La gente ha adivinado durante mucho tiempo que la Tierra en la que viven es como una pelota. Fue uno de los primeros en sugerir la esfericidad de la Tierra. antiguo matemático griego y el filósofo Pitágoras (c. 570-500 a. C.). El mayor pensador antigüedad Aristóteles, observando eclipses lunares, notó que el borde de la sombra de la tierra que cae sobre la luna siempre tiene forma redonda. Esto le permitió juzgar con confianza que nuestra Tierra es esférica. Ahora, gracias a los logros de la tecnología espacial, todos (y más de una vez) tuvimos la oportunidad de admirar la belleza el mundo a partir de fotografías tomadas desde el espacio.
A semejanza reducida de la Tierra, su modelo en miniatura es un globo terráqueo. Para averiguar la circunferencia de un globo, basta con envolverlo con una bebida y luego determinar la longitud de este hilo. No puedes dar la vuelta a la enorme Tierra con una contribución medida a lo largo del meridiano o el ecuador. Y en cualquier dirección que comencemos a medirlo, seguramente aparecerán obstáculos insuperables en el camino: montañas altas, pantanos impenetrables, mares profundos y océanos...
¿Es posible saber el tamaño de la Tierra sin medir toda su circunferencia? Por supuesto.
Sabemos que hay 360 grados en un círculo. Por lo tanto, para averiguar la circunferencia de un círculo, en principio, basta con medir exactamente la longitud de un grado y multiplicar el resultado de la medición por 360.
La primera medición de la Tierra de esta manera la realizó el antiguo científico griego Eratóstenes (c. 276-194 a. C.), que vivía en la ciudad egipcia de Alejandría, en la costa del mar Mediterráneo.
Las caravanas de camellos venían del sur a Alejandría. De las personas que los acompañaban, Eratóstenes se enteró de que en la ciudad de Syene (actual Asuán) en el día del solsticio de verano, el Sol está sobre su cabeza el día yol. Los objetos en este momento no dan sombra, y los rayos del sol penetran incluso en los pozos más profundos. Por lo tanto, el Sol alcanza su cenit.
A través de observaciones astronómicas, Eratóstenes estableció que el mismo día en Alejandría, el Sol está a 7,2 grados del cenit, que es exactamente 1/50 del círculo. (En efecto: 360: 7,2 = 50.) Ahora bien, para saber cuál es la circunferencia de la Tierra, quedaba medir la distancia entre ciudades y multiplicarla por 50. Pero Eratóstenes no pudo medir esta distancia, que recorre el desierto. Tampoco podrían medirlo los guías de las caravanas comerciales. Solo sabían cuánto tiempo pasaban sus camellos en una travesía, y creían que desde Syene hasta Alejandría había 5.000 estadios egipcios. Entonces toda la circunferencia de la tierra: 5000 x 50 = 250 000 estadios.
Desafortunadamente, no sabemos la duración exacta de la etapa egipcia. Según algunos informes, es igual a 174,5 m, lo que da 43.625 km para la circunferencia de la tierra. Se sabe que el radio es 6,28 veces menor que la circunferencia. Resultó que el radio de la Tierra, pero hasta Eratóstenes, era de 6943 km. Así fue como, hace más de veintidós siglos, se determinaron por primera vez las dimensiones del globo.
Según datos modernos, el radio promedio de la Tierra es de 6371 km. ¿Por qué promedio? Después de todo, si la Tierra es una esfera, entonces la idea de los radios de la Tierra debería ser la misma. Hablaremos de esto más adelante.
El geógrafo y matemático holandés Wildebrord Siellius (1580-1626) propuso por primera vez un método para medir con precisión grandes distancias.
