В каком году ученые доказали что земля круглая
Как доказать даже ребенку, что Земля действительно круглая
Земля круглая или плоская? Этот вопрос мучил живших тысячи лет назад ученых, и они придумали несколько способов это проверить. К сожалению, с законами физики сегодня знакомы не все, и доказать то, что Земля круглая без полета в космос достаточно непросто. Но можно ли просто объяснить ребенку, почему Земля круглая, а не плоская? Мы расскажем о нескольких шагах, которые помогут доказать правдивость того факта.
Почему Земля круглая
На сегодняшний день астрономы не нашли ни одно достаточно большое тело в космосе, которое имело бы отличную от шара форму. Все дело в том, что шар — это фигура с наименьшей площадью поверхности при наибольшем объеме. Эти характеристики удовлетворяют правилу минимума энергии — при образовании система стремится к состоянию, в котором ее энергия минимальна. Именно поэтому Земля круглая, ведь в другой форме она просто не была бы устойчива и все равно во временем превратилась бы в шар.
Кто доказал, что земля круглая?
Самую первую теорию круглой Земли предложил всем известный древнегреческий математик Пифагор в VI веке до н. э. Сыграли роль в распространении этой точки зрения и другие умы Древней Греции, такие как Аристотель, Платон и Эратосфен. В Средневековье эта теория была подвергнута критике со стороны церкви, однако несмотря на все трудности, ученые смогли сохранить истину и донести ее до широких масс.
Доказываем, что Земля — диск или шар
Начнем с того, что определимся с очертаниями родной планеты. Имеет ли она форму чемодана или там, внизу черепаха и слоны? Есть очень простой способ понять, что Земля — это диск или сфера. Для этого достаточно дождаться полноголунного затмения, они происходят каждый год. Поезжайте с ребенком туда, где в этот день точно будет ясное небо, и смотрите, как круглая тень Земли медленно закрывает Луну. Перед этим продемонстрируйте, как форма тени зависит от тени предмета — покажите тенями рук на стене волка или лося. Если тень круглая, значит, и тело, которое её отбрасывает, круглое. После этого останется только понять, имеет земля форму шара или диска.
Выбираем между диском и сферой
Чтобы ответить на вопрос о том, является ли Земля круглой или плоской, нам понадобится: выбраться за город, мячик и муравей (жук, божья коровка или таракан — на выбор).
Сначала нам нужно найти высокое отдельностоящее на равнинной местности сооружение (например, опору линии электропередач) и пойти от него. Точно так же, как корабль на море, опора будет пропадать из виду не сразу, а постепенно — сначала «ноги», потом средняя часть и, наконец, верхушка с проводами. Это может показаться странным, но если «смотреть за руками» внимательно, можно объяснить, что Земля круглая детям.
Теперь интерпретируем результаты наблюдений. Если бы мы имели дело с высокой башней на плоскости, то она, отдаляясь, становилась бы все меньше и меньше, но, даже оставаясь едва заметной, была бы видна полностью. На поверхности сферы же объекты пропадают из виду постепенно. Этот опыт показывает, что Земля круглая.
Для закрепления проведем тот же самый опыт в меньшем масштабе — он также призван показать, что Земля — шар. Берем мячик и сажаем на него насекомое. Подносим мячик очень-очень близко к глазам так, чтобы насекомое оказалось наполовину за «горзонтом» — дальним видимым краем мячика. Видна будет только часть тела животного — как видна издалека только часть вышки. Теперь можно с уверенностью заключить, что мы живем на поверхности земного (кроме шуток) шара.
Еще раз о шаре
Еще один отличный способ убедиться в том, что Земля круглая — выйти на рассвете в поле. Захватите с собой часы и стойте лицом к самому светлому краю неба. Как только краешек Солнца (или Луны — это неважно) покажется за горизонтом, лягте на Землю и засеките время. Смотрите в том же направлении. На несколько секунд светило снова скроется за горизонтом. Почему? Потому что вы изменили угол наблюдения, и на короткое время Солнце (или Луна) оказались скрыты от вас выпуклой поверхностью Земли.
