Πώς υπολόγισε ο Ερατοσθένης την περιφέρεια της γης. Η έκταση των οικοπέδων για την κατασκευή ατομικών κατοικιών και ιδιωτικών οικοπέδων αναγράφεται συνήθως σε στρέμματα

Η συμβολή του Ερατοσθένη στην ανάπτυξη της γεωγραφίας, του μεγάλου Έλληνα μαθηματικού, αστρονόμου, γεωγράφου και ποιητή, περιγράφονται σε αυτό το άρθρο.

Η συμβολή του Ερατοσθένη στη γεωγραφία. Τι ανακάλυψε ο Ερατοσθένης;

Ο επιστήμονας ήταν σύγχρονος του Αρίσταρχου της Σάμου και του Αρχιμήδη, που έζησε τον 3ο αιώνα π.Χ. μι. Ήταν εγκυκλοπαιδιστής, φύλακας της βιβλιοθήκης στην Αλεξάνδρεια, φιλόσοφος, ανταποκριτής και φίλος του Αρχιμήδη. Έγινε επίσης γνωστός ως τοπογράφος και γεωγράφος. Είναι λογικό να συνοψίζει τις γνώσεις του σε ένα έργο. Και τι βιβλίο έγραψε ο Ερατοσθένης; Δεν θα το γνώριζαν αν δεν υπήρχε η «Γεωγραφία» του Στράβωνα, που την ανέφερε και ο συγγραφέας της, που μέτρησε την περιφέρεια της Γης. Και αυτό είναι το βιβλίο «Γεωγραφία» σε 3 τόμους. Σε αυτό περιέγραψε τα θεμέλια της συστηματικής γεωγραφίας. Επιπλέον, στο χέρι του ανήκουν οι ακόλουθες πραγματείες: «Χρονογραφία», «Πλατωνικός», «Περί μέσες αξίες», «Περί αρχαίας κωμωδίας» σε 12 βιβλία, «Εκδίκηση ή Ησίοδος», «Περί Υψηλότητας». Δυστυχώς μας έφτασαν σε μικρά αρασέ.

Τι ανακάλυψε ο Ερατοσθένης στη γεωγραφία;

Ο Έλληνας επιστήμονας δικαίως θεωρείται ο πατέρας της γεωγραφίας. Τι έκανε λοιπόν ο Ερατοσθένης για να του αξίζει αυτόν τον τιμητικό τίτλο; Πρώτα απ 'όλα, αξίζει να σημειωθεί ότι ήταν αυτός που εισήγαγε τον όρο "γεωγραφία" με τη σύγχρονη έννοια στην επιστημονική κυκλοφορία.

Είναι υπεύθυνος για τη δημιουργία μαθηματικών και φυσική γεωγραφία. Ο επιστήμονας έκανε την εξής υπόθεση: αν πλεύσετε δυτικά από το Γιβραλτάρ, μπορείτε να φτάσετε στην Ινδία. Επιπλέον, προσπάθησε να υπολογίσει τα μεγέθη του Ήλιου και της Σελήνης, μελέτησε τις εκλείψεις και έδειξε πώς η διάρκεια των ωρών του φωτός της ημέρας εξαρτάται από το γεωγραφικό πλάτος.

Πώς μέτρησε ο Ερατοσθένης την ακτίνα της Γης;

Για να μετρήσει την ακτίνα, ο Ερατοσθένης χρησιμοποίησε υπολογισμούς που έγιναν σε δύο σημεία - την Αλεξάνδρεια και τη Σύινα. Ήξερε εκείνη την ημέρα της 22ας Ιουνίου θερινό ηλιοστάσιο, το ουράνιο σώμα φωτίζει τον πυθμένα των πηγαδιών ακριβώς το μεσημέρι. Όταν ο Ήλιος βρίσκεται στο ζενίθ του στη Σιένα, είναι 7,2° πίσω στην Αλεξάνδρεια. Για να πάρει το αποτέλεσμα, χρειάστηκε να αλλάξει την απόσταση ζενίθ του Ήλιου. Τι όργανο χρησιμοποίησε ο Ερατοσθένης + για να καθορίσει το μέγεθος; Ήταν ένας σκάφης - ένας κάθετος στύλος στερεωμένος στο κάτω μέρος ενός ημισφαιρίου. Τοποθετώντας το σε κάθετη θέση, ο επιστήμονας μπόρεσε να μετρήσει την απόσταση από τη Συήνη στην Αλεξάνδρεια. Είναι ίσο με 800 χλμ. Συγκρίνοντας τη διαφορά στο ζενίθ μεταξύ των δύο πόλεων με τον γενικά αποδεκτό κύκλο των 360° και την απόσταση ζενίθ με την περιφέρεια της γης, ο Εραστοσθένης έκανε μια αναλογία και υπολόγισε την ακτίνα - 39.690 km. Έκανε ελάχιστα λάθος· οι σύγχρονοι επιστήμονες έχουν υπολογίσει ότι είναι 40.120 km.

Οι αρχαίοι Αιγύπτιοι παρατήρησαν ότι κατά το θερινό ηλιοστάσιο ο ήλιος φώτιζε τον πυθμένα των βαθιών πηγαδιών στη Σιήνη (τώρα Ασουάν), αλλά όχι στην Αλεξάνδρεια. Ερατοσθένης ο Κυρηναίος (276 π.Χ. -194 π.Χ.)

) εμφανίστηκε μια λαμπρή ιδέα - να χρησιμοποιήσουμε αυτό το γεγονός για να μετρήσουμε την περιφέρεια και την ακτίνα της γης. Την ημέρα του θερινού ηλιοστασίου στην Αλεξάνδρεια, χρησιμοποίησε ένα σκάφι - ένα μπολ με μια μακριά βελόνα, με το οποίο ήταν δυνατό να προσδιοριστεί σε ποια γωνία ήταν ο ήλιος στον ουρανό.

Έτσι, μετά τη μέτρηση της γωνίας αποδείχθηκε ότι ήταν 7 μοίρες 12 λεπτά, δηλαδή το 1/50 ενός κύκλου. Επομένως, η Σιένα είναι το 1/50 της περιφέρειας της γης από την Αλεξάνδρεια. Η απόσταση μεταξύ των πόλεων θεωρήθηκε ίση με 5.000 στάδια, επομένως η περιφέρεια της γης ήταν 250.000 στάδια και η ακτίνα ήταν τότε 39.790 στάδια.

Είναι άγνωστο ποιο στάδιο χρησιμοποίησε ο Ερατοσθένης. Μόνο αν είναι ελληνικό (178 μέτρα), τότε η ακτίνα της γης ήταν 7.082 km, αν αιγυπτιακή, τότε 6.287 km. Οι σύγχρονες μετρήσεις δίνουν μια τιμή 6.371 km για τη μέση ακτίνα της γης. Σε κάθε περίπτωση, η ακρίβεια για εκείνες τις εποχές είναι εκπληκτική.

Οι άνθρωποι έχουν από καιρό μαντέψει ότι η Γη στην οποία ζουν είναι σαν μια μπάλα. Ένας από τους πρώτους που εξέφρασε την ιδέα ότι η Γη είναι σφαιρική ήταν ο αρχαίος Έλληνας μαθηματικός και φιλόσοφος Πυθαγόρας (περ. 570-500 π.Χ.). Ο μεγαλύτερος στοχαστήςαρχαιότητα Αριστοτέλης παρακολουθεί σεληνιακές εκλείψεις, παρατήρησε ότι η άκρη της σκιάς της γης που πέφτει στη Σελήνη έχει πάντα στρογγυλό σχήμα. Αυτό του επέτρεψε να κρίνει με σιγουριά ότι η Γη μας είναι σφαιρική. Τώρα, χάρη στα επιτεύγματα διαστημική τεχνολογία, όλοι (περισσότερες από μία φορές) είχαμε την ευκαιρία να θαυμάσουμε την ομορφιά του πλανήτη από φωτογραφίες που τραβήχτηκαν από το διάστημα.

Μια μειωμένη ομοιότητα της Γης, το μικροσκοπικό της μοντέλο είναι μια σφαίρα. Για να μάθετε την περιφέρεια μιας σφαίρας, απλώς τυλίξτε την σε ποτό και στη συνέχεια καθορίστε το μήκος αυτού του νήματος. Με τεράστια ΓηΔεν μπορείτε να μετακινηθείτε με ένα μετρημένο άκαρι κατά μήκος του μεσημβρινού ή του ισημερινού. Και ανεξάρτητα από την κατεύθυνση που θα αρχίσουμε να το μετράμε, σίγουρα θα εμφανιστούν ανυπέρβλητα εμπόδια στην πορεία - ψηλά βουνά, αδιάβατους βάλτους, βαθιές θάλασσες και ωκεανούς...

Είναι δυνατόν να μάθουμε το μέγεθος της Γης χωρίς να μετρήσουμε ολόκληρη την περιφέρειά της; Φυσικά μπορείτε να.

Είναι γνωστό ότι υπάρχουν 360 μοίρες σε έναν κύκλο. Επομένως, για να μάθετε την περιφέρεια, καταρχήν, αρκεί να μετρήσετε ακριβώς το μήκος μιας μοίρας και να πολλαπλασιάσετε το αποτέλεσμα της μέτρησης κατά 360.

Η πρώτη μέτρηση της Γης με αυτόν τον τρόπο έγινε από τον αρχαίο Έλληνα επιστήμονα Ερατοσθένη (περίπου 276-194 π.Χ.), ο οποίος έζησε στην αιγυπτιακή πόλη Αλεξάνδρεια, στις ακτές της Μεσογείου.

Καμηλοκαραβάνια ήρθαν στην Αλεξάνδρεια από τα νότια. Από τους ανθρώπους που τους συνόδευαν, ο Ερατοσθένης έμαθε ότι στην πόλη Syene (σημερινό Ασουάν) την ημέρα του θερινού ηλιοστασίου, ο Ήλιος ήταν από πάνω την ίδια μέρα. Τα αντικείμενα αυτή τη στιγμή δεν παρέχουν καμία σκιά και οι ακτίνες του ήλιου διαπερνούν ακόμη και τα περισσότερα βαθιά πηγάδια. Επομένως, ο Ήλιος φτάνει στο ζενίθ του.

Με αστρονομικές παρατηρήσειςΟ Ερατοσθένης διαπίστωσε ότι την ίδια μέρα στην Αλεξάνδρεια ο Ήλιος απέχει 7,2 μοίρες από το ζενίθ, δηλαδή ακριβώς το 1/50 της περιφέρειας. (Στην πραγματικότητα: 360: 7,2 = 50.) Τώρα, για να μάθουμε ποια είναι η περιφέρεια της Γης, το μόνο που απέμενε ήταν να μετρήσουμε την απόσταση μεταξύ των πόλεων και να την πολλαπλασιάσουμε επί 50. Αλλά ο Ερατοσθένης δεν μπόρεσε να μετρήσει αυτή η απόσταση που διασχίζει την έρημο. Δεν μπορούσαν να το μετρήσουν ούτε οι οδηγοί των εμπορικών καραβανιών. Ήξεραν μόνο πόσο χρόνο αφιέρωσαν οι καμήλες τους σε ένα ταξίδι και πίστευαν ότι από τη Σιένα στην Αλεξάνδρεια υπήρχαν 5.000 αιγυπτιακά στάδια. Αυτό σημαίνει ολόκληρη την περιφέρεια της Γης: 5000 x 50 = 250.000 στάδια.

Δυστυχώς, δεν γνωρίζουμε την ακριβή διάρκεια της αιγυπτιακής σκηνής. Σύμφωνα με ορισμένα στοιχεία, είναι ίσο με 174,5 m, που δίνει την περίμετρο της γης 43.625 km. Είναι γνωστό ότι η ακτίνα είναι 6,28 φορές μικρότερη από την περιφέρεια. Αποδείχθηκε ότι ακτίνα της Γης, αλλά στον Ερατοσθένη - 6943 χλμ. Έτσι καθορίστηκε για πρώτη φορά το μέγεθος της υδρογείου περισσότερο από είκοσι δύο αιώνες πριν.

Σύμφωνα με σύγχρονα δεδομένα, μέση ακτίναΗ Γη απέχει 6371 χλμ. Γιατί κατά μέσο όρο; Εξάλλου, αν η Γη είναι σφαίρα, τότε θεωρητικά οι ακτίνες της Γης θα πρέπει να είναι οι ίδιες. Θα μιλήσουμε για αυτό περαιτέρω.

Μια μέθοδος για την ακριβή μέτρηση μεγάλων αποστάσεων προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Ολλανδό γεωγράφο και μαθηματικό Wildebrord Siellius (1580-1626).

Ας φανταστούμε ότι είναι απαραίτητο να μετρήσουμε την απόσταση μεταξύ των σημείων Α και Β, εκατοντάδες χιλιόμετρα μακριά το ένα από το άλλο. Η λύση σε αυτό το πρόβλημα θα πρέπει να ξεκινήσει με την κατασκευή ενός λεγόμενου γεωδαιτικού δικτύου αναφοράς στο έδαφος. Στην απλούστερη μορφή του, δημιουργείται με τη μορφή αλυσίδας τριγώνων. Οι κορυφές τους επιλέγονται σε υπερυψωμένα σημεία, όπου χτίζονται τα λεγόμενα γεωδαιτικά σημάδια με τη μορφή ειδικών πυραμίδων και πάντα έτσι ώστε από κάθε σημείο να φαίνονται οι κατευθύνσεις προς όλα τα γειτονικά σημεία. Και αυτές οι πυραμίδες θα πρέπει επίσης να είναι βολικές για εργασία: για την εγκατάσταση ενός οργάνου γωνιομέτρου - ενός θεοδόλιθου - και τη μέτρηση όλων των γωνιών στα τρίγωνα αυτού του δικτύου. Επιπλέον, μετράται η μία πλευρά ενός από τα τρίγωνα, η οποία βρίσκεται σε μια επίπεδη και ανοιχτή περιοχή, κατάλληλη για γραμμικές μετρήσεις. Το αποτέλεσμα είναι ένα δίκτυο τριγώνων με γνωστές γωνίες και την αρχική πλευρά - τη βάση. Μετά έρχονται οι υπολογισμοί.

Η λύση ξεκινά με ένα τρίγωνο που περιέχει τη βάση. Χρησιμοποιώντας την πλευρά και τις γωνίες, υπολογίζονται οι άλλες δύο πλευρές του πρώτου τριγώνου. Αλλά μια από τις πλευρές του είναι επίσης μια πλευρά του τριγώνου που βρίσκεται δίπλα της. Χρησιμεύει ως το σημείο εκκίνησης για τον υπολογισμό των πλευρών του δεύτερου τριγώνου κ.ο.κ. Στο τέλος, βρίσκονται οι πλευρές του τελευταίου τριγώνου και υπολογίζεται η απαιτούμενη απόσταση - το τόξο του μεσημβρινού ΑΒ.

Το γεωδαιτικό δίκτυο στηρίζεται αναγκαστικά σε αστρονομικά σημεία Α και Β. Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο των αστρονομικών παρατηρήσεων των άστρων, γεωγραφικές συντεταγμένες(γεωγραφικά πλάτη και μήκη) και αζιμούθια (κατευθύνσεις προς τοπικά αντικείμενα).