Imagina que es necesario medir la distancia entre los puntos A y B, separados por cientos de kilómetros. La solución de este problema debe comenzar con la construcción de la llamada red geodésica de referencia sobre el terreno. En la versión más simple, se crea en forma de una cadena de triángulos. Sus picos se eligen en lugares elevados, donde los llamados signos geodésicos se construyen en forma de pirámides especiales, y es necesario que las direcciones a todos los puntos vecinos sean visibles desde cada punto. Y estas pirámides también deberían ser convenientes para el trabajo: para instalar una herramienta goniométrica, un teodolito, y medir todos los ángulos en los triángulos de esta red. Además, en uno de los triángulos se mide un lado, que se encuentra en un área plana y abierta, conveniente para mediciones lineales. El resultado es una red de triángulos con ángulos conocidos y el lado original: la base. Luego vienen los cálculos.
La solución se extrae del triángulo que contiene la base. Con base en el lado y los ángulos, se calculan los otros dos lados del primer triángulo. Pero uno de sus lados es al mismo tiempo lado de un triángulo contiguo a él. Sirve como punto de partida para calcular los lados del segundo triángulo, y así sucesivamente. Al final, se encuentran los lados del último triángulo y se calcula la distancia deseada: el arco del meridiano AB.
La red geodésica se basa necesariamente en los puntos astronómicos A y B. El método de observación astronómica de las estrellas determina su coordenadas geográficas(latitudes y longitudes) y acimutes (direcciones a objetos locales).
Ahora que se conoce la longitud del arco del meridiano AB, así como su expresión en medida de grado(como la diferencia entre las latitudes de los astropuntos A y B), no será difícil calcular la longitud del arco de 1 grado del meridiano por división sencilla el primer valor al segundo.
Este método de medir grandes distancias en la superficie terrestre se llama triangulación, de la palabra latina "triapgulum", que significa "triángulo". Resultó ser conveniente para determinar el tamaño de la Tierra.
El estudio del tamaño de nuestro planeta y la forma de su superficie es la ciencia de la geodesia, que en griego significa "medida terrestre". Su origen debe atribuirse a Eratosfsnus. Pero la geodesia científica adecuada comenzó con la triangulación, propuesta por primera vez por Siellius.
La medida de grado más grandiosa del siglo XIX estuvo encabezada por el fundador del Observatorio Pulkovo, V. Ya. Struve. Bajo el liderazgo de Struve, los geodestas rusos, junto con los noruegos, midieron el arco "que se extiende desde el Danubio a través de las regiones occidentales de Rusia hasta Finlandia y Noruega hasta la costa del norte océano Ártico. ¡La longitud total de este arco superó los 2800 km! Contenía más de 25 grados, que es casi 1/14 de la circunferencia de la tierra. Entró en la historia de la ciencia con el nombre de "arcos Struve". El autor de este libro en años de posguerra Tuve la oportunidad de trabajar en observaciones (mediciones de ángulos) en puntos de triangulación de estado adyacentes directamente al famoso "arco".
Las mediciones de grados han demostrado que la Tierra no es exactamente una bola, sino que parece un elipsoide, es decir, está comprimida en los polos. En un elipsoide, todos los meridianos son elipses y el ecuador y los paralelos son círculos.
Cuanto más largos sean los arcos medidos de meridianos y paralelos, con mayor precisión podrá calcular el radio de la Tierra y determinar su compresión.
Los topógrafos domésticos midieron la red de triangulación estatal en casi la mitad del territorio de la URSS. Esto permitió al científico soviético F. N. Krasovsky (1878-1948) determinar con mayor precisión el tamaño y la forma de la Tierra. Elipsoide de Krasovsky: radio ecuatorial - 6378,245 km, radio polar - 6356,863 km. La compresión del planeta es 1/298,3, es decir, el radio polar de la Tierra es más corto que el radio ecuatorial en tal parte (en medida lineal- 21.382 kilómetros).
Imagine que en un globo con un diámetro de 30 cm, decidieron representar la compresión del globo. Entonces el eje polar del globo tendría que acortarse 1 mm. Es tan pequeño que es completamente invisible a la vista. Así es como la Tierra se ve perfectamente redonda desde la distancia. Así lo ven los astronautas.
