Доказал что земля шарообразная
Как доказать даже ребенку, что Земля действительно круглая
Земля круглая или плоская? Этот вопрос мучил живших тысячи лет назад ученых, и они придумали несколько способов это проверить. К сожалению, с законами физики сегодня знакомы не все, и доказать то, что Земля круглая без полета в космос достаточно непросто. Но можно ли просто объяснить ребенку, почему Земля круглая, а не плоская? Мы расскажем о нескольких шагах, которые помогут доказать правдивость того факта.
Почему Земля круглая
На сегодняшний день астрономы не нашли ни одно достаточно большое тело в космосе, которое имело бы отличную от шара форму. Все дело в том, что шар — это фигура с наименьшей площадью поверхности при наибольшем объеме. Эти характеристики удовлетворяют правилу минимума энергии — при образовании система стремится к состоянию, в котором ее энергия минимальна. Именно поэтому Земля круглая, ведь в другой форме она просто не была бы устойчива и все равно во временем превратилась бы в шар.
Кто доказал, что земля круглая?
Самую первую теорию круглой Земли предложил всем известный древнегреческий математик Пифагор в VI веке до н. э. Сыграли роль в распространении этой точки зрения и другие умы Древней Греции, такие как Аристотель, Платон и Эратосфен. В Средневековье эта теория была подвергнута критике со стороны церкви, однако несмотря на все трудности, ученые смогли сохранить истину и донести ее до широких масс.
Доказываем, что Земля — диск или шар
Начнем с того, что определимся с очертаниями родной планеты. Имеет ли она форму чемодана или там, внизу черепаха и слоны? Есть очень простой способ понять, что Земля — это диск или сфера. Для этого достаточно дождаться полноголунного затмения, они происходят каждый год. Поезжайте с ребенком туда, где в этот день точно будет ясное небо, и смотрите, как круглая тень Земли медленно закрывает Луну. Перед этим продемонстрируйте, как форма тени зависит от тени предмета — покажите тенями рук на стене волка или лося. Если тень круглая, значит, и тело, которое её отбрасывает, круглое. После этого останется только понять, имеет земля форму шара или диска.
Выбираем между диском и сферой
Чтобы ответить на вопрос о том, является ли Земля круглой или плоской, нам понадобится: выбраться за город, мячик и муравей (жук, божья коровка или таракан — на выбор).
Сначала нам нужно найти высокое отдельностоящее на равнинной местности сооружение (например, опору линии электропередач) и пойти от него. Точно так же, как корабль на море, опора будет пропадать из виду не сразу, а постепенно — сначала «ноги», потом средняя часть и, наконец, верхушка с проводами. Это может показаться странным, но если «смотреть за руками» внимательно, можно объяснить, что Земля круглая детям.
Теперь интерпретируем результаты наблюдений. Если бы мы имели дело с высокой башней на плоскости, то она, отдаляясь, становилась бы все меньше и меньше, но, даже оставаясь едва заметной, была бы видна полностью. На поверхности сферы же объекты пропадают из виду постепенно. Этот опыт показывает, что Земля круглая.
Для закрепления проведем тот же самый опыт в меньшем масштабе — он также призван показать, что Земля — шар. Берем мячик и сажаем на него насекомое. Подносим мячик очень-очень близко к глазам так, чтобы насекомое оказалось наполовину за «горзонтом» — дальним видимым краем мячика. Видна будет только часть тела животного — как видна издалека только часть вышки. Теперь можно с уверенностью заключить, что мы живем на поверхности земного (кроме шуток) шара.
Еще раз о шаре
Еще один отличный способ убедиться в том, что Земля круглая — выйти на рассвете в поле. Захватите с собой часы и стойте лицом к самому светлому краю неба. Как только краешек Солнца (или Луны — это неважно) покажется за горизонтом, лягте на Землю и засеките время. Смотрите в том же направлении. На несколько секунд светило снова скроется за горизонтом. Почему? Потому что вы изменили угол наблюдения, и на короткое время Солнце (или Луна) оказались скрыты от вас выпуклой поверхностью Земли.
То же самое можно проделать на закате или наблюдая, как садится Луна, но только в обратном порядке: сначала наблюдать лежа, а потом — стоя. Так вы получите новые доказательства, что Земля круглая.
Определяем размеры шара
Впервые длину окружности экватора рассчитал библиотекарь Александрийской библиотеки Эратосфен Киренский. Древний мудрец сравнил отклонение Солнца от зенита в один и тот же день года в двух городах, расположенных на расстоянии 800 километров друг от друга — Александрии и Сиене. Уже тогда, используя знания геометрии, люди определили, что Земля круглая.
Солнце в зените поймать легко: в этот момент его лучи падают даже на дно глубоких ям (Эратосфен ориентировался на колодцы), а предметы не отбрасывают тени. В один и тот же день Солнце роняло на Александрию отвесные лучи, а в Сиенне — нет. Оно отклонялось от зенита на 7,2°. Семь градусов от 360 — это два процента. Умножаем 800 на 50 и получаем 40 тысяч (километров): такова длина Экватора, это подтверждено и современными высокоточными измерениями.
Повторить эксперимент Эратосфена довольно просто, но придётся заручиться помощью друзей в другом городе. Дождитесь момента, когда Солнце будет в зените (можно дать слабину и посмотреть в интернете, можно ориентироваться по солнечным часам — палке, воткнутой в Землю. Когда тень самая короткая, тогда Солнце ближе всего к зениту). Над средней полосой Солнце никогда не бывает в зените, но это неважно. Важно в тот момент, когда тень от вашей палки дойдёт до своего минимума, позвонить друзьям в город, расположенный от вас довольно далеко — из Москвы, например, в Петербург, и попросить измерить длину тени у них (и высоту палки). Рассчитайте значение острого угла между палкой и воображаемой прямой от конца палки до конца тени у вас и в далёком городе. Дальше — чистая арифметика: должно получиться около 40 тысяч километров. Лишнее доказательство, что Земля круглая.
Еще раз измеряем размеры шара
Возвращаемся к экспериментам с часами и восходами (закатами). Мы не просто так засекали время: зная его и собственный рост, можно решить задачку о радиусе нашей планеты и показать, что Земля — шар.
Сначала найдем угол, на который Земля, имеющая форму шара, повернулась в промежутке между тем, как вы увидели краешек восходящего Солнца или Луны на рассвете стоя и лежа. Для этого решите простую пропорцию. Если Земля поворачивается на 360° за 24 часа, то на какой угол она повернулась за время, которое вы засекли? Посчитайте и назовите его углом α.
Представьте, что это не вы падали и вставали. Вместо этого восход наблюдали два человека: Иван 1 и Иван 2, на таком расстоянии друг от друга, что первый увидел Солнце позже другого ровно на то самое время T. Два радиуса R до Ивана 1 и Ивана 2 образуют равнобедренный треугольник с углом α.
Дополните радиус до Ивана 2 отрезком, равным вашему росту h, и соедините его конец с точкой, где стоит Иван 1. Получим прямоугольный треугольник с гипотенузой R+h и известным острым углом. Немного тригонометрии — и мы вычисляем радиус Земли.
Как доказать что Земля круглая
В последнее время, когда теоретики плоской Земли стали более громкими, кажется, что люди все чаще задают вопросы именно этого характера, и это движение набирает силу. Эти вопросы идут вразрез со всеми логическими объяснениями того, что мы знаем о нашей планете: в основном, что она имеет форму шара и вращается вокруг Солнца.
Рост популярности теорий о плоской Земле может быть результатом того, что в нашем обществе быстро становится известным как «эра постфактов/постправды», когда ложь, повторяемая достаточно много раз, становится истиной группового мышления.
К счастью, на каждую идею о том, почему Земля может быть плоской, есть вещественные доказательства, которые доказывают, что Земля определенно является шаровидной. Вот несколько доказательств, и вам даже не нужно тратить 1 миллион долларов, чтобы запустить себя в космос.
1. Луна
Аристотель (который сделал довольно много наблюдений о сферической природе Земли) заметил, что во время лунных затмений (когда орбита Земли размещает ее непосредственно между Солнцем и Луной, создавая при этом тень) тень на поверхности Луны имеет круглую форму. Эта тень принадлежит планете, и это отличная подсказка о сферической форме Земли.
Последовательный снимок лунного затмения, произошедшего 15 апреля 2014 года. Вы можете увидеть тень Земли, пересекающую поверхность Луны, и форма тени изогнута, потому что Земля сферическая.
2. Корабли и горизонт
Если в последнее время вы были рядом с портом или просто гуляли по пляжу и смотрели вдаль на горизонт, вы могли заметить очень интересный феномен: Приближающиеся корабли не просто «появляются» за горизонтом (как это должно было бы случиться, если бы мир был плоским), а, наоборот, кажутся выходящими из-под моря.
Но, как вы говорите, корабли не могут погружаться под воду и не поднимаются из-под воды по мере приближения к нам (за исключением Пиратов Карибского моря, но мы предполагаем, что это был вымышленный сериал фильмов). Причина, по которой корабли выглядят так, как будто они «выходят из волн», заключается в том, что мир не плоский: он круглый.
Что вы бы увидели, если бы наблюдали, как муравей ползет к вам по изогнутой поверхности.
Представьте себе муравья, идущего по поверхности апельсина в поле вашего зрения. Если вы посмотрите на апельсин, вы увидите тело муравья, медленно поднимающееся из-за «горизонта» из-за кривизны апельсина. Если вы проделаете этот эксперимент с муравьем, приближающимся по длинной дороге, а не по круглому объекту, эффект изменится: муравей будет медленно «материализоваться» в поле зрения (в зависимости от того, насколько остро ваше зрение).
3. Различные звездные созвездия
Изначально это наблюдение было сделано Аристотелем (384-322 гг. до н.э.), который объявил Землю круглой, судя по разным созвездиям, которые можно увидеть, удаляясь от экватора.
Созерцание звезд на круглой Земле.
Вернувшись из поездки в Египет, Аристотель отметил: «В Египте и. на Кипре видны звезды, которых нет в северных областях«. Это явление можно объяснить только тем, что люди смотрят на звезды с круглой поверхности, продолжил Аристотель, утверждая, что сфера Земли «не имеет больших размеров, ибо в противном случае эффект столь незначительного изменения места не был бы быстро заметен«.
4. Тени и палочки
Если воткнуть палку в землю, она создаст тень. Тень движется с течением времени (таков принцип древних Солнечных часов). Если бы мир был плоским, то две палочки в разных местах породили бы одну и ту же тень:
Представьте, что солнечные лучи (представленные желтыми линиями) падают на две палки (белые линии) на некотором расстоянии друг от друга. Если бы Земля была плоской, полученные тени были бы одинаковой длины, независимо от того, как далеко вы поместите палки.
Но они этого не делают. Это потому, что Земля круглая, а не плоская:
Поскольку Земля круглая, палки, размещенные в отдаленных местах, будут отбрасывать тени разной длины.
Эратосфен (276-194 гг. до н.э.) использовал этот принцип для достаточно точного вычисления окружности Земли.
5. Вычисления по кривизне Земли
Стоя на плоском плато, вы смотрите вперед, на горизонт. Вы напрягаете глаза, затем достаете свой любимый бинокль и смотрите через него, насколько могут видеть ваши глаза (с помощью линз бинокля).
Это явление также вызвано кривизной Земли и не произошло бы, если бы Земля была плоской:
Точка зрения на плоской Земле.
Точка зрения на круглую Землю.
Как далеко вы можете видеть с высоты? На круглой Земле высота имеет большое значение.
6. Полет на самолете
Если вы когда-нибудь выезжали за пределы страны, а именно, на дальние расстояния, вы могли бы заметить два интересных факта о самолетах и Земле:
7. Посмотрите на другие планеты
Другими словами: если так много планет, которые были созданы в разных местах и при разных обстоятельствах, демонстрируют одно и то же свойство, вполне вероятно, что наша собственная планета также имеет то же свойство. Все наши наблюдения показывают, что другие планеты имеют сферическую форму (и, поскольку мы знаем, как они созданы, также очевидно, почему они принимают такую форму). Если у нас нет очень веских причин думать иначе (чего у нас нет), наша планета, скорее всего, такая же.
Плоская планета (наша или любая другая планета) была бы настолько невероятным наблюдением, что это противоречило бы всему, что мы знаем о том, как планеты формируются и ведут себя. Это изменило бы не только все, что мы знаем о формировании планет, но и о формировании звезд (нашему Солнцу пришлось бы вести себя совсем по-другому, чтобы приспособиться к теории плоской Земли) и что мы знаем о скоростях и движениях в космосе (как орбиты планет и эффекты гравитации). Короче говоря, мы не просто подозреваем, что наша планета сферическая. Мы это знаем.
8. Существование часовых поясов
У нас есть часовые пояса, потому что когда Солнце освещает одну сторону сферической Земли, другая сторона темная.
Это можно объяснить только в том случае, если мир круглый и вращается вокруг своей оси. В определенный момент, когда солнце светит на одной части Земли, противоположная сторона становится темной, и наоборот. Это позволяет учитывать разницу во времени и часовые пояса, особенно те, которые превышают 12 часов.
Видимость прожектора в затемненном кинотеатре должна опровергнуть теорию «солнца как прожектора».
9. Земное притяжение
Вот интересный факт о мессе: Она притягивает к себе вещи. Сила притяжения (гравитации) между двумя объектами зависит от их массы и расстояния между ними. Проще говоря, гравитация будет притягиваться к центру масс объектов. Чтобы найти центр масс, нужно изучить объект.
На поверхности сферы гравитация будет притягивать вас к центру масс сферы: прямо вниз
Рассмотрим плоскую плоскость. Центр массы плоской плоскости находится в ее центре, поэтому сила тяжести будет тянуть что угодно на поверхности по направлению к центру плоскости. Это означает, что если вы стоите на краю плоскости, сила тяжести будет тянуть вас в сторону к середине плоскости, а не прямо вниз, как вы обычно испытываете, когда вы стоите на Земле.
10. Изображения из космоса
За последние 60 лет освоения космоса мы запустили в космос спутники, зонды и людей. Некоторые из них вернулись, некоторые аппараты до сих пор плавают по Солнечной системе (и почти за ее пределами), и многие передают удивительные снимки на наши приемники на Земле. На всех этих снимках Земля (подождите) сферическая. Искривление Земли видно и на многих, многих, многих фотографиях, сделанных космонавтами на борту Международной космической станции.
Кто открыл, что Земля круглая?
При жизни Колумба люди считали, что Земля плоская. Они верили, что в Атлантическом океане живут чудовища огромного размера, способные поглотить их корабли, и существуют страшные водопады, на которых сгинут их суда. Колумбу пришлось бороться с этими странными представлениями, чтобы убедить людей отправиться в плавание с ним. Он был уверен, что Земля круглая.
— Эмма Милер Болениус, автор американских учебников, 1919
Один из самых долгоживущих мифов, с верой в который растут дети [автор — американец — прим.перев.], состоит в том, что Колумб был единственным из людей его времени, верившим, что Земля – круглая. Остальные верили, что она плоская. «Какими же смелыми должны были быть мореплаватели 1492 года,- думаете вы,- чтобы отправиться на край мира и не бояться свалиться с него!».
И в самом деле, существует много древних упоминаний о Земле в форме диска. И если бы из всех небесных тел вам были бы известны только Солнце и Луна, вы могли бы самостоятельно прийти к такому же выводу.
Если выйти на улицу на закате, через день-два после новолуния, можно увидеть примерно следующее.
Тонкий серп Луны, освещённая часть которого совпадает с частью сферы, которая могла бы быть освещена Солнцем.
Если бы вы обладали научным мышлением и любопытством, вы могли бы выходить на улицу в последующие дни и наблюдать за тем, что происходит дальше.
Луна не только меняет положение примерно на 12 градусов каждую ночь, двигаясь дальше от Солнца, но и освещается всё больше! Вы могли бы (справедливо) заключить, что Луна вращается вокруг Земли, и что изменение фаз связано со светом Солнца, освещающим разные части круглой Луны.
Древние и современные взгляды на фазы Луны в этом совпадают.
Но примерно два раза в год во время полнолуния случается кое-что, что позволяет нам определить форму Земли: лунное затмение! Во время полной Луны Земля проходит между Солнцем и Луной, и тень Земли становится видна на поверхности Луны.
И если посмотреть на эту тень, становится видно, что она загнута и имеет форму диска!
Правда, из этого нельзя вывести, является ли Земля плоским диском или круглой сферой. Можно лишь видеть, что тень Земли круглая.
Но, несмотря на популярный миф, вопрос о форме Земли решился не в XV или XVI веках (когда Магеллан совершил кругосветное путешествие), но примерно 2000 лет назад, в древнем мире. И что самое удивительное, для этого потребовалось лишь Солнце.
Если отслеживать путь Солнца по дневному небу, живя в северном полушарии, можно заметить, что оно восходит в восточной части неба, поднимается до максимума на юге, и затем клонится к закату и заходит на западе. И так в любой день года.
Но пути в течение года немного отличаются. Солнце встаёт гораздо выше и светит в течение большего количества часов летом, а зимой встаёт ниже и светит меньше. Для иллюстрации обратите внимание на фото солнечного пути, изготовленное во время зимнего солнцестояния на Аляске.
Если построить путь Солнца по дневному небу, вы обнаружите, что самый нижний из путей, и самый короткий по времени, приходится на зимнее солнцестояние – обычно это 21 декабря – а самый высокий путь (и самый длинный) бывает во время летнего солнцестояния, обычно 21 июня.
Если сделать камеру, способную фотографировать путь Солнца по небу в течение года, у вас получится набор дуг, из которых самая высокая и длинная сделана в день летнего солнцестояния, а самая низкая и короткая – в день зимнего солнцестояния.
В древнем мире величайшие учёные Египта, Греции и всего Средиземноморья работали в Александрийской библиотеке. Одним из них был древнегреческий астроном Эратосфен.
Живя в Александрии, Эратосфен получал удивительные письма из города Сиена в Египте. Там, в частности, говорилось, что в день летнего солнцестояния:
Тень человека, смотрящего в глубокий колодец, закроет отражение Солнца в полдень.
Иными словами, Солнце будет находиться прямо над головой, не отклоняясь ни на градус на юг, север, восток или запад. И если у вас был бы полностью вертикальный объект, он не отбрасывал бы тени.
Но Эратосфен знал, что в Александрии это не так. Солнце подходит к верхней точке в полдень во время летнего солнцестояния в Александрии ближе, чем в другие дни, но и вертикальные объекты там отбрасывают тень.
И как и любой хороший учёный, Эратосфен поставил эксперимент. Измеряя длину тени, отбрасываемой вертикальной палочкой в день летнего солнцестояния, он смог измерить угол между Солнцем и вертикальным направлением в Александрии.
Он получил одну пятидесятую круга, или 7,2 градусов. Но в то же время в Сиене угол между Солнцем и вертикальной палочкой составлял ноль градусов! Почему так могло происходить? Возможно, благодаря гениальному озарению, Эратосфен понял, что Солнечные лучи могут быть параллельны, а Земля – изогнутой!
Если потом он мог бы узнать расстояние от Александрии до Сиены, зная разницу углов, он смог подсчитать бы окружность Земли! Если бы Эратосфен был научным руководителем аспиранта, он бы послал его в путь для измерения расстояния!
Но вместо этого ему пришлось полагаться на известное тогда расстояние между этими двумя городами. А самым точным методом измерения тогда было…
Путешествие на верблюде. Можно понять критику такой точности. И всё же, он полагал расстояние между Сиеной и Александрией равным 5000 стадиев. Вопрос только в длине стадия. Ответ зависит от того, использовал ли Эратосфен, грек, живший в Египте, аттические или египетские стадии, о чём историки спорят до сих пор. Аттический стадий использовался чаще, и длина его составляет 185 метров. С использованием этого значения можно получить окружность Земли равной 46 620 км, что на 16% больше реального значения.
Но египетский стадий составляет всего 157,5 метра, и возможно, именно его имел в виду Эратосфен. В этом случае получится 39 375, что отличается от современного значения в 40 041 км всего на 2%!
Вне зависимости от цифр, Эратосфен стал первым в мире географом, изобрёл понятия широты и долготы, используемые по сей день, и построил первые модели и карты на основе сферической Земли.
И хотя много чего было утеряно за прошедшие с тех пор тысячелетия, идеи о сферической Земле и знание о её примерной окружности не пропадали. Сегодня кто угодно может повторить тот же эксперимент с двумя местами, находящимися на одной долготе, и, измерив длины теней, получить окружность Земли! Неплохо, учитывая, что первое прямое фотографическое доказательство искривлённости Земли будет получено лишь а 1946 году!
Зная форму и размер Земли, уже с 240 года до н.э., мы смогли выяснить множество замечательных вещей, включая и размер и расстояние до Луны! Поэтому отдадим должное Эратосфену за открытие того, что Земля круглая и за первый точный подсчёт её размера!
Если Колумба и нужно за что-то запомнить в связи с размером и формой Земли, так это за то, что он использовал слишком малые значения для её окружности! Его оценки расстояний, с помощью которых он убедил, что судно может пройти из Европы напрямую в Индию (если бы Америк не было), были невероятно малы! И если бы Америк не было, они с командой умерли бы от голода, не дойдя до Азии!