Τώρα που είναι γνωστό το μήκος του τόξου του μεσημβρινού ΑΒ, καθώς και η έκφρασή του σε μοίρες (όπως η διαφορά στα γεωγραφικά πλάτη των αστροσημείων Α και Β), δεν θα είναι δύσκολο να υπολογιστεί το μήκος του τόξου της 1 μοίρας του μεσημβρινού διαιρώντας απλώς την πρώτη τιμή με τη δεύτερη.

Αυτή η μέθοδος μέτρησης μεγάλων αποστάσεων η επιφάνεια της γηςέλαβε το όνομα τριγωνισμός - από Λατινική λέξη"triapgulum", που σημαίνει "τρίγωνο". Αποδείχθηκε ότι ήταν βολικό για τον προσδιορισμό του μεγέθους της Γης.

Η μελέτη του μεγέθους του πλανήτη μας και του σχήματος της επιφάνειάς του είναι η επιστήμη της γεωδαισίας, που μεταφράζεται από τα ελληνικά σημαίνει «μέτρηση της γης». Η προέλευσή του πρέπει να αποδοθεί στον Ερατοσθένη. Αλλά η ίδια η επιστημονική γεωδαισία ξεκίνησε με τον τριγωνισμό, που προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Siellius.

Το πιο μεγαλειώδες μέτρηση βαθμούΕπικεφαλής του 19ου αιώνα ήταν ο ιδρυτής του Αστεροσκοπείου Pulkovo, V. Ya. Struve.

Υπό την ηγεσία του Struve, Ρώσοι επιθεωρητές, μαζί με τους Νορβηγούς, μέτρησαν το τόξο που εκτεινόταν από τον Δούναβη μέσω των δυτικών περιοχών της Ρωσίας έως τη Φινλανδία και τη Νορβηγία έως τις ακτές του Βορρά. Αρκτικός ωκεανός. Συνολικό μήκοςαυτό το τόξο ξεπέρασε τα 2800 km! Περιείχε περισσότερες από 25 μοίρες, που είναι σχεδόν το 1/14 της περιφέρειας της γης. Μπήκε στην ιστορία της επιστήμης με το όνομα «Στρούβε τόξο». Ο συγγραφέας αυτού του βιβλίου στο μεταπολεμικά χρόνιαΕίχα την ευκαιρία να δουλέψω σε παρατηρήσεις (μετρήσεις γωνίας) σε σημεία τριγωνισμού καταστάσεων δίπλα στο περίφημο «τόξο».

Οι μετρήσεις βαθμών έδειξαν ότι η Γη μας δεν είναι ακριβώς σφαίρα, αλλά μοιάζει με ένα ελλειψοειδές, δηλαδή συμπιέζεται στους πόλους. Σε ένα ελλειψοειδές, όλοι οι μεσημβρινοί είναι ελλείψεις και ο ισημερινός και οι παράλληλοι είναι κύκλοι.

Όσο μακρύτερα είναι τα μετρούμενα τόξα των μεσημβρινών και των παραλλήλων, τόσο με μεγαλύτερη ακρίβεια μπορεί να υπολογιστεί η ακτίνα της Γης και να προσδιοριστεί η συμπίεσή της.

Οι εγχώριοι επιθεωρητές μέτρησαν το κρατικό δίκτυο τριγωνοποίησης σε σχεδόν το ήμισυ της επικράτειας της ΕΣΣΔ. Αυτό επέτρεψε στον Σοβιετικό επιστήμονα F.N. Krasovsky (1878-1948) να προσδιορίσει με μεγαλύτερη ακρίβεια το μέγεθος και το σχήμα της Γης. Ελλειψοειδές Krasovsky: ισημερινή ακτίνα - 6378,245 km, πολική ακτίνα - 6356,863 km. Η συμπίεση του πλανήτη είναι 1/298,3, δηλαδή από αυτό το τμήμα η πολική ακτίνα της Γης είναι μικρότερη από την ισημερινή ακτίνα (σε γραμμικό μέτρο - 21.382 km).

Ας φανταστούμε ότι σε μια σφαίρα με διάμετρο 30 cm αποφασίσαμε να απεικονίσουμε τη συμπίεση της υδρογείου. Τότε ο πολικός άξονας της υδρογείου θα πρέπει να βραχυνθεί κατά 1 mm. Είναι τόσο μικρό που είναι εντελώς αόρατο στο μάτι. Έτσι η Γη φαίνεται εντελώς στρογγυλή από μεγάλη απόσταση. Έτσι το παρατηρούν οι αστροναύτες.

Μελετώντας το σχήμα της Γης, οι επιστήμονες καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι συμπιέζεται όχι μόνο κατά μήκος του άξονα περιστροφής. Το ισημερινό τμήμα της υδρογείου σε προβολή σε ένα επίπεδο δίνει μια καμπύλη που επίσης διαφέρει από έναν κανονικό κύκλο, αν και αρκετά - κατά εκατοντάδες μέτρα. Όλα αυτά δείχνουν ότι η μορφή του πλανήτη μας είναι πιο περίπλοκη από ό,τι φαινόταν πριν.

Είναι πλέον ξεκάθαρο ότι η Γη δεν έχει δίκιο γεωμετρικό σώμα, δηλαδή ένα ελλειψοειδές. Επιπλέον, η επιφάνεια του πλανήτη μας απέχει πολύ από το να είναι λεία. Έχει λόφους και ψηλά οροσειρές. Είναι αλήθεια ότι υπάρχει σχεδόν τρεις φορές λιγότερη γη από το νερό. Τι πρέπει, λοιπόν, να εννοούμε με τον όρο υπόγεια επιφάνεια;

Όπως είναι γνωστό, οι ωκεανοί και οι θάλασσες, επικοινωνώντας μεταξύ τους, σχηματίζουν μια τεράστια έκταση νερού στη Γη. Ως εκ τούτου, οι επιστήμονες συμφώνησαν να πάρουν την επιφάνεια του Παγκόσμιου Ωκεανού, που βρίσκεται σε ήρεμη κατάσταση, ως επιφάνεια του πλανήτη.

Τι να κάνετε σε ηπειρωτικές περιοχές; Τι θεωρείται η επιφάνεια της Γης; Επίσης η επιφάνεια του Παγκόσμιου Ωκεανού, διανοητικά συνεχίστηκε κάτω από όλες τις ηπείρους και τα νησιά.

Αυτός ο αριθμός, που περιορίζεται από την επιφάνεια της μέσης στάθμης του Παγκόσμιου Ωκεανού, ονομάστηκε γεωειδές. Όλα τα γνωστά «ύψη πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας» μετρώνται από την επιφάνεια του γεωειδούς. Η λέξη "γεωειδές", ή "όμοια με τη Γη", επινοήθηκε ειδικά για να ονομάσει το σχήμα της Γης. Στη γεωμετρία, τέτοιο σχήμα δεν υπάρχει. Ένα γεωμετρικά κανονικό ελλειψοειδές έχει σχήμα κοντά στο γεωειδές.

Στις 4 Οκτωβρίου 1957, με την έναρξη του πρώτου τεχνητός δορυφόροςΣτη Γη, η ανθρωπότητα έχει εισέλθει στη διαστημική εποχή. 11 ξεκίνησε ενεργή έρευνακοντά στη Γη χώρο. Ταυτόχρονα, αποδείχθηκε ότι οι δορυφόροι είναι πολύ χρήσιμοι για την κατανόηση της ίδιας της Γης. Ακόμη και στον τομέα της γεωδαισίας, είπαν τον «βαρύ λόγο» τους.

Όπως γνωρίζετε, η κλασική μέθοδος για τη μελέτη των γεωμετρικών χαρακτηριστικών της Γης είναι ο τριγωνισμός. Αλλά προηγουμένως, τα γεωδαιτικά δίκτυα αναπτύχθηκαν μόνο εντός ηπείρων και δεν ήταν συνδεδεμένα μεταξύ τους. Εξάλλου, δεν μπορείς να χτίσεις τριγωνισμό σε θάλασσες και ωκεανούς. Ως εκ τούτου, οι αποστάσεις μεταξύ των ηπείρων προσδιορίστηκαν με μικρότερη ακρίβεια. Εξαιτίας αυτού, η ακρίβεια του προσδιορισμού του μεγέθους της ίδιας της Γης μειώθηκε.

Με την εκτόξευση των δορυφόρων, οι επιθεωρητές συνειδητοποίησαν αμέσως ότι είχαν εμφανιστεί «στόχοι παρατήρησης» σε μεγάλα υψόμετρα. Τώρα θα είναι δυνατή η μέτρηση μεγάλων αποστάσεων.

Η ιδέα της μεθόδου τριγωνισμού του χώρου είναι απλή. Οι σύγχρονες (ταυτόχρονες) παρατηρήσεις του δορυφόρου από πολλά μακρινά σημεία της επιφάνειας της γης καθιστούν δυνατή τη μεταφορά τους γεωδαιτικές συντεταγμένεςΠρος την ενιαίο σύστημα. Έτσι συνδέθηκαν μεταξύ τους οι τριγωνισμοί που χτίστηκαν σε διαφορετικές ηπείρους και ταυτόχρονα διευκρινίστηκαν οι διαστάσεις της Γης: ισημερινή ακτίνα - 6378.160 km, πολική ακτίνα - 6356.777 km. Η τιμή συμπίεσης είναι 1/298,25, δηλαδή σχεδόν ίδια με αυτή του ελλειψοειδούς Krasovsky. Η διαφορά μεταξύ της ισημερινής και της πολικής διαμέτρου της Γης φτάνει τα 42 km 766 m.

Εάν ο πλανήτης μας ήταν μια κανονική σφαίρα και οι μάζες στο εσωτερικό του κατανεμήθηκαν ομοιόμορφα, τότε ο δορυφόρος θα μπορούσε να κινηθεί γύρω από τη Γη σε μια κυκλική τροχιά. Όμως η απόκλιση του σχήματος της Γης από το σφαιρικό και η ετερογένεια του εσωτερικού της οδηγούν στο γεγονός ότι παραπάνω διάφορα σημείαΗ δύναμη της βαρύτητας στην επιφάνεια της γης δεν είναι ίση. Η δύναμη της βαρύτητας της Γης αλλάζει - αλλάζει η τροχιά του δορυφόρου. Και όλα, ακόμη και η παραμικρή αλλαγή στην κίνηση ενός δορυφόρου χαμηλής τροχιάς, είναι το αποτέλεσμα της βαρυτικής επιρροής σε αυτόν μιας ή άλλης γήινης διόγκωσης ή κατάθλιψης πάνω από την οποία πετάει.

Αποδείχθηκε ότι ο πλανήτης μας έχει επίσης ένα ελαφρώς σχήμα αχλαδιού. Αυτήν Βόρειος πόλοςανυψώνεται πάνω από το επίπεδο του ισημερινού κατά 16 m και το νότιο χαμηλώνει κατά περίπου την ίδια ποσότητα (σαν να είναι πιεσμένο). Αποδεικνύεται λοιπόν ότι σε ένα τμήμα κατά μήκος του μεσημβρινού, η μορφή της Γης μοιάζει με αχλάδι. Είναι ελαφρώς επιμήκη προς τα βόρεια και πεπλατυσμένη στο Νότιο Πόλο. Υπάρχει πολική ασυμμετρία: Αυτό το ημισφαίριο δεν είναι πανομοιότυπο με το νότιο. Έτσι, με βάση δορυφορικά δεδομένα, ελήφθη η πιο ακριβής ιδέα για το πραγματικό σχήμα της Γης. Όπως βλέπουμε, το σχήμα του πλανήτη μας αποκλίνει αισθητά από το γεωμετρικό σωστή φόρμαμπάλα, καθώς και από τη φιγούρα ενός ελλειψοειδούς της επανάστασης.

Η σφαιρικότητα της Γης καθιστά δυνατό τον προσδιορισμό του μεγέθους της με τρόπο που χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον Έλληνα επιστήμονα Ερατοσθένη. Η ιδέα του Ερατοσθένη είναι η εξής. Στον ίδιο γεωγραφικό μεσημβρινό της υδρογείου, επιλέγουμε δύο σημεία \(O_(1)\) και \(O_(2)\). Ας υποδηλώσουμε το μήκος του τόξου του μεσημβρινού \(O_(1)O_(2)\) με \(l\) και τη γωνιακή του τιμή με \(n\) (σε μοίρες). Τότε το μήκος του τόξου 1° του μεσημβρινού \(l_(0)\) θα είναι ίσο με: \ και το μήκος ολόκληρης της περιφέρειας του μεσημβρινού: \ όπου \(R\) είναι η ακτίνα της υδρογείου. Επομένως \(R = \frac(180° l)(πn)\).

Το μήκος του τόξου του μεσημβρινού μεταξύ των σημείων \(O_(1)\) και \(O_(2)\) που επιλέχθηκαν στην επιφάνεια της γης σε μοίρες είναι ίσο με τη διαφορά γεωγραφικά πλάτηαυτά τα σημεία, δηλαδή \(n = Δφ = φ_(1) - φ_(2)\).

Για να προσδιορίσει την τιμή του \(n\), ο Ερατοσθένης χρησιμοποίησε το γεγονός ότι οι πόλεις Σιένα και Αλεξάνδρεια βρίσκονται στον ίδιο μεσημβρινό και η απόσταση μεταξύ τους είναι γνωστή. Χρησιμοποιώντας μια απλή συσκευή, την οποία ο επιστήμονας ονόμασε «scaphis», διαπιστώθηκε ότι εάν στη Σιένα το μεσημέρι του θερινού ηλιοστασίου ο Ήλιος φωτίζει τον πυθμένα των βαθιών πηγαδιών (βρίσκεται στο ζενίθ), τότε την ίδια στιγμή στην Αλεξάνδρεια ο Ήλιος είναι \(\ frac(1)(50)\) κλάσμα κύκλου (7,2°). Έτσι, έχοντας καθορίσει το μήκος του τόξου \(l\) και τη γωνία \(n\), ο Ερατοσθένης υπολόγισε ότι το μήκος της περιφέρειας της γης είναι 252 χιλιάδες στάδια (ένα στάδιο είναι περίπου ίσο με 180 m). Λαμβάνοντας υπόψη την ωμότητα των οργάνων μέτρησης εκείνης της εποχής και την αναξιοπιστία των αρχικών δεδομένων, το αποτέλεσμα της μέτρησης ήταν πολύ ικανοποιητικό (το πραγματικό μέσο μήκος του μεσημβρινού της Γης είναι 40.008 km).

Η ακριβής μέτρηση της απόστασης \(l\) μεταξύ των σημείων \(O_(1)\) και \(O_(2)\) είναι δύσκολη λόγω φυσικών εμποδίων (βουνά, ποτάμια, δάση κ.λπ.).

Επομένως, το μήκος τόξου \(l\) καθορίζεται από υπολογισμούς που απαιτούν τη μέτρηση μόνο μιας σχετικά μικρής απόστασης - βάσηκαι μια σειρά από γωνίες. Αυτή η μέθοδος αναπτύχθηκε στη γεωδαισία και ονομάζεται τριγωνισμός(Λατινικό τρίγωνο - τρίγωνο).