Al estudiar la forma de la Tierra, los científicos llegan a la conclusión de que está comprimida no solo a lo largo del eje de rotación. La sección ecuatorial del globo en proyección sobre un plano da una curva, que también difiere de un círculo regular, aunque bastante, por cientos de metros. Todo esto indica que la figura de nuestro planeta es más compleja de lo que parecía antes.
Ahora está bastante claro que la Tierra no es un cuerpo geométrico regular, es decir, un elipsoide. Además, la superficie de nuestro planeta está lejos de ser lisa. tiene cerros y altura Cadenas montañosas. Es cierto que la tierra es casi tres veces menos que el agua. Entonces, ¿qué deberíamos entender por la superficie subterránea?
Como saben, los océanos y los mares, al comunicarse entre sí, forman una vasta superficie de agua en la Tierra. Por lo tanto, los científicos acordaron tomar la superficie del Océano Mundial, que se encuentra en un estado de calma, para la superficie del planeta.
¿Y las regiones de los continentes? ¿Qué se considera la superficie de la Tierra? Es también la superficie del Océano Mundial, mentalmente extendida bajo todos los continentes e islas.
Esta figura, delimitada por la superficie del nivel medio del Océano Mundial, se denominó geoide. Desde la superficie del geoide, se miden todas las "altitudes sobre el nivel del mar" conocidas. La palabra "geoide", o "similar a la Tierra", se inventó especialmente para el nombre de la figura de la Tierra. No existe tal figura en geometría. De forma cercana al geoide hay un elipsoide geométricamente regular.
El 4 de octubre de 1957, con el lanzamiento del primer satélite artificial terrestre en nuestro país, la humanidad entró en la era espacial. Comenzó la exploración activa del espacio cercano a la Tierra. Al mismo tiempo, resultó que los satélites son muy útiles para comprender la Tierra misma. Incluso en el campo de la geodesia, dijeron su "palabra de peso".
Como es sabido, metodo clasico El estudio de las características geométricas de la Tierra es la triangulación. Pero las redes geodésicas anteriores se desarrollaron solo dentro de los continentes y no estaban interconectadas. Después de todo, no se puede construir una triangulación en los mares y océanos. Por lo tanto, las distancias entre los continentes se determinaron con menos precisión. Debido a esto, la precisión para determinar el tamaño de la Tierra disminuyó.
Con el lanzamiento de los satélites, los topógrafos se dieron cuenta de inmediato: había "objetivos a la vista" en alta altitud. Ahora se pueden medir largas distancias.
La idea del método de triangulación espacial es simple. Las observaciones sincrónicas (simultáneas) de un satélite desde varios puntos distantes de la superficie terrestre permiten llevar sus coordenadas geodésicas a sistema unificado. Así es como se construyeron las triangulaciones diferentes continentes, y al mismo tiempo, se refinaron las dimensiones de la Tierra: el radio ecuatorial es 6378.160 km, el radio polar es 6356.777 km. El valor de compresión es 1/298,25, es decir, casi el mismo que el del elipsoide de Krasovsky. La diferencia entre los diámetros ecuatorial y polar de la Tierra alcanza los 42 km 766 m.
Si nuestro planeta fuera una bola regular, y las masas dentro de él estuvieran distribuidas uniformemente, entonces el satélite podría moverse alrededor de la Tierra en una órbita circular. Pero la desviación de la forma de la Tierra de una forma esférica y la heterogeneidad de sus entrañas conducen al hecho de que en diferentes puntos de la superficie terrestre la fuerza de atracción no es la misma. La fuerza de gravedad de la Tierra cambia, la órbita del satélite cambia. Y todos, incluso los cambios más pequeños en el movimiento de un satélite con una órbita baja, son el resultado de la influencia gravitatoria sobre él de una u otra protuberancia o depresión terrestre sobre la que vuela.
