На човека са били необходими много хилядолетия, за да разбере, че Земята не е център на Вселената и е в постоянно движение.
Фразата на Галилео Галилей "И все пак се обръща!" влезе в историята завинаги и се превърна в своеобразен символ на онази епоха, когато учени от различни страни се опитаха да опровергаят теорията за геоцентричната система на света.
Въпреки че въртенето на Земята е доказано преди около пет века, точните причини, които я мотивират да се движи, все още не са известни.
Защо Земята се върти около оста си?
През Средновековието хората вярвали, че Земята е неподвижна, а Слънцето и другите планети се въртят около нея. Едва през 16 век астрономите успяват да докажат обратното. Въпреки факта, че мнозина свързват това откритие с Галилей, всъщност то принадлежи на друг учен - Николай Коперник.
Именно той написва трактата „За революцията на небесните сфери“ през 1543 г., където излага теория за движението на Земята. Дълго време тази идея не получава подкрепа нито от колегите му, нито от църквата, но в крайна сметка оказва огромно влияние върху научната революция в Европа и става фундаментална за по-нататъшното развитие на астрономията. 
След като теорията за въртенето на Земята беше доказана, учените започнаха да търсят причините за това явление. През изминалите векове са изказани много хипотези, но дори и днес нито един астроном не може да отговори точно на този въпрос.
В момента има три основни версии, които имат право на живот - теории за инерционно въртене, магнитни полета и въздействието на слънчевата радиация върху планетата.
Теорията на инерционното въртене
Някои учени са склонни да вярват, че някога (по време на появата и образуването си) Земята се е завъртяла, а сега се върти по инерция. Образуван от космически прах, той започна да привлича други тела, което му даде допълнителен импулс. Това предположение важи и за други планети от Слънчевата система.
Теорията има много противници, тъй като не може да обясни защо в различно време скоростта на Земята се увеличава или намалява. Също така не е ясно защо някои планети в Слънчевата система се въртят в обратна посока, като Венера например.
Теория за магнитните полета
Ако се опитате да свържете два магнита с еднакво зареден полюс, те ще започнат да се отблъскват. Теорията на магнитните полета предполага, че полюсите на Земята също са еднакво заредени и сякаш се отблъскват един друг, което кара планетата да се върти. 
Интересното е, че учените наскоро направиха откритие, че магнитното поле на Земята избутва вътрешното ядро от запад на изток и го кара да се върти по-бързо от останалата част на планетата.
Хипотеза за излагане на слънце
За най-вероятна се смята теорията за слънчевата радиация. Добре известно е, че той затопля повърхностните обвивки на Земята (въздух, морета, океани), но нагряването става неравномерно, което води до образуването на морски и въздушни течения.
Именно те, когато взаимодействат с твърдата обвивка на планетата, я карат да се върти. Континентите действат като вид турбини, които определят скоростта и посоката на движение. Ако не са достатъчно монолитни, те започват да се носят, което се отразява на увеличаването или намаляването на скоростта.
Защо Земята се движи около Слънцето?
Причината за въртенето на Земята около Слънцето се нарича инерция. Според теорията за образуването на нашата звезда преди около 4,57 милиарда години в космоса се е появило огромно количество прах, който постепенно се е превърнал в диск, а след това в Слънцето.
Външните частици на този прах започнаха да се свързват помежду си, образувайки планети. Още тогава по инерция те започнаха да се въртят около звездата и продължават да се движат по същата траектория и днес. 
Според закона на Нютон всички космически тела се движат по права линия, тоест всъщност планетите от Слънчевата система, включително Земята, отдавна трябва да са излетели в открития космос. Но това не се случва.
Причината е, че Слънцето има голяма маса и съответно огромна гравитационна сила. Земята, докато се движи, непрекъснато се опитва да се втурне от нея по права линия, но гравитационните сили я привличат обратно, така че планетата се поддържа в орбита и се върти около Слънцето.