Η ουσία του είναι η εξής. Και στις δύο πλευρές του τόξου \(O_(1)O_(2)\), το μήκος του οποίου πρέπει να καθοριστεί, πολλά σημεία \(A\), \(B\), \(C\), ... επιλέγονται στις αμοιβαίες αποστάσειςέως 50 χλμ., ώστε να είναι ορατά τουλάχιστον δύο άλλα σημεία από κάθε σημείο.

Σε όλα τα σημεία τοποθετούνται γεωδαιτικά σήματα με τη μορφή πυραμιδικών πύργων με ύψος από 6 έως 55 m, ανάλογα με τις συνθήκες του εδάφους. Στην κορυφή κάθε πύργου υπάρχει μια πλατφόρμα για την τοποθέτηση ενός παρατηρητή και την εγκατάσταση ενός γωνιομετρικού οργάνου - ενός θεοδόλιθου. Η απόσταση μεταξύ οποιωνδήποτε δύο γειτονικών σημείων, για παράδειγμα \(O_(1)\) και \(A\), επιλέγεται σε μια εντελώς επίπεδη επιφάνεια και λαμβάνεται ως βάση του δικτύου τριγωνοποίησης. Το μήκος της βάσης μετριέται πολύ προσεκτικά με ειδικές μεζούρες.

Οι μετρούμενες γωνίες σε τρίγωνα και το μήκος της βάσης επιτρέπουν τριγωνομετρικούς τύπουςυπολογίστε τις πλευρές των τριγώνων και από αυτές το μήκος του τόξου \(O_(1)O_(2)\) λαμβάνοντας υπόψη την καμπυλότητά του.

Στη Ρωσία, από το 1816 έως το 1855, υπό την ηγεσία του V. Ya. Struve, μετρήθηκε ένα τόξο μεσημβρινού μήκους 2800 km. Στη δεκαετία του '30 Τον 20ο αιώνα, πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις βαθμού υψηλής ακρίβειας στην ΕΣΣΔ υπό την ηγεσία του καθηγητή F.N. Krasovsky. Το μήκος της βάσης εκείνη την εποχή επιλέχθηκε να είναι μικρό, από 6 έως 10 χλμ. Αργότερα, χάρη στη χρήση φωτός και ραντάρ, το μήκος της βάσης αυξήθηκε στα 30 km. Η ακρίβεια των μετρήσεων του τόξου του μεσημβρινού έχει αυξηθεί στα +2 mm για κάθε 10 km μήκους.

Οι μετρήσεις τριγωνισμού έδειξαν ότι το μήκος του τόξου του μεσημβρινού 1° δεν είναι το ίδιο σε διαφορετικά γεωγραφικά πλάτη: κοντά στον ισημερινό είναι 110,6 km και κοντά στους πόλους είναι 111,7 km, δηλ. αυξάνεται προς τους πόλους.

Το πραγματικό σχήμα της Γης δεν μπορεί να αναπαρασταθεί με κανένα γνωστό γεωμετρικό στερεό. Επομένως, στη γεωδαισία και τη βαρυμετρία, εξετάζεται το σχήμα της Γης γεωειδές, δηλαδή ένα σώμα με επιφάνεια κοντά στην επιφάνεια ενός ήρεμου ωκεανού και εκτεταμένο κάτω από τις ηπείρους.

Επί του παρόντος, έχουν δημιουργηθεί δίκτυα τριγωνισμού με πολύπλοκο εξοπλισμό ραντάρ εγκατεστημένο σε επίγεια σημεία και με ανακλαστήρες σε γεωδαιτικούς τεχνητούς δορυφόρους της Γης, γεγονός που καθιστά δυνατό τον ακριβή υπολογισμό των αποστάσεων μεταξύ των σημείων. Σημαντική συμβολή στην ανάπτυξη της διαστημικής γεωδαισίας είχε ένας ντόπιος της Λευκορωσίας, ο διάσημος γεωδαίτης, υδρογράφος και αστρονόμος I. D. Zhongolovich. Με βάση τη μελέτη της δυναμικής της κίνησης των τεχνητών δορυφόρων της Γης, ο I. D. Zhongolovich διευκρίνισε τη συμπίεση του πλανήτη μας και την ασυμμετρία του βόρειου και του νότιου ημισφαιρίου.

Ταξιδεύοντας από την Αλεξάνδρεια προς τα νότια, στην πόλη της Σιένα (τώρα Ασουάν), οι άνθρωποι παρατήρησαν ότι εκεί το καλοκαίρι την ημέρα που ο ήλιος είναι ψηλότερα στον ουρανό (θερινό ηλιοστάσιο - 21 ή 22 Ιουνίου), το μεσημέρι φωτίζει το πυθμένα βαθιών πηγαδιών, δηλαδή συμβαίνει ακριβώς πάνω από το κεφάλι σου, στο ζενίθ. Οι κάθετοι πυλώνες δεν παρέχουν σκιά αυτή τη στιγμή. Στην Αλεξάνδρεια και αυτήν την ημέρα ο ήλιος δεν φτάνει στο ζενίθ το μεσημέρι, δεν φωτίζει τον πάτο των πηγαδιών, τα αντικείμενα δίνουν σκιά.

Ο Ερατοσθένης μέτρησε πόσο ο μεσημεριανός ήλιος στην Αλεξάνδρεια εκτρέπεται από το ζενίθ και έλαβε μια τιμή ίση με 7 ° 12′, που είναι το 1/50 του κύκλου. Κατάφερε να το κάνει αυτό χρησιμοποιώντας μια συσκευή που ονομάζεται scaphis. Ο Σκάφης ήταν ένα μπολ σε σχήμα ημισφαιρίου. Στο κέντρο του υπήρχε κάθετη οχύρωση

Αριστερά είναι ο προσδιορισμός του ύψους του ήλιου με τη χρήση σκαφοειδούς. Στο κέντρο είναι ένα διάγραμμα της κατεύθυνσης των ακτίνων του ήλιου: στη Σιένα πέφτουν κάθετα, στην Αλεξάνδρεια - σε γωνία 7°12′. Στα δεξιά είναι η κατεύθυνση της ακτίνας του ήλιου στη Σιένα τη στιγμή του θερινού ηλιοστασίου.

Ο Σκάφης είναι μια αρχαία συσκευή για τον προσδιορισμό του ύψους του ήλιου πάνω από τον ορίζοντα (σε διατομή).

βελόνα. Η σκιά της βελόνας έπεσε πάνω εσωτερική επιφάνειασκάφησα. Για να μετρηθεί η απόκλιση του ήλιου από το ζενίθ (σε μοίρες), σχεδιάστηκαν κύκλοι με αριθμούς στην εσωτερική επιφάνεια του σκαφιού. Αν, για παράδειγμα, η σκιά έφτασε στον κύκλο που σημειώνεται με τον αριθμό 50, ο ήλιος ήταν 50° κάτω από το ζενίθ. Έχοντας κατασκευάσει ένα σχέδιο, ο Ερατοσθένης πολύ σωστά συμπέρανε ότι η Αλεξάνδρεια είναι το 1/50 της περιφέρειας της Γης από τη Συήνη. Για να μάθουμε την περιφέρεια της Γης, το μόνο που έμεινε ήταν να μετρήσουμε την απόσταση μεταξύ Αλεξάνδρειας και Σιένα και να την πολλαπλασιάσουμε επί 50. Αυτή η απόσταση καθορίστηκε από τον αριθμό των ημερών που περνούσαν τα καραβάνια με καμήλες ταξιδεύοντας μεταξύ των πόλεων. Σε μονάδες εκείνης της εποχής ήταν ίσο με 5 χιλιάδες στάδια. Αν το 1/50 της περιφέρειας της Γης είναι ίσο με 5000 στάδια, τότε ολόκληρη η περιφέρεια της Γης είναι 5000x50 = 250.000 στάδια. Μεταφρασμένη στα μέτρα μας, αυτή η απόσταση είναι περίπου 39.500 χλμ.Γνωρίζοντας την περιφέρεια, μπορείτε να υπολογίσετε την ακτίνα της Γης. Η ακτίνα οποιουδήποτε κύκλου είναι 6.283 φορές μικρότερη από το μήκος του. Επομένως, η μέση ακτίνα της Γης, σύμφωνα με τον Ερατοσθένη, αποδείχθηκε ίση με τον στρογγυλό αριθμό - 6290 χλμ,και διάμετρος - 12.580 χλμ.Έτσι ο Ερατοσθένης βρήκε περίπου τις διαστάσεις της Γης, κοντά σε αυτές που καθορίζονται από όργανα ακριβείας στην εποχή μας.

Πώς ελέγχθηκαν οι πληροφορίες για το σχήμα και το μέγεθος της γης

Μετά τον Ερατοσθένη τον Κυρήνη, για πολλούς αιώνες, κανένας επιστήμονας δεν προσπάθησε να μετρήσει ξανά την περιφέρεια της γης. Τον 17ο αιώνα εφευρέθηκε ένας αξιόπιστος τρόπος μέτρησης μεγάλων αποστάσεων στην επιφάνεια της Γης - η μέθοδος τριγωνισμού (έτσι ονομάζεται από τη λατινική λέξη "triangulum" - τρίγωνο). Αυτή η μέθοδος είναι βολική γιατί τα εμπόδια που συναντώνται στην πορεία -δάση, ποτάμια, βάλτοι κ.λπ.- δεν παρεμβαίνουν στην ακριβή μέτρηση μεγάλων αποστάσεων. Η μέτρηση πραγματοποιείται ως εξής: απευθείας στην επιφάνεια της γης, η απόσταση μεταξύ δύο κοντινών σημείων μετριέται με μεγάλη ακρίβεια ΕΝΑΚαι ΣΕ,από το οποίο είναι ορατά μακρινά ψηλά αντικείμενα - λόφοι, πύργοι, καμπαναριά κ.λπ. Αν από ΕΝΑΚαι ΣΕμέσω ενός τηλεσκοπίου μπορείτε να δείτε ένα αντικείμενο που βρίσκεται σε ένα σημείο ΜΕ,τότε δεν είναι δύσκολο να μετρηθεί στο σημείο ΕΝΑγωνία μεταξύ των κατευθύνσεων ΑΒΚαι ΜΕΤΑ ΧΡΙΣΤΟΝ,και στο σημείο ΣΕ- γωνία μεταξύ VAΚαι Ήλιος.

Αφού μετρηθεί η πλευρά ΑΒπρώτο τρίγωνο (βάση), το όλο θέμα καταλήγει στη μέτρηση των γωνιών μεταξύ δύο κατευθύνσεων. Κατασκευάζοντας ένα δίκτυο τριγώνων, μπορείτε να υπολογίσετε, χρησιμοποιώντας τους κανόνες της τριγωνομετρίας, την απόσταση από την κορυφή ενός τριγώνου έως την κορυφή οποιουδήποτε άλλου, ανεξάρτητα από το πόσο απέχουν μεταξύ τους. Έτσι λύνεται το θέμα της μέτρησης μεγάλων αποστάσεων στην επιφάνεια της Γης. Πρακτική χρήσηΗ μέθοδος του τριγωνισμού δεν είναι καθόλου απλή. Αυτή η εργασία μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο από έμπειρους παρατηρητές οπλισμένους με πολύ ακριβή γωνιομετρικά όργανα. Συνήθως, πρέπει να κατασκευαστούν ειδικοί πύργοι για παρατηρήσεις. Εργασίες αυτού του είδους ανατίθενται σε ειδικές αποστολές που διαρκούν αρκετούς μήνες ή και χρόνια.

Η μέθοδος του τριγωνισμού βοήθησε τους επιστήμονες να αποσαφηνίσουν τις γνώσεις τους για το σχήμα και το μέγεθος της Γης. Αυτό συνέβη υπό τις ακόλουθες συνθήκες.

Διάσημοι Άγγλοι επιστήμονας Νεύτωνα(1643-1727) εξέφρασε την άποψη ότι η Γη δεν μπορεί να έχει το σχήμα μιας ακριβούς σφαίρας επειδή περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της. Όλα τα σωματίδια της Γης βρίσκονται υπό την επίδραση της φυγόκεντρης δύναμης (δύναμη αδράνειας), η οποία είναι ιδιαίτερα ισχυρή

Αν πρέπει να μετρήσουμε την απόσταση από το Α στο Δ (και το σημείο Β δεν είναι ορατό από το σημείο Α), τότε μετράμε τη βάση ΑΒ και στο τρίγωνο ΑΒΓ μετράμε τις γειτονικές γωνίες της βάσης (α και β). Χρησιμοποιώντας μια πλευρά και δύο παρακείμενες γωνίες, προσδιορίζουμε την απόσταση AC και BC. Στη συνέχεια, από το σημείο Γ, χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο του οργάνου μέτρησης, βρίσκουμε το σημείο Δ, ορατό από το σημείο Γ και το σημείο Β. Στο τρίγωνο CUB, γνωρίζουμε την πλευρά ΒΑ. Απομένει να μετρήσουμε τις γωνίες που γειτνιάζουν με αυτό και, στη συνέχεια, να προσδιορίσουμε την απόσταση DB. Γνωρίζοντας τις αποστάσεις DB u AB και τη γωνία μεταξύ αυτών των γραμμών, μπορείτε να προσδιορίσετε την απόσταση από το A στο D.

Σχέδιο τριγωνοποίησης: AB - βάση; BE - μετρημένη απόσταση.

στον ισημερινό και απών στους πόλους. Η φυγόκεντρος δύναμη στον ισημερινό δρα ενάντια στη βαρύτητα και την εξασθενεί. Η ισορροπία μεταξύ της βαρύτητας και της φυγόκεντρης δύναμης επιτεύχθηκε όταν η υδρόγειος «φούσκωσε» στον ισημερινό και «ισιώθηκε» στους πόλους και σταδιακά πήρε το σχήμα μανταρινιού ή, με άλλα λόγια, επιστημονική γλώσσα, σφαιροειδής. Ενδιαφέρουσα ανακάλυψη, που έγινε την ίδια στιγμή, επιβεβαίωσε την υπόθεση του Νεύτωνα.

Το 1672, ένας Γάλλος αστρονόμος διαπίστωσε ότι αν ακριβές ρολόιμεταφορά από το Παρίσι στην Καγιέν (σε νότια Αμερική, κοντά στον ισημερινό), τότε αρχίζουν να υστερούν κατά 2,5 λεπτά την ημέρα. Αυτή η υστέρηση συμβαίνει επειδή το εκκρεμές του ρολογιού ταλαντεύεται πιο αργά κοντά στον ισημερινό. Έγινε προφανές ότι η δύναμη της βαρύτητας, που κάνει το εκκρεμές να ταλαντεύεται, είναι μικρότερη στο Καγιέν από ό,τι στο Παρίσι. Ο Νεύτωνας το εξήγησε αυτό με το γεγονός ότι στον ισημερινό η επιφάνεια της Γης είναι πιο μακριά από το κέντρο της παρά στο Παρίσι.

Η Γαλλική Ακαδημία Επιστημών αποφάσισε να ελέγξει την ορθότητα του συλλογισμού του Νεύτωνα. Εάν η Γη έχει σχήμα μανταρίνι, τότε ένα τόξο μεσημβρινού 1° θα πρέπει να επιμηκύνει καθώς πλησιάζει τους πόλους. Έμεινε η χρήση τριγωνισμού για τη μέτρηση του μήκους ενός τόξου 1° σε διαφορετικές αποστάσεις από τον ισημερινό. Στον διευθυντή του Παρατηρητηρίου του Παρισιού, Τζιοβάνι Κασίνι, ανατέθηκε η μέτρηση του τόξου στη βόρεια και νότια Γαλλία. Ωστόσο, το νότιο τόξο του αποδείχθηκε μακρύτερο από το βόρειο. Φαινόταν ότι ο Νεύτων έκανε λάθος: η Γη δεν είναι πεπλατυσμένη σαν μανταρίνι, αλλά επιμήκης σαν λεμόνι.