Resultó que nuestro planeta también tiene una forma ligeramente en forma de pera. Su Polo Norte se eleva sobre el plano del ecuador en 16 m, y el Polo Sur se baja aproximadamente en la misma cantidad (como si estuviera deprimido). Entonces resulta que en la sección transversal a lo largo del meridiano, la figura de la Tierra se parece a una pera. Es ligeramente alargado hacia el norte y aplanado en Polo Sur. Hay una asimetría polar: el hemisferio norte no es idéntico al sur. Así, sobre la base de datos satelitales, se obtuvo la idea más precisa de la forma real de la Tierra. Como puede ver, la figura de nuestro planeta se desvía notablemente de la forma geométricamente correcta de una pelota, así como de la figura de un elipsoide de revolución.
Tareas de prueba
1. Según las ideas de los antiguos indios, la Tierra se consideraba
un piso
b) convexo
c) esférico
d) geoide
2. Primero determinó el tamaño del globo
a) Pitágoras
b) Aristóteles
c) Eratóstenes
d) Ptolomeo
3. La longitud de la línea ecuatorial del globo es aproximadamente
c) 40.000 kilómetros
4. ¿Qué herramienta crees que usó Eratóstenes para determinar el tamaño del globo?
a) una regla
b) brújula
c) un telescopio
d) metrónomo
5. Una de las primeras pruebas de la esfericidad de la Tierra se obtuvo como resultado de la observación
a) barcos que navegan mar adentro
b) amanecer
c) auroras boreales
d) el vuelo de una nave espacial
6. Completa los espacios en blanco del texto.
El antiguo científico griego Aristóteles reunió muchas pruebas de la esfericidad de la Tierra. El más grave de ellos se basó en observaciones hechas durante eclipses lunares. Más tarde, otro científico calculó el tamaño del globo. Su nombre era Erastofen.
Taller temático.
Lee el texto y responde la pregunta.
En el corazón de las ideas de los antiguos babilonios sobre la Tierra estaban las observaciones de los fenómenos naturales. Sin embargo, el conocimiento limitado no les permitió explicar correctamente estos fenómenos.
En la antigüedad, el reino de Babilonia existió en el oeste de Asia. Los babilonios representaron la Tierra como una montaña, en la ladera occidental de la cual se encuentra el reino de Babilonia. Se dieron cuenta de que al sur de Babilonia estaba el mar, y al este había montañas, por las cuales no se atrevían a cruzar. Por lo tanto, les parecía que el reino de Babilonia estaba ubicado en la ladera occidental de la montaña del "mundo". Esta montaña es redonda, y está rodeada por el mar, y sobre el mar, como un cuenco volcado, descansa el cielo firme, el mundo celestial. En el cielo, así como en la Tierra, hay tierra, agua y aire. La tierra celestial es el cinturón de las constelaciones del zodíaco, como una presa que se extiende a través del mar celestial. El Sol, la Luna y cinco planetas se mueven a lo largo de este cinturón de tierra.
Debajo de la Tierra hay un abismo: el infierno, donde descienden las almas de los muertos. Por la noche, el Sol atraviesa este calabozo desde el extremo occidental de la Tierra hacia el oriental, para emprender de nuevo por la mañana su recorrido diurno por el cielo. Al ver la puesta de sol sobre el horizonte del mar, la gente pensó que se adentra en el mar y también debe salir del mar.
¿Cómo influyeron las características reales de la ubicación de su país en las ideas de los babilonios sobre la estructura del mundo? Da algunos ejemplos.
Los babilonios notaron que al sur de Babilonia está el mar, y al este hay montañas, a través de las cuales no se atrevieron a cruzar. Por lo tanto, les parecía que el reino de Babilonia estaba ubicado en la ladera occidental de la montaña del "mundo".
El sol y la luna, así como cinco planetas, se mueven a lo largo del cinturón terrestre.
Taller cartográfico.
Aplicar para mapa de contorno designaciones digitales de los objetos geográficos enumerados.
