Ai là người đầu tiên xác định tương đối chính xác kích thước của trái đất? Nhà khoa học cổ đại nào đã tính toán kích thước của địa cầu?

Tôi sẽ cố gắng không chỉ trả lời câu hỏi mà còn mô tả phương pháp đo, theo tôi, phương pháp này rất độc đáo. Nói chung, tôi hy vọng nó sẽ thú vị và quan trọng nhất là mang tính thông tin.

Eratosthenes đo chu vi Trái đất như thế nào

Ngày nay, có lẽ bất kỳ học sinh nào cũng có thể làm được điều này, nhưng hơn 2000 năm trước, điều đó gần như không thể làm được. Hơn nữa, vào thời đó, hầu hết mọi người đều tin rằng thế giới là một chiếc đĩa phẳng, từ rìa của nó người ta có thể rơi xuống vực thẳm. Tuy nhiên, nhà khoa học sống ở Alexandria đã mãi mãi đi vào lịch sử với tư cách là người đầu tiên tính được kích thước của hành tinh chúng ta. Nhưng anh ta đã làm điều đó như thế nào, bởi vì trong kho vũ khí của anh ta thực tế không có thiết bị đặc biệt? Ông đã sử dụng dữ liệu mà người Ai Cập có được, cụ thể là vào ngày hạ chí những tia sáng chiếu tới đáy giếng sâu nhất ở thành phố Siena. Tuy nhiên, hiện tượng này không được quan sát thấy ở Alexandria. Vì vậy, vào năm 240 trước Công nguyên, một nhà khoa học đã sử dụng một chiếc bát bình thường có kim để hiểu góc của ngôi sao trên bầu trời. Tiếp theo, các tính toán sau đã được thực hiện:

• ở Siena đang là buổi trưa - hoàn toàn không có bóng, tức là góc bằng 0°;
• ở Alexandria, cách đó gần 5000 stadia (khoảng 800 km), góc là 7° 12′ - do đó, bằng 1/50 của một vòng tròn;
• Sau khi tính toán, người ta thấy rằng chu vi ít nhất là 250 nghìn stadia hoặc gần 40 nghìn km.

Như bạn có thể thấy, nếu tính đến một lỗi nhỏ, kết quả sẽ tương ứng với thực tế. Nhìn chung, rõ ràng Eratosthenes hóa ra là một nhà khoa học xuất sắc vào thời của ông.

Cách đo Trái đất ngày nay

Ngày nay, có một ngành khoa học đặc biệt - trắc địa, chuyên giải quyết những vấn đề như vậy. Các chuyên gia sử dụng nhiều dụng cụ để tính khoảng cách góc. Ví dụ, để xác định hình dạng chính xác của hành tinh, sự dao động của lực hấp dẫn ở các khu vực khác nhau được so sánh và các vệ tinh được sử dụng để xác định các góc.

Thiết bị này giống như đỉnh của một hình tam giác, là tưởng tượng một cách tự nhiên và các góc còn lại nằm trên các phần khác nhau của bề mặt Trái đất.

Nhà khoa học người Alexandria Eratosthenes là người đầu tiên đo kích thước Trái đất vào thế kỷ thứ 3 trước Công nguyên và đã thu được kết quả chính xác đáng ngạc nhiên. Việc này được thực hiện như thế nào?

Eratosthenes biết rằng vào ngày hạ chí ở thành phố Syene, Mặt trời vào buổi trưa đã lên đúng đỉnh, chiếu sáng đáy giếng sâu. Quả thực, thành phố này nằm trên đường chí tuyến phía Bắc. Vào ngày này, Eratosthenes đã đo chiều cao của Mặt trời ở Alexandria và phát hiện ra rằng nó cách thiên đỉnh 1/50 vòng tròn. Khoảng cách giữa các thành phố này đã được biết đến và lên tới 5000 sân vận động. Do đó, toàn bộ vòng tròn khối cầu có chiều dài lớn hơn 50 lần - 250.000 stadia hoặc 39.600 km. Có lẽ độ chính xác thực tế của các phép đo có phần thấp hơn và kết quả chỉ tình cờ gần với thực tế như vậy, nhưng thực tế là chỉ có thể đạt được giá trị chính xác hơn vào thế kỷ 18...

(Giá trị này là 40.000 km. Và không nên ngạc nhiên về con số tròn trịa như vậy - thực tế là dựa trên kết quả của các phép đo này mà định nghĩa 1 km được chấp nhận là 1/40.000 chiều dài kinh tuyến. Sau này , giá trị độ dài kinh tuyến đã hơn một lần được làm rõ nhưng độ dài tiêu chuẩn mét thì không thay đổi nên bây giờ con số cũng không còn “đẹp”)

Chúng ta có thể lặp lại kinh nghiệm này của nhà khoa học vĩ đại. Nói chung, chúng ta không cần Mặt trời ở đỉnh cao tại một trong các điểm quan sát, thậm chí chúng ta không cần thực hiện các phép đo trong cùng một ngày - chúng ta chỉ cần tính chênh lệch vĩ độ được xác định bởi độ cao của Mặt trời . Một câu hỏi khác là nếu chúng ta xác định độ xích vĩ của Mặt trời một cách gần đúng, như đã mô tả trước đó, thì điều này sẽ gây ra những sai số bổ sung. Do đó, nếu vì mong muốn sự thuần khiết của thí nghiệm, người ta không sử dụng các bảng và bảng thiên văn hiện đại. công nghệ máy tính, các phép đo thực sự được thực hiện tốt nhất gần ngày hạ chí - tại thời điểm này độ xích vĩ của nó thay đổi rất ít trong vài ngày. Vì vậy, nếu chúng ta du hành từ ngày 20 đến ngày 25 tháng 6, chúng ta có thể nhận được bằng cách so sánh độ cao của Mặt trời.