Όμως ο Νεύτων δεν εγκατέλειψε τα συμπεράσματά του και επέμεινε ότι ο Κασίνι είχε κάνει λάθος στις μετρήσεις του. Ξέσπασε μια επιστημονική διαμάχη μεταξύ των υποστηρικτών της θεωρίας «μανταρίνι» και «λεμόνι», η οποία διήρκεσε 50 χρόνια. Μετά τον θάνατο του Τζιοβάνι Κασίνι, ο γιος του Ζακ, επίσης διευθυντής του Αστεροσκοπείου του Παρισιού, για να υπερασπιστεί τη γνώμη του πατέρα του, έγραψε ένα βιβλίο στο οποίο υποστήριξε ότι, σύμφωνα με τους νόμους της μηχανικής, η Γη πρέπει να είναι επιμήκης σαν λεμόνι. . Για να επιλύσει τελικά αυτή τη διαφορά, η Γαλλική Ακαδημία Επιστημών εξόπλισε το 1735 μια αποστολή στον ισημερινό και μια άλλη στον Αρκτικό Κύκλο.

Η νότια αποστολή πραγματοποίησε μετρήσεις στο Περού. Ένα τόξο μεσημβρινών με μήκος περίπου 3° (330 χλμ).Διέσχισε τον ισημερινό και πέρασε από μια σειρά από ορεινές κοιλάδεςκαι τις υψηλότερες οροσειρές της Αμερικής.

Το έργο της αποστολής κράτησε οκτώ χρόνια και ήταν γεμάτο με μεγάλες δυσκολίες και κινδύνους. Ωστόσο, οι επιστήμονες ολοκλήρωσαν το έργο τους: ο βαθμός του μεσημβρινού στον ισημερινό μετρήθηκε με πολύ μεγάλη ακρίβεια.

Η Βόρεια Αποστολή εργάστηκε στη Λαπωνία (το όνομα που δόθηκε στο βόρειο τμήμα της Σκανδιναβίας και στο δυτικό τμήμα της χερσονήσου Κόλα μέχρι τις αρχές του 20ου αιώνα).

Μετά από σύγκριση των αποτελεσμάτων των αποστολών, αποδείχθηκε ότι ο πολικός βαθμός είναι μεγαλύτερος από τον ισημερινό. Επομένως, ο Cassini είχε όντως λάθος και ο Νεύτωνας είχε δίκιο όταν ισχυρίστηκε ότι η Γη έχει το σχήμα μανταρίνι. Έτσι τελείωσε αυτή η παρατεταμένη διαμάχη και οι επιστήμονες αναγνώρισαν την ορθότητα των δηλώσεων του Νεύτωνα.

Στις μέρες μας υπάρχει ειδική επιστήμη- γεωδαισία, η οποία ασχολείται με τον προσδιορισμό του μεγέθους της Γης χρησιμοποιώντας ακριβείς μετρήσεις της επιφάνειάς της. Τα δεδομένα από αυτές τις μετρήσεις κατέστησαν δυνατό τον ακριβή προσδιορισμό του πραγματικού αριθμού της Γης.

Πραγματοποιήθηκαν και γίνονται γεωδαιτικές εργασίες για τη μέτρηση της Γης διάφορες χώρες. Αντίστοιχες εργασίες έχουν γίνει και στη χώρα μας. Τον περασμένο αιώνα, οι Ρώσοι τοπογράφοι πραγματοποίησαν πολύ ακριβείς εργασίες για τη μέτρηση του «ρωσο-σκανδιναβικού τόξου του μεσημβρινού» με προέκταση μεγαλύτερη από 25 °, δηλαδή μήκος σχεδόν 3 χιλιάδων. χλμ.Ονομάστηκε «τόξο Στρούβε» προς τιμήν του ιδρυτή του Αστεροσκοπείου Πούλκοβο (κοντά στο Λένινγκραντ) Βασίλι Γιακόβλεβιτς Στρούβε, ο οποίος συνέλαβε αυτό το τεράστιο έργο και το επέβλεψε.

Οι μετρήσεις πτυχίου έχουν μεγάλο πρακτική σημασίακυρίως για τη μεταγλώττιση ακριβείς χάρτες. Τόσο στον χάρτη όσο και στην υδρόγειο, βλέπετε ένα δίκτυο μεσημβρινών - κύκλους που διέρχονται από τους πόλους και παράλληλους - κύκλους παράλληλα με το επίπεδο ισημερινός της γης. Ο χάρτης της Γης δεν θα μπορούσε να συνταχθεί χωρίς τη μακρά και επίπονη εργασία των επιθεωρητών, οι οποίοι προσδιόρισαν βήμα-βήμα επί πολλά χρόνια τη θέση των διαφορετικών σημείων στην επιφάνεια της γης και στη συνέχεια σχεδίασαν τα αποτελέσματα σε ένα δίκτυο μεσημβρινών και παραλλήλων. Για να έχουμε ακριβείς χάρτες, ήταν απαραίτητο να γνωρίζουμε το πραγματικό σχήμα της Γης.

Τα αποτελέσματα των μετρήσεων του Struve και των συνεργατών του αποδείχθηκαν πολύ σημαντική συνεισφορά σε αυτή τη δουλειά.

Στη συνέχεια, άλλοι επιθεωρητές μέτρησαν με μεγάλη ακρίβεια τα μήκη των τόξων των μεσημβρινών και των παραλλήλων σε διαφορετικά σημεία στην επιφάνεια της γης. Από αυτά τα τόξα, με τη βοήθεια υπολογισμών, ήταν δυνατό να προσδιοριστεί το μήκος των διαμέτρων της Γης στο ισημερινό επίπεδο (ισημερινή διάμετρος) και στην κατεύθυνση άξονα της γης(πολική διάμετρος). Αποδείχθηκε ότι η ισημερινή διάμετρος είναι μεγαλύτερη από την πολική κατά περίπου 42,8 χλμ.Αυτό επιβεβαίωσε για άλλη μια φορά ότι η Γη συμπιέζεται από τους πόλους. Σύμφωνα με τα τελευταία στοιχεία Σοβιετικών επιστημόνων, ο πολικός άξονας είναι 1/298,3 μικρότερος από τον ισημερινό.

Ας πούμε ότι θα θέλαμε να απεικονίσουμε την απόκλιση του σχήματος της Γης από μια σφαίρα σε μια σφαίρα με διάμετρο 1 Μ.Αν η μπάλα στον ισημερινό έχει διάμετρο ακριβώς 1 Μ,τότε ο πολικός του άξονας θα πρέπει να είναι μόνο 3,35 mmΕν συντομία! Αυτή είναι τόσο μικρή τιμή που δεν μπορεί να εντοπιστεί με το μάτι. Το σχήμα της Γης, επομένως, διαφέρει ελάχιστα από μια σφαίρα.

Θα μπορούσε κανείς να σκεφτεί ότι η ανομοιομορφία της επιφάνειας της γης, και ιδιαίτερα των βουνοκορφών, η υψηλότερη από τις οποίες το Chomolungma (Έβερεστ) φτάνει σχεδόν το 9 χλμ,πρέπει να αλλοιώσει πολύ το σχήμα της Γης. Ωστόσο, δεν είναι. Στην κλίμακα μιας σφαίρας με διάμετρο 1 Μένα βουνό εννέα χιλιομέτρων θα απεικονιστεί ως ένας κόκκος άμμου με διάμετρο περίπου 3/4 κολλημένος σε αυτό mm.Είναι δυνατόν να εντοπιστεί αυτή η προεξοχή μόνο με το άγγιγμα και μάλιστα με δυσκολία; Και από το ύψος στο οποίο πετούν τα δορυφορικά μας πλοία, μπορεί να διακριθεί μόνο από τη μαύρη κηλίδα σκιάς που ρίχνει όταν ο Ήλιος είναι χαμηλά.

Στην εποχή μας, το μέγεθος και το σχήμα της Γης καθορίζονται με μεγάλη ακρίβεια από τους επιστήμονες F.N. Krasovsky, A.A. Izotov και άλλους. Εδώ είναι οι αριθμοί που δείχνουν το μέγεθος της υδρογείου σύμφωνα με τις μετρήσεις αυτών των επιστημόνων: το μήκος της ισημερινής διαμέτρου είναι 12.756,5 χλμ,μήκος πολικής διαμέτρου - 12.713,7 χλμ.

Η μελέτη της διαδρομής που ακολουθούν οι τεχνητοί δορυφόροι της Γης θα καταστήσει δυνατό τον προσδιορισμό του μεγέθους της δύναμης της βαρύτητας σε διαφορετικά σημεία πάνω από την επιφάνεια της υδρογείου με τέτοια ακρίβεια που δεν θα μπορούσε να επιτευχθεί με κανέναν άλλο τρόπο. Αυτό με τη σειρά του θα καταστήσει δυνατό να βελτιώσουμε περαιτέρω τις γνώσεις μας για το μέγεθος και το σχήμα της Γης.

Σταδιακή αλλαγή στο σχήμα της γης

Ωστόσο, όπως καταφέραμε να μάθουμε με τη βοήθεια των ίδιων διαστημικών παρατηρήσεων και ειδικών υπολογισμών που έγιναν στη βάση τους, το γεωειδές έχει πολύπλοκη εμφάνιση λόγω της περιστροφής της Γης και της ανομοιόμορφης κατανομής των μαζών σε φλοιός της γης, αλλά αρκετά καλά (με ακρίβεια αρκετών εκατοντάδων μέτρων) αντιπροσωπεύεται από ένα ελλειψοειδές περιστροφής, με πολική συμπίεση 1:293,3 (ελλειψοειδές Krasovsky).

Εντούτοις, μέχρι πολύ πρόσφατα θεωρούνταν παγιωμένο γεγονός ότι αυτό το μικρό ελάττωμα ισοπεδώθηκε αργά αλλά σταθερά λόγω της λεγόμενης διαδικασίας αποκατάστασης της βαρυτικής (ισοστατικής) ισορροπίας, που ξεκίνησε πριν από περίπου δεκαοκτώ χιλιάδες χρόνια. Αλλά μόλις πρόσφατα η Γη άρχισε να ισοπεδώνεται ξανά.

Οι γεωμαγνητικές μετρήσεις, που από τα τέλη της δεκαετίας του '70 έχουν γίνει αναπόσπαστο χαρακτηριστικό των επιστημονικών ερευνητικών προγραμμάτων δορυφορικής παρατήρησης, έχουν καταγράψει με συνέπεια την ευθυγράμμιση του βαρυτικού πεδίου του πλανήτη. Γενικά, από τη σκοπιά των κυρίαρχων γεωφυσικών θεωριών, η βαρυτική δυναμική της Γης φαινόταν αρκετά προβλέψιμη, αν και, φυσικά, τόσο εντός όσο και εκτός του mainstream, υπήρχαν πολλές υποθέσεις που ερμήνευαν διαφορετικά τις μεσοπρόθεσμες και μακροπρόθεσμες προοπτικές αυτής της διαδικασίας, καθώς και τι συνέβη σε περασμένη ζωήτου πλανήτη μας. Αρκετά δημοφιλής σήμερα είναι, ας πούμε, η λεγόμενη υπόθεση των παλμών, σύμφωνα με την οποία η Γη συστέλλεται και διαστέλλεται περιοδικά. Υπάρχουν επίσης υποστηρικτές της υπόθεσης της «συστολής», η οποία υποστηρίζει ότι μακροπρόθεσμα το μέγεθος της Γης θα μειωθεί. Δεν υπάρχει επίσης ενότητα μεταξύ των γεωφυσικών σχετικά με τη φάση στην οποία βρίσκεται σήμερα η διαδικασία της μεταπαγετωτικής αποκατάστασης της βαρυτικής ισορροπίας: οι περισσότεροι ειδικοί πιστεύουν ότι είναι πολύ κοντά στην ολοκλήρωσή της, αλλά υπάρχουν και θεωρίες που υποστηρίζουν ότι το τέλος της είναι ακόμα πολύ μακριά ή ότι έχει ήδη σταματήσει.

Ωστόσο, παρά την αφθονία των αποκλίσεων, μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του '90 του περασμένου αιώνα, οι επιστήμονες δεν είχαν ακόμη καμία καλούς λόγουςαμφιβολία ότι η διαδικασία της μεταπαγετωτικής βαρυτικής ευθυγράμμισης είναι ζωντανή και καλά. Το τέλος του επιστημονικού εφησυχασμού ήρθε μάλλον ξαφνικά: αφού πέρασαν πολλά χρόνια ελέγχοντας και διπλοέλεγχο τα αποτελέσματα που προέκυψαν από εννέα διαφορετικούς δορυφόρους, δύο Αμερικανοί επιστήμονες, ο Christopher Cox του Raytheon και ο Benjamin Chao, γεωφυσικός στο Διαστημικό Κέντρο Ελέγχου της NASA Goddard, έφτασαν σε εκπληκτικό συμπέρασμα: ξεκινώντας από το 1998, η «ισημερινή κάλυψη» της Γης (ή, όπως πολλά δυτικά μέσα ονόμασαν αυτή τη διάσταση, το «πάχος» της) άρχισε να αυξάνεται ξανά.
Ο απαίσιος ρόλος των ωκεάνιων ρευμάτων.

Χάρη σε αυτόν τον «μυστηριώδη εχθρό», η Γη ξανά, όπως και στην τελευταία «εποχή του μεγάλου παγετώνα», άρχισε να ισοπεδώνεται, δηλαδή από το 1998, στην περιοχή του ισημερινού παρατηρείται αύξηση της μάζας της ύλης. , ενώ έχει εκροεί από τις πολικές ζώνες.

Οι επίγειοι γεωφυσικοί δεν έχουν ακόμη τεχνικές άμεσων μετρήσεων για να ανιχνεύσουν αυτό το φαινόμενο, επομένως στην εργασία τους πρέπει να χρησιμοποιήσουν έμμεσα δεδομένα, κυρίως τα αποτελέσματα των εξαιρετικά ακριβών μετρήσεων με λέιζερ των αλλαγών στις τροχιές των δορυφορικών τροχιών που συμβαίνουν υπό την επίδραση των διακυμάνσεων το βαρυτικό πεδίο της Γης. Κατά συνέπεια, όταν μιλούν για «παρατηρούμενες κινήσεις μαζών γήινης ύλης», οι επιστήμονες βασίζονται στην υπόθεση ότι είναι υπεύθυνοι για αυτές τις τοπικές βαρυτικές διακυμάνσεις. Οι πρώτες προσπάθειες να εξηγήσουν αυτό το περίεργο φαινόμενο έγιναν από τους Cox και Chao.