1 - América del Norte
2 - Océano Atlántico
3 - Euroasia
4 - la isla de Madagascar
5 - Océano Pacífico
6 - Mar Arábigo
ERATOSFENOS - EL PADRE DE LA GEOGRAFÍA.
Tenemos todas las razones para celebrar el 19 de junio como el Día de la Geografía, en el año 240 a. En el día del solsticio de verano (luego cayó el 19 de junio), el científico griego, o más bien helenístico, Eratóstenes realizó un experimento exitoso para medir la circunferencia de la tierra. Además, fue Eratóstenes quien acuñó el término "GEOGRAFÍA".
¡Gloria a Eratóstenes!
Entonces, ¿qué sabemos sobre él y su experimento? Echemos un vistazo a lo que hemos recopilado...
Entre los escritos matemáticos de Eratóstenes, cabe mencionar la obra de Platonik (Platonikos), que es una especie de comentario sobre el Timeo de Platón, que trata cuestiones del campo de las matemáticas y la música. El punto de partida fue la llamada cuestión de Delhi, es decir, la duplicación del cubo. El contenido geométrico fue la obra “Sobre valores medios (Peri mesotenon)” en 2 partes. En el famoso tratado Tamiz (Koskinon), Eratóstenes esbozó un método simplificado para determinar los primeros números (el llamado "tamiz de Eratóstenes"). Conservada bajo el nombre de Eratóstenes, la obra "Transformación de las estrellas" (Katasterismoi), siendo probablemente una sinopsis de una obra mayor, vinculó estudios filológicos y astronómicos, entretejiendo en ellos historias y mitos sobre el origen de las constelaciones.
En "Geografía" (Geographika) en 3 libros, Eratóstenes presentó la primera presentación científica sistemática de la geografía. Comenzó repasando lo que había logrado la ciencia griega en esta área hasta ese momento. Eratóstenes entendió que Homero era poeta, por lo que se opuso a la interpretación de la Ilíada y la Odisea como un almacén informacion geografica. Pero logró apreciar la información de Pytheas. Creado matemático y geografía Física. También sugirió que si navega desde Gibraltar hacia el oeste, puede nadar hasta la India (esta posición de Eratóstenes llegó indirectamente a Colón y le sugirió la idea de su viaje). Eratóstenes proporcionó a su obra un mapa geográfico del mundo que, según Estrabón, fue criticado por Hiparco de Nicea. En el tratado "Sobre la medida de la tierra" (Peri tes anametreseos tes ges; posiblemente parte de "Geografía"), basado en la distancia conocida entre Alejandría y Syene (la ciudad moderna de Asuán), así como la diferencia en el ángulo de incidencia de los rayos del sol en ambas áreas, Eratóstenes calculó la longitud del ecuador (total: 252.000 estadios, o unos 39.690 km, un cálculo con un error mínimo, ya que la longitud real del ecuador es de 40.120 km).
En la voluminosa obra "Cronografía" (Chronographiai) en 9 libros, Eratóstenes sentó las bases de la cronología científica. Abarca el período desde la destrucción de Troya (fechada E. 1184/83 a. C.) hasta la muerte de Alejandro (323 a. C.). Eratóstenes se basó en la lista de ganadores olímpicos que compiló y desarrolló una precisa tabla cronológica, en el que fechó todos los acontecimientos políticos y culturales que conocía según las Olimpiadas (es decir, períodos de cuatro años entre juegos). La "Cronografía" de Eratóstenes se convirtió en la base de los estudios cronológicos posteriores de Apolodoro de Atenas.