То же самое можно проделать на закате или наблюдая, как садится Луна, но только в обратном порядке: сначала наблюдать лежа, а потом — стоя. Так вы получите новые доказательства, что Земля круглая.
Определяем размеры шара
Впервые длину окружности экватора рассчитал библиотекарь Александрийской библиотеки Эратосфен Киренский. Древний мудрец сравнил отклонение Солнца от зенита в один и тот же день года в двух городах, расположенных на расстоянии 800 километров друг от друга — Александрии и Сиене. Уже тогда, используя знания геометрии, люди определили, что Земля круглая.
Солнце в зените поймать легко: в этот момент его лучи падают даже на дно глубоких ям (Эратосфен ориентировался на колодцы), а предметы не отбрасывают тени. В один и тот же день Солнце роняло на Александрию отвесные лучи, а в Сиенне — нет. Оно отклонялось от зенита на 7,2°. Семь градусов от 360 — это два процента. Умножаем 800 на 50 и получаем 40 тысяч (километров): такова длина Экватора, это подтверждено и современными высокоточными измерениями.
Повторить эксперимент Эратосфена довольно просто, но придётся заручиться помощью друзей в другом городе. Дождитесь момента, когда Солнце будет в зените (можно дать слабину и посмотреть в интернете, можно ориентироваться по солнечным часам — палке, воткнутой в Землю. Когда тень самая короткая, тогда Солнце ближе всего к зениту). Над средней полосой Солнце никогда не бывает в зените, но это неважно. Важно в тот момент, когда тень от вашей палки дойдёт до своего минимума, позвонить друзьям в город, расположенный от вас довольно далеко — из Москвы, например, в Петербург, и попросить измерить длину тени у них (и высоту палки). Рассчитайте значение острого угла между палкой и воображаемой прямой от конца палки до конца тени у вас и в далёком городе. Дальше — чистая арифметика: должно получиться около 40 тысяч километров. Лишнее доказательство, что Земля круглая.
Еще раз измеряем размеры шара
Возвращаемся к экспериментам с часами и восходами (закатами). Мы не просто так засекали время: зная его и собственный рост, можно решить задачку о радиусе нашей планеты и показать, что Земля — шар.
Сначала найдем угол, на который Земля, имеющая форму шара, повернулась в промежутке между тем, как вы увидели краешек восходящего Солнца или Луны на рассвете стоя и лежа. Для этого решите простую пропорцию. Если Земля поворачивается на 360° за 24 часа, то на какой угол она повернулась за время, которое вы засекли? Посчитайте и назовите его углом α.
Представьте, что это не вы падали и вставали. Вместо этого восход наблюдали два человека: Иван 1 и Иван 2, на таком расстоянии друг от друга, что первый увидел Солнце позже другого ровно на то самое время T. Два радиуса R до Ивана 1 и Ивана 2 образуют равнобедренный треугольник с углом α.
Дополните радиус до Ивана 2 отрезком, равным вашему росту h, и соедините его конец с точкой, где стоит Иван 1. Получим прямоугольный треугольник с гипотенузой R+h и известным острым углом. Немного тригонометрии — и мы вычисляем радиус Земли.
Кто сказал, что Земля круглая? История и интересные факты
О том, кто сказал, что Земля круглая, споры не прекращаются и сегодня. До сих пор находятся такие личности, которые пытаются доказать, что Земля плоская, даже игнорируя изображения земного шара на фотографиях из космоса. Итак, о круглой форме Земли известно с глубокой древности.
Кто первый сказал, что Земля круглая?
Древнегреческий ученый Парменид, живший примерно в 540-480 гг. до н. э., в своей философской поэме «О природе» написал, что Земля круглая. Это было революционное заключение о форме планеты, однако однозначно считать, что Парменид первым высказал эту мысль, нельзя. О круглой форме Земли ученый написал в разделе «Мнения смертных», где описывал мысли и идеи своих современников, но не свои умозаключения. А современником Парменида был Пифагор Самосский.
