Orbita Pământului

Pământul în diferite puncte ale orbitei sale.

Orbita Pământului este calea urmată de Pământ în călătoria sa în jurul Soarelui. Distanța medie între Pământ și Soare se numește unitate astronomică care corespunde la 149597870 km. ^[1] O orbită completă este finalizată în 365.256 zile ( an sideral ), timp în care Pământul călătorește 946 080 000 de kilometri. ^[2] Orbita Pământului are o excentricitate moderată, egală cu 0,0167. Mișcarea orbitală a Pământului determină o mișcare aparentă a Soarelui spre est față de celelalte stele (văzute de pe Pământ), la o viteză de aproximativ 1 ° pe zi ^{[n 1]} (care corespunde acoperirii diametrului aparent a Soarelui sau a Lunii la fiecare 12 ore). Viteza orbitală medie a Pământului este de aproximativ 30 km / s ( 108 000 km / h ), o viteză suficientă pentru a acoperi diametrul planetei noastre în șapte minute și distanța până la lună în patru ore. ^[3]

Observat dintr-un punct de vedere deasupra polului nord (sau din cel al Soarelui), Pământul pare să se rotească în sens invers acelor de ceasornic în jurul Soarelui. Din același punct de vedere, atât Pământul, cât și Soarele par să se rotească în sens invers acelor de ceasornic în jurul Soarelui. axe respective.

fundal

Același subiect în detaliu: sistemul heliocentric .

Sistemul solar heliocentric

Modelul heliocentric (jos) comparativ cu modelul geocentric (sus)

Heliocentrismul este modelul științific care a plasat mai întâi Soarele în centrul sistemului solar și a plasat planetele, inclusiv Pământul, pe orbita sa. Din punct de vedere istoric, heliocentrismul este opus sistemului geocentric , care a plasat Pământul în centru. Aristarh din Samos propusese deja un model heliocentric în secolul al III-lea î.Hr. În secolul al XVI-lea, cartea lui Nicolaus Copernicus De revolutionibus orbium coelestium , publicată în 1543, anul morții autorului, a prezentat o discuție cuprinzătoare a modelului heliocentric al universului. , ^[4] într-un mod similar cu modul în care Ptolemeu își prezentase modelul geocentric în secolul al II-lea. Revoluția copernicană rezolvase problema mișcării retrograde a planetelor, susținând că această mișcare nu era o mișcare reală, ci era doar o chestiune de percepție. Deși cartea inovatoare a lui Copernicus a fost publicată cu mai mult de un secol mai devreme, olandezul Joan Blaeu a fost primul cartograf care și-a introdus teoria revoluționară heliocentrică pe o hartă a lumii. ^[5]

Orbita și anotimpurile

Același subiect în detaliu: Sezonul .

Datorită înclinației axiale a Pământului față de planul orbital , traiectoria Soarelui pe cer observată de la suprafața pământului variază de-a lungul anului. Pentru un observator la o latitudine nordică, când polul nord este înclinat spre Soare, ziua durează mai mult, iar Soarele descrie o traiectorie mai înaltă pe cer. Acest lucru are ca rezultat temperaturi medii mai ridicate, deoarece radiația solară mai intensă ajunge la suprafața pământului. Când polul nord este înclinat departe de soare, opusul este adevărat și temperaturile sunt în general mai scăzute. La nord de cercul polar, cazul extrem în care soarele nu răsare are loc o parte a anului: fenomenul se numește noapte polară . Aceste variații de temperatură, cauzate de direcția spre care se confruntă axa pământului, determină anotimpurile . ^[6]

Evenimente pe orbită

Prin convenție astronomică, cele patru anotimpuri sunt determinate de solstiții , cele două puncte ale orbitei terestre unde axa terestră are înclinația maximă, fie spre Soare, fie pe partea opusă a Soarelui, și de echinocții , cele două puncte a orbitei Pământului unde axa înclinată a Pământului este perpendiculară pe linia imaginară care unește centrele Pământului și Soarelui. Solstițiile și echinocțiunile împart anul în patru părți de durată mai mult sau mai puțin egală. În emisfera nordică, solstițiul de iarnă are loc în jurul datei de 21 decembrie, solstițiul de vară în jurul valorii de 21 iunie, echinocțiul de primăvară în jurul valorii de 20 martie, echinocțiul de toamnă în jurul datei de 23 septembrie. ^[7] Efectul înclinării axei Pământului în emisfera sudică este opusul celui din emisfera nordică, deci anotimpurile din emisfera sudică sunt opuse celor din emisfera nordică (de exemplu, solstițiul verii boreale este în același timp solstițiul de iarnă austral).