Δφ/360 = L/2πR 0

R 0 = L*360/2πΔφ, trong đó

R 0 - bán kính Trái Đất

Δφ=(z 1 -z 2) - chênh lệch về vĩ độ địa lý của các điểm quan sát hoặc chênh lệch về độ cao mặt trời

L - khoảng cách giữa các điểm quan sát

(Nhân tiện, chính Eratosthenes cũng đã xác định độ xích vĩ của Mặt trời vào ngày hạ chí là 11/166 của một vòng tròn, hay 23,855° - cũng là một độ chính xác rất tốt!)

Điều kiện thứ hai để có được kết quả chính xác ít nhiều là khoảng cách đủ lớn và được biết chính xác giữa các điểm quan sát nằm ở cùng một kinh độ. Tất nhiên, việc đo khoảng cách này trên bản đồ là vô nghĩa - trong trường hợp này, chúng ta đã ngầm sử dụng giá trị mà chúng ta sắp xác định, nhưng các phép đo từ đồng hồ đo đường của ô tô sẽ là một cách hoàn toàn trung thực.

Tôi đã từng thử thực hiện thí nghiệm này, xác định độ cao của Mặt trời ở Minsk và Slutsk, nằm cách Slutsk 100 km về phía nam, nhưng khoảng cách như vậy giữa các thành phố là quá nhỏ để có thể thu được bất kỳ kết quả chấp nhận được nào - xét cho cùng, độ cao của Mặt trời chênh lệch nhỏ hơn 1 độ, tương đương với độ chính xác của phép đo sử dụng gnomon. Sẽ tốt hơn nhiều nếu sử dụng các cặp Kyiv-Odessa hoặc thậm chí Vitebsk-Odessa, Moscow-Elets hoặc Moscow-Rostov-on-Don.

Tôi tự hỏi liệu có ai khác nghĩ rằng gnomon là một công cụ phù phiếm không?

ERATOSTHENES
Kirensky
(khoảng 276-194 TCN)

nhà khoa học Hy Lạp cổ đại. Sinh ra ở Cyrene (Bắc Phi). Ông đã nhận được sự giáo dục của mình ở Alexandria và Athens. Làm gia sư cho thái tử tại triều đình Ptolemy III Euergetes, vào khoảng năm 225 trước Công nguyên. đ. bắt đầu quản lý Thư viện Alexandria. Ông đã đặt nền móng cho toán học địa lý và lần đầu tiên đo được cung kinh tuyến. Ông đã xác định độ nghiêng của mặt phẳng hoàng đạo với độ chính xác cao và biên soạn một danh mục gồm 675 ngôi sao cố định. Ông đã đặt nền móng cho niên đại khoa học và đề xuất đưa thêm một ngày vào lịch cứ sau 4 năm. Hoạt động về toán học (lý thuyết số), thiên văn học, ngữ văn, triết học, âm nhạc. Chỉ có những mảnh vỡ còn sót lại.

Jean Effel, "Sáng tạo thế giới"
- Và thon thả làm sao! Nếu tính bằng triệu cm thì vòng eo của cô ấy là 40!

Nhiệm vụ thử nghiệm

1. Theo quan niệm của người Ấn Độ cổ, Trái đất được coi là

a) phẳng

b) lồi

c) hình cầu

d) mặt địa chất

2. Đầu tiên xác định kích thước của quả địa cầu

a) Pythagore

b) Aristote

c) Eratosthenes

d) Ptolemy

3. Chiều dài đường xích đạo của trái đất khoảng

c) 40.000km

4. Bạn nghĩ Eratosthenes đã sử dụng công cụ nào để xác định kích thước của địa cầu?

một người cai trị

b) la bàn

c) kính thiên văn

d) máy đếm nhịp

5. Một trong những bằng chứng đầu tiên về tính hình cầu của Trái đất thu được nhờ các quan sát về

a) tàu thuyền ra khơi

b) mặt trời mọc

c) đèn phía bắc

d) chuyến bay của tàu vũ trụ

6. Điền vào chỗ trống trong văn bản.

Nhà khoa học Hy Lạp cổ đại Aristotle đã thu thập được rất nhiều bằng chứng về tính hình cầu của Trái đất. Nghiêm trọng nhất trong số đó là dựa trên những quan sát được thực hiện trong quá trình nguyệt thực. Sau đó, một nhà khoa học khác đã tính toán kích thước của quả địa cầu. Tên ông ấy là Erastophenes.

Hội thảo chuyên đề.

Đọc đoạn văn và trả lời câu hỏi.

Ý tưởng của người Babylon cổ đại về Trái đất dựa trên những quan sát về các hiện tượng tự nhiên. Tuy nhiên, kiến ​​​​thức hạn chế không cho phép họ giải thích chính xác những hiện tượng này.
Vào thời cổ đại, vương quốc Babylon tồn tại ở Tây Á. Người Babylon tưởng tượng Trái đất là một ngọn núi, sườn phía Tây nơi có vương quốc Babylon. Họ nhận thấy rằng ở phía nam Ba-by-lôn có biển, và ở phía đông có những ngọn núi mà họ không dám vượt qua. Vì vậy, đối với họ, dường như vương quốc Babylon nằm ở sườn phía tây của ngọn núi “thế giới”. Ngọn núi này hình tròn, được biển bao quanh, trên biển như một cái bát úp, có bầu trời vững chắc - thiên giới. Trên bầu trời cũng như trên Trái đất, có đất, nước và không khí. Thiên giới là vành đai của các chòm sao hoàng đạo, giống như một con đập trải dài giữa biển trời. Mặt trời, Mặt trăng và năm hành tinh di chuyển dọc theo vành đai đất này.

