh botishi sayyoramizning kunlik aylanishiga to'liq mos keladi.

Yerning o'qi nima?

Erning o'qini aqliy ravishda Quyoshdan uchinchi sayyora aylanadigan xayoliy chiziq sifatida tasavvur qilish mumkin. Bu o'q Yer yuzasini ikkita doimiy nuqtada - Shimoliy va Janubiy geografik qutblarda kesib o'tadi. Agar, masalan, siz yerning o'qi yo'nalishini yuqoriga qarab davom ettirsangiz, u Shimoliy Yulduzning yonidan o'tadi. Aytgancha, Shimoliy Yulduzning harakatsizligini aynan shu narsa tushuntiradi. Osmon sferasi o'z o'qi atrofida va shuning uchun bu yulduz atrofida harakatlanishi effekti yaratiladi.

Bundan tashqari, Yerdan kelgan odamga yulduzli osmon sharqdan g'arbga qarab aylanayotgandek tuyuladi. Ammo bu unday emas. Ko'rinadigan harakat faqat haqiqiy kundalik aylanishning aksidir. Bizning sayyoramiz bir vaqtning o'zida bir emas, balki kamida ikkita jarayonda ishtirok etishini bilish muhimdir. U yer o‘qi atrofida aylanadi va samoviy jism atrofida orbital harakat qiladi.

Quyoshning ko'rinadigan harakati bizning sayyoramizning uning atrofidagi orbitasidagi haqiqiy harakatining bir xil aksidir. Natijada birinchi kun keladi, keyin esa kechasi. Shuni ta'kidlash kerakki, bir harakatni ikkinchisisiz tasavvur qilib bo'lmaydi! Bu koinot qonunlari. Bundan tashqari, agar Yerning o'z o'qi atrofida aylanish davri bir Yer kuniga teng bo'lsa, unda uning samoviy jism atrofida harakatlanish vaqti doimiy qiymat emas. Keling, ushbu ko'rsatkichlarga nima ta'sir qilishini bilib olaylik.

Yerning orbital aylanish tezligiga nima ta'sir qiladi?

Yerning o'z o'qi atrofida aylanish davri doimiy qiymat bo'lib, uni ko'k sayyora yulduz atrofida orbitada harakatlanish tezligi haqida aytib bo'lmaydi. Uzoq vaqt davomida astronomlar bu tezlikni doimiy deb o'ylashgan. Yo'q bo'lib chiqdi! Hozirgi vaqtda eng aniq o'lchash asboblari tufayli olimlar ilgari olingan raqamlarda biroz og'ish borligini aniqladilar.

Bu o'zgaruvchanlikning sababi dengiz to'lqinlari paytida yuzaga keladigan ishqalanishdir. Aynan shu narsa uchinchi sayyoraning Quyoshdan orbital tezligining pasayishiga bevosita ta'sir qiladi. O'z navbatida, to'lqinlarning pasayishi va oqimi uning doimiy sun'iy yo'ldoshi Oyning Yerdagi ta'sirining natijasidir. Yerning o'z o'qi atrofida aylanish davri kabi, inson osmon jismining atrofida sayyoraning bunday aylanishini sezmaydi. Lekin bahor o‘z o‘rnini yozga, yozni kuzga, kuzni qishga bo‘shatib berishiga e’tibor bermay ilojimiz yo‘q. Va bu har doim sodir bo'ladi. Bu 365,25 kun yoki bir Yer yili davom etadigan sayyoraning orbital harakatining natijasidir.

Shuni ta'kidlash kerakki, Yer Quyoshga nisbatan notekis harakat qiladi. Masalan, ba'zi nuqtalarda u samoviy jismga eng yaqin, boshqalarida esa undan uzoqroq. Va yana bir narsa: Yer atrofidagi orbita aylana emas, balki oval yoki ellipsdir.

Nima uchun odam kunlik aylanishni sezmaydi?

Inson hech qachon sayyora yuzasida bo'lganda uning aylanishini seza olmaydi. Bu bizniki va globus o'lchamlaridagi farq bilan izohlanadi - bu biz uchun juda katta! Siz Yerning o'z o'qi atrofida aylanish davrini seza olmaysiz, lekin buni his qila olasiz: kun tunga o'tadi va aksincha. Bu allaqachon yuqorida muhokama qilingan. Ammo ko'k sayyora o'z o'qi atrofida aylana olmasa nima bo'ladi? Mana nima: Yerning bir tomonida abadiy kun, boshqa tomonida esa abadiy tun bo'lar edi! Dahshatli, shunday emasmi?

Bilish muhim!

Shunday qilib, Yerning o'z o'qi atrofida aylanish davri deyarli 24 soatni tashkil qiladi va uning Quyosh atrofida "sayohat qilish" vaqti taxminan 365,25 kun (bir Yer yili), chunki bu qiymat doimiy emas. Keling, ko'rib chiqilayotgan ikkita harakatdan tashqari, Yer boshqalarda ham ishtirok etishiga e'tiboringizni qaratamiz. Masalan, u boshqa sayyoralar bilan birgalikda Somon yo'liga - bizning ona galaktikamizga nisbatan harakat qiladi. O'z navbatida, u boshqa qo'shni galaktikalarga nisbatan biroz harakat qiladi. Va hamma narsa sodir bo'ladi, chunki Koinotda hech qachon o'zgarmas va o'zgarmas narsa bo'lmagan va bo'lmaydi! Buni butun umr eslab qolish kerak.

