Далеко ли Солнце от Земли?
Наша Земля обращается вокруг Солнца в среднем на расстоянии 149,6 млн. км. Это идеально для обитаемой планеты, потому что при таком удалении живые организмы не испытывают ни чрезмерной жары, ни леденящего холода.
Солнце находится от нас почти в 400 раз дальше, чем Луна, но оно во столько же раз больше ее. Поэтому оба небесных тела кажутся нам одинакового размера. Расстояние до Солнца так велико, что пешеход мог бы преодолеть его за 4400 лет, поезд — за 166 лет, а реактивный лайнер — за 22 года. Свет или радиосигнал достигают Солнца за 8,3 минуты, а ведь нет ничего в природе быстрее их: они распространяются со скоростью 300 000 км/сек.
Если представить Солнце в виде футбольного мяча, то Земля — крохотный шарик размером в 3 мм, удаленный от него примерно на 30 м. Насколько велико расстояние от Земли до Солнца для нас, людей, настолько же оно ничтожно по сравнению с размером Вселенной. Даже ближайшая к Солнцу звезда находится от нас в 270 000 раз дальше, чем наше светило.
Меняется ли расстояние между Землей и Солнцем?
Расстояние между Землей и Солнцем не остается неизменным. За год Земля совершает один оборот вокруг Солнца,
Но ее путь, который астрономы называют орбитой, представляет собой не точный круг, а эллипс. На такой орбите расстояние между Солнцем и Землей меняется в течение года. В ближайшей к Солнцу точке (в перигелии) оно составляет 147,1 млн. км, а в самой дальней от Солнца (в афелии) — 152,1 млн. км.
Среднее расстояние при этом составляет 149,6 млн. км. Обращаясь вокруг Солнца, Земля не может ни упасть на него, ни вырваться из его притяжения.
Земная орбита представляет собой эллипс. 2 января Земля ближе всего к Солнцу.
Что такое эклиптика?
Из-за движения Земли по орбите мы наблюдаем Солнце каждый день на фоне различных звезд.
Но нам кажется, что оно перемещается от одного созвездия к другому. Путь, который как бы проходит при этом Солнце по небу, называется эклиптикой. Созвездия, расположенные вдоль эклиптики, получили название зодиакальных. На протяжении года можно видеть Солнце в созвездиях Стрельца, Козерога, Водолея, Рыб, Овна, Тельца, Близнецов, Рака, Льва, Девы, Весов, Скорпиона и Змееносца.
Например, 1 января Солнце находится в Стрельце. Звезды его не видны, так как созвездие вместе с Солнцем располагается на дневной части неба и его затмевает солнечный свет.
Земля совершает один оборот вокруг Солнца за год. При этом нам кажется, что Солнце передвигается по зодиакальным созвездиям. Например, 1 января оно находится в Стрельце, 1 февраля — в Козероге и т. д. Видимый путь Солнца называют эклиптикой.
Почему Солнце восходит и заходит?
Раньше люди верили, что Солнце совершает за сутки один оборот вокруг Земли. Считалось, что бог Солнца каждый день пересекает небо с востока на запад в золотой колеснице, а вечером исчезает под горизонтом. На самом же деле Солнце не восходит и не заходит.
Это наша Земля каждый день совершает один оборот вокруг своей оси. Ось Земли — воображаемая линия, соединяющая ее Северный и Южный полюсы. В течение суток каждая часть Земли, скажем Россия, один раз оказывается на солнечной стороне планеты, а другой раз — на темной. Тогда в России наступает ночь. Ранним утром мы движемся в направлении Солнца, пока оно не покажется на горизонте. В этом случае говорят, что «Солнце восходит». Вечером мы отворачиваемся от Солнца, и оно «заходит».
Земля вращается вокруг своей оси с запада на восток. Поэтому нам кажется, что Солнце движется с востока на запад.
В древности люди думали, что Солнце который каждый день пересекает небо востока на запад.
Земля вращается вокруг своей оси. Ось — это линия, соединяющая Северный и Южный полюсы.
Земля совершает один оборот вокруг своей оси за 24 часа. Для наблюдателя 1 Солнце восходит. Для наблюдателя 2 уже полдень. Для наблюдателя 3 Солнце заходит, а у наблюдателя 4 уже ночь.
Как происходит смена времен года?
Земная ось не перпендикулярна плоскости земной орбиты, а немного наклонена к ней. Этот наклон почти не меняется. Летом северное полушарие, в котором мы живем, наклонено в сторону Солнца. Поэтому летние месяцы так богаты теплом и светом. Солнце в полдень стоит высоко на небе, и дни длинные. Зимой наше полушарие отворачивается от Солнца и получает намного меньше солнечного тепла. Дни становятся короткими, Солнце стоит низко.
Смена времен года происходит из-за наклона земной оси, а не от изменения расстояния между Солнцем и Землей.
Например, в середине зимы, 2 января, мы находимся ближе всего к Солнцу. Однако это совершенно не влияет на его высоту в полдень над горизонтом.
Самое благоприятное для нас положение Солнце занимает в начале лета — 21 или 22 июня. Но все же в северном полушарии самые теплые в году месяцы — июль и август, поскольку океаны, воздух и почва нагреваются медленно.
Их температура достигает максимума лишь через некоторое время после того, как полуденное положение Солнца пройдет через наивысшую точку над горизонтом.
Смена времен года происходит из-за наклона земной оси. Летом северное полушарие Земли наклонено в сторону Солнца. Мы получаем больше тепла и света. Зимой, наоборот, наше полушарие отклонено в противоположную сторону.
Начало лета в северном полушарии. Для наблюдателя в полярной области (1) Солнце вообще не заходит, даже в полночь. В Центральной Европе (2) Солнце дольше находится на дневной стороне и меньше — на ночной.
Начало зимы в северном полушарии. Наблюдатель, находящийся в полярной области (1), никогда не оказывается на дневной стороне Земли (полярная ночь). Северная Европа (2) дольше находится на ночной стороне, чем на дневной.
Находится ли Солнце в 12 часов дня точно на юге?
В полдень Солнце достигает на юге своего наивысшего положения. Когда оно оказывается в этой точке, говорят, что истинное местное время — 12 часов. В этот момент тень от вертикально стоящего столба самая короткая. К сожалению, из-за неравномерного движения Земли по орбите Солнце перемещается по небу тоже не совсем равномерно. Поэтому оно не оказывается точно на юге через каждые 24 часа.
Для того чтобы счет времени не зависел от «капризов» истинного Солнца, астрономы придумали «среднее Солнце», движущееся равномерно. Оно существует, конечно, только на бумаге. Когда «среднее Солнце» достигает наивысшего положения на юге, считают, что наступило 12 часов местного среднего времени. Разность между истинным и средним местным временем называется уравнением времени. Оно меняется в течение года в пределах от -14,3 до +16,3 минуты.
Зимой в Центральной Европе Солнце поздно восходит на юго-востоке, достигает небольшой высоты и рано заходит на юго-западе.
Летом Солнце рано восходит на северо-востоке, высоко поднимается в полдень и поздно заходит на северо-западе.
Но существует еще одна проблема. Например, когда в Гамбурге Солнце находится в наивысшей точке, в Берлине оно уже прошло ее, а в Бремене еще не достигло этого положения. Таким образом, среднее местное время в трех городах было бы разным. Однако это очень неудобно для работы транспорта и иных служб. В Центральной Европе все люди живут по среднеевропейскому времени, которое не соответствует истинному положению Солнца на небе.
Но правительства нескольких стран договорились, что среднеевропейским временем будет считаться среднее солнечное время на 15-м градусе восточной долготы. Летом к этому времени добавляют еще один час, чтобы удлинить утренние часы и сократить вечерние. Это уже так называемое летнее время. Поэтому летом в областях Европы, живущих по такому распорядку, Солнце достигает наивысшей точки на небосклоне около 13 часов. То же самое происходит и на территории России.
Например, в Москве в этот период Солнце находится точно на юге только в 14.30.
Если наблюдатель находится летом в полярной области, то Солнце для него вообще не будет заходить, даже в полночь.
Что такое солнечное затмение?
В новолуние иногда случается так, что Луна оказывается как раз между Землей и Солнцем. Тогда Луна закрывает Солнце и отбрасывает тень на Землю. Так происходит солнечное затмение. При полном затмении Луна совсем закрывает солнечный диск. Среди бела дня вдруг на несколько минут наступают сумерки и невооруженному глазу становятся видны слабо светящаяся солнечная корона и ярчайшие звезды.
Если во время затмения Луна далеко от Земли, нам она кажется маленькой и не может совсем закрыть Солнце. Тогда вокруг темного диска Луны остается светлое солнечное кольцо. Такое затмение называют кольцеобразным.
При полном солнечном затмении тень Луны падает на Землю. Солнце полностью закрывается Луной. Во время кольцеобразного затмения вершина тени не достигает Земли. Вокруг темного диска Луны видно яркое солнечное кольцо. Масштаб на рисунке не соблюден.
Раньше солнечные затмения вызывали у людей страх и ужас.
Иногда Луна не полностью закрывает диск Солнца, проходя немного в стороне от его центра. В этом случае речь идет о частном солнечном затмении.
Чаще же всего Луна проходит значительно выше или ниже Солнца, поэтому солнечные затмения происходят не каждый месяц. Во время полного солнечного затмения лунная тень, скользя над поверхностью Земли, покрывает узкую полосу шириной 100 км. При каждом следующем затмении тень попадает на иную область планеты. Поэтому между двумя такими явлениями в одном и том же городе может пройти несколько столетий. Ближайшее полное солнечное затмение в восточной части России произойдет 9 марта 1997 года, а в Южной Германии — 11 августа 1999 года. В Москве же такое явление будут наблюдать лишь наши потомки в далеком 2126 году.
При полном солнечном затмении внешние слои Солнца становятся видимыми.
11 августа 1999 года жители областей, расположенных в затемненной полосе, станут свидетелями удивительного зрелища — полного солнечного затмения.
Орбитальная станция «Скайлэб» сфотографировала в 1973 году тень Луны, скользящую по Земле.
Движется ли само Солнце?
Солнце является одной из 200 миллиардов звезд системы Млечный Путь, которую мы называем еще нашей Галактикой. Вместе со своими планетами Солнце движется со скоростью примерно 19,4 км/сек в направлении яркой звезды Вега. Земля обращается вокруг Солнца, перемещающегося в пространстве. Ее путь, или орбита, представляет собой спираль. Наше светило движется среди ближайших звезд относительно медленно. Кроме того, оно принимает участие и во вращении Галактики. Солнце обращается со скоростью 250 км/сек вокруг центра Галактики и совершает один полный оборот за 200 миллионов лет. Это время называют галактическим годом.
Наше Солнце является одной из 200 миллиардов звезд Галактики. Оно расположено на расстоянии 30 000 световых лет от центра Галактики и совершает один оборот вокруг него за 200 миллионов лет. Кружком отмечено положение Солнца в Галактике.
Солнце со скоростью 19 км/сек движется в сторону звезды Вега. Орбита Земли при этом похожа на спираль.