Dưới Trái đất có một vực thẳm - địa ngục, nơi linh hồn của người chết giáng xuống. Vào ban đêm, Mặt trời đi qua lòng đất này từ rìa phía tây của Trái đất đến phía đông, do đó vào buổi sáng, nó sẽ lại bắt đầu hành trình hàng ngày trên bầu trời. Nhìn Mặt trời lặn trên đường chân trời biển, người ta tưởng rằng nó đã đi xuống biển và cũng phải mọc lên từ biển.

Ý tưởng của người Babylon về cấu trúc thế giới bị ảnh hưởng như thế nào bởi những đặc điểm thực tế của vị trí đất nước họ? Đưa ra vài ví dụ.

Người Babylon nhận thấy rằng ở phía nam Babylon có biển, và ở phía đông có những ngọn núi mà họ không dám vượt qua. Vì vậy, đối với họ, dường như vương quốc Babylon nằm ở sườn phía tây của ngọn núi “thế giới”.

Mặt trời và Mặt trăng cũng như năm hành tinh di chuyển dọc theo vành đai đất liền.

Xưởng bản đồ.

Đặt các chỉ định kỹ thuật số của các đối tượng địa lý được liệt kê trên bản đồ đường viền.

1 - Bắc Mỹ

2 - Đại Tây Dương

3 - Á-Âu

4 - Đảo Madagascar

5 - Thái Bình Dương

6 - Biển Ả Rập

Đi từ Alexandria về phía nam, đến thành phố Siena (nay là Aswan), người ta nhận thấy rằng vào mùa hè vào ngày mặt trời lên cao nhất trên bầu trời (hạ chí - ngày 21 hoặc 22 tháng 6), vào buổi trưa nó chiếu sáng đáy giếng sâu, tức là nó xảy ra ngay trên đầu bạn, ở đỉnh cao. Các cột dọc không cung cấp bóng mát vào thời điểm này. Ở Alexandria, ngay cả vào ngày này, mặt trời vẫn chưa đạt đến thiên đỉnh vào buổi trưa, không chiếu sáng đáy giếng, các vật thể tạo bóng.

Eratosthenes đã đo xem mặt trời giữa trưa ở Alexandria bị lệch khỏi thiên đỉnh bao nhiêu và thu được giá trị bằng 7 ° 12 ", tức là 1/50 chu vi. Ông có thể thực hiện điều này bằng cách sử dụng một dụng cụ gọi là scaphis. là một cái bát có hình bán cầu, ở giữa nó được gia cố theo chiều dọc

Bên trái là việc xác định độ cao của mặt trời bằng cách sử dụng scaphis. Ở giữa là sơ đồ hướng tia nắng: ở Siena chúng rơi thẳng đứng, ở Alexandria - một góc 7°12". Bên phải là hướng tia nắng ở Siena vào thời điểm mùa hè ngày hạ chí.

Skafis là một thiết bị cổ xưa để xác định độ cao của mặt trời so với đường chân trời (theo mặt cắt ngang).

cây kim. Bóng của chiếc kim rơi xuống bề mặt bên trong của vảy cá. Để đo độ lệch của mặt trời so với thiên đỉnh (tính bằng độ) bằng bề mặt bên trong scaphis vẽ những vòng tròn được đánh dấu bằng số. Ví dụ, nếu bóng chạm tới vòng tròn được đánh dấu bằng số 50 thì mặt trời ở dưới thiên đỉnh 50°. Sau khi xây dựng một bản vẽ, Eratosthenes đã kết luận khá chính xác rằng Alexandria cách Syene bằng 1/50 chu vi Trái đất. Để tìm ra chu vi Trái đất, tất cả những gì còn lại là đo khoảng cách giữa Alexandria và Siena rồi nhân nó với 50. Khoảng cách này được xác định bằng số ngày mà các đoàn lữ hành lạc đà di chuyển giữa các thành phố. Tính theo đơn vị thời đó, nó tương đương với 5 nghìn stadia. Nếu 1/50 chu vi Trái Đất bằng 5000 stadia thì toàn bộ chu vi Trái Đất là 5000x50 = 250.000 stadia. Chuyển sang thước đo của chúng tôi, khoảng cách này là khoảng 39.500 km. Biết chu vi, bạn có thể tính được bán kính Trái đất. Bán kính của bất kỳ hình tròn nào nhỏ hơn 6,283 lần so với chiều dài của nó. Do đó, bán kính trung bình của Trái đất, theo Eratosthenes, hóa ra bằng số tròn - 6290 km, và đường kính - 12.580 km. Vì vậy, Eratosthenes đã tìm ra kích thước gần đúng của Trái đất, gần với kích thước được xác định bằng các dụng cụ chính xác ở thời đại chúng ta.