В продължение на милиарди години, ден след ден, Земята се върти около оста си. Това прави изгревите и залезите обичайни за живота на нашата планета. Земята прави това, откакто се е образувала преди 4,6 милиарда години. И ще продължи да прави това, докато не спре да съществува. Това вероятно ще се случи, когато Слънцето се превърне в червен гигант и погълне нашата планета. Но защо Земята?
Защо Земята се върти?
Земята е образувана от диск от газ и прах, който се върти около новороденото Слънце. Благодарение на този пространствен диск, прах и скални частици паднаха заедно, за да образуват Земята. Докато Земята растеше, космическите скали продължаваха да се сблъскват с планетата. И те имаха ефект върху него, който накара нашата планета да се върти. И тъй като всички отломки в ранната Слънчева система обикаляха около Слънцето в приблизително една и съща посока, сблъсъците, които накараха Земята (и повечето други тела в Слънчевата система) да се въртят, я завъртяха в същата посока.
Диск за газ и прах
Възниква разумен въпрос: защо самият газопрахов диск се върти? Слънцето и Слънчевата система са се образували в момента, когато облак от прах и газ започнал да става по-плътен под въздействието на собственото си тегло. По-голямата част от газа се събра, за да стане Слънцето, а останалият материал създаде планетарния диск около него. Преди да се оформи, газовите молекули и праховите частици се движеха в неговите граници равномерно във всички посоки. Но в един момент произволно някои молекули газ и прах комбинират енергията си в една посока. Това установява посоката на въртене на диска. Когато газовият облак започна да се компресира, въртенето му се ускори. Същият процес се случва, когато скейтърите започнат да се въртят по-бързо, ако притиснат ръцете си по-близо до тялото си.
В космоса няма много фактори, които могат да накарат планетите да се въртят. Следователно, след като започнат да се въртят, този процес не спира. Въртящата се млада слънчева система има голям ъглов момент. Тази характеристика описва тенденцията на даден обект да продължи да се върти. Може да се предположи, че всички екзопланети вероятно също започват да се въртят в една и съща посока около своите звезди, когато се формира тяхната планетна система.
А ние се въртим на заден ход!
Интересно е, че в Слънчевата система някои планети имат посока на въртене, обратна на движението им около Слънцето. Венера се върти в обратна посока спрямо Земята. А оста на въртене на Уран е наклонена на 90 градуса. Учените не разбират напълно процесите, които са накарали тези планети да придобият такива посоки на въртене. Но те имат някои предположения. Венера може да е получила това въртене в резултат на сблъсък с друго космическо тяло на ранен етап от своето формиране. Или може би Венера е започнала да се върти по същия начин като другите планети. Но с течение на времето гравитацията на Слънцето започна да забавя въртенето му поради плътните му облаци. Което, съчетано с триенето между ядрото на планетата и нейната мантия, накара планетата да се завърти в другата посока.
В случая с Уран учените предполагат, че планетата се е сблъскала с огромни скалисти отломки. Или може би с няколко различни обекта, които са променили оста си на въртене.
Въпреки подобни аномалии е ясно, че всички обекти в космоса се въртят в една или друга посока.
Всичко се върти
Астероидите се въртят. Звездите се въртят. Според НАСА галактиките също се въртят. На Слънчевата система са нужни 230 милиона години, за да извърши едно завъртане около центъра на Млечния път. Някои от най-бързо въртящите се обекти във Вселената са плътни кръгли обекти, наречени пулсари. Те са останки от масивни звезди. Някои пулсари с размерите на град могат да се въртят около оста си стотици пъти в секунда. Най-бързият и известен от тях, открит през 2006 г. и наречен Terzan 5ad, се върти 716 пъти в секунда.
Черните дупки могат да направят това още по-бързо. Един от тях, наречен GRS 1915+105, се смята, че може да се върти между 920 и 1150 пъти в секунда.
Законите на физиката обаче са неумолими. Всички ротации в крайна сметка се забавят. Когато се въртеше около оста си със скорост от едно завъртане на всеки четири дни. Днес на нашата звезда са й необходими около 25 дни, за да извърши едно завъртане. Учените смятат, че причината за това е, че магнитното поле на Слънцето взаимодейства със слънчевия вятър. Именно това забавя въртенето му.