La obra "Sobre la comedia antigua" (Peri tes archiaas komodias) en 12 libros fue literaria, lingüística y investigación histórica y resolvió los problemas de autenticidad y datación de las obras. Como poeta, Eratóstenes fue el autor de los eruditos epiliones. "Hermes" (fr.), que probablemente representa la versión alejandrina del himno homérico, narra el nacimiento del dios, su infancia y su entrada en el Olimpo. "Venganza, o Hesíodo" (Anterinys o Hesiodos) narró la muerte de Hesíodo y el castigo de sus asesinos. En Erigone, escrito en dístico elegíaco, Eratóstenes presentó la leyenda ática de Ícaro y su hija Erigone. Probablemente fue la mejor obra poética de Eratóstenes, que Anónimo elogia en su tratado De lo sublime. Eratóstenes fue el primer científico que se llamó a sí mismo "filólogo" (philologos - ciencia amante, al igual que philosophos - sabiduría amante).
Experimento de Eratóstenes para medir la circunferencia de la Tierra:
1. Eratóstenes sabía que en la ciudad de Siena al mediodía del 21 o 22 de junio, en el momento del solsticio de verano, los rayos del sol iluminan el fondo de los pozos más profundos. Es decir, en este momento el sol se encuentra estrictamente vertical sobre Siena, y no en ángulo. (Ahora la ciudad de Siena se llama Asuán).
2. Eratóstenes sabía que Alejandría estaba al norte de Asuán aproximadamente a la misma longitud.
3. En el día del solsticio de verano, estando en Alejandría, estableció por la longitud de las sombras que el ángulo de incidencia de los rayos del sol es de 7,2°, es decir, el Sol está separado del cenit por esta cantidad. En un círculo de 360°. Eratóstenes dividió 360 entre 7,2 y obtuvo 50. Así, estableció que la distancia entre Syene y Alejandría es igual a la quincuagésima parte de la circunferencia de la Tierra.
4. Eratóstenes luego determinó la distancia real entre Syene y Alejandría. En ese momento, esto no era fácil de hacer. Entonces la gente viajaba en camellos. La distancia recorrida se midió en etapas. La caravana de camellos solía viajar unos 100 estadios al día. El viaje de Syene a Alejandría tomó 50 días. Entonces, la distancia entre dos ciudades se puede determinar de la siguiente manera:
100 etapas x 50 días = 5000 etapas.
5. Dado que una distancia de 5.000 estadios es, como concluyó Eratóstenes, una quincuagésima parte de la circunferencia de la tierra, por lo tanto, la longitud de toda la circunferencia se puede calcular de la siguiente manera:
5.000 etapas x 50 = 250.000 etapas.
6. La duración de la etapa ahora se define de varias maneras; Según una versión, el escenario mide 157 m, por lo que la circunferencia de la Tierra es
250.000 estadios x 157 m = 39.250.000 m.
Para convertir metros a kilómetros, debes dividir el valor resultante por 1000. La respuesta final es 39,250 km.
Según los cálculos modernos, la circunferencia del globo es de 40.008 km.
La famosa biblioteca contenía más de 700.000 pergaminos, que contenían toda la información sobre el mundo, conocido por la gente de esa época. Con la ayuda de sus ayudantes, Eratóstenes fue el primero en clasificar los rollos por temas. Eratóstenes vivió hasta una edad madura. Cuando se quedó ciego por la vejez, dejó de comer y murió de hambre. No podía imaginar la vida sin la oportunidad de trabajar con sus libros favoritos.
Ahora sabes que en el fabuloso Universo de nuestros antepasados lejanos, la Tierra ni siquiera se parecía a una pelota. Los habitantes de la antigua Babilonia la representaban como una isla en el océano. Los egipcios lo vieron como un valle que se extendía de norte a sur, en cuyo centro estaba Egipto. Y los antiguos chinos alguna vez representaron la Tierra como un rectángulo ... Sonríes, imaginando una Tierra así, pero ¿con qué frecuencia has pensado en cómo la gente adivinó que la Tierra no es un plano ilimitado o un disco que flota en el océano? Cuando les pregunté a los chicos sobre esto, algunos dijeron que la gente aprendió sobre la esfericidad de la Tierra después de los primeros viajes alrededor del mundo, mientras que otros recordaron que cuando un barco aparece detrás del horizonte, primero vemos los mástiles y luego la cubierta. . ¿Estos y algunos ejemplos similares prueban que la Tierra es una esfera? Difícilmente. Después de todo, puedes dar vueltas y vueltas... una maleta, y las partes superiores de la nave aparecerían incluso si la Tierra tuviera la forma de un hemisferio o pareciera, digamos, un... tronco. Piénselo e intente representar lo que se dice en sus dibujos. Entonces comprenderás: los ejemplos dados muestran sólo que La tierra está aislada en el espacio y posiblemente esférica.