În timpurile moderne, Pământul se află la periheliu (distanță minimă față de Soare) în jurul datei de 3 ianuarie, iar la afeliu (distanță maximă față de Soare) în jurul datei de 4 iulie; pentru alte epoci, trebuie luată în considerare precesiunea echinocțiilor și ciclurile Milanković .
Variabilitatea distanței Pământ-Soare, datorită excentricității orbitei, determină o creștere de aproximativ 6,9% ^{[n 2]} a energiei solare totale care ajunge pe Pământ la periheliu față de afeliu. Deoarece emisfera sudică este înclinată spre soare în același timp în care pământul atinge cea mai apropiată apropiere de soare, primește puțin mai multă energie din soare decât o face emisfera nordică. Cu toate acestea, acest surplus energetic este absorbit în mare măsură de prezența mai mare a oceanelor în emisfera sudică. ^[8]

Sfera Hill (sfera de influență gravitațională) a Pământului are o rază de aproximativ 1 500 000 de kilometri (0,01 UA ), care este de aproximativ 4 ori distanța medie față de Lună. ^[9] ^{[n 3]} Aceasta este distanța maximă la care influența gravitațională a Pământului este mai intensă decât cea a Soarelui și a planetelor. Obiectele care orbitează Pământul trebuie să se afle în această rază, dincolo de care ar fi deranjate de gravitația solară.

Caracteristici orbitale

epocă	J2000.0 ^{[n 4]}
afeliu	152,10 milioane km 1,0167 au ^{[n 5]}
periheliu	147,10 milioane km 0.98329 au ^{[n 5]}
axa semi-majoră	149,60 milioane km 1.000001018 au ^[10]
excentricitate	0,0167086 ^[10]
înclinare	7.155 ° în raport cu ecuatorul solar 1,578690 ° ^[11] în raport cu planul invariabil
longitudinea nodului ascendent	174,9 ° ^[10]
argument al pericentrului	288,1 ° ^[10]
perioadă	365.256 363 004 zile ^[12]
viteza medie	29,78 km / s ^[3] 107 200 km / h

Următoarea diagramă arată relația dintre linia solstițiilor, linia echinocțiilor și linia absidelor orbitei Pământului. Sunt evidențiate următoarele evenimente: periheliu (cel mai apropiat punct de Soare), de la 2 la 5 ianuarie, afeliu (cel mai îndepărtat punct de la Soare), de la 3 la 5 iulie, solstițiile, pe 20 sau 21 iunie și pe 21 sau 22 decembrie, echinocțiile, între 19 și 21 martie și 22 sau 23 septembrie. ^[7]

Datorită înclinării axei Pământului pe orbita sa, intensitatea maximă a razelor solare lovește Pământul la 23,4 grade nord de ecuator la solstițiul din iunie (la Tropicul Cancerului ) și la 23,4 grade la sud de ecuator la Solstițiul din decembrie (la Tropicul Capricornului ). ^[13] (? Distanța minimă ar trebui să asigure radiația solară maximă - adăugați explicații))

Evoluții viitoare

Același subiect în detaliu: Stabilitatea sistemului solar .

Matematicieni și astronomi (precum Laplace , Lagrange , Gauss , Poincaré , Kolmogorov , Vladimir Arnold și Jürgen Moser ) au căutat dovezi ale stabilității mișcărilor planetare ale sistemului solar. ^[14] Conform celor mai multe previziuni, orbita Pământului va fi relativ stabilă pentru perioade lungi de timp. ^[15]

În 1989, o lucrare a lui Jacques Laskar a indicat că orbita Pământului (precum și orbitele tuturor planetelor interioare) ar putea deveni haotică și că o eroare de 15 metri în măsurarea poziției actuale a Pământului ar face imposibilă prezicerea poziției sale în orbita Pământului în decurs de 100 de milioane de ani. ^[16]
Variabilitatea orbitelor planetare, datorită interacțiunilor gravitaționale pe termen lung între corpurile sistemului solar, este studiată în contextul problemei corpului n .

Notă

Adnotări

^ Planeta noastră durează aproximativ 365 de zile pentru a orbita Soarele. Având în vedere că o orbită completă are 360 de grade, Pământul călătorește aproximativ 1 grad în orbita sa în fiecare zi. Ca urmare, Soarele va părea că se mișcă pe cer în raport cu stelele de aceeași dimensiune.
^ Distanța la care se află afeliul este de 103,4% din cea a periheliului (vezi tabelul „Caracteristici orbitale”). Radiația de la periheliu este de aproximativ 106,9% din energia din afeliu.
^ Pentru Pământ, raza sferei Hill este
${\begin{smallmatrix}R_{H}=a\left({\frac {m}{3M}}\right)^{\frac {1}{3}}\end{smallmatrix}}$ ${\ displaystyle {\ begin {smallmatrix} R_ {H} = a \ left ({\ frac {m} {3M}} \ right) ^ {\ frac {1} {3}} \ end {smallmatrix}}}$ ${\ displaystyle {\ begin {smallmatrix} R_ {H} = a \ left ({\ frac {m} {3M}} \ right) ^ {\ frac {1} {3}} \ end {smallmatrix}}}$
unde m este masa Pământului, a este semiaxa principală a orbitei Pământului, iar M este masa Soarelui.
^ Toate cantitățile astronomice variază în funcție de tendințele seculare și periodice. Cantitățile indicate sunt valorile la instant J2000.0 ale variației seculare, ignorând toate variațiile periodice.
^ ^a ^b afeliu = a × (1 + e ); periheliu = a × (1 - e ), unde a este axa semi-majoră și e este excentricitatea.