Пифагор вместе со своими учениками занимался теорией всемирной и космической гармонии. Именно в записях приверженцев пифагорейской школы было найдено множество размышлений о том, что плоская Земля никак не может гармонировать с небесной сферой. На вопрос: «Кто сказал, что Земля круглая?» наиболее вероятно ответил сам Пифагор, сформулировав идею о земной сфере как наиболее подходящей, согласно теориям геометрии и математики.
Ученые, заявившие о форме Земли
Кто из ученых сказал, что Земля круглая? Кроме Парменида и Пифагора, были и другие мыслители древности, которые занимались изучением Земли и космоса. Сегодня любому школьнику известен принцип «солнечных часов», когда в течение дня палочки на песке отбрасывают тени разной длины и под разными углами. Если бы земля была плоской, либо длина теней, либо угол между предметом и тенью не менялись бы. Однако в давние времена лишь серьезные ученые обращали внимание на подобные детали бытия.
Так, философ из Александрии Эратосфен Киренский, живший в III-II вв. до н. э., сделал расчеты в день летнего солнцестояния, используя значения разности между тенями от предметов, зенитом и углом между ними. Он даже сумел вычислить приблизительные размеры нашей планеты и считается первым исследователем, описавшим понятия современной долготы и широты, так как в своих расчетах пользовался данными из разных географических мест Александрии и Сиены.
Позднее греческий философ-стоик Посидоний в 135-51 гг. до н. э. также рассчитал размеры земного шара, однако они получились у него меньше, чем у Эратосфена. Так что сегодня однозначно ответить на вопрос о том, кто первым сказал, что Земля круглая, достаточно трудно.
Аристотель о Земле
Греческий ученый, мыслитель, философ Аристотель сказал, что Земля круглая, еще в IV веке до н. э. Он не только выдвигал гипотезы и делал приблизительные расчеты, но и собирал доказательства того, что Земля имеет форму шара.
Во-первых, ученый замечает, что если смотреть с берега на корабль, который приближается к наблюдателю, то из-за горизонта становится видно вначале мачту, потом сам корпус судна. Такое доказательство убедило совсем немногих.
Во-вторых, более существенное его доказательство основано на наблюдениях за затмениями Луны. В результате Аристотель сделал заключение, что Земля имеет форму сферы, потому что тень от Земли на поверхности Луны во время затмений не менялась, то есть всегда была круглая, которую дает только шар.
В-третьих, во время своей поездки в Египет Аристотель, наблюдая за небосводом, подробно описал изменения созвездий и звезд в Южном и Северном полушариях. Он писал: «. в Египте и на Кипре наблюдаются звезды, которых не видели в северных регионах». Такие изменения можно увидеть только с круглой поверхности. Причем ученый сделал вывод, что сфера Земли имеет небольшой размер, так как установить изменения звезд и местности можно только с достаточно ограниченной поверхности.
Первая звездная карта
А кто был первым, кто сказал, что Земля круглая, на Востоке? Необычна история халифа Аль-Мамуна, жившего в VII веке, которому однажды во сне явился Аристотель со своими учениками. Ученый показал Мамуну «образ Земли». По увиденным изображениям Мамун воспроизвел «звездную карту», которая была первой картой Земли и планет в исламском мире.
Мамун велел придворным астрономам измерить величину Земли, и полученная ими длина окружности планеты, равная 18 000 миль, оказалась достаточно точной: вычисленная на сегодняшний день длина земного экватора составляет около 25 000 миль.