Въртенето на Земята също се забавя. Гравитацията на Луната влияе на Земята по такъв начин, че тя бавно забавя въртенето си. Учените са изчислили, че въртенето на Земята се е забавило с общо около 6 часа през последните 2740 години. Това се равнява на само 1,78 милисекунди за един век.
Ако намерите грешка, моля, маркирайте част от текста и щракнете Ctrl+Enter.
Теорията за света като геоцентрична система е била критикувана и съмнявана неведнъж в старите времена. Известно е, че Галилео Галилей работи за доказването на тази теория. Именно той написа фразата, която влезе в историята: „И все пак се обръща!“ Но все пак не той успя да докаже това, както мнозина смятат, а Николай Коперник, който през 1543 г. написа трактат за движението на небесните тела около Слънцето. Изненадващо, въпреки всички тези доказателства за кръговото движение на Земята около огромна звезда, на теория все още има открити въпроси относно причините, които я подтикват към това движение.
Причини за движение
Средновековието е зад нас, когато хората са смятали нашата планета за неподвижна и никой не оспорва нейните движения. Но причините, поради които Земята се движи около Слънцето, не са известни със сигурност. Изложени са три теории:
- инерционно въртене;
- магнитни полета;
- излагане на слънчева радиация.
Има и други, но те не издържат на критика. Интересно е също, че въпросът: „В каква посока се върти Земята около огромно небесно тяло?“ също не е достатъчно правилен. Отговорът е получен, но е точен само спрямо общоприетата отправна точка.
Слънцето е огромна звезда, около която е концентриран животът в нашата планетна система. Всички тези планети се движат около Слънцето по своите орбити. Земята се движи в трета орбита. Докато изучаваха въпроса: "В каква посока се върти Земята в своята орбита?", Учените направиха много открития. Те разбраха, че самата орбита не е идеална, така че нашата зелена планета се намира от Слънцето в различни точки на различни разстояния една от друга. Следователно е изчислена средната стойност: 149 600 000 км.
Най-близо Земята до Слънцето е 3 януари, а най-далече – 4 юли. Тези явления се свързват със следните понятия: най-малък и най-дълъг ден в годината спрямо нощта. Изучавайки същия въпрос: „В каква посока се върти Земята в своята слънчева орбита?“, Учените направиха друго заключение: процесът на кръгово движение се случва както в орбита, така и около собствения си невидим прът (ос). След като направиха откритията на тези две въртения, учените зададоха въпроси не само за причините, причиняващи подобни явления, но и за формата на орбитата, както и скоростта на въртене.
Как учените определят в каква посока се върти Земята около Слънцето в планетарната система?
Орбиталната картина на планетата Земя е описана от немски астроном и математик, който в своя фундаментален труд "Нова астрономия" нарича орбитата елиптична.
Всички обекти на земната повърхност се въртят с него, използвайки общоприети описания на планетарната картина на Слънчевата система. Можем да кажем, че, наблюдавайки от север от космоса, на въпроса: „В каква посока се върти Земята около централното светило?“, отговорът ще бъде следният: „От запад на изток“.
В сравнение с движенията на стрелката на часовника, това е против неговото движение. Тази гледна точка беше приета по отношение на Полярната звезда. Човек, намиращ се на повърхността на Земята от Северното полукълбо, ще види същото. Представяйки си себе си върху топка, движеща се около неподвижна звезда, той ще види нейното въртене от дясно на ляво. Това е еквивалентно на движение обратно на часовниковата стрелка или от запад на изток.
Земната ос
Всичко това важи и за отговора на въпроса: "В каква посока се върти Земята около оста си?" - в посока обратна на стрелката на часовника. Но ако си представите себе си като наблюдател в Южното полукълбо, картината ще изглежда друга - напротив. Но, осъзнавайки, че в космоса няма понятия за запад и изток, учените започнаха от земната ос и Полярната звезда, към която е насочена оста. Това определи общоприетия отговор на въпроса: "В каква посока се върти Земята около оста си и около центъра на Слънчевата система?" Съответно Слънцето се появява сутрин зад хоризонта от източна посока и изчезва от очите ни на запад. Интересно е, че мнозина сравняват въртенето на Земята около нейния собствен невидим аксиален прът с въртенето на върха. Но в същото време земната ос не се вижда и е малко наклонена, а не вертикална. Всичко това се отразява във формата на Земята и нейната елиптична орбита.