Surse

^ Soare: Fapte și cifre , în Explorarea Sistemului Solar , Administrația Națională Aeronautică și Spațială. Adus la 29 iulie 2015 (arhivat din original la 3 iulie 2015) .
^ (EN) Jean Meeus , Astronomical Algorithms , ediția a II-a, Richmond, Willmann-Bell, 1998, p. 238 , ISBN 0-943396-61-1 . Formula lui Ramanujan este suficient de exactă.
^ ^a ^b David R. Williams, Earth Fact Sheet , la nssdc.gsfc.nasa.gov , NASA, 1 septembrie 2004. Adus 17-03-2007 .
^ De revolutionibus orbium coelestium , Johannes Petreius, 1543
^ Jerry Brotton, A History of the World in Twelve Maps , Londra: Allen Lane, 2012, ISBN 9781846140990 p. 262.
^ Ce cauzează anotimpurile? (NASA) , la spaceplace.nasa.gov . Adus la 22 ianuarie 2015 .
^ ^a ^b Data și ora solstițiilor și echinocțiilor , la wwp.greenwichmeantime.com , 28 august 2013. Accesat la 22 ianuarie 2015 (arhivat din original la 23 ianuarie 2015) .
^ Jack Williams, înclinarea Pământului creează anotimpuri , pe usedday.com , SUA, astăzi, 20-12-2005. Adus 17-3-2007 .
^ Vázquez, M., Montañés Rodríguez, P. și Palle, E., Pământul ca obiect de interes astrofizic în căutarea planetelor extrasolare ( PDF ), su iac.es , Instituto de Astrofísica de Canarias, 2006. URL consultat la 21.03.2007 (arhivat din original la 22 august 2011) .
^ ^a ^b ^c ^d JL Simon, P. Bretagnon, J. Chapront, M. Chapront-Touzé, G. Francou și J. Laskar, Expresii numerice pentru formule de precesiune și elemente medii pentru Lună și planete , în Astronomie și Astrofizică , vol. . 282, nr. 2, februarie 1994, pp. 663–683, Bibcode : 1994A & A ... 282..663S .
^ ISBN 0-387-98746-0 Allen, Clabon Walter și Cox, Arthur N., Allen's Astrophysical Quantities , Springer, 2000, p. 294.
^ Valoarea apare în referințe multiple și este preluată din elementele VSOP87, secțiunea 5.8.3, p 675 din următoarele: JL Simon, P. Bretagnon, J. Chapront, M. Chapront-Touzé, G. Francou și J. Laskar , Expresii numerice pentru formule de precesiune și elemente medii pentru Lună și planete , în Astronomie și astrofizică , vol. 282, nr. 2, februarie 1994, pp. 663–683, Bibcode : 1994A & A ... 282..663S .
^ Care este semnificația Tropicului Racului, Tropicului Capricornului, Cercului Arctic și Cercului Antarctic? , la curios.astro.cornell.edu . Adus la 22 ianuarie 2015 .
^ J. Laskar, Sistemul solar: stabilitate ^{[ link rupt ]} , în Enciclopedia Astronomiei și Astropvhysics , Bristol, Institutul de Fizică Editura, 2001, articolul 2198.
^ John Gribbin, Simplitate profundă: aducerea ordinii la haos și complexitate , primul SUA, New York, Random House, 2004.
^ Pământ-Venus smash-up posibil , 11 iunie 2009. Adus 22 ianuarie 2015 .

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe orbita Pământului

Portalul de astronomie

Portalul sistemului solar

[3] Planeta noastră durează aproximativ 365 de zile pentru a orbita Soarele. Având în vedere că o orbită completă are 360 de grade, Pământul călătorește aproximativ 1 grad în orbita sa în fiecare zi. Ca urmare, Soarele va părea că se mișcă pe cer în raport cu stelele de aceeași dimensiune.

[9] Distanța la care se află afeliul este de 103,4% din cea a periheliului (vezi tabelul „Caracteristici orbitale”). Radiația de la periheliu este de aproximativ 106,9% din energia din afeliu.