Thông tin về hình dạng và kích thước của trái đất được kiểm tra như thế nào

Sau Eratosthenes ở Cyrene, trong nhiều thế kỷ, không có nhà khoa học nào thử đo lại chu vi trái đất. Vào thế kỷ 17 một phương pháp đáng tin cậy để đo khoảng cách lớn trên bề mặt Trái đất đã được phát minh - phương pháp tam giác (được đặt tên theo từ tiếng Latin "tam giác" - tam giác). Phương pháp này thuận tiện vì các chướng ngại vật gặp phải trên đường đi - rừng, sông, đầm lầy, v.v. - không cản trở việc đo chính xác khoảng cách lớn. Việc đo được thực hiện như sau: trực tiếp trên bề mặt Trái đất, khoảng cách giữa hai điểm nằm gần nhau được đo rất chính xác MỘT Và TRONG, từ đó có thể nhìn thấy các vật thể cao ở xa - đồi, tháp, tháp chuông, v.v. Nếu từ MỘT Và TRONG qua kính thiên văn bạn có thể nhìn thấy một vật thể nằm ở một điểm VỚI, thì không khó để đo lường ở điểm MỘT góc giữa các hướng AB Và AC, và tại điểm TRONG- góc giữa VA Và Mặt trời.

Sau đó, dọc theo cạnh đo AB và hai góc ở đỉnh MỘT Và TRONG bạn có thể xây dựng một hình tam giác ABC và từ đó tìm độ dài các cạnh AC Và mặt trời, tức là khoảng cách từ MỘT trước VỚI và từ TRONG trước VỚI. Việc xây dựng này có thể được thực hiện trên giấy, giảm tất cả các kích thước nhiều lần hoặc sử dụng các phép tính theo quy tắc lượng giác. Biết khoảng cách từ TRONG trước VỚI và hướng kính thiên văn từ những điểm này dụng cụ đo(máy kinh vĩ) trên một vật ở một điểm mới nào đó D, tương tự như vậy hãy đo khoảng cách từ TRONG trước D và từ VỚI trước D. Tiếp tục các phép đo, chúng dường như bao phủ một phần bề mặt Trái đất bằng một mạng lưới các hình tam giác: ABC, BCD v.v. Trong mỗi chúng, tất cả các cạnh và góc có thể được xác định một cách tuần tự (xem hình). Sau khi đo cạnh AB tam giác đầu tiên (cơ sở), toàn bộ vấn đề là đo góc giữa hai hướng. Bằng cách xây dựng một mạng lưới các hình tam giác, bạn có thể tính toán, sử dụng các quy tắc lượng giác, khoảng cách từ đỉnh của một tam giác đến đỉnh của bất kỳ tam giác nào khác, bất kể chúng cách nhau bao xa. Đây là cách giải quyết vấn đề đo khoảng cách lớn trên bề mặt Trái đất. Việc áp dụng phương pháp tam giác vào thực tế không hề đơn giản. Công việc này chỉ có thể được thực hiện bởi những người quan sát có kinh nghiệm được trang bị các dụng cụ đo góc rất chính xác. Thông thường, các tháp đặc biệt phải được xây dựng để quan sát. Công việc kiểu này được giao cho những chuyến thám hiểm đặc biệt kéo dài trong vài tháng, thậm chí nhiều năm.

Phương pháp tam giác đã giúp các nhà khoa học làm sáng tỏ kiến ​​thức về hình dạng và kích thước của Trái đất. Điều này đã xảy ra trong các trường hợp sau đây.

Nhà khoa học nổi tiếng người Anh Newton (1643-1727) bày tỏ quan điểm rằng Trái đất không thể có hình dạng chính xác của một quả cầu vì nó quay quanh trục của nó. Mọi hạt của Trái Đất đều chịu tác dụng của lực ly tâm (lực quán tính) đặc biệt mạnh

Nếu chúng ta cần đo khoảng cách từ A đến D (và điểm B không nhìn thấy được từ điểm A), thì chúng ta đo đáy AB và trong tam giác ABC, chúng ta đo các góc kề với đáy (a và b). Sử dụng một cạnh và hai góc liền kề, chúng ta xác định khoảng cách AC và BC. Tiếp theo, từ điểm C, sử dụng kính thiên văn của dụng cụ đo, ta tìm được điểm D, nhìn thấy được từ điểm C và điểm B. Trong tam giác CUB, ta biết cạnh NE. Việc còn lại là đo các góc liền kề với nó và sau đó xác định khoảng cách DB. Biết khoảng cách DB u AB và góc giữa các đường thẳng này, bạn có thể xác định được khoảng cách từ A đến D.

Sơ đồ tam giác: AB - cơ sở; BE - khoảng cách đo được.

ở xích đạo và vắng mặt ở hai cực. Lực ly tâm ở xích đạo tác dụng chống lại trọng lực và làm nó yếu đi. Sự cân bằng giữa trọng lực và lực ly tâm đạt được khi quả địa cầu “phồng lên” ở xích đạo, và “dẹt” ở hai cực và dần dần có hình dạng quả quýt, hay nói theo thuật ngữ khoa học là hình cầu. Một khám phá thú vị được thực hiện cùng lúc đó đã xác nhận giả thuyết của Newton.

Năm 1672, một nhà thiên văn học người Pháp phát hiện ra rằng nếu đồng hồ chính xác vận chuyển từ Paris đến cayenne (trong Nam Mỹ, gần xích đạo), sau đó họ bắt đầu tụt lại phía sau 2,5 phút mỗi ngày. Độ trễ này xảy ra do con lắc đồng hồ dao động chậm hơn ở gần xích đạo. Rõ ràng là lực hấp dẫn làm cho con lắc dao động ở Cayman nhỏ hơn ở Paris. Newton giải thích điều này là do ở xích đạo, bề mặt Trái đất nằm xa trung tâm hơn ở Paris.