Сидерични и слънчеви дни
В допълнение към отговора на въпроса: „В каква посока се върти Земята по или обратно на часовниковата стрелка?“, учените изчислиха времето, необходимо за въртене около невидимата си ос. Това е 24 часа. Интересното е, че това е само приблизителна цифра. Всъщност един пълен оборот е с 4 минути по-малко (23 часа 56 минути 4,1 секунди). Това е така нареченият звезден ден. Ние броим деня според слънчевия ден: 24 часа, тъй като Земята в своята планетарна орбита се нуждае от допълнителни 4 минути всеки ден, за да се върне на мястото си.
Нашата планета е в постоянно движение. Заедно със Слънцето се движи в пространството около центъра на Галактиката. А тя от своя страна се движи във Вселената. Но въртенето на Земята около Слънцето и собствената си ос играе най-голямо значение за всички живи същества. Без това движение условията на планетата биха били неподходящи за поддържане на живот.
слънчева система
Според учените Земята като планета от Слънчевата система се е формирала преди повече от 4,5 милиарда години. През това време разстоянието от светилото практически не се е променило. Скоростта на движение на планетата и гравитационната сила на Слънцето балансираха нейната орбита. Не е идеално кръгъл, но е стабилен. Ако гравитацията на звездата беше по-силна или скоростта на Земята беше значително намаляла, тогава тя щеше да падне в Слънцето. В противен случай рано или късно щеше да излети в космоса, преставайки да бъде част от системата.
Разстоянието от Слънцето до Земята позволява поддържането на оптимална температура на нейната повърхност. Атмосферата също играе важна роля за това. Докато Земята се върти около Слънцето, сезоните се сменят. Природата се е приспособила към такива цикли. Но ако нашата планета беше на по-голямо разстояние, температурата на нея щеше да стане отрицателна. Ако беше по-близо, цялата вода щеше да се изпари, тъй като термометърът щеше да превиши точката на кипене.
Пътят на планета около звезда се нарича орбита. Траекторията на този полет не е съвършено кръгла. Има елипса. Максималната разлика е 5 милиона км. Най-близката точка на орбитата до Слънцето е на разстояние 147 км. Нарича се перихелий. Земята му минава през януари. През юли планетата е на максимално разстояние от звездата. Най-голямото разстояние е 152 милиона км. Тази точка се нарича афелий.
Въртенето на Земята около оста си и Слънцето осигурява съответната промяна в дневните модели и годишните периоди.
За хората движението на планетата около центъра на системата е незабележимо. Това е така, защото масата на Земята е огромна. Въпреки това всяка секунда прелитаме около 30 км в космоса. Това изглежда нереалистично, но това са изчисленията. Средно се смята, че Земята се намира на разстояние около 150 милиона км от Слънцето. Той прави един пълен оборот около звездата за 365 дни. Изминатото разстояние на година е почти милиард километра.
Точното разстояние, което нашата планета изминава за една година, обикаляйки около звездата, е 942 милиона км. Заедно с нея се движим в космоса по елиптична орбита със скорост 107 000 км/час. Посоката на въртене е от запад на изток, тоест обратно на часовниковата стрелка.
Планетата не прави пълен оборот точно за 365 дни, както обикновено се смята. В този случай минават още около шест часа. Но за удобство на хронологията това време се взема предвид общо за 4 години. В резултат на това се „натрупва“ един допълнителен ден, който се добавя през февруари. Тази година се счита за високосна.
Скоростта на въртене на Земята около Слънцето не е постоянна. Има отклонения от средната стойност. Това се дължи на елиптичната орбита. Разликата между стойностите е най-силно изразена в точките на перихелия и афелия и е 1 км/сек. Тези промени са невидими, тъй като ние и всички обекти около нас се движим в една и съща координатна система.