Мировая сфера
Таким образом, уже к XIII веку идея о круглой форме Земли уже прочно утвердилась в науке. Известный английский математик, основатель десятичной системы счисления Иоанн де Сакробоско, или Джон из Галифакса, как его называют в Англии, издал свой знаменитый трактат «О мировой сфере». В этой работе Сакробоско обобщил выводы восточных астрономов и идеи «Альмагеста» Птолемея. С 1240 года «Мировая сфера» стала основным учебным пособием по астрономии в Оксфорде, Сорбонне и других престижных университетах мира и за 400 лет выдержала около 60 изданий.
Эстафету идеи мировой сферы подхватил Христофор Колумб, когда в 1492 году начал свое знаменитое путешествие в Индию, отплывая от Испании к западу. Он был уверен, что достигнет континента, потому что Земля имеет сферическую форму, и нет особой разницы, в какую сторону плыть: все равно движение будет замкнуто по кругу. Так что Колумб вовсе неслучайно был тем, кто первым доказал, что Земля круглая, как пишут во многих современных учебниках. Он был образованным, предприимчивым, но не слишком удачливым мореплавателем, так как вся слава первооткрывателя досталась его соратнику Америго Веспуччи.
Библейские описания Земли
В Библии сведения о системе небесных тел и форме Земли на самом деле выглядят несколько противоречиво. Так, в некоторых ветхозаветных книгах достаточно однозначно описана плоская форма земли и геоцентрическая модель мира:
(Псал. 103:5) «Ты поставил землю на твердых основах: не поколеблется она во веки и веки»;
Книга Экклесиаста (Екк. 1:5) «Восходит солнце, и заходит солнце, и спешит к месту своему, где оно восходит»;
Книга Иисуса Навина (Нав. 10:12) «. стой, солнце, над Гаваоном, и луна, над долиною Аиалонскою!».
А все-таки она вертится!
Также в Библии сказано, что Земля круглая, а некоторые трактовки Священного Писания подтверждают гелиоцентрическое устройство мира:
Книга пророка Исайи, 40:22: «Он есть Тот, Который восседает над шаром Земли. »;
Книга Иова (Иов 26:7): «Он (Бог) распростер север над пустотою, повесил Землю ни на чем»;
(Иов 26:10): «Черту провел над поверхностью воды, до границ света со тьмою».
Польза и вред инквизиции
Так, Галилео Галилея (1564-1642) признали еретиком за его активную пропаганду гелиоцентрической системы мира, обоснованную еще в начале XVI века Николаем Коперником (1473-1543). Самое же скандальное и печальное деяние инквизиции — сожжение на костре Джордано Бруно в 1600 году — известно любому школьнику. Правда, на самом деле приговор инквизиции по делу монаха Бруно Ноланца никакого отношения к его рассуждениям о гелиоцентрической системе небесных тел не имел, его обвинили в отрицании основных христианских догматов. Однако устойчивость этого мифа говорит о глубокой важности трудов ученых-астрономов для современных науки и религии.
Сказано ли в Коране, что Земля круглая?
Поскольку пророк Мухаммед был одним из поздних основателей монотеистической религии, Коран вобрал в себя наиболее передовые идеи науки и религии, основанные на колоссальных сокровищах знаний ученых мужей Востока. В этой священной книге также есть свидетельства в пользу круглой формы Земли.
«Он покрывает ночью день, который поспешно за ней следует» [9].
«Он обвивает ночью день и обвивает днем ночь»[11].
Подобная непрерывная цикличность и равномерное наложение дня и ночи явно указывает на сферичность Земли. И совершенно однозначно использован глагол «обвивает», подчеркивая именно круговое движение светила вокруг шара Земли.
«Нет и нет! Клянусь Господом востоков и западов! Воистину, Мы в состоянии» [13].
Очевидно, что на плоской Земле может быть лишь один запад и один восток, и только на круглой их много. Положение же западов и востоков меняется относительно линии горизонта вследствие вращения Земли.