¿Cómo supiste que la Tierra es una esfera? Ayudó, como ya les dije, la Luna, o mejor dicho, los eclipses lunares, durante los cuales la sombra redonda de la Tierra siempre es visible en la Luna. Organice un pequeño "teatro de sombras": luz en cuarto oscuro elementos Diferentes formas(triángulo, plato, papa, pelota, etc.) y fíjate qué tipo de sombra tienen en la pantalla o solo en la pared. Asegúrate de que solo la pelota proyecte siempre una sombra circular en la pantalla. Entonces, la Luna ayudó a la gente a saber que la Tierra es una esfera. A esta conclusión, los científicos Antigua Grecia(por ejemplo, el gran Aristóteles) llegó ya en el siglo IV a. Pero durante mucho tiempo, el "sentido común" de una persona no pudo aceptar el hecho de que las personas viven en una pelota. Ni siquiera podían imaginar cómo es posible vivir del “otro lado” de la pelota, porque las “antípodas” allí ubicadas tendrían que andar cabeza abajo todo el tiempo… Pero dondequiera que esté una persona en el globo, un la piedra arrojada por todas partes estará bajo la influencia de la fuerza de gravedad de la Tierra para caer, es decir, a la superficie de la tierra, y si fuera posible, entonces al centro de la Tierra. De hecho, la gente, por supuesto, en ninguna parte, a excepción de los circos y los gimnasios, no tiene que caminar boca abajo y boca abajo. Caminan normalmente por cualquier parte de la Tierra: la superficie de la tierra está bajo sus pies y el cielo está sobre sus cabezas.
Hacia el 250 a. C., un erudito griego Eratóstenes Primero midió con precisión el globo. Eratóstenes vivió en Egipto en la ciudad de Alejandría. Supuso que para comparar la altura del Sol (o su distancia angular desde un punto sobre su cabeza, cenit, Lo que es llamado - distancia cenital) al mismo tiempo en dos ciudades: Alejandría (en el norte de Egipto) y Syene (ahora Asuán, en el sur de Egipto). Eratóstenes sabía que el día del solsticio de verano (22 de junio) el Sol estaba en mediodía ilumina el fondo de pozos profundos. Por lo tanto, en este momento el Sol está en su cenit. Pero en Alejandría en este momento el Sol no está en su cenit, sino que está separado de él por 7,2°. Eratóstenes obtuvo este resultado cambiando la distancia cenital del Sol con la ayuda de su simple herramienta goniométrica: el scaphis. Este es solo un poste vertical: un gnomon, fijado en el fondo de un cuenco (hemisferio). El skafis se coloca de modo que el gnomon tome una posición estrictamente vertical (dirigida al cenit) Un poste iluminado por el sol proyecta una sombra sobre una dividida por grados superficie interna skafis. Entonces, al mediodía del 22 de junio en Siena, el gnomon no proyecta sombra (el Sol está en su cenit, su distancia cenital es 0 °), y en Alejandría, la sombra del gnomon, como se puede ver en la escala. de los skafis, marcó una división de 7,2°. En la época de Eratóstenes, la distancia de Alejandría a Siena se consideraba igual a 5000 estadios griegos (unos 800 km). Sabiendo todo esto, Eratóstenes comparó un arco de 7,2 ° con el círculo completo de 360 ° grados, y una distancia de 5000 estadios, con toda la circunferencia del globo (la denotamos con la letra X) en kilómetros. Entonces de la proporción
resultó que X = 250 000 etapas, o unos 40 000 km (¡imagínate que esto es cierto!).