[12] Pentru Pământ, raza sferei Hill este
${\begin{smallmatrix}R_{H}=a\left({\frac {m}{3M}}\right)^{\frac {1}{3}}\end{smallmatrix}}$ ${\ displaystyle {\ begin {smallmatrix} R_ {H} = a \ left ({\ frac {m} {3M}} \ right) ^ {\ frac {1} {3}} \ end {smallmatrix}}}$ ${\ displaystyle {\ begin {smallmatrix} R_ {H} = a \ left ({\ frac {m} {3M}} \ right) ^ {\ frac {1} {3}} \ end {smallmatrix}}}$
unde m este masa Pământului, a este semiaxa principală a orbitei Pământului, iar M este masa Soarelui.

[13] Toate cantitățile astronomice variază în funcție de tendințele seculare și periodice. Cantitățile indicate sunt valorile la instant J2000.0 ale variației seculare, ignorând toate variațiile periodice.

[apsis-14] u = a × (1 + e ); periheliu = a × (1 - e ), unde a este axa semi-majoră și e este excentricitatea.

[1] Soare: Fapte și cifre , în Explorarea Sistemului Solar , Administrația Națională Aeronautică și Spațială. Adus la 29 iulie 2015 (arhivat din original la 3 iulie 2015) .

[AA-2] (EN) Jean Meeus , Astronomical Algorithms , ediția a II-a, Richmond, Willmann-Bell, 1998, p. 238 , ISBN 0-943396-61-1 . Formula lui Ramanujan este suficient de exactă.

[earth_fact_sheet-4] David R. Williams, Earth Fact Sheet , la nssdc.gsfc.nasa.gov , NASA, 1 septembrie 2004. Adus 17-03-2007 .

[5] De revolutionibus orbium coelestium , Johannes Petreius, 1543

[6] Jerry Brotton, A History of the World in Twelve Maps , Londra: Allen Lane, 2012, ISBN 9781846140990 p. 262.

[7] Ce cauzează anotimpurile? (NASA) , la spaceplace.nasa.gov . Adus la 22 ianuarie 2015 .

[:0-8] Data și ora solstițiilor și echinocțiilor , la wwp.greenwichmeantime.com , 28 august 2013. Accesat la 22 ianuarie 2015 (arhivat din original la 23 ianuarie 2015) .

[10] Jack Williams, înclinarea Pământului creează anotimpuri , pe usedday.com , SUA, astăzi, 20-12-2005. Adus 17-3-2007 .

[11] Vázquez, M., Montañés Rodríguez, P. și Palle, E., Pământul ca obiect de interes astrofizic în căutarea planetelor extrasolare ( PDF ), su iac.es , Instituto de Astrofísica de Canarias, 2006. URL consultat la 21.03.2007 (arhivat din original la 22 august 2011) .

[VSOP87-15] JL Simon, P. Bretagnon, J. Chapront, M. Chapront-Touzé, G. Francou și J. Laskar, Expresii numerice pentru formule de precesiune și elemente medii pentru Lună și planete , în Astronomie și Astrofizică , vol. . 282, nr. 2, februarie 1994, pp. 663–683, Bibcode : 1994A & A ... 282..663S .

[Allen294-16] ISBN 0-387-98746-0 Allen, Clabon Walter și Cox, Arthur N., Allen's Astrophysical Quantities , Springer, 2000, p. 294.

[17] Valoarea apare în referințe multiple și este preluată din elementele VSOP87, secțiunea 5.8.3, p 675 din următoarele: JL Simon, P. Bretagnon, J. Chapront, M. Chapront-Touzé, G. Francou și J. Laskar , Expresii numerice pentru formule de precesiune și elemente medii pentru Lună și planete , în Astronomie și astrofizică , vol. 282, nr. 2, februarie 1994, pp. 663–683, Bibcode : 1994A & A ... 282..663S .

[18] Care este semnificația Tropicului Racului, Tropicului Capricornului, Cercului Arctic și Cercului Antarctic? , la curios.astro.cornell.edu . Adus la 22 ianuarie 2015 .

[19] J. Laskar, Sistemul solar: stabilitate ^{[ link rupt ]} , în Enciclopedia Astronomiei și Astropvhysics , Bristol, Institutul de Fizică Editura, 2001, articolul 2198.

[20] John Gribbin, Simplitate profundă: aducerea ordinii la haos și complexitate , primul SUA, New York, Random House, 2004.

[21] Pământ-Venus smash-up posibil , 11 iunie 2009. Adus 22 ianuarie 2015 .

[1]

[2]

[n 1]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[n 2]

[8]

[9]

[n 3]

[n 4]

[n 5]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]