Viện Hàn lâm Khoa học Pháp quyết định kiểm tra tính đúng đắn trong lý luận của Newton. Nếu Trái đất có hình dạng giống quả quýt thì cung kinh tuyến 1° sẽ dài ra khi nó đến gần các cực. Tất cả những gì còn lại là sử dụng phép đo tam giác để đo chiều dài của cung 1° tại ở những khoảng cách khác nhau từ xích đạo. Giám đốc Đài thiên văn Paris, Giovanni Cassini, được giao nhiệm vụ đo vòng cung ở phía bắc và phía nam nước Pháp. Tuy nhiên, vòng cung phía nam của anh hóa ra lại dài hơn vòng cung phía bắc. Có vẻ như Newton đã sai: Trái đất không dẹt như quả quýt mà thon dài như quả chanh.

Nhưng Newton không từ bỏ kết luận của mình và khẳng định rằng Cassini đã mắc sai lầm trong các phép đo của mình. Một cuộc tranh cãi khoa học đã nổ ra giữa những người ủng hộ lý thuyết “quả quýt” và “quả chanh” kéo dài 50 năm. Sau cái chết của Giovanni Cassini, con trai ông là Jacques, cũng là giám đốc Đài thiên văn Paris, để bảo vệ quan điểm của cha mình, đã viết một cuốn sách trong đó ông lập luận rằng, theo các định luật cơ học, Trái đất phải dài ra như một quả chanh. . Để giải quyết cuối cùng tranh chấp này, Viện Hàn lâm Khoa học Pháp đã trang bị vào năm 1735 một chuyến thám hiểm tới xích đạo, một chuyến thám hiểm khác đến Vòng Bắc Cực.

Đoàn thám hiểm phía nam đã thực hiện các phép đo ở Peru. Một cung kinh tuyến có chiều dài khoảng 3° (330 km). Nó băng qua đường xích đạo, đi qua hàng loạt thung lũng núi và dãy núi cao nhất nước Mỹ.

Công việc của đoàn thám hiểm kéo dài 8 năm và gặp rất nhiều khó khăn, nguy hiểm. Tuy nhiên, các nhà khoa học đã hoàn thành nhiệm vụ của mình: độ kinh tuyến ở xích đạo được đo với độ chính xác rất cao.

Đoàn thám hiểm phương Bắc hoạt động ở Lapland (là phần phía bắc của vùng Scandinavia và phía tây Bán đảo Kola).

Sau khi so sánh kết quả của các cuộc thám hiểm, hóa ra độ cực dài hơn độ xích đạo. Vì vậy, Cassini quả thực đã sai và Newton đã đúng khi cho rằng Trái đất có hình dạng giống quả quýt. Do đó, cuộc tranh chấp kéo dài này đã kết thúc và các nhà khoa học đã công nhận tính đúng đắn trong các tuyên bố của Newton.

Ngày nay, có một ngành khoa học đặc biệt - trắc địa, chuyên xác định kích thước Trái đất bằng các phép đo chính xác bề mặt của nó. Dữ liệu từ các phép đo này giúp xác định khá chính xác hình dạng thực tế của Trái đất.

Công việc trắc địa đo Trái đất đã và đang được thực hiện ở nhiều nước. Công việc tương tự đã được thực hiện ở nước ta. Trở lại thế kỷ trước, các nhà khảo sát Nga đã thực hiện một công việc rất chính xác để đo “vòng cung kinh tuyến Nga-Scandinavia” với phần mở rộng hơn 25°, tức là có chiều dài gần 3 nghìn. km. Nó được gọi là “vòng cung Struve” để vinh danh người sáng lập Đài thiên văn Pulkovo (gần Leningrad) Vasily Ykovlevich Struve, người đã nghĩ ra công trình to lớn này và giám sát nó.

Các phép đo độ có giá trị lớn ý nghĩa thực tiễn chủ yếu để vẽ bản đồ chính xác. Cả trên bản đồ và trên quả địa cầu, bạn đều thấy một mạng lưới các kinh tuyến - các vòng tròn đi qua các cực và các đường vĩ tuyến - các vòng tròn song song với mặt phẳng xích đạo của trái đất. Bản đồ Trái đất không thể được vẽ ra nếu không có công việc lâu dài và chăm chỉ của các nhà khảo sát, những người đã xác định từng bước trong nhiều năm vị trí của các địa điểm khác nhau trên hành tinh. bề mặt trái đất rồi áp dụng kết quả vào mạng lưới các kinh tuyến và vĩ tuyến. Để có bản đồ chính xác, cần phải biết hình dạng thực tế của Trái đất.

Kết quả đo của Struve và cộng sự hóa ra là đóng góp rất quan trọng cho công trình này.

Sau đó, các nhà khảo sát khác đã đo với độ chính xác cao độ dài của các cung kinh tuyến và vĩ tuyến ở những nơi khác nhau trên bề mặt trái đất. Từ những cung này, với sự trợ giúp của tính toán, người ta có thể xác định được chiều dài đường kính của Trái đất trong mặt phẳng xích đạo (đường kính xích đạo) và theo hướng của trục Trái đất (đường kính cực). Hóa ra đường kính xích đạo dài hơn đường cực khoảng 42,8 km.Điều này một lần nữa khẳng định Trái Đất bị nén lại từ các cực. Theo số liệu mới nhất của các nhà khoa học Liên Xô, trục cực ngắn hơn trục xích đạo 1/298,3.