Η εκδοχή για ορισμένα υπόγεια φαινόμενα, για παράδειγμα, η ροή της ύλης στο μάγμα ή τον πυρήνα της γης, φαίνεται, σύμφωνα με τους συντάκτες του άρθρου, αρκετά αμφίβολη: για να έχουν τέτοιες διεργασίες κάποιο σημαντικό βαρυτικό αποτέλεσμα, υποτίθεται ότι είναι πολύ περισσότερο απαιτείται πολύς καιρόςπαρά μια γελοία τετραετία με επιστημονικά πρότυπα. Οπως και πιθανούς λόγους, που προκάλεσε την πάχυνση της Γης κατά μήκος του ισημερινού, ονομάζουν τρεις κύριες: ωκεάνια επιρροή, τήξη πολικών και ψηλών πάγων και ορισμένες «διαδικασίες στην ατμόσφαιρα». Ωστόσο, απορρίπτουν αμέσως και την τελευταία ομάδα παραγόντων - οι τακτικές μετρήσεις του βάρους της ατμοσφαιρικής στήλης δεν δίνουν κανέναν λόγο να υποπτευόμαστε τη συμμετοχή ορισμένων φαινομένων αέρα στην εμφάνιση του ανακαλυφθέντος βαρυτικού φαινομένου.

Η υπόθεση των Cox και Chao σχετικά με την πιθανή επίδραση της τήξης των πάγων στις ζώνες της Αρκτικής και της Ανταρκτικής στο εξόγκωμα του ισημερινού δεν φαίνεται καθόλου σαφής. Αυτή η διαδικασία είναι σαν ουσιαστικό στοιχείοο διαβόητος παγκόσμια υπερθέρμανσηΤο παγκόσμιο κλίμα, φυσικά, στον ένα ή τον άλλο βαθμό μπορεί να ευθύνεται για τη μεταφορά σημαντικών μαζών ύλης (κυρίως νερού) από τους πόλους στον ισημερινό, αλλά θεωρητικοί υπολογισμοί που έγιναν από Αμερικανούς ερευνητές δείχνουν: για να αποδειχθεί να είναι καθοριστικός παράγοντας (συγκεκριμένα, «μπλόκαρε τις «συνέπειες μιας χιλιόχρονης «ανάπτυξης θετικής ανακούφισης»), το μέγεθος του «εικονικού μπλοκ πάγου» που έλιωνε ετησίως από το 1997 θα έπρεπε να ήταν 10x10x5 χιλιόμετρα! Δεν υπάρχουν εμπειρικές ενδείξεις ότι η διαδικασία τήξης των πάγων στην Αρκτική και την Ανταρκτική τα τελευταία χρόνιαθα μπορούσε να πάρει τέτοια κλίμακα, οι γεωφυσικοί και οι μετεωρολόγοι δεν το έχουν. Σύμφωνα με τις πιο αισιόδοξες εκτιμήσεις, ο συνολικός όγκος των λιωμένων παγόβουνων είναι τουλάχιστον μια τάξη μεγέθους μικρότερος από αυτό το «σούπερ παγόβουνο»· επομένως, ακόμη και αν είχε κάποια επίδραση στην αύξηση της ισημερινής μάζας της Γης, αυτή η επιρροή δύσκολα θα μπορούσε να είναι τόσο σημαντική.

Ως τον πιο πιθανό λόγο για την ξαφνική αλλαγή στο βαρυτικό πεδίο της Γης, οι Cox και Chao θεωρούν σήμερα την ωκεάνια επιρροή, δηλαδή την ίδια μεταφορά μεγάλων όγκων υδάτινης μάζας στον Παγκόσμιο Ωκεανό από τους πόλους στον ισημερινό, η οποία, ωστόσο, συνδέεται όχι τόσο με την ταχεία τήξη των πάγων, πόσα με κάποιες όχι απολύτως εξηγήσιμες έντονες διακυμάνσεις Ωκεάνια ρεύματα, που συμβαίνει τα τελευταία χρόνια. Επιπλέον, όπως πιστεύουν οι ειδικοί, ο κύριος υποψήφιος για το ρόλο του διαταράκτη της βαρυτικής ηρεμίας είναι ο Ειρηνικός Ωκεανός, ή ακριβέστερα, οι κυκλικές κινήσεις τεράστιων υδατικές μάζεςαπό τις βόρειες περιοχές της προς τις νότιες.

Αν αυτή η υπόθεσηαποδεικνύεται ότι είναι αλήθεια, η ανθρωπότητα στο πολύ εγγύς μέλλον μπορεί να αντιμετωπίσει πολύ σοβαρές αλλαγές στο παγκόσμιο κλίμα: ο δυσοίωνος ρόλος των ωκεάνιων ρευμάτων είναι πολύ γνωστός σε όλους όσοι είναι λίγο πολύ εξοικειωμένοι με τα βασικά της σύγχρονης μετεωρολογίας (που αξίζει τον κόπο El ο Νίνιο μόνος). Είναι αλήθεια ότι η υπόθεση ότι η ξαφνική διόγκωση της Γης κατά μήκος του ισημερινού είναι συνέπεια της κλιματικής επανάστασης που βρίσκεται ήδη σε πλήρη εξέλιξη φαίνεται αρκετά λογική. Αλλά, σε γενικές γραμμές, είναι δύσκολο να κατανοήσουμε πραγματικά αυτό το κουβάρι των σχέσεων αιτίου-αποτελέσματος που βασίζονται σε νέα ίχνη.

Η προφανής έλλειψη κατανόησης των συνεχιζόμενων «βαρυτικών εξοργισμών» φαίνεται τέλεια από ένα σύντομο απόσπασμα μιας συνέντευξης με τον ίδιο τον Κρίστοφερ Κοξ στον ανταποκριτή της υπηρεσίας ειδήσεων του περιοδικού Nature, Τομ Κλαρκ: «Κατά τη γνώμη μου, τώρα μπορούμε με μεγάλη βεβαιότητα ( Στο εξής τονίζεται από εμάς. - «Ειδικός») μπορούμε να μιλήσουμε μόνο για ένα πράγμα: τα «προβλήματα βάρους» του πλανήτη μας είναι πιθανότατα προσωρινά και όχι άμεσο αποτέλεσμα ανθρώπινη δραστηριότητα«Ωστόσο, συνεχίζοντας αυτή τη λεκτική πράξη εξισορρόπησης, ο Αμερικανός επιστήμονας αμέσως για άλλη μια φορά ορίζει με σύνεση: «Προφανώς, αργά ή γρήγορα όλα θα επανέλθουν «στο φυσιολογικό», αλλά ίσως κάνουμε λάθος σε αυτό».

Αρχική σελίδα → Νομική διαβούλευση→ Ορολογία → Μονάδες περιοχής

Μονάδες μέτρησης επιφάνειας γης

Το σύστημα μέτρησης εκτάσεων γης που υιοθετήθηκε στη Ρωσία

1 ύφανση = 10 μέτρα x 10 μέτρα = 100 τ.μ
1 εκτάριο = 1 εκτάριο = 100 μέτρα x 100 μέτρα = 10.000 τ.μ. = 100 στρέμματα
1 τετραγωνικό χιλιόμετρο= 1 τετραγωνικά χιλιόμετρα = 1000 μέτρα x 1000 μέτρα = 1 εκατομμύριο τετραγωνικά μέτρα = 100 εκτάρια = 10.000 στρέμματα

Αμοιβαίες μονάδες

1 τ.μ = 0,01 στρέμματα = 0,0001 εκτάρια = 0,000001 τ.χλμ.
1 εκατό τετραγωνικά μέτρα = 0,01 εκτάρια = 0,0001 τ.χλμ.

Πίνακας μετατροπών για μονάδες επιφάνειας

Μονάδες περιοχής	1 τετρ. χλμ.	1 εκτάριο	1 στρέμμα	1 Σότκα	1 τ.μ.
1 τετρ. χλμ.	1	100	247.1	10.000	1.000.000
1 εκτάριο	0.01	1	2.47	100	10.000
1 στρέμμα	0.004	0.405	1	40.47	4046.9
1 ύφανση	0.0001	0.01	0.025	1	100
1 τ.μ.	0.000001	0.0001	0.00025	0.01	1

μονάδα εμβαδού στο μετρικό σύστημα που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση των οικοπέδων.

Συντομευμένη ονομασία: ρωσικά εκτάρια, διεθνή χα.

1 εκτάριο ίσο με εμβαδόντετράγωνο με πλευρά 100 μ.

Η ονομασία "εκτάρια" σχηματίζεται με την προσθήκη του προθέματος "hecto..." στο όνομα της μονάδας περιοχής "ar":

1 ha = 100 are = 100 m x 100 m = 10.000 m2

μια μονάδα εμβαδού στο μετρικό σύστημα μέτρων είναι ίση με το εμβαδόν ενός τετραγώνου με πλευρά 10 m, δηλαδή:

1 ar = 10 m x 10 m = 100 m2.
1 δέκατο = 1,09254 εκτάρια.

μέτρο γης που χρησιμοποιείται σε ορισμένες χώρες που χρησιμοποιούν Αγγλικό σύστημαμέτρα (Ηνωμένο Βασίλειο, ΗΠΑ, Καναδάς, Αυστραλία κ.λπ.).

1 στρέμμα = 4840 τ. μάντρες = 4046,86 m2

Το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο μέτρο γης στην πράξη είναι το εκτάριο, μια συντομογραφία για το εκτάριο:

1 ha = 100 are = 10.000 m2

Στη Ρωσία, ένα εκτάριο είναι η βασική μονάδα μέτρησης της έκτασης της γης, ιδιαίτερα της γεωργικής γης.

Στο έδαφος της Ρωσίας, η μονάδα "εκτάριο" εισήχθη στην πράξη μετά Οκτωβριανή επανάσταση, αντί για δέκατα.

Αρχαίες ρωσικές μονάδες μέτρησης περιοχής

1 τετρ. verst = 250.000 τ.
φώτα = 1,1381 km²
1 δέκατο = 2400 τετρ. φθορά = 10.925,4 m² = 1,0925 εκτάρια
1 δέκατο = 1/2 δέκατο = 1200 τετρ. φώτα = 5462,7 m² = 0,54627 εκτάρια
1 χταπόδι = 1/8 δέκατο = 300 τετραγωνικά βάθη = 1365,675 m² ≈ 0,137 εκτάρια.

Η έκταση των οικοπέδων για την κατασκευή ατομικών κατοικιών και ιδιωτικών οικοπέδων αναγράφεται συνήθως σε στρέμματα

Εκατό- αυτό είναι το εμβαδόν ενός οικοπέδου διαστάσεων 10 x 10 μέτρων, το οποίο είναι 100 τετραγωνικά μέτρα, και επομένως ονομάζεται εκατό τετραγωνικά μέτρα.

Ακολουθούν μερικά χαρακτηριστικά παραδείγματα του μεγέθους που μπορεί να έχει ένα οικόπεδο με έκταση 15 στρεμμάτων:

Στο μέλλον, αν ξεχάσετε ξαφνικά πώς να βρείτε την περιοχή ενός ορθογώνιου οικοπέδου, θυμηθείτε ένα πολύ παλιό αστείο όταν ένας παππούς ρωτά έναν μαθητή της πέμπτης δημοτικού πώς να βρει την περιοχή του Λένιν και εκείνος απαντά: «Πρέπει να πολλαπλασιάστε το πλάτος του Λένιν με το μήκος του Λένιν»)))

Είναι χρήσιμο να εξοικειωθείτε με αυτό

Για όσους ενδιαφέρονται για τη δυνατότητα αύξησης της έκτασης των οικοπέδων για ατομική κατασκευή κατοικιών, ιδιωτικά οικιακά οικόπεδα, κηπουρική, κηπουρική, ιδιόκτητα, είναι χρήσιμο να εξοικειωθείτε με τη διαδικασία εγγραφής προσθηκών.

Από την 1η Ιανουαρίου 2018, τα ακριβή όρια του οικοπέδου πρέπει να καταγράφονται στο κτηματολογικό διαβατήριο, αφού αγορά, πώληση, υποθήκη ή δωρεά γης χωρίς ακριβής περιγραφήτα σύνορα θα είναι απλώς αδύνατα. Αυτό ρυθμίζεται με τροποποιήσεις στον Κώδικα Κτηματολογίου. Η ολική αναθεώρηση των συνόρων με πρωτοβουλία των δήμων ξεκίνησε την 1η Ιουνίου 2015.

Την 1η Μαρτίου 2015, ένα νέο ο ομοσπονδιακός νόμος«Σχετικά με τις τροποποιήσεις του Κώδικα Γης της Ρωσικής Ομοσπονδίας και ορισμένων νομοθετικών πράξεων της Ρωσικής Ομοσπονδίας» (N 171-FZ «ημερομηνία 23 Ιουνίου 2014), σύμφωνα με τις οποίες, ειδικότερα, η διαδικασία αγοράς οικοπέδων από δήμους έχει απλοποιήθηκε& Μπορείτε να εξοικειωθείτε με τις κύριες διατάξεις του νόμου εδώ.

Όσον αφορά την καταγραφή κατοικιών, λουτρών, γκαράζ και άλλων κτιρίων σε οικόπεδα που ανήκουν σε πολίτες, η νέα αμνηστία για ντάτσα θα βελτιώσει την κατάσταση.

Ο Ερατοσθένης μέτρησε πόσο ο μεσημεριανός ήλιος στην Αλεξάνδρεια εκτρέπεται από το ζενίθ, και έλαβε μια τιμή ίση με 7 ° 12 ", που είναι το 1/50 της περιφέρειας. Μπόρεσε να το κάνει χρησιμοποιώντας ένα όργανο που ονομάζεται σκάφις. ήταν ένα μπολ σε σχήμα ημισφαιρίου Στο κέντρο ήταν κάθετα ενισχυμένο

Αριστερά είναι ο προσδιορισμός του ύψους του ήλιου με τη χρήση σκαφοειδούς. Στο κέντρο είναι ένα διάγραμμα της κατεύθυνσης των ακτίνων του ήλιου: στη Σιένα πέφτουν κάθετα, στην Αλεξάνδρεια - σε γωνία 7°12". Στα δεξιά είναι η κατεύθυνση της ακτίνας του ήλιου στη Σιένα την εποχή του καλοκαιριού ηλιοστάσιο.

Ο Σκάφης είναι μια αρχαία συσκευή για τον προσδιορισμό του ύψους του ήλιου πάνω από τον ορίζοντα (σε διατομή).

