Prečo je Zem guľatá? Niektoré zaujímavé fakty. Prečo sú hviezdy a planéty sférické? Prečo sú všetky planéty okrúhle

Pozri sa okolo, čo vidíš? Ráno sa jasné okrúhle slnko raduje z vášho prebudenia. Večer ho často vystrieda veľký striebristý mesiac.
Študovaním slnečnej sústavy v triede alebo jednoduchým rozhovorom s rodinou či priateľmi sa dozviete, že žijete na skvelej, krásnej Zemi, ktorá sa, podobne ako iné planéty, na svojej obežnej dráhe točí okolo Slnka. Majú rôzne veľkosti a majú rovnaký guľovitý tvar. Prečo príroda tak rada vytvára sférické nebeské telesá? Prečo niektoré z nich nemôžu mať tvar kocky, špirály, kužeľa alebo napríklad pyramídy? Alebo je to ešte možné? Štúdiom vesmíru a jeho zákonov pochopíte, že guľa je prirodzenou formou mnohých nebeských telies. A dôvodom je gravitačné pole Zeme (gravitačná sila).

Medzi akýmikoľvek dvoma objektmi existuje vzťah, môžu sa navzájom priťahovať, alebo skôr, k príťažlivosti dochádza medzi ich atómami. Toto je sila gravitácie, ktorá je schopná pritiahnuť akékoľvek dva objekty ako magnet. Sila, ktorou dochádza k príťažlivosti, závisí od hmotnosti objektu. Naša planéta má obrovskú hmotnosť, takže je schopná pojať všetko, čo sa na nej nachádza. Skúste vyhodiť loptu a uvidíte, že sa určite vráti na zem. Pôsobí naňho gravitačná sila a vracia ho späť. Teraz si predstavte, že takáto sila neexistuje. Čo by sa stalo vo vesmíre a na našej planéte?

Bez gravitácie by všetko na Zemi chaoticky plávalo v atmosfére bez toho, aby sa dotklo povrchu: ľudia, domy, autá, zvieratá a dokonca aj voda z morí a oceánov by opustila svoje obvyklé miesto a vznášala sa vo vzduchu vo forme veľkých a malých difúznych kvapiek. Ľudia by nemohli jazdiť na bicykloch, hrať volejbal či bedminton alebo sa len tak pohybovať po zemi. Takýto nezvyčajný plávajúci obraz možno skutočne pozorovať na Mesiaci - satelite Zeme. Tam sú príťažlivé sily príliš malé na to, aby udržali akúkoľvek hmotu na povrchu. Dokonca aj planéty obiehajúce v slnečnej sústave bez gravitácie by jednoducho opustili svoje dráhy a pohybovali by sa chaoticky v priestore vesmíru.

Gravitácia každého telesa priťahuje a drží akúkoľvek hmotu na svojom povrchu rovnakou silou. Priťahovaním čoraz väčšieho množstva kozmických častíc, ktoré sa šíria po povrchu, budujú nové vrstvy, zväčšujú svoju hmotu, tvar nebeského telesa pod vplyvom gravitácie čoraz zreteľnejšie nadobúda tvar gule. Spomeňte si na opakované incidenty z príbehov o meteoritoch padajúcich do rôznych častí planéty.

Takéto veľké kozmické telesá, letiace blízko našej planéty, sú priťahované jej gravitáciou a padajú na zem. Ale táto sila nie je dostatočne silná na to, aby bol povrch planéty dokonale plochý. Hoci presne toto vidí z vesmíru: rovnomernú guľu modrej a bielej farby. Na povrchu vidno dosť veľké nerovnosti tvorené prírodnými objektmi. Sú to svahy a hory, domy a ľudia. Ak by gravitačná sila Zeme bola oveľa silnejšia ako teraz, potom by sa po Zemi pohybovalo veľmi ťažko a možno je to jednoducho nemožné, pretože by sa po povrchu rozprestierali všetky predmety a živé bytosti.
Planéty s nižšou hmotnosťou majú aj nižšiu gravitačnú silu, čo znamená, že povrchový reliéf takejto planéty bude rôznorodejší. Napríklad Mars, ktorý je svojou hmotnosťou horší ako Zem, má menšiu gravitáciu a tamojšie kaňony a hory sú oveľa hlbšie a vyššie.

Najvyšší bod našej planéty, Chomolungma (Everest), je takmer 3-krát vyšší ako Olymp, horský vrchol Marsu. Tento názov pre vrchol Marsu nebol vynájdený náhodou. Podľa mýtov Staroveké Grécko, na takej nedosiahnuteľnej hore žili nesmrteľní starogrécki bohovia, ktorí ovládali obyčajný ľud. Planéty, ktorých hmotnosť je príliš vysoká, majú obrovské gravitačné sily. Pravdepodobne chápete, že terén bude mať tendenciu k takmer rovnému povrchu a zvieratá tu budú oveľa menšie. Zástupcovia ako suchozemské žirafy či pštrosy sa asi nebudú vedieť prispôsobiť životným podmienkam na takejto planéte a v takýchto podmienkach jednoducho prestanú existovať.

Niektoré vesmírne objekty, ktoré majú veľkú gravitačnú silu, môžu zmeniť tvar telies umiestnených vedľa nich. Dá sa to vidieť na príklade jednej zo superobrích hviezd a neďalekej vyhasnutej hviezdy. Ten tvorí čiernu dieru so supersilnou gravitáciou. Táto mocná sila dokonca priťahuje svoje vlastné vyžarované svetlo a mení sa na tmavú škvrnu (čiernu dieru). Tmavý trpaslík dokáže okrem svojho svetla pritiahnuť aj častice z veleobra, akoby do seba nasal obsah povrchu, čím sa tvar hviezdy zdeformuje - roztiahne. Existujú ale aj malé vesmírne objekty, ktorých gravitačná sila je malá, vďaka čomu sa vesmírne teleso nemôže premeniť na guľu.
K vytvoreniu tvaru gule napomáha aj štruktúra planét. Vnútorná vrstva týchto nebeských telies a všetkých hviezd má tekutú štruktúru, ktorá sa ľahko hodí k sile gravitácie. V procese pohybu a pôsobenia gravitačnej sily tvorí aj vnútorná vrstva telies guľu. Väčšina nebeských objektov je v kvapalnom alebo plynnom stave, pevné skupenstvo je pre objekty vo vesmíre pomerne zriedkavým javom. Ale existujú aj také orgány.

O tejto skutočnosti dnes už asi nikto nepochybuje. Už malí predškoláci vedia, že naša planéta má guľovitý tvar. Nie všetci však vedia, prečo je Zem guľatá. Pokúsme sa pochopiť túto problematiku podrobnejšie.

Staroveké presvedčenia

Správna myšlienka, prečo je Zem guľatá (teraz vedecky dokázaná a uzemnená), nevznikla u ľudí okamžite a nie súčasne. Rôzne národy, ktoré obývali našu planétu v dávnych dobách, mali rôzne teórie o jej vzhľade a štruktúre. Tu sú niektoré z nich.

• V starovekej Indii bola Zem znázornená ako rovina spočívajúca na chrbtoch troch slonov. Títo obri sú na a to zase na obrovskom hadovi.
• Egypťania považovali za inkarnáciu Slnka boha Ra, ktorý sa vo svojom voze preháňa po kupole neba. Zem bola z ich pohