Обращение Земли вокруг Солнца

С первого взгляда можно видеть, что земная ось остается в неизменном положении, параллельно самой себе, но так как она не стоит прямо, а наклонена, то полюс ее в течение 6 месяцев освещен Солнцем, а в течение осталь­ных 6 месяцев не освещается вовсе. Во время весеннего и осеннего равноденствия полюса Земли лежат на круге, разделяющем освещенное и неосвещенное полушария, так что в это время в любом месте Земли день равен ночи.

По мере того как приближается лето, солнечные лучи благодаря наклону земной оси постепенно захватывают все большие и большие пространства, лежащие за полюсом, вследствие этого в северных странах дни делаются все бо­лее длинными, а ночи все более короткими.

Зимой наблюдается явление противоположного свойства. Так, например, в Парижа в декабре день длится всего 8 часов, а ночь—16; чем ближе к полюсу, тем эта разни­ца в длине дня и ночи все увеличивается, — на самом по­люсе день длится 6 месяцев и ночь столько же.

Наклон земной оси обусловливает собой разницу в про­должительности дня и ночи в зависимости от того, какое место на земном шаре занимает данная страна. На эквато­ре день всегда имеет 12 часов и ночь ровно столько же. На 66°33' широты (расстояние между экватором и полюсом разделено на 90°) Солнце в день летнего солнцестояния не заходит совсем, зато и не восходит в день зимнего солнце­стояния.

От этого пункта вплоть до полюса Солнце не заходит и не восходит в течение известного количества дней, которое увеличивается по мере приближения к полюсу, где, как мы уже упомянули, весь год состоит из одного дня и од­ной ночи, длящихся по 6 месяцев.

Вот две таблицы (см. стр. 23), показывающие продолжи­тельность дня на различных широтах. На первой из них обозначены места от экватора до полярного круга, на вто­рой— от полярного круга до полюса.

В Париже наибольшая продолжительность дня рав­няется 15 час. 58 мин., наименьшая — 8 час. 2 мин. Но здесь не принимается в расчет влияние атмосферной реф­ракции, о которой речь будет еще впереди. Благодаря этой рефракции мы видим Солнце в тот момент, когда оно в действительности еще не успело появиться на горизонте, и, с другой стороны, когда оно на самом деле закатилось, мы продолжаем его видеть. Принимая в соображение это обстоятельство, мы должны сделать поправку в приведен­ных выше числах для Парижа: самый длинный день в Па­риже тянется 16 час. 7 мин., самый короткий — 8 час. 11 мин.

Благодаря действию атмосферной рефракции вовсе не представляется необходимости отправляться в полярные страны, чтобы видеть, что Солнце не заходит и что оно в полночь еще разгуливает по небу.

В Швеции и Финляндии — в местах, находящихся на 66° северной широты, — можно быть свидетелем довольно странного и необычного для нас зрелища, именно можно видеть Солнце в полночь. Приехав в Торнео, на берегу Ботнического залива, путешественники отправляются на горку Аваеакса, имеющую в высоту всего 227 метров; стоя здесь на вершине в день летнего солнцестояния, можно видеть Солнце в течение всей ночи. 22

 Вернемся, однако, к движению Земли вокруг Солнца. Так как сила притяжения Солнца ослабевает с увеличе­нием расстояния, а движение Земли регулируется именно этим притяжением, то последствием этого взаимоотноше­ния является то обстоятельство, что земной шар движется по орбите в июле с меньшей скоростью, чем в январе.

Окружность колоссальной кривой, описываемой ежегод­но земным шаром, равняется 940 миллионам километров, пробегаемых почти в 365 дн. 6 час., что составляет в сред­нем 107 тысяч километров в час, или 29,8 километра в секунду.

Эта скорость 1 июля уменьшается до 29,3 тысячи мет­ров в секунду и увеличивается до 30,3 тысячи метров 1 января.

Совершив полный суточный оборот вокруг своей оси, Земля в то же время успевает передвинуться по орбите на расстояние, которое в 200 раз превышает земной диаметр. Это движение совершается с неимоверной скоростью. Если бы Земля внезапно остановилась на своем пути, то произошло бы сильное сотрясение во всех ее пунктах, извержение огненно-жидких масс из недр Земли, и громад­ный пожар испепелил бы все на ее поверхности.

Рис. 9. Полночное солнце на Авасаксе 22 июня.

Подобное событие было бы самым замечательным в исто­рии, но его нельзя назвать историческим, так как никто из людей не остался бы в живых, никто не рассказал бы о нем.

Часть кривой, которую описывает Земля от весны до осени, длиннее, чем противоположная часть, то есть чем кривая, описываемая в направлении от осени к весне. Ве­сна и лето в общем длятся дольше, чем осень и зима, тем более что сама Земля движется летом по своей орбите не­сколько медленнее, чем зимой.

Относительная продолжительность различных времен года выражается для северного полушария Земли следую­щими числами:

Весна................................... 92,9 дня

Лето................................... 93,6 »

Осень................................... 89,7 дня

Зима.................................... 89,0 «

Максимальная температура наблюдается в середине июля, а минимальная — в середине января. В течение дня максимум температуры замечается приблизительно в 2 ча­са пополудни, а минимум — в 4 часа утра.

Если мысленно продолжить земную ось до самого не­бесного свода, то в точке пересечения получится полюс, или пункт, около которого происходит кажущееся враще­ние звездного неба в направлении, противоположном вра­щению Земли.

Звезда, наиболее близкая к этому пункту, получила название Полярной звезды.

Те звезды, которые находятся на меньшем расстоянии от полюса, чем этот последний от горизонта, никогда не зака­тываются. Главнейшие из этих звезд мы обозначили на рис. 10. Эта маленькая небесная карта нам будет очень полезна: прежде всего, она нам может показать вращение звездного неба около полюса, затем она нам поможет за­печатлеть в памяти формы созвездий, которые постоянно видимы в наших широтах.

Чтобы не усложнять на первых порах рисунка, мы вы­брали только те светила, которые легче всего бросаются в глаза.

Тут легко можно различить следующие созвездия: Ма­лую Медведицу, которая находится на очень близком рас­стоянии от полюса; Большую Медведицу, составленную из семи крупных звезд; созвездия Цефея, Кассиопеи, Персея, Жирафа.

Впоследствии мы ближе познакомимся с этими созвез­диями, как и со Многими другими, но для наших читате­лей было бы весьма полезно сейчас же попытаться найти эти созвездия на небе, глядя на север в первый же безоб­лачный вечер.

Все, что нарисовано на маленькой карте (рис. 10), вращается вокруг полюса в направлении, указанном стрел­ками, положение которого нужно хорошо запомнить. Карта представляет собой картину неба в декабре около полу­ночи. На карте видны созвездия:

1. Большая Медведица.
2. Дракон.
3. Малая Медведица.
4. Цефей.
5. Лебедь.
6. Жираф.
7. Персей.
8. Кассиопея

Точно такой же вид имеет небо в марте около 6 часов вечера, в июне в полдень и в сентябре около 6 часов утра

Картина неба меняется беспрестанно. Расположение со­звездий, показанное на нашем рисунке, спустя час станет другим: Большая Медведица подымется несколько выше, через 2 часа она будет находиться еще выше, а еще через 6 часов она займет высшее место на небесном своде. До­стигнув кульминационного пункта, Большая Медведица начинает медленно опускаться вниз, и если ночь длится довольно долго, то ее можно видеть 6 часов спустя в дру­гой части неба, где она занимает место, как раз противо­положное тому, которое она занимала 12 часов тому назад. Таким образом, по положению ее на небе, при из­вестном навыке, легко можно определить ночью время, не прибегая к часам. Большая Медведица никогда не опу­скается ниже горизонта, что было замечено еще древни­ми,— об этом говорят Гомер и Овидий.

Все звезды, совершающие полный оборот вокруг полю­са в 23 час. 56 мин. в направлении, противоположном суточному вращению Земли, один раз в сутки проходят через меридиан, то есть воображаемый круг, который мы­сленно проводится с севера на юг через зенит и который делит небо на две равные части. Появившись на восто­ке, звезды медленно поднимаются по небу, доходят до кульминационного пункта и затем начинают опускаться,— точь-в-точь, как это проделывает каждый день Солнце.

а — альфа Р — бэта 7 — гамма & — дэльта е эпсилон С — дзэта

rj — эта

0 — тэта

1  — йота %— каппа

X — ламбда

v — ни £ — кси о — омикрон те — пи р —- ро а — сигма т—-тау о — ипсилон ср — фи X — хи ф — пси ш — омега

Каждая обсерватория имеет так называемый эквато­риальный телескоп, который с помощью часового механизма может вращаться в плоскости, параллельной экватору. На­правленный на одну какую-нибудь звезду, экваториаль­ный телескоп, или экваториал, перемещается вслед за ней, следуя по пути ее суточного движения. Астроном ни на секунду не теряет из виду наблюдаемого светила, как буд­то Земля перестала двигаться.

1 января Земля на 5 миллионов километров ближе к Солнцу, чем 1 июля, однако разница в температуре зимой и летом обусловлена не этим, а наклоном земной оси. Зи­мой косые солнечные лучи скользят только по поверхно­сти Земли, слабо нагревая ее; дни коротки и ночи длинны. Летом, наоборот, дни длинны, а ночи коротки, и солнеч­ные лучи падают более отвесно.

В то время как на нашем северном полушарии царст­вует зима, на южном полушарии в полном разгаре лето, и наоборот.

На рис. 8 изображена схема вращения Земли вокруг Солнца. При малой вытянутости земного пути его можно представить довольно точно правильным кругом, в кото­ром, однако, Солнце помещено не в самом центре круга.

С первого взгляда можно видеть, что земная ось ос­тается в неизменном положении, параллельно самой себе, расстоя­ние называется расстоянием в перигелии, второе — расстоя­нием в афелии.