Giả sử chúng ta muốn mô tả độ lệch của hình dạng Trái đất so với hình cầu trên một quả địa cầu có đường kính bằng 1 m. Nếu quả bóng ở xích đạo có đường kính đúng bằng 1 tôi, thì trục cực của nó chỉ bằng 3,35 mm Nói ngắn gọn! Đây là một giá trị nhỏ đến mức không thể phát hiện được bằng mắt. Do đó, hình dạng của Trái đất khác rất ít so với hình cầu.

Người ta có thể nghĩ rằng bề mặt trái đất không bằng phẳng, đặc biệt là các đỉnh núi, trong đó đỉnh cao nhất Chomolungma (Everest) đạt tới gần 9 độ cao. km, phải làm biến dạng rất nhiều hình dạng của Trái đất. Tuy nhiên, không phải vậy. Trên quy mô quả địa cầu có đường kính 1 tôi một ngọn núi dài chín km sẽ được miêu tả như một hạt cát có đường kính khoảng 3/4 dính vào nó mm. Có thể phát hiện phần nhô ra này chỉ bằng cách chạm và thậm chí sau đó có gặp khó khăn không? Và từ độ cao mà các tàu vệ tinh của chúng ta bay, nó chỉ có thể được phân biệt bằng đốm đen do nó tạo ra khi Mặt trời xuống thấp.

Ở thời đại chúng ta, kích thước và hình dạng của Trái đất được xác định rất chính xác bởi các nhà khoa học F.N. Krasovsky, A.A. Izotov và những người khác.Dưới đây là những con số thể hiện kích thước của địa cầu theo phép đo của các nhà khoa học này: chiều dài đường kính xích đạo là 12.756,5 km, chiều dài đường kính cực - 12.713,7 km.

Nghiên cứu con đường đã đi Vệ tinh nhân tạo Trái đất, sẽ có thể xác định cường độ trọng lực ở những nơi khác nhau trên bề mặt địa cầu với độ chính xác đến mức không thể đạt được bằng bất kỳ cách nào khác. Điều này sẽ giúp chúng ta có thể hoàn thiện hơn nữa kiến ​​thức của chúng ta về kích thước và hình dạng của Trái đất.

Sự thay đổi dần dần về hình dạng của trái đất

Tuy nhiên, như chúng tôi đã cố gắng tìm ra với sự trợ giúp của các quan sát không gian tương tự và các phép tính đặc biệt được thực hiện trên cơ sở đó, Geoid có cái nhìn phức tạp do Trái đất tự quay và sự phân bố khối lượng không đồng đều trong vỏ trái đất, nhưng khá tốt (với độ chính xác vài trăm mét) được biểu thị bằng một hình elip quay, có độ nén cực 1:293,3 (hình elip Krasovsky).

Tuy nhiên, cho đến gần đây, người ta vẫn coi một thực tế chắc chắn là khiếm khuyết nhỏ này đã được giải quyết một cách chậm rãi nhưng chắc chắn nhờ cái gọi là quá trình phục hồi trạng thái cân bằng hấp dẫn (đẳng tĩnh), bắt đầu khoảng 18 nghìn năm trước. Nhưng chỉ mới gần đây Trái đất lại bắt đầu phẳng lại.

Các phép đo địa từ, từ cuối những năm 70 đã trở thành một thuộc tính không thể thiếu trong các chương trình nghiên cứu khoa học về quan sát vệ tinh, đã liên tục ghi lại sự thẳng hàng của trường hấp dẫn của hành tinh. Nói chung, từ quan điểm của các lý thuyết địa vật lý chính thống, động lực hấp dẫn của Trái đất dường như khá dễ đoán, mặc dù, tất nhiên, cả trong và ngoài dòng chính đều có rất nhiều giả thuyết giải thích khác nhau về triển vọng trung và dài hạn của quá trình này, cũng như những gì đã xảy ra trong kiếp trước của hành tinh chúng ta. Ví dụ, khá phổ biến hiện nay là cái gọi là giả thuyết xung, theo đó Trái đất co lại và giãn ra theo chu kỳ; Cũng có những người ủng hộ giả thuyết “co lại”, cho rằng về lâu dài kích thước của Trái đất sẽ giảm đi. Cũng không có sự thống nhất giữa các nhà địa vật lý về giai đoạn nào của quá trình phục hồi cân bằng hấp dẫn sau băng hà ngày nay: hầu hết các chuyên gia tin rằng nó đã khá gần hoàn thành, nhưng cũng có những lý thuyết cho rằng sự kết thúc của nó vẫn còn rất xa hoặc rằng nó đã dừng lại rồi.

Tuy nhiên, bất chấp có rất nhiều sự khác biệt, cho đến cuối những năm 90 của thế kỷ trước, các nhà khoa học vẫn không có lý do thuyết phục nào để nghi ngờ rằng quá trình căn chỉnh trọng lực hậu băng hà vẫn tồn tại tốt đẹp. Sự kết thúc của sự tự mãn trong khoa học đến khá đột ngột: sau vài năm kiểm tra đi kiểm tra lại các kết quả thu được từ chín vệ tinh khác nhau, hai nhà khoa học người Mỹ, Christopher Cox của Raytheon và Benjamin Chao, nhà địa vật lý tại Trung tâm Kiểm soát Goddard. Du hành vũ trụ NASA đã đi đến một kết luận đáng kinh ngạc: bắt đầu từ năm 1998, “phạm vi bao phủ xích đạo” của Trái đất (hay, như nhiều phương tiện truyền thông phương Tây gọi là chiều này, “độ dày” của nó) bắt đầu tăng trở lại.
Vai trò độc ác của dòng hải lưu

Bài báo của Cox và Chao, trong đó tuyên bố "phát hiện ra sự phân bố lại khối lượng Trái đất ở quy mô lớn", được công bố trên tạp chí Science vào đầu tháng 8 năm 2002. Như các tác giả của nghiên cứu lưu ý, “các quan sát lâu dài về hoạt động của trường hấp dẫn Trái đất đã chỉ ra rằng hiệu ứng hậu băng hà đã san bằng nó trong vài năm qua đã bất ngờ phát triển một đối thủ mạnh hơn, mạnh gấp đôi so với đối thủ.” ảnh hưởng hấp dẫn của nó.” Nhờ “kẻ thù bí ẩn” này, Trái đất một lần nữa, giống như trong “kỷ nguyên Đại băng hà” cuối cùng, bắt đầu phẳng lại, tức là kể từ năm 1998, ở khu vực xích đạo đã có sự gia tăng khối lượng vật chất. , trong khi nó đã chảy ra từ các vùng cực.

Các nhà địa vật lý mặt đất chưa có kỹ thuật đo trực tiếp để phát hiện hiện tượng này nên trong công việc của họ phải sử dụng dữ liệu gián tiếp, chủ yếu là kết quả đo laser siêu chính xác về sự thay đổi quỹ đạo của quỹ đạo vệ tinh xảy ra dưới tác động của các dao động trong quỹ đạo vệ tinh. trường hấp dẫn của Trái đất. Theo đó, khi nói về “các chuyển động quan sát được của khối lượng vật chất trên trái đất”, các nhà khoa học tiến hành từ giả định rằng họ chịu trách nhiệm về những dao động hấp dẫn cục bộ này. Những nỗ lực đầu tiên nhằm giải thích hiện tượng kỳ lạ này được thực hiện bởi Cox và Chao.

Theo các tác giả của bài báo, phiên bản về một số hiện tượng dưới lòng đất, chẳng hạn như dòng chảy của vật chất trong magma hoặc lõi trái đất, có vẻ khá đáng ngờ: để các quá trình như vậy có bất kỳ tác động hấp dẫn đáng kể nào, được cho là còn nhiều điều hơn thế nữa. yêu cầu thời gian dài hơn bốn năm vô lý theo tiêu chuẩn khoa học. Về những lý do có thể khiến Trái đất dày lên dọc theo đường xích đạo, họ nêu tên ba nguyên nhân chính: tác động của đại dương, sự tan chảy của băng ở vùng cực và vùng núi cao, và một số “quá trình trong khí quyển”. Tuy nhiên, họ cũng ngay lập tức bác bỏ nhóm yếu tố cuối cùng - các phép đo thường xuyên về trọng lượng của cột khí quyển không đưa ra bất kỳ lý do nào để nghi ngờ có sự liên quan của một số hiện tượng không khí nhất định trong sự xuất hiện của hiện tượng hấp dẫn được phát hiện.

Giả thuyết của Cox và Chao về ảnh hưởng có thể có của băng tan ở vùng Bắc Cực và Nam Cực đối với chỗ lồi ở xích đạo dường như còn chưa rõ ràng. Quá trình này giống như yếu tố thiết yếu Tất nhiên, sự nóng lên toàn cầu khét tiếng của khí hậu thế giới ở mức độ này hay mức độ khác có thể là nguyên nhân dẫn đến việc chuyển một khối lượng vật chất đáng kể (chủ yếu là nước) từ các cực đến xích đạo, nhưng các tính toán lý thuyết của các nhà nghiên cứu Mỹ cho thấy: để nó trở thành một yếu tố quyết định (cụ thể là “bị chặn” hậu quả của “sự phát triển của sự cứu trợ tích cực” kéo dài hàng nghìn năm), kích thước của “khối băng ảo” tan chảy hàng năm kể từ năm 1997 lẽ ra phải là 10x10x5 km! Không có bằng chứng thực nghiệm nào cho thấy quá trình băng tan ở Bắc Cực và Nam Cực những năm trước có thể đạt đến quy mô như vậy thì các nhà địa vật lý và khí tượng học không có được nó. Theo những ước tính lạc quan nhất, tổng khối lượng các tảng băng tan chảy ít nhất nhỏ hơn một bậc so với “siêu tảng băng trôi” này; do đó, ngay cả khi nó có một số ảnh hưởng đến sự gia tăng khối lượng xích đạo của Trái đất, ảnh hưởng này khó có thể đáng kể như vậy.

Là lý do rất có thể dẫn đến sự thay đổi đột ngột trong trường hấp dẫn của Trái đất, Cox và Chao ngày nay xem xét ảnh hưởng của đại dương, nghĩa là sự chuyển giao một khối lượng lớn nước trong Đại dương Thế giới từ các cực đến xích đạo, tuy nhiên, không liên quan nhiều đến sự tan chảy nhanh chóng của băng mà liên quan nhiều đến một số biến động mạnh không hoàn toàn có thể giải thích được của các dòng hải lưu xảy ra trong những năm gần đây. Hơn nữa, như các chuyên gia tin rằng, ứng cử viên chính cho vai trò gây xáo trộn sự tĩnh lặng của lực hấp dẫn là Thái Bình Dương, hay chính xác hơn là sự chuyển động theo chu kỳ của các khối nước khổng lồ từ khu vực phía bắc đến khu vực phía nam.