Смяна на сезоните
Въртенето на Земята около Слънцето и наклонът на оста на планетата правят сезоните възможни. Това е по-малко забележимо на екватора. Но по-близо до полюсите годишната цикличност е по-изразена. Северното и южното полукълбо на планетата се нагряват неравномерно от енергията на Слънцето.
Движейки се около звездата, те преминават през четири конвенционални орбитални точки. В същото време последователно два пъти по време на шестмесечния цикъл те се оказват по-далеч или по-близо до него (през декември и юни - дните на слънцестоенето). Съответно на място, където повърхността на планетата се затопля по-добре, температурата на околната среда там е по-висока. Периодът в такава територия обикновено се нарича лято. В другото полукълбо по това време е осезаемо по-студено - там е зима.
След три месеца такова движение с периодичност от шест месеца планетарната ос се позиционира по такъв начин, че двете полукълба да са в еднакви условия за нагряване. По това време (през март и септември - дните на равноденствието) температурните режими са приблизително еднакви. Тогава в зависимост от полукълбото започват есента и пролетта.
Земната ос
Нашата планета е въртяща се топка. Движението му се извършва около конвенционална ос и се извършва на принципа на върха. Като постави основата си върху равнината в неусукано състояние, тя ще поддържа баланс. Когато скоростта на въртене отслабне, горната част пада.
Земята няма опора. Планетата се влияе от гравитационните сили на Слънцето, Луната и други обекти на системата и Вселената. Въпреки това той запазва постоянна позиция в пространството. Скоростта на неговото въртене, получена при образуването на ядрото, е достатъчна за поддържане на относително равновесие.
Земната ос не минава перпендикулярно през земното кълбо на планетата. Наклонена е под ъгъл 66°33´. Въртенето на Земята около оста си и Слънцето прави възможна смяната на сезоните. Планетата щеше да се „катури“ в космоса, ако нямаше строга ориентация. Нямаше да се говори за някакво постоянство на условията на околната среда и жизнените процеси на нейната повърхност.
Аксиално въртене на Земята
Въртенето на Земята около Слънцето (един оборот) се извършва през цялата година. През деня се редуват ден и нощ. Ако погледнете северния полюс на Земята от космоса, можете да видите как той се върти обратно на часовниковата стрелка. Той извършва пълно завъртане за приблизително 24 часа. Този период се нарича ден.
Скоростта на въртене определя скоростта на деня и нощта. За един час планетата се завърта приблизително на 15 градуса. Скоростта на въртене в различните точки на повърхността му е различна. Това се дължи на факта, че има сферична форма. На екватора линейната скорост е 1669 км/ч, или 464 м/сек. По-близо до полюсите тази цифра намалява. На тридесетата ширина линейната скорост вече ще бъде 1445 км/ч (400 м/сек).
Поради аксиалното си въртене планетата има донякъде компресирана форма на полюсите. Това движение също „принуждава“ движещите се обекти (включително въздушни и водни потоци) да се отклоняват от първоначалната си посока (сила на Кориолис). Друго важно последствие от това въртене са приливите и отливите.
смяната на деня и нощта
Сферичният обект е само наполовина осветен от един източник на светлина в определен момент. По отношение на нашата планета, в една част от нея в този момент ще има дневна светлина. Неосветената част ще бъде скрита от слънцето - там е нощ. Аксиалното въртене прави възможно редуването на тези периоди.
В допълнение към светлинния режим се променят условията за нагряване на повърхността на планетата с енергията на светилото. Тази цикличност е важна. Скоростта на промяна на светлинните и топлинните режими се извършва сравнително бързо. За 24 часа повърхността няма време нито да се нагрее прекомерно, нито да се охлади под оптималното ниво.
Въртенето на Земята около Слънцето и нейната ос с относително постоянна скорост е от решаващо значение за животинския свят. Без постоянна орбита планетата не би останала в оптималната зона на нагряване. Без аксиално въртене денят и нощта биха продължили шест месеца. Нито едното, нито другото биха допринесли за възникването и запазването на живота.