βελόνα. Η σκιά της βελόνας έπεσε στην εσωτερική επιφάνεια του σκαφοειδούς. Για να μετρηθεί η απόκλιση του ήλιου από το ζενίθ (σε μοίρες), σχεδιάστηκαν κύκλοι με αριθμούς στην εσωτερική επιφάνεια του σκαφιού. Αν, για παράδειγμα, η σκιά έφτασε στον κύκλο που σημειώνεται με τον αριθμό 50, ο ήλιος ήταν 50° κάτω από το ζενίθ. Έχοντας κατασκευάσει ένα σχέδιο, ο Ερατοσθένης πολύ σωστά συμπέρανε ότι η Αλεξάνδρεια είναι το 1/50 της περιφέρειας της Γης από τη Συήνη. Για να μάθουμε την περιφέρεια της Γης, το μόνο που έμεινε ήταν να μετρήσουμε την απόσταση μεταξύ Αλεξάνδρειας και Σιένα και να την πολλαπλασιάσουμε επί 50. Αυτή η απόσταση καθορίστηκε από τον αριθμό των ημερών που περνούσαν τα καραβάνια με καμήλες ταξιδεύοντας μεταξύ των πόλεων. Σε μονάδες εκείνης της εποχής ήταν ίσο με 5 χιλιάδες στάδια. Αν το 1/50 της περιφέρειας της Γης είναι ίσο με 5000 στάδια, τότε ολόκληρη η περιφέρεια της Γης είναι 5000x50 = 250.000 στάδια. Μεταφρασμένη στα μέτρα μας, αυτή η απόσταση είναι περίπου 39.500 χλμ.Γνωρίζοντας την περιφέρεια, μπορείτε να υπολογίσετε την ακτίνα της Γης. Η ακτίνα οποιουδήποτε κύκλου είναι 6.283 φορές μικρότερη από το μήκος του. Επομένως, η μέση ακτίνα της Γης, σύμφωνα με τον Ερατοσθένη, αποδείχθηκε ίση με τον στρογγυλό αριθμό - 6290 χλμ,και διάμετρος - 12.580 χλμ.Έτσι ο Ερατοσθένης βρήκε περίπου τις διαστάσεις της Γης, κοντά σε αυτές που καθορίζονται από όργανα ακριβείας στην εποχή μας.

Πώς ελέγχθηκαν οι πληροφορίες για το σχήμα και το μέγεθος της γης

Μετά από αυτό, κατά μήκος της μετρημένης πλευράς ΑΒκαι δύο γωνίες στις κορυφές ΕΝΑΚαι ΣΕμπορείτε να φτιάξετε ένα τρίγωνο αλφάβητοκαι επομένως βρείτε τα μήκη των πλευρών ΜΕΤΑ ΧΡΙΣΤΟΝΚαι ήλιος,δηλαδή αποστάσεις από ΕΝΑπριν ΜΕκαι από ΣΕπριν ΜΕ.Αυτή η κατασκευή μπορεί να γίνει σε χαρτί, μειώνοντας πολλές φορές όλες τις διαστάσεις ή χρησιμοποιώντας υπολογισμούς σύμφωνα με τους κανόνες της τριγωνομετρίας. Γνωρίζοντας την απόσταση από ΣΕπριν ΜΕκαι στρέφοντας το τηλεσκόπιο ενός οργάνου μέτρησης (θεοδόλιθος) από αυτά τα σημεία σε ένα αντικείμενο σε κάποιο νέο σημείο ΡΕ,με τον ίδιο τρόπο μετρήστε τις αποστάσεις από ΣΕπριν ρεκαι από ΜΕπριν ΡΕ.Συνεχίζοντας τις μετρήσεις, φαίνεται να καλύπτουν μέρος της επιφάνειας της Γης με ένα δίκτυο τριγώνων: ABC, BCDκ.λπ. Σε καθένα από αυτά, όλες οι πλευρές και οι γωνίες μπορούν να προσδιοριστούν διαδοχικά (βλ. σχήμα). Αφού μετρηθεί η πλευρά ΑΒπρώτο τρίγωνο (βάση), το όλο θέμα καταλήγει στη μέτρηση των γωνιών μεταξύ δύο κατευθύνσεων. Κατασκευάζοντας ένα δίκτυο τριγώνων, μπορείτε να υπολογίσετε, χρησιμοποιώντας τους κανόνες της τριγωνομετρίας, την απόσταση από την κορυφή ενός τριγώνου έως την κορυφή οποιουδήποτε άλλου, ανεξάρτητα από το πόσο απέχουν μεταξύ τους. Έτσι λύνεται το θέμα της μέτρησης μεγάλων αποστάσεων στην επιφάνεια της Γης. Η πρακτική εφαρμογή της μεθόδου τριγωνοποίησης δεν είναι καθόλου απλή. Αυτή η εργασία μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο από έμπειρους παρατηρητές οπλισμένους με πολύ ακριβή γωνιομετρικά όργανα. Συνήθως, πρέπει να κατασκευαστούν ειδικοί πύργοι για παρατηρήσεις. Εργασίες αυτού του είδους ανατίθενται σε ειδικές αποστολές που διαρκούν αρκετούς μήνες ή και χρόνια.

Ο διάσημος Άγγλος επιστήμονας Newton (1643-1727) εξέφρασε την άποψη ότι η Γη δεν μπορεί να έχει το σχήμα μιας ακριβούς σφαίρας επειδή περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της. Όλα τα σωματίδια της Γης βρίσκονται υπό την επίδραση της φυγόκεντρης δύναμης (δύναμη αδράνειας), η οποία είναι ιδιαίτερα ισχυρή

Σχέδιο τριγωνοποίησης: AB - βάση; BE - μετρημένη απόσταση.

στον ισημερινό και απών στους πόλους. Η φυγόκεντρος δύναμη στον ισημερινό δρα ενάντια στη βαρύτητα και την εξασθενεί. Η ισορροπία μεταξύ της βαρύτητας και της φυγόκεντρης δύναμης επιτεύχθηκε όταν η υδρόγειος «φούσκωσε» στον ισημερινό και «ισιώθηκε» στους πόλους και σταδιακά απέκτησε το σχήμα μανταρινιού ή, με επιστημονικούς όρους, σφαιροειδούς. Μια ενδιαφέρουσα ανακάλυψη που έγινε την ίδια στιγμή επιβεβαίωσε την υπόθεση του Νεύτωνα.

Το 1672, ένας Γάλλος αστρονόμος διαπίστωσε ότι εάν ένα ακριβές ρολόι μεταφερθεί από το Παρίσι στο Cayenne (στη Νότια Αμερική, κοντά στον ισημερινό), αρχίζει να καθυστερεί κατά 2,5 λεπτά την ημέρα. Αυτή η υστέρηση συμβαίνει επειδή το εκκρεμές του ρολογιού ταλαντεύεται πιο αργά κοντά στον ισημερινό. Έγινε προφανές ότι η δύναμη της βαρύτητας, που κάνει το εκκρεμές να ταλαντεύεται, είναι μικρότερη στο Καγιέν από ό,τι στο Παρίσι. Ο Νεύτωνας το εξήγησε αυτό με το γεγονός ότι στον ισημερινό η επιφάνεια της Γης είναι πιο μακριά από το κέντρο της παρά στο Παρίσι.

Η νότια αποστολή πραγματοποίησε μετρήσεις στο Περού. Ένα τόξο μεσημβρινών με μήκος περίπου 3° (330 χλμ).Διέσχισε τον ισημερινό και πέρασε από μια σειρά από κοιλάδες βουνών και τις ψηλότερες οροσειρές της Αμερικής.

Στις μέρες μας, υπάρχει μια ειδική επιστήμη - η γεωδαισία, η οποία ασχολείται με τον προσδιορισμό του μεγέθους της Γης χρησιμοποιώντας ακριβείς μετρήσεις της επιφάνειάς της. Τα δεδομένα από αυτές τις μετρήσεις κατέστησαν δυνατό τον ακριβή προσδιορισμό του πραγματικού αριθμού της Γης.

Γεωδαιτικές εργασίες για τη μέτρηση της Γης έχουν γίνει και γίνονται σε διάφορες χώρες. Αντίστοιχες εργασίες έχουν γίνει και στη χώρα μας. Τον περασμένο αιώνα, οι Ρώσοι τοπογράφοι πραγματοποίησαν πολύ ακριβείς εργασίες για τη μέτρηση του «ρωσο-σκανδιναβικού τόξου του μεσημβρινού» με προέκταση μεγαλύτερη από 25 °, δηλαδή μήκος σχεδόν 3 χιλιάδων. χλμ.Ονομάστηκε «τόξο Στρούβε» προς τιμήν του ιδρυτή του Αστεροσκοπείου Πούλκοβο (κοντά στο Λένινγκραντ) Βασίλι Γιακόβλεβιτς Στρούβε, ο οποίος συνέλαβε αυτό το τεράστιο έργο και το επέβλεψε.

Οι μετρήσεις βαθμών έχουν μεγάλη πρακτική σημασία, κυρίως για τη σύνταξη ακριβών χαρτών. Τόσο στον χάρτη όσο και στην υδρόγειο, βλέπετε ένα δίκτυο μεσημβρινών - κύκλους που διέρχονται από τους πόλους, και παράλληλους - κύκλους παράλληλους στο επίπεδο του ισημερινού της γης. Ο χάρτης της Γης δεν θα μπορούσε να συνταχθεί χωρίς τη μακρά και επίπονη εργασία των επιθεωρητών, οι οποίοι προσδιόρισαν βήμα-βήμα επί πολλά χρόνια τη θέση των διαφορετικών σημείων στην επιφάνεια της γης και στη συνέχεια σχεδίασαν τα αποτελέσματα σε ένα δίκτυο μεσημβρινών και παραλλήλων. Για να έχουμε ακριβείς χάρτες, ήταν απαραίτητο να γνωρίζουμε το πραγματικό σχήμα της Γης.

Στη συνέχεια, άλλοι επιθεωρητές μέτρησαν με μεγάλη ακρίβεια τα μήκη των τόξων των μεσημβρινών και των παραλλήλων σε διαφορετικά σημεία στην επιφάνεια της γης. Από αυτά τα τόξα, με τη βοήθεια υπολογισμών, κατέστη δυνατό να προσδιοριστεί το μήκος των διαμέτρων της Γης στο ισημερινό επίπεδο (ισημερινή διάμετρος) και στην κατεύθυνση του άξονα της γης (πολική διάμετρος). Αποδείχθηκε ότι η ισημερινή διάμετρος είναι μεγαλύτερη από την πολική κατά περίπου 42,8 χλμ.Αυτό επιβεβαίωσε για άλλη μια φορά ότι η Γη συμπιέζεται από τους πόλους. Σύμφωνα με τα τελευταία στοιχεία Σοβιετικών επιστημόνων, ο πολικός άξονας είναι 1/298,3 μικρότερος από τον ισημερινό.

Σταδιακή αλλαγή στο σχήμα της γης

Ωστόσο, όπως ήταν δυνατό να διαπιστωθεί με τη βοήθεια των ίδιων διαστημικών παρατηρήσεων και ειδικών υπολογισμών που έγιναν με βάση τους, το γεωειδές έχει πολύπλοκη εμφάνιση λόγω της περιστροφής της Γης και της άνισης κατανομής των μαζών στον φλοιό της γης, αλλά αρκετά καλά (με ακρίβεια αρκετών εκατοντάδων μέτρων) εμφανίζεται ως ελλειψοειδές περιστροφής, με πολική συμπίεση 1:293,3 (ελλειψοειδές Krasovsky).

Οι γεωμαγνητικές μετρήσεις, που από τα τέλη της δεκαετίας του '70 έχουν γίνει αναπόσπαστο χαρακτηριστικό των επιστημονικών ερευνητικών προγραμμάτων δορυφορικής παρατήρησης, έχουν καταγράψει με συνέπεια την ευθυγράμμιση του βαρυτικού πεδίου του πλανήτη. Γενικά, από τη σκοπιά των κυρίαρχων γεωφυσικών θεωριών, η βαρυτική δυναμική της Γης φαινόταν αρκετά προβλέψιμη, αν και, φυσικά, τόσο εντός όσο και εκτός του mainstream, υπήρχαν πολλές υποθέσεις που ερμήνευαν διαφορετικά τις μεσοπρόθεσμες και μακροπρόθεσμες προοπτικές αυτής της διαδικασίας, καθώς και τι συνέβη στην προηγούμενη ζωή του πλανήτη μας. Αρκετά δημοφιλής σήμερα είναι, ας πούμε, η λεγόμενη υπόθεση των παλμών, σύμφωνα με την οποία η Γη συστέλλεται και διαστέλλεται περιοδικά. Υπάρχουν επίσης υποστηρικτές της υπόθεσης της «συστολής», η οποία υποστηρίζει ότι μακροπρόθεσμα το μέγεθος της Γης θα μειωθεί. Δεν υπάρχει επίσης ενότητα μεταξύ των γεωφυσικών σχετικά με τη φάση στην οποία βρίσκεται σήμερα η διαδικασία της μεταπαγετωτικής αποκατάστασης της βαρυτικής ισορροπίας: οι περισσότεροι ειδικοί πιστεύουν ότι είναι πολύ κοντά στην ολοκλήρωσή της, αλλά υπάρχουν και θεωρίες που υποστηρίζουν ότι το τέλος της είναι ακόμα πολύ μακριά ή ότι έχει ήδη σταματήσει.

Ωστόσο, παρά την αφθονία των αποκλίσεων, μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του '90 του περασμένου αιώνα, οι επιστήμονες δεν είχαν ακόμη επιτακτικούς λόγους να αμφισβητήσουν ότι η διαδικασία της ευθυγράμμισης μετά τον παγετώνα είναι ζωντανή και καλά. Το τέλος του επιστημονικού εφησυχασμού ήρθε μάλλον ξαφνικά: αφού πέρασαν πολλά χρόνια ελέγχοντας και διπλοέλεγχο τα αποτελέσματα που προέκυψαν από εννέα διαφορετικούς δορυφόρους, δύο Αμερικανοί επιστήμονες, ο Christopher Cox του Raytheon και ο Benjamin Chao, γεωφυσικός στο Διαστημικό Κέντρο Ελέγχου της NASA Goddard, έφτασαν σε εκπληκτικό συμπέρασμα: ξεκινώντας από το 1998, η «ισημερινή κάλυψη» της Γης (ή, όπως πολλά δυτικά μέσα ονόμασαν αυτή τη διάσταση, το «πάχος» της) άρχισε να αυξάνεται ξανά.
Ο απαίσιος ρόλος των ωκεάνιων ρευμάτων.

Η εργασία των Cox και Chao, η οποία υποστηρίζει «την ανακάλυψη μιας μεγάλης κλίμακας ανακατανομής της μάζας της Γης», δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science στις αρχές Αυγούστου 2002. Όπως σημειώνουν οι συγγραφείς της μελέτης, «οι μακροπρόθεσμες παρατηρήσεις της συμπεριφοράς του βαρυτικού πεδίου της Γης έδειξαν ότι η μεταπαγετώδης επίδραση που το ισοπέδωσε τα τελευταία χρόνια ανέπτυξε απροσδόκητα έναν ισχυρότερο αντίπαλο, περίπου δύο φορές ισχυρότερο από η βαρυτική του επιρροή». Χάρη σε αυτόν τον «μυστηριώδη εχθρό», η Γη ξανά, όπως και στην τελευταία «εποχή του μεγάλου παγετώνα», άρχισε να ισοπεδώνεται, δηλαδή από το 1998, στην περιοχή του ισημερινού παρατηρείται αύξηση της μάζας της ύλης. , ενώ έχει εκροεί από τις πολικές ζώνες.

Η εκδοχή για ορισμένα υπόγεια φαινόμενα, για παράδειγμα, η ροή της ύλης στο μάγμα ή τον πυρήνα της γης, φαίνεται, σύμφωνα με τους συντάκτες του άρθρου, αρκετά αμφίβολη: για να έχουν τέτοιες διεργασίες κάποιο σημαντικό βαρυτικό αποτέλεσμα, φέρεται να απαιτείται πολύ περισσότερο χρόνο από μια γελοία τετραετία με επιστημονικά πρότυπα. Ως πιθανούς λόγους για την πάχυνση της Γης κατά μήκος του ισημερινού, ονομάζουν τρεις βασικούς: ωκεάνια επιρροή, τήξη πολικών και πάγων στα ψηλά βουνά και ορισμένες «διαδικασίες στην ατμόσφαιρα». Ωστόσο, απορρίπτουν αμέσως και την τελευταία ομάδα παραγόντων - οι τακτικές μετρήσεις του βάρους της ατμοσφαιρικής στήλης δεν δίνουν κανέναν λόγο να υποπτευόμαστε τη συμμετοχή ορισμένων φαινομένων αέρα στην εμφάνιση του ανακαλυφθέντος βαρυτικού φαινομένου.