«Знамением для них является мертвая земля, которую Мы оживили и извлекли из нее зерно, которым они питаются» (36:33)
И еще одна цитата из Корана:
«Солнце плывет к своему местопребыванию. Таково предустановление Могущественного, Знающего. Мы предопределили для луны положения, пока она вновь не становится подобна старой пальмовой ветви. Солнцу не надлежит догонять луну, и ночь не опережает день. Каждый плывет по орбите» (36:38–40).
Также в Священной книге мусульман есть уникальный айат со словами «После того Он распростер землю» (79:30), где был использован особый арабский глагол «да-ха», имеющий два значения: «расстилать» и «округлить». Это очень образно подчеркивает, что с вершины земля кажется распростертой, в то время как имеет округлую форму.
К новым открытиям
Наша планета со всеми легендами, мифами, сказаниями, теориями и доказательствами о ней и сегодня представляет научный, социальный и религиозный интерес. Уже никто не берется утверждать, что планета изучена полностью, великое множество загадок таит она в себе, и будущим поколениям предстоит совершить немало самых невероятных открытий.
masterok
masterokМастерок.жж.рф
Хочу все знать
Говорят, что вот такая …
Впрочем, гипотеза о том, что наша планета имеет форму шара, существовала очень давно. Первым эту мысль высказал ещё в VI веке до нашей эры древнегреческий философ и математик Пифагор. Другой философ, Аристотель, живший в Древней Греции двумя веками позже, привёл наглядные доказательства шарообразности: ведь во время лунных затмений Земля отбрасывает на Луну тень именно круглой формы!
Постепенно идея о том, что Земля — шар, висящий в пространстве и ни на что не опирающийся, распространялась всё шире. Прошли века, людям давно известно, что Земля не плоская и не покоится на китах или слонах… Мы обошли вокруг света, пересекли наш шарик буквально во всех направлениях, облетели его на самолёте, сфотографировали из космоса. Мы даже знаем, почему не только наша, но и все другие планеты, и Солнце, и звёзды, и Луна, и другие большие спутники именно «круглые», а не какой-нибудь другой формы. Ведь они большие, обладают огромной массой. Их собственная сила тяготения — гравитация — стремится придать небесным телам форму шара.
Если бы даже объявилась некая сила, большая, чем гравитация, которая придала бы Земле форму, скажем, чемодана, кончилось бы всё равно тем же: как только бы действие этой силы прекратилось, сила тяготения начала бы снова собирать Землю в шар, «втягивая» выступающие части, пока все точки поверхности не оказались бы на равном расстоянии от центра.
Давайте продолжим размышления на эту тему …
Не шар!
Ещё в XVII веке знаменитый физик и математик Ньютон, сделал смелое предположение, что Земля — никакой не шар, вернее, не совсем шар. Предположил — и математически это доказал.
Ньютон «пробурил» (разумеется, мысленно!) до центра планеты два сообщающихся канала: один от Северного полюса, другой — от экватора, и «заполнил» их водой. Расчёты показали, что вода установилась на разных уровнях. Ведь в полярном колодце на воду действует только сила тяготения, а в экваториальном — ей ещё противостоит центробежная сила. Учёный утверждал: для того чтобы оба столба воды оказывали на центр Земли одинаковое давление, то есть чтобы они имели равный вес, уровень воды в экваториальном колодце должен бы быть выше — по подсчётам Ньютона на 1/230 от среднего радиуса планеты. Иными словами, расстояние от центра до экватора больше, чем до полюса.
Чтобы проверить расчёты Ньютона, Парижская академия наук отправила в 1735 — 1737 годах две экспедиции: в Перу и в Лапландию. Участники экспедиции должны были измерить дуги меридиана — по 1 градусу каждая: одну — в экваториальных широтах, в Перу, другую — в полярных, в Лап ланд ни. После обработки данных экспедиций, руководитель северной, геодезист Пьер-Луи Мопертюи, объявил, что Ньютон прав: Земля сжата у полюсов! Это открытие Мопертюи увековечил Вольтер в… эпиграмме:
Посланец физики, отважный мореход,
Преодолев и горы, и моря.