Неравномерно въртене
През цялата си история човечеството е свикнало с факта, че смяната на деня и нощта се случва постоянно. Това служи като своеобразен стандарт на времето и символ на еднаквостта на жизнените процеси. Периодът на въртене на Земята около Слънцето се влияе до известна степен от елипсата на орбитата и други планети в системата.
Друга особеност е промяната в продължителността на деня. Аксиалното въртене на Земята се извършва неравномерно. Има няколко основни причини. Важни са сезонните вариации, свързани с динамиката на атмосферата и разпределението на валежите. В допълнение, приливна вълна, насочена срещу посоката на движение на планетата, постоянно я забавя. Тази цифра е незначителна (за 40 хиляди години за 1 секунда). Но в продължение на 1 милиард години, под влияние на това, продължителността на деня се е увеличила със 7 часа (от 17 на 24).
Проучват се последствията от въртенето на Земята около Слънцето и нейната ос. Тези изследвания са от голямо практическо и научно значение. Те се използват не само за точно определяне на звездните координати, но и за идентифициране на модели, които могат да повлияят на човешките жизнени процеси и природни явления в хидрометеорологията и други области.
За наблюдател, намиращ се в Северното полукълбо, например в европейската част на Русия, Слънцето обикновено изгрява на изток и изгрява на юг, заемайки най-високата позиция в небето по обяд, след това се наклонява на запад и изчезва зад хоризонта. Това движение на Слънцето е само видимо и се причинява от въртенето на Земята около оста си. Ако погледнете Земята отгоре по посока на Северния полюс, тя ще се върти обратно на часовниковата стрелка. В същото време Слънцето остава на място, появата на неговото движение се създава поради въртенето на Земята.
Годишно въртене на Земята
Земята също се върти обратно на часовниковата стрелка около Слънцето: ако погледнете планетата отгоре, от Северния полюс. Тъй като земната ос е наклонена спрямо нейната равнина на въртене, тя я осветява неравномерно, докато Земята се върти около Слънцето. Някои области получават повече слънчева светлина, други по-малко. Благодарение на това се сменят сезоните и продължителността на деня.
Пролетно и есенно равноденствие
Два пъти в годината, на 21 март и 23 септември, Слънцето огрява еднакво Северното и Южното полукълбо. Тези моменти са известни като есенно равноденствие. През март в Северното полукълбо започва есента, а в Южното – есента. През септември, напротив, есента идва в северното полукълбо и пролетта в южното полукълбо.
Лятно и зимно слънцестоене
В Северното полукълбо на 22 юни Слънцето изгрява най-високо над хоризонта. Денят е с най-голяма продължителност, а нощта в този ден е най-кратка. На 22 декември настъпва зимното слънцестоене - денят е с най-кратка продължителност, а нощта с най-дълга. В южното полукълбо се случва обратното.
полярна нощ
Поради наклона на земната ос полярните и субполярните области на Северното полукълбо са без слънчева светлина през зимните месеци – Слънцето изобщо не изгрява над хоризонта. Това явление е известно като полярна нощ. Подобна полярна нощ има и за околополярните райони на Южното полукълбо, като разликата между тях е точно шест месеца.
Какво дава на Земята нейното въртене около Слънцето
Планетите не могат да не се въртят около своите звезди - в противен случай те просто биха били привлечени и изгорени. Уникалността на Земята се състои в това, че нейният наклон на оста от 23,44° се оказа оптимален за появата на цялото разнообразие от живот на планетата.
Благодарение на наклона на оста сезоните се променят, има различни климатични зони, които осигуряват разнообразието на земната флора и фауна. Промените в нагряването на земната повърхност осигуряват движението на въздушните маси и следователно валежите под формата на дъжд и сняг.
Оптимално се оказва и разстоянието от Земята до Слънцето от 149 600 000 км. Още малко и водата на Земята ще бъде само под формата на лед. Още повече и температурата вече ще е твърде висока. Самото възникване на живота на Земята и многообразието от неговите форми стана възможно именно благодарение на уникалното съвпадение на толкова много фактори.