Bizning sayyoramiz doimiy harakatda, u Quyosh va o'z o'qi atrofida aylanadi. Yerning oʻqi shimoldan janubiy qutbga (aylanish vaqtida ular harakatsiz qoladi) Yer tekisligiga nisbatan 66 0 33 ga burchak ostida chizilgan xayoliy chiziqdir. Odamlar aylanish momentini seza olmaydilar, chunki barcha jismlar parallel ravishda harakatlanadi, ularning tezligi bir xil. Bu xuddi biz kemada suzib ketayotgandek va undagi narsalar va narsalarning harakatini sezmagandek ko'rinardi.

O'q atrofida to'liq aylanish 23 soat 56 daqiqa va 4 soniyadan iborat bo'lgan bir yulduz kunida yakunlanadi. Bu davrda birinchi navbatda sayyoramizning u yoki bu tomoni Quyosh tomon burilib, undan turli miqdorda issiqlik va yorug'lik oladi. Bundan tashqari, Yerning o'z o'qi atrofida aylanishi uning shakliga (tekislangan qutblar sayyoraning o'z o'qi atrofida aylanishining natijasidir) va jismlar gorizontal tekislikda harakat qilganda og'ishiga (Janubiy yarim sharning daryolari, oqimlari va shamollarining og'ishi) ta'sir qiladi. chapda, Shimoliy yarim shardan o'ngda).

Chiziqli va burchakli aylanish tezligi

(Yerning aylanishi)

Yerning oʻz oʻqi atrofida chiziqli aylanish tezligi ekvator zonasida 465 m/s yoki 1674 km/soatni tashkil etadi, undan uzoqlashgan sari tezlik asta-sekin sekinlashadi, Shimoliy va Janubiy qutblarda nolga teng. Masalan, ekvatorial Quito shahri fuqarolari uchun (Ekvador poytaxti Janubiy Amerika) aylanish tezligi bor-yo‘g‘i 465 m/s, ekvatorning 55-parallel shimolida yashovchi moskvaliklar uchun esa 260 m/s (deyarli yarmi) ni tashkil qiladi.

Har yili o'q atrofida aylanish tezligi 4 millisekundga kamayadi, bu Oyning dengiz va okean to'lqinlarining kuchiga ta'siri bilan bog'liq. Oyning tortishish kuchi suvni Yerning o‘qning aylanishiga teskari yo‘nalishda “tortib oladi”, bu esa aylanish tezligini 4 millisekundga sekinlashtiradigan engil ishqalanish kuchini hosil qiladi. Burchak aylanish tezligi hamma joyda bir xil bo'lib qoladi, uning qiymati soatiga 15 daraja.

Nega kunduz o'rnini tunga beradi?

(Kecha va kunduzning o'zgarishi)

Yerning o'z o'qi atrofida to'liq aylanish vaqti - bir yulduz kuni (23 soat 56 minut 4 soniya), bu vaqt oralig'ida Quyosh tomonidan yoritilgan tomon kunning birinchi "qudratida", soya tomoni esa. tunning nazorati ostida, keyin esa aksincha.

Agar Yer boshqacha aylansa va uning bir tomoni doimiy ravishda Quyosh tomon burilib tursa, u holda yuqori harorat (100 darajagacha) bo'lib, barcha suv bug'lanadi, boshqa tomondan, aksincha, sovuq g'azablanar edi. suv esa qalin muz qatlami ostida bo'lardi. Birinchi va ikkinchi shartlar hayotning rivojlanishi va inson turlarining mavjudligi uchun qabul qilinishi mumkin emas edi.

Nega fasllar o'zgaradi?

(Yerdagi fasllarning o'zgarishi)

O'q ma'lum bir burchak ostida er yuzasiga nisbatan moyil bo'lganligi sababli, uning bo'limlari boshqa vaqt har xil miqdordagi issiqlik va yorug'lik, bu esa fasllarning o'zgarishiga olib keladi. Yil vaqtini aniqlash uchun zarur bo'lgan astronomik parametrlarga ko'ra, vaqtning ma'lum nuqtalari mos yozuvlar nuqtasi sifatida qabul qilinadi: yoz va qish uchun bu kun to'xtashi kunlari (21 iyun va 22 dekabr), bahor va kuz uchun - tengkunlik (20 mart) va 23 sentyabr). Sentyabrdan martgacha Shimoliy yarim shar Quyoshga kamroq vaqt qaraydi va shunga mos ravishda kamroq issiqlik va yorug'lik oladi, salom qish-qish, Janubiy yarimsharda bu vaqtda juda ko'p issiqlik va yorug'lik, yashasin yoz! 6 oy o'tadi va Yer o'z orbitasining qarama-qarshi nuqtasiga o'tadi va Shimoliy yarim shar ko'proq issiqlik va yorug'lik oladi, kunlar uzoqlashadi, Quyosh balandroq ko'tariladi - yoz keladi.

Agar Yer Quyoshga nisbatan faqat vertikal holatda joylashgan bo'lsa, unda fasllar umuman bo'lmaydi, chunki Quyosh tomonidan yoritilgan yarmining barcha nuqtalari bir xil va bir xil miqdordagi issiqlik va yorug'likni oladi.