Влача квадрант средь снега и болот,
Почти что превратившись в лопаря.
Узнал ты после множества потерь.
Что знал Ньютон, не выходя за дверь.
Напрасно Вольтер был столь язвителен: разве наука может существовать без экспериментальных подтверждений её теорий?!
Как бы то ни было, теперь мы точно знаем, что Земля сплюснута у полюсов (если угодно — растянута у экватора). Растянута, впрочем, совсем немного: полярный радиус составляет 6357 км, а экваториальный — 6378 км, всего на 21 км больше.
Похожа на грушу?
Однако можно ли назвать Землю пусть не шаром, но «сплюснутым» шаром, а именно эллипсоидом вращения? Ведь, как мы знаем, рельеф у неё неровный: есть горы, есть и впадины. Кроме того, на неё действуют силы притяжения других небесных тел, в первую очередь Солнца и Луны. Пусть их влияние невелико, но всё-таки Луна способна на несколько метров искривлять форму жидкой оболочки Земли — Мирового океана, — создавая приливы и отливы. Значит — в разных точках радиусы «вращения» разные!
К тому же на севере находится «жидкий» океан, а на юге — «твёрдый» материк, покрытый льдом — Антарктида. Получается, что Земля имеет не совсем правильную форму, напоминает грушу, вытянутую к Северному полюсу. А по большому счёту поверхность её настолько сложна, что вообще не поддаётся строгому математическому описанию. Поэтому для формы Земли учёные предложили особое название — геоид. Геоид является неправильной стереометрической фигурой. Его поверхность приблизительно совпадает с гладью Мирового океана и продолжается на материковой части. Та самая «высота над уровнем моря», которую указывают в атласах и словарях, отсчитывается именно от этой поверхности геоида.
Гео́ид (от др.-греч. γῆ — Земля и др.-греч. εἶδος — вид, буквально — «нечто подобное Земле») — выпуклая замкнутая поверхность, совпадающая с поверхностью воды в морях и океанах в спокойном состоянии и перпендикулярная к направлению силы тяжести в любой ее точке. Геометрическое тело, отклоняющееся от фигуры вращения Эллипсоид вращения и отражающее свойства потенциала [1] силы тяжести [2] на Земле (вблизи земной поверхности), важное понятие в геодезии.
1. Мировой океан
2. Земной эллипсоид
3. Отвесные линии
4. Тело Земли
5. Геоид
Геоид определяется как эквипотенциальная поверхность земного поля тяжести [3] (уровенная поверхность), приблизительно совпадающая со средним уровнем вод Мирового океана в невозмущённом состоянии и условно продолженная под материками. Отличие реального среднего уровня моря от геоида может достигать 1 м.
По определению эквипотенциальной поверхности, поверхность геоида везде перпендикулярна отвесной линии.
Некоторые авторы обозначают вышеописанное понятие термином не «геоид», а «основная уровенная поверхность», в то время как сам геоид определяется как 3-мерное тело, ограниченное этой поверхностью
Геоид не геоид!
Если быть совсем честными, стоит признаться, что из-за различия температуры в разных точках планеты и солёности океанов и морей, атмосферного давления и прочих факторов поверхность водной глади не совпадает по форме даже с геоидом, а имеет отклонения. Например, на широте Панамского канала разница уровней Тихого и Атлантического океанов составляет 62 см.
На форме Земного шара сказываются и сильные землетрясения. Одно из таких 9-балльных землетрясений произошло 26 декабря 2004 года в Юго-Восточной Азии, на Суматре. Профессора Миланского университета Роберто Сабадини и Джорджио Далла Виа считают, что оно оставило «шрам» на гравитационном поле планеты, в результате чего геоид существенно прогнулся. Чтобы проверить это предположение, европейцы намерены отправить на орбиту новый спутник GOCE, оснащённый современной высокочувствительной аппаратурой. Надеемся, что вскоре он пришлёт нам точную информацию о том, какую форму имеет Земля сегодня.