Η υπόθεση των Cox και Chao σχετικά με την πιθανή επίδραση της τήξης των πάγων στις ζώνες της Αρκτικής και της Ανταρκτικής στο εξόγκωμα του ισημερινού δεν φαίνεται καθόλου σαφής. Αυτή η διαδικασία, ως το πιο σημαντικό στοιχείο της περιβόητης υπερθέρμανσης του πλανήτη του παγκόσμιου κλίματος, μπορεί σίγουρα, στον ένα ή τον άλλο βαθμό, να ευθύνεται για τη μεταφορά σημαντικών μαζών ύλης (κυρίως νερού) από τους πόλους στον ισημερινό, αλλά θεωρητικά Οι υπολογισμοί που έγιναν από Αμερικανούς ερευνητές δείχνουν: για να αποδειχθεί καθοριστικός παράγοντας (κυρίως, «επισκίασε» τις συνέπειες της χιλιετούς «ανάπτυξης θετικής ανακούφισης»), η διάσταση του «εικονικού μπλοκ πάγου» ” λιωμένο ετησίως από το 1997 θα έπρεπε να ήταν 10x10x5 χιλιόμετρα! Οι γεωφυσικοί και οι μετεωρολόγοι δεν έχουν καμία εμπειρική απόδειξη ότι η διαδικασία τήξης των πάγων στην Αρκτική και την Ανταρκτική τα τελευταία χρόνια θα μπορούσε να έχει λάβει τέτοιες διαστάσεις. Σύμφωνα με τις πιο αισιόδοξες εκτιμήσεις, ο συνολικός όγκος των λιωμένων παγόβουνων είναι τουλάχιστον μια τάξη μεγέθους μικρότερος από αυτό το «σούπερ παγόβουνο»· επομένως, ακόμη και αν είχε κάποια επίδραση στην αύξηση της ισημερινής μάζας της Γης, αυτή η επιρροή δύσκολα θα μπορούσε να είναι τόσο σημαντική.

Ως τον πιο πιθανό λόγο για την ξαφνική αλλαγή στο βαρυτικό πεδίο της Γης, οι Cox και Chao θεωρούν σήμερα την ωκεάνια επιρροή, δηλαδή την ίδια μεταφορά μεγάλων όγκων υδάτινης μάζας στον Παγκόσμιο Ωκεανό από τους πόλους στον ισημερινό, η οποία, ωστόσο, συνδέεται όχι τόσο με την ταχεία τήξη των πάγων, πόσο με κάποιες όχι απολύτως εξηγήσιμες απότομες διακυμάνσεις στα ωκεάνια ρεύματα που συμβαίνουν τα τελευταία χρόνια. Επιπλέον, όπως πιστεύουν οι ειδικοί, ο κύριος υποψήφιος για το ρόλο του διαταράκτη της βαρυτικής ηρεμίας είναι ο Ειρηνικός Ωκεανός, ή ακριβέστερα, οι κυκλικές κινήσεις τεράστιων μαζών νερού από τις βόρειες περιοχές του προς τις νότιες.

Εάν αυτή η υπόθεση αποδειχθεί σωστή, η ανθρωπότητα στο πολύ εγγύς μέλλον μπορεί να αντιμετωπίσει πολύ σοβαρές αλλαγές στο παγκόσμιο κλίμα: ο δυσοίωνος ρόλος των ωκεάνιων ρευμάτων είναι πολύ γνωστός σε όλους όσοι είναι λίγο πολύ εξοικειωμένοι με τα βασικά της σύγχρονης μετεωρολογίας (τι αξίζει το Ελ Νίνιο). Είναι αλήθεια ότι η υπόθεση ότι η ξαφνική διόγκωση της Γης κατά μήκος του ισημερινού είναι συνέπεια της κλιματικής επανάστασης που βρίσκεται ήδη σε πλήρη εξέλιξη φαίνεται αρκετά λογική. Αλλά, σε γενικές γραμμές, είναι δύσκολο να κατανοήσουμε πραγματικά αυτό το κουβάρι των σχέσεων αιτίου-αποτελέσματος που βασίζονται σε νέα ίχνη.

Η προφανής έλλειψη κατανόησης των συνεχιζόμενων «βαρυτικών εξοργισμών» φαίνεται τέλεια από ένα σύντομο απόσπασμα μιας συνέντευξης με τον ίδιο τον Κρίστοφερ Κοξ στον ανταποκριτή της υπηρεσίας ειδήσεων του περιοδικού Nature, Τομ Κλαρκ: «Κατά τη γνώμη μου, τώρα μπορούμε με μεγάλη βεβαιότητα ( Στο εξής τονίζεται από εμάς. - «Ειδικός») μπορούμε να μιλήσουμε μόνο για ένα πράγμα: τα «προβλήματα βάρους» του πλανήτη μας είναι πιθανότατα προσωρινά και όχι άμεσο αποτέλεσμα ανθρώπινης δραστηριότητας». Ωστόσο, συνεχίζοντας αυτή τη λεκτική πράξη εξισορρόπησης, ο Αμερικανός επιστήμονας διατυπώνει αμέσως για άλλη μια φορά μια συνετή επιφύλαξη: «Προφανώς, αργά ή γρήγορα όλα θα επανέλθουν «στο φυσιολογικό», αλλά ίσως κάνουμε λάθος σε αυτό».

Τώρα ξέρετε ότι στο υπέροχο Σύμπαν των μακρινών προγόνων μας, η Γη δεν θύμιζε καν μπάλα. Οι κατοικοι Αρχαία Βαβυλώνατο φαντάστηκε σαν ένα νησί στον ωκεανό. Οι Αιγύπτιοι το έβλεπαν ως μια κοιλάδα που εκτείνεται από βορρά προς νότο, με την Αίγυπτο στο κέντρο. Και οι αρχαίοι Κινέζοι κάποτε απεικόνιζαν τη Γη ως ένα ορθογώνιο... Χαμογελάτε, φαντάζεστε μια τέτοια Γη, αλλά έχετε σκεφτεί συχνά πώς οι άνθρωποι μαντέψανε ότι η Γη δεν είναι ένα απεριόριστο αεροπλάνο ή ένας δίσκος που επιπλέει στον ωκεανό; Όταν ρώτησα τα παιδιά για αυτό, κάποιοι είπαν ότι οι άνθρωποι έμαθαν για τη σφαιρικότητα της Γης μετά την πρώτη ταξίδια στον κόσμο, ενώ άλλοι υπενθύμισαν ότι όταν ένα πλοίο εμφανίζεται στον ορίζοντα, βλέπουμε πρώτα τα κατάρτια και μετά το κατάστρωμα. Αυτά και κάποια παρόμοια παραδείγματα αποδεικνύουν ότι η Γη είναι σφαίρα; Μετά βίας. Άλλωστε, μπορείτε να οδηγήσετε... μια βαλίτσα, και τα πάνω μέρη του πλοίου θα εμφανίζονταν ακόμα κι αν η Γη είχε σχήμα ημισφαιρίου ή έμοιαζε, ας πούμε, με... κούτσουρο. Σκεφτείτε αυτό και προσπαθήστε να απεικονίσετε αυτό που ειπώθηκε στα σχέδιά σας. Τότε θα καταλάβετε: τα παραδείγματα που δίνονται δείχνουν μόνο αυτό Η γη είναι απομονωμένη στο διάστημα και πιθανώς σφαιρική.

Πώς ξέρατε ότι η Γη είναι μια μπάλα; Αυτό που βοήθησε, όπως σας είπα ήδη, ήταν η Σελήνη, ή μάλλον, οι σεληνιακές εκλείψεις, κατά τις οποίες η στρογγυλή σκιά της Γης είναι πάντα ορατή στη Σελήνη. Ρυθμίστε ένα μικρό «θέατρο σκιών»: φωτίστε αντικείμενα σε ένα σκοτεινό δωμάτιο διαφορετικά σχήματα(τρίγωνο, πιάτο, πατάτα, μπάλα κ.λπ.) και παρατηρήστε τι σκιά δημιουργούν στην οθόνη ή απλώς στον τοίχο. Βεβαιωθείτε ότι μόνο η μπάλα σχηματίζει πάντα μια κυκλική σκιά στην οθόνη. Έτσι, η Σελήνη βοήθησε τους ανθρώπους να μάθουν ότι η Γη είναι μια μπάλα. Σε αυτό το συμπέρασμα, οι επιστήμονες σε Αρχαία Ελλάδα(Για παράδειγμα, ο μεγάλος Αριστοτέλης) επανήλθε τον 4ο αιώνα π.Χ. Αλλά είναι πολύς καιρός ακόμα» ΚΟΙΝΗ ΛΟΓΙΚΗ"Ο άνθρωπος δεν μπορούσε να συμβιβαστεί με το γεγονός ότι οι άνθρωποι ζουν στην μπάλα. Δεν μπορούσαν καν να φανταστούν πώς ήταν δυνατόν να ζουν στην "άλλη πλευρά" της μπάλας, επειδή οι "αντίποδες" που βρίσκονται εκεί θα έπρεπε να περπατήσουν ανάποδα. κάτω όλη την ώρα... Αλλά ανεξάρτητα από το πού υπήρχε άτομο στον πλανήτη, παντού μια πέτρα που θα πεταχτεί προς τα πάνω θα πέσει κάτω από την επίδραση της βαρύτητας της Γης, δηλαδή στην επιφάνεια της γης, και αν ήταν δυνατόν, τότε στο κέντρο της Γης. Στην πραγματικότητα, οι άνθρωποι, φυσικά, πουθενά εκτός από τσίρκο και γυμναστήρια, δεν χρειάζεται να περπατούν ανάποδα και κάτω. Περπατούν κανονικά οπουδήποτε στη Γη: η επιφάνεια της γης είναι κάτω από τα πόδια τους, και ο ουρανός είναι πάνω από τα κεφάλια τους.

Γύρω στο 250 π.Χ., Έλληνας επιστήμονας Ερατοσθένηςγια πρώτη φορά μέτρησε την υδρόγειο με μεγάλη ακρίβεια. Ο Ερατοσθένης έζησε στην Αίγυπτο στην πόλη της Αλεξάνδρειας. Υπέθεσε να συγκρίνει το ύψος του Ήλιου (ή τη γωνιακή του απόσταση από ένα σημείο πάνω από το κεφάλι του, ζενίθ,η οποία ονομάζεται - απόσταση ζενίθ) την ίδια χρονική στιγμή σε δύο πόλεις - την Αλεξάνδρεια (στη βόρεια Αίγυπτο) και τη Σιένα (τώρα Ασουάν, στη νότια Αίγυπτο). Ο Ερατοσθένης γνώριζε ότι την ημέρα του θερινού ηλιοστασίου (22 Ιουνίου) ο Ήλιος ήταν μεσημέριφωτίζει τον πυθμένα των βαθιών πηγαδιών. Επομένως, αυτή τη στιγμή ο Ήλιος βρίσκεται στο ζενίθ του. Όμως στην Αλεξάνδρεια αυτή τη στιγμή ο Ήλιος δεν βρίσκεται στο ζενίθ του, αλλά απέχει 7,2° από αυτόν. Ο Ερατοσθένης έλαβε αυτό το αποτέλεσμα αλλάζοντας την απόσταση ζενίθ του Ήλιου χρησιμοποιώντας το απλό γωνιομετρικό του όργανο - τον σκαφιό. Αυτός είναι απλώς ένας κάθετος πόλος - ένα γνόμον, στερεωμένο στο κάτω μέρος ενός μπολ (ημισφαίριο). Το σκάφος τοποθετείται έτσι ώστε ο γνώμονας να παίρνει μια αυστηρά κατακόρυφη θέση (κατευθυνόμενη προς το ζενίθ).Ο πόλος που φωτίζεται από τον ήλιο ρίχνει μια σκιά στην εσωτερική επιφάνεια του σκαφιού, χωρισμένη σε μοίρες. Έτσι το μεσημέρι της 22ης Ιουνίου στη Σιένα ο γνώμονας δεν ρίχνει σκιά (ο Ήλιος βρίσκεται στο ζενίθ του, η απόσταση ζενίθ του είναι 0°), και στην Αλεξάνδρεια η σκιά από τον γνώμονα, όπως φαίνεται στην κλίμακα του σκάφους, σημείωσε διαίρεση 7,2°. Την εποχή του Ερατοσθένη, η απόσταση από την Αλεξάνδρεια έως τη Συήνη θεωρούνταν 5.000 ελληνικά στάδια (περίπου 800 χλμ.). Γνωρίζοντας όλα αυτά, ο Ερατοσθένης συνέκρινε ένα τόξο 7,2° με ολόκληρο τον κύκλο των 360° μοιρών, και μια απόσταση 5000 σταδίων με ολόκληρη την περιφέρεια της υδρογείου (ας τη συμβολίσουμε με το γράμμα Χ) σε χιλιόμετρα. Μετά από την αναλογία

αποδείχθηκε ότι Χ = 250.000 στάδια, ή περίπου 40.000 km (φανταστείτε, αυτό είναι αλήθεια!).

Εάν γνωρίζετε ότι η περιφέρεια ενός κύκλου είναι 2πR, όπου R είναι η ακτίνα του κύκλου (και π ~ 3,14), γνωρίζοντας την περιφέρεια της σφαίρας, είναι εύκολο να βρείτε την ακτίνα του (R):

Είναι αξιοσημείωτο ότι ο Ερατοσθένης μπόρεσε να μετρήσει τη Γη με μεγάλη ακρίβεια (άλλωστε σήμερα πιστεύεται ότι η μέση ακτίνα της Γης 6371 χλμ!).

Γιατί όμως αναφέρεται εδώ; μέση ακτίνα της Γης,Δεν είναι όλες οι ακτίνες μιας μπάλας ίδιες; Γεγονός είναι ότι η φιγούρα της Γης είναι διαφορετικόαπό την μπάλα. Οι επιστήμονες άρχισαν να μαντεύουν για αυτό τον 18ο αιώνα, αλλά ήταν δύσκολο να μάθουν πώς ήταν η Γη στην πραγματικότητα - εάν ήταν συμπιεσμένη στους πόλους ή στον ισημερινό. Για να γίνει κατανοητό αυτό, η Γαλλική Ακαδημία Επιστημών έπρεπε να εξοπλίσει δύο αποστολές. Το 1735, ένας από αυτούς πήγε να εκτελέσει αστρονομικές και γεωδαιτικές εργασίες στο Περού και το έκανε στην ισημερινή περιοχή της Γης για περίπου 10 χρόνια, και ο άλλος, η Λαπωνία, εργάστηκε το 1736-1737 κοντά στο Βόρειο Αρκτικός Κύκλος. Ως αποτέλεσμα, αποδείχθηκε ότι το μήκος τόξου μιας μοίρας του μεσημβρινού δεν είναι το ίδιο στους πόλους της Γης και στον ισημερινό της. Η μοίρα του μεσημβρινού αποδείχθηκε μεγαλύτερη στον ισημερινό από ότι στα μεγάλα γεωγραφικά πλάτη (111,9 km και 110,6 km).Αυτό μπορεί να συμβεί μόνο εάν η Γη συμπιεστεί στους πόλουςκαι δεν είναι μπάλα, αλλά σώμα παρόμοιο σε σχήμα σφαιροειδής.Στο σφαιροειδές πολικόςη ακτίνα είναι μικρότερη ισημερινού(η πολική ακτίνα του σφαιροειδούς της γης είναι σχεδόν μικρότερη από την ισημερινή ακτίνα 21 χλμ).