Si sabes que la circunferencia de un círculo es 2πR, donde R es el radio del círculo (y π ~ 3,14), conociendo la circunferencia del globo, es fácil encontrar su radio (R):
Es notable que Eratóstenes pudo medir la Tierra con mucha precisión (después de todo, incluso hoy en día se cree que el radio promedio de la Tierra 6371 kilometros!).
Pero ¿por qué se menciona aquí? radio medio de la tierra,¿No tienen todas las esferas el mismo radio? El caso es que la figura de la Tierra es diferente de la pelota Los científicos comenzaron a adivinar sobre esto en el siglo XVIII, pero lo que realmente es la Tierra, si está comprimida en los polos o en el ecuador, fue difícil de averiguar. Para entender esto, la Academia de Ciencias de Francia tuvo que equipar dos expediciones. En 1735, uno de ellos fue a realizar trabajos astronómicos y geodésicos en Perú y lo hizo en la región ecuatorial de la Tierra durante unos 10 años, y el otro, Laponia, trabajó en 1736-1737 cerca del Círculo Polar Ártico. Como resultado, resultó que la longitud del arco de un grado del meridiano no es la misma en los polos de la Tierra y en su ecuador. El grado del meridiano resultó ser más largo en el ecuador que en latitudes altas (111,9 km y 110,6 km). Esto solo puede suceder si la Tierra está comprimida. en los polos y no es una bola, sino un cuerpo de forma parecida a esferoide. en el esferoide polar radio menos ecuatorial(para el esferoide terrestre, el radio polar es más corto que el ecuatorial en casi 21 kilometros).
Es útil saber que el gran Isaac Newton (1643-1727) anticipó los resultados de las expediciones: concluyó correctamente que la Tierra está comprimida, porque nuestro planeta gira alrededor de su eje. En general, cuanto más rápido gira el planeta, mayor debe ser su compresión. Así, por ejemplo, la compresión de Júpiter es mayor que la de la Tierra (Júpiter tiene tiempo de dar una vuelta alrededor del eje con respecto a las estrellas en 9 horas y 50 minutos, y la Tierra sólo en 23 horas y 56 minutos) .
Y además. La verdadera figura de la Tierra es muy compleja y se diferencia no solo de una bola, sino también de un esferoide. rotación. Es cierto que en este caso estamos hablando de la diferencia no en kilómetros, sino ... ¡metros! Los científicos están involucrados en un refinamiento tan completo de la figura de la Tierra hasta el día de hoy, utilizando para este propósito observaciones especialmente realizadas desde satélites artificiales de la Tierra. Así que es muy posible que algún día tengas que participar en la solución del problema que planteó Eratóstenes hace mucho tiempo. Esto es muy lo que la gente necesita un negocio.
¿Cuál es la mejor forma de recordar la figura de nuestro planeta? Creo que por ahora es suficiente si imaginas la Tierra como una pelota con un "cinturón adicional" puesto, una especie de "bofetada" en la región del ecuador. Tal distorsión de la figura de la Tierra, convirtiéndola de una esfera en un esferoide, tiene consecuencias considerables. En particular, debido a la atracción del "cinturón adicional" por la Luna, el eje de la Tierra describe un cono en el espacio en unos 26.000 años. Este movimiento del eje de la tierra se llama precesión Como resultado, el papel de la Estrella del Norte, que ahora pertenece a α Ursa Minor, es interpretado alternativamente por otras estrellas (por ejemplo, α Lyra - Vega se convertirá en ella en el futuro). Además, debido a esto precesión) movimientos del eje de la tierra signos del zodiaco cada vez más no coinciden con las constelaciones correspondientes. En otras palabras, 2000 años después de la era de Ptolomeo, el "signo de Cáncer", por ejemplo, ya no coincide con la "constelación de Cáncer", etc. Sin embargo, los astrólogos modernos tratan de no prestar atención a esto...