Nếu giả thuyết này trở thành đúng, nhân loại trong tương lai rất gần có thể phải đối mặt với những thay đổi rất nghiêm trọng về khí hậu thế giới: vai trò đáng ngại của các dòng hải lưu đều được biết rõ đối với tất cả những ai ít nhiều quen thuộc với những kiến ​​thức cơ bản về khí tượng học hiện đại. giá trị của El Niño). Đúng vậy, giả định rằng sự phồng lên đột ngột của Trái đất dọc theo đường xích đạo là hậu quả của cuộc cách mạng khí hậu vốn đang diễn ra sôi nổi có vẻ khá logic. Nhưng nhìn chung, vẫn khó có thể thực sự hiểu được mối quan hệ nhân quả phức tạp dựa trên những dấu vết mới này.

Sự thiếu hiểu biết rõ ràng về “sự phẫn nộ của lực hấp dẫn” đang diễn ra được minh họa một cách hoàn hảo qua một đoạn ngắn của cuộc phỏng vấn với chính Christopher Cox với phóng viên dịch vụ tin tức của tạp chí Nature Tom Clark: “Theo ý kiến ​​​​của tôi, bây giờ chúng ta có thể với mức độ chắc chắn cao ( sau đây chúng tôi nhấn mạnh - “Chuyên gia”) chúng ta chỉ có thể nói về Một điều: "vấn đề cân nặng" của hành tinh chúng ta có thể chỉ là tạm thời và không phải là kết quả trực tiếp của hoạt động của con người. Tuy nhiên, tiếp tục hành động cân bằng bằng lời nói này, nhà khoa học người Mỹ ngay lập tức đưa ra lời dè dặt thận trọng: “Rõ ràng, sớm hay muộn mọi thứ sẽ trở lại “bình thường”, nhưng có lẽ chúng ta đã nhầm về điều này”.



Những đóng góp của Eratosthenes đối với sự phát triển của địa lý, nhà toán học, thiên văn học, địa lý học và nhà thơ vĩ đại người Hy Lạp, được nêu trong bài viết này.

Đóng góp của Eratosthenes cho địa lý. Eratosthenes đã khám phá ra điều gì?

Nhà khoa học này là người cùng thời với Aristarchus xứ Samos và Archimedes, sống ở thế kỷ thứ 3 trước Công nguyên. đ. Ông là một nhà bách khoa toàn thư, người trông coi thư viện ở Alexandria, triết gia, phóng viên và là bạn của Archimedes. Ông cũng trở nên nổi tiếng với tư cách là một nhà khảo sát và nhà địa lý. Thật hợp lý khi anh ta nên tóm tắt kiến ​​​​thức của mình trong một tác phẩm. Và Eratosthenes đã viết cuốn sách nào? Họ sẽ không biết về nó nếu không có cuốn “Địa lý” của Strabo, người đã đề cập đến nó và tác giả của nó, người đã đo chu vi quả địa cầu. Và đây là cuốn sách “Địa lý” gồm 3 tập. Trong đó ông đã vạch ra những nền tảng của địa lý có hệ thống. Ngoài ra, các chuyên luận sau đây đều thuộc về ông: “Niên niên ký”, “Người theo chủ nghĩa Platon”, “Về giá trị trung bình”, “Về hài kịch cổ đại” trong 12 cuốn sách, “Trả thù, hay Hesiod”, “Về sự thăng hoa”. Thật không may, họ đã đến được với chúng tôi chỉ trong chớp mắt.

Eratosthenes đã khám phá ra điều gì trong địa lý?

Nhà khoa học Hy Lạp được coi là cha đẻ của địa lý. Vậy Eratosthenes đã làm gì để xứng đáng với danh hiệu danh dự này? Trước hết, điều đáng chú ý là chính ông là người đã đưa thuật ngữ “địa lý” theo nghĩa hiện đại vào lưu thông khoa học.

Ông chịu trách nhiệm tạo ra địa lý toán học và vật lý. Nhà khoa học đưa ra giả định sau: nếu bạn đi thuyền về phía tây từ Gibraltar, bạn có thể đến được Ấn Độ. Ngoài ra, ông còn cố gắng tính toán kích thước của Mặt trời và Mặt trăng, nghiên cứu nhật thực và chỉ ra độ dài của giờ ban ngày phụ thuộc vào vĩ độ địa lý như thế nào.

Eratosthenes đã đo bán kính Trái đất như thế nào?

Để đo bán kính, Eratosthenes đã sử dụng các phép tính được thực hiện tại hai điểm - Alexandria và Syena. Ông biết rằng vào ngày 22 tháng 6, ngày hạ chí, thiên thể chiếu sáng đáy giếng vào đúng giữa trưa. Khi Mặt trời ở đỉnh cao ở Siena, nó ở phía sau 7,2° ở Alexandria. Để có được kết quả, anh ta cần thay đổi khoảng cách thiên đỉnh của Mặt trời. Eratosthenes + đã sử dụng dụng cụ nào để xác định kích thước? Đó là một skafis - một cột thẳng đứng cố định ở đáy bán cầu. Đặt nó vào vị trí thẳng đứng, nhà khoa học đã có thể đo được khoảng cách từ Siena đến Alexandria. Nó bằng 800 km. So sánh sự khác biệt về thiên đỉnh giữa hai thành phố với vòng tròn được chấp nhận rộng rãi là 360° và khoảng cách thiên đỉnh với chu vi trái đất, Erastosthenes đã tỉ lệ và tính được bán kính - 39.690 km. Ông chỉ sai một chút thôi; các nhà khoa học hiện đại đã tính toán rằng đó là 40.120 km.