Είναι καλό να το ξέρεις μεγάλος ΙσαάκΟ Newton (1643-1727) προέβλεψε τα αποτελέσματα των αποστολών: σωστά συμπέρανε ότι η Γη είναι συμπιεσμένη, γι' αυτό και ο πλανήτης μας περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της. Γενικά, όσο πιο γρήγορα περιστρέφεται ένας πλανήτης, τόσο μεγαλύτερη θα πρέπει να είναι η συμπίεσή του. Επομένως, για παράδειγμα, η συμπίεση του Δία είναι μεγαλύτερη από αυτή της Γης (ο Δίας καταφέρνει να περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του σε σχέση με τα αστέρια σε 9 ώρες 50 λεπτά και η Γη μόνο σε 23 ώρες 56 λεπτά).

Και επιπλέον. Η αληθινή φιγούρα της Γης είναι πολύ περίπλοκη και διαφέρει όχι μόνο από σφαίρα, αλλά και από σφαιροειδήπεριστροφή. Αλήθεια, σε σε αυτήν την περίπτωση μιλάμε γιαγια τη διαφορά όχι σε χιλιόμετρα, αλλά... μέτρα! Οι επιστήμονες εξακολουθούν να ασχολούνται με μια τέτοια ενδελεχή βελτίωση της φιγούρας της Γης μέχρι σήμερα, χρησιμοποιώντας για το σκοπό αυτό ειδικές παρατηρήσεις από τεχνητούς δορυφόρους της Γης. Είναι λοιπόν πολύ πιθανό κάποια μέρα να χρειαστεί να συμμετάσχετε στην επίλυση του προβλήματος που ανέλαβε ο Ερατοσθένης εδώ και πολύ καιρό. Αυτό είναι πολύ αυτό που χρειάζονται οι άνθρωποιυπόθεση.

Ποια είναι η καλύτερη φιγούρα για να θυμάστε στον πλανήτη μας; Νομίζω ότι προς το παρόν αρκεί αν φανταστείτε τη Γη με τη μορφή μιας μπάλας με μια «πρόσθετη ζώνη» πάνω της, ένα είδος «παφλασμού» στην περιοχή του ισημερινού. Μια τέτοια παραμόρφωση του σχήματος της Γης, μετατρέποντάς την από σφαίρα σε σφαιροειδή, έχει σημαντικές συνέπειες. Συγκεκριμένα, λόγω της έλξης της «πρόσθετης ζώνης» από τη Σελήνη, ο άξονας της γης περιγράφει έναν κώνο στο διάστημα σε περίπου 26.000 χρόνια. Αυτή η κίνηση του άξονα της γης ονομάζεται προπορευτικός.Ως αποτέλεσμα, ο ρόλος βορειο ΑΣΤΕΡΙ, που ανήκει πλέον στη Μικρή Άρκτο, παίζεται εναλλάξ από κάποιους άλλους σταρ (στο μέλλον θα γίνει, για παράδειγμα, α Lyrae - Vega). Επιπλέον, λόγω αυτού ( προπορευτικός) κίνηση του άξονα της γης ζώδιαόλο και περισσότεροι δεν συμπίπτουν με τους αντίστοιχους αστερισμούς. Με άλλα λόγια, 2000 χρόνια μετά την εποχή των Πτολεμαίων, το «ζώδιο του Καρκίνου», για παράδειγμα, δεν συμπίπτει πλέον με τον «αστερισμό του Καρκίνου» κλπ. Ωστόσο, οι σύγχρονοι αστρολόγοι προσπαθούν να μην δίνουν σημασία σε αυτό...

Οι άνθρωποι έχουν από καιρό μαντέψει ότι η Γη στην οποία ζουν είναι σαν μια μπάλα. Ένας από τους πρώτους που εξέφρασε την ιδέα ότι η Γη είναι σφαιρική ήταν ο αρχαίος Έλληνας μαθηματικός και φιλόσοφος Πυθαγόρας (περ. 570-500 π.Χ.). Ο μεγαλύτερος στοχαστής της αρχαιότητας, ο Αριστοτέλης, παρατηρώντας τις σεληνιακές εκλείψεις, παρατήρησε ότι η άκρη της σκιάς της γης που πέφτει στη Σελήνη έχει πάντα στρογγυλό σχήμα. Αυτό του επέτρεψε να κρίνει με σιγουριά ότι η Γη μας είναι σφαιρική. Τώρα, χάρη στα επιτεύγματα της διαστημικής τεχνολογίας, όλοι (περισσότερες από μία φορές) είχαμε την ευκαιρία να θαυμάσουμε την ομορφιά του πλανήτη από φωτογραφίες που τραβήχτηκαν από το διάστημα.

Μια μειωμένη ομοιότητα της Γης, το μικροσκοπικό της μοντέλο είναι μια σφαίρα. Για να μάθετε την περιφέρεια μιας σφαίρας, απλώς τυλίξτε την σε ποτό και στη συνέχεια καθορίστε το μήκος αυτού του νήματος. Δεν μπορείτε να περπατήσετε γύρω από την τεράστια Γη με μια μετρημένη συμβολή κατά μήκος του μεσημβρινού ή του ισημερινού. Και ανεξάρτητα από την κατεύθυνση που θα αρχίσουμε να το μετράμε, σίγουρα θα εμφανιστούν ανυπέρβλητα εμπόδια στην πορεία - ψηλά βουνά, αδιάβατοι βάλτοι, βαθιές θάλασσες και ωκεανοί...

Καμηλοκαραβάνια ήρθαν στην Αλεξάνδρεια από τα νότια. Από τους ανθρώπους που τους συνόδευαν, ο Ερατοσθένης έμαθε ότι στην πόλη Syene (σημερινό Ασουάν) την ημέρα του θερινού ηλιοστασίου, ο Ήλιος ήταν από πάνω την ίδια μέρα. Τα αντικείμενα αυτή τη στιγμή δεν παρέχουν καμία σκιά και οι ακτίνες του ήλιου διαπερνούν ακόμη και τα πιο βαθιά πηγάδια. Επομένως, ο Ήλιος φτάνει στο ζενίθ του.

Μέσω αστρονομικών παρατηρήσεων, ο Ερατοσθένης διαπίστωσε ότι την ίδια μέρα στην Αλεξάνδρεια ο Ήλιος απέχει 7,2 μοίρες από το ζενίθ, δηλαδή ακριβώς το 1/50 της περιφέρειας. (Στην πραγματικότητα: 360: 7,2 = 50.) Τώρα, για να μάθουμε ποια είναι η περιφέρεια της Γης, το μόνο που απέμενε ήταν να μετρήσουμε την απόσταση μεταξύ των πόλεων και να την πολλαπλασιάσουμε επί 50. Αλλά ο Ερατοσθένης δεν μπόρεσε να μετρήσει αυτή η απόσταση που διασχίζει την έρημο. Δεν μπορούσαν να το μετρήσουν ούτε οι οδηγοί των εμπορικών καραβανιών. Ήξεραν μόνο πόσο χρόνο αφιέρωσαν οι καμήλες τους σε ένα ταξίδι και πίστευαν ότι από τη Σιένα στην Αλεξάνδρεια υπήρχαν 5.000 αιγυπτιακά στάδια. Αυτό σημαίνει ολόκληρη την περιφέρεια της Γης: 5000 x 50 = 250.000 στάδια.

Δυστυχώς, δεν γνωρίζουμε την ακριβή διάρκεια της αιγυπτιακής σκηνής. Σύμφωνα με ορισμένα στοιχεία, είναι ίσο με 174,5 m, που δίνει την περίμετρο της γης 43.625 km. Είναι γνωστό ότι η ακτίνα είναι 6,28 φορές μικρότερη από την περιφέρεια. Αποδείχθηκε ότι η ακτίνα της Γης, αλλά του Ερατοσθένη, ήταν 6943 km. Έτσι καθορίστηκε για πρώτη φορά το μέγεθος της υδρογείου περισσότερο από είκοσι δύο αιώνες πριν.

Σύμφωνα με σύγχρονα δεδομένα, η μέση ακτίνα της Γης είναι 6371 km. Γιατί κατά μέσο όρο; Εξάλλου, αν η Γη είναι σφαίρα, τότε θεωρητικά οι ακτίνες της Γης θα πρέπει να είναι οι ίδιες. Θα μιλήσουμε για αυτό περαιτέρω.

Το γεωδαιτικό δίκτυο στηρίζεται αναγκαστικά σε αστρονομικά σημεία Α και Β. Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο των αστρονομικών παρατηρήσεων των άστρων, προσδιορίζονται οι γεωγραφικές τους συντεταγμένες (γεωγραφικά πλάτη και μήκη) και τα αζιμούθια (κατευθύνσεις προς τοπικά αντικείμενα).

Αυτή η μέθοδος μέτρησης μεγάλων αποστάσεων στην επιφάνεια της γης ονομάζεται τριγωνισμός - από τη λατινική λέξη "triapgulum", που σημαίνει "τρίγωνο". Αποδείχθηκε ότι ήταν βολικό για τον προσδιορισμό του μεγέθους της Γης.

Η πιο φιλόδοξη μέτρηση βαθμών του 19ου αιώνα έγινε από τον ιδρυτή του Αστεροσκοπείου Pulkovo, V. Ya. Struve. Υπό την ηγεσία του Struve, οι Ρώσοι επιθεωρητές, μαζί με τους Νορβηγούς, μέτρησαν ένα τόξο που εκτείνεται από τον Δούναβη μέσω των δυτικών περιοχών της Ρωσίας έως τη Φινλανδία και τη Νορβηγία μέχρι τις ακτές του Αρκτικού Ωκεανού. Το συνολικό μήκος αυτού του τόξου ξεπέρασε τα 2800 km! Περιείχε περισσότερες από 25 μοίρες, που είναι σχεδόν το 1/14 της περιφέρειας της γης. Μπήκε στην ιστορία της επιστήμης με το όνομα «Στρούβε τόξο». Στα μεταπολεμικά χρόνια, ο συγγραφέας αυτού του βιβλίου είχε την ευκαιρία να εργαστεί σε παρατηρήσεις (μετρήσεις γωνίας) σε σημεία τριγωνισμού κατάστασης δίπλα στο περίφημο «τόξο».

Τώρα είναι απολύτως σαφές ότι η Γη δεν είναι ένα κανονικό γεωμετρικό σώμα, δηλαδή ένα ελλειψοειδές. Επιπλέον, η επιφάνεια του πλανήτη μας απέχει πολύ από το να είναι λεία. Έχει λόφους και ψηλές οροσειρές. Είναι αλήθεια ότι υπάρχει σχεδόν τρεις φορές λιγότερη γη από το νερό. Τι πρέπει, λοιπόν, να εννοούμε με τον όρο υπόγεια επιφάνεια;

Στις 4 Οκτωβρίου 1957, με την εκτόξευση του πρώτου τεχνητού δορυφόρου της Γης στη χώρα μας, η ανθρωπότητα εισήλθε στη διαστημική εποχή. Ξεκίνησε η ενεργή εξερεύνηση του διαστήματος κοντά στη Γη. Ταυτόχρονα, αποδείχθηκε ότι οι δορυφόροι είναι πολύ χρήσιμοι για την κατανόηση της ίδιας της Γης. Ακόμη και στον τομέα της γεωδαισίας, είπαν τον «βαρύ λόγο» τους.

Η ιδέα της μεθόδου τριγωνισμού του χώρου είναι απλή. Οι σύγχρονες (ταυτόχρονες) δορυφορικές παρατηρήσεις από πολλά μακρινά σημεία της επιφάνειας της γης καθιστούν δυνατή τη μεταφορά των γεωδαιτικών τους συντεταγμένων σε ένα ενιαίο σύστημα. Έτσι συνδέθηκαν μεταξύ τους οι τριγωνισμοί που χτίστηκαν σε διαφορετικές ηπείρους και ταυτόχρονα διευκρινίστηκαν οι διαστάσεις της Γης: ισημερινή ακτίνα - 6378.160 km, πολική ακτίνα - 6356.777 km. Η τιμή συμπίεσης είναι 1/298,25, δηλαδή σχεδόν ίδια με αυτή του ελλειψοειδούς Krasovsky. Η διαφορά μεταξύ της ισημερινής και της πολικής διαμέτρου της Γης φτάνει τα 42 km 766 m.

Εάν ο πλανήτης μας ήταν μια κανονική σφαίρα και οι μάζες στο εσωτερικό του κατανεμήθηκαν ομοιόμορφα, τότε ο δορυφόρος θα μπορούσε να κινηθεί γύρω από τη Γη σε μια κυκλική τροχιά. Αλλά η απόκλιση του σχήματος της Γης από το σφαιρικό και η ετερογένεια του εσωτερικού της οδηγούν στο γεγονός ότι η δύναμη έλξης σε διαφορετικά σημεία της επιφάνειας της γης δεν είναι η ίδια. Η δύναμη της βαρύτητας της Γης αλλάζει - αλλάζει η τροχιά του δορυφόρου. Και όλα, ακόμη και η παραμικρή αλλαγή στην κίνηση ενός δορυφόρου χαμηλής τροχιάς, είναι το αποτέλεσμα της βαρυτικής επιρροής σε αυτόν μιας ή άλλης γήινης διόγκωσης ή κατάθλιψης πάνω από την οποία πετάει.

Αποδείχθηκε ότι ο πλανήτης μας έχει επίσης ένα ελαφρώς σχήμα αχλαδιού. Ο Βόρειος Πόλος του είναι υψωμένος πάνω από το επίπεδο του ισημερινού κατά 16 μέτρα και ο Νότιος Πόλος χαμηλώνει κατά περίπου το ίδιο (σαν να ήταν πατημένος). Αποδεικνύεται λοιπόν ότι σε ένα τμήμα κατά μήκος του μεσημβρινού, η μορφή της Γης μοιάζει με αχλάδι. Είναι ελαφρώς επιμήκη προς τα βόρεια και πεπλατυσμένα στο Νότιο Πόλο. Υπάρχει πολική ασυμμετρία: Αυτό το ημισφαίριο δεν είναι πανομοιότυπο με το νότιο. Έτσι, με βάση δορυφορικά δεδομένα, ελήφθη η πιο ακριβής ιδέα για το πραγματικό σχήμα της Γης. Όπως μπορούμε να δούμε, το σχήμα του πλανήτη μας αποκλίνει αισθητά από το γεωμετρικά σωστό σχήμα μιας μπάλας, καθώς και από το σχήμα ενός ελλειψοειδούς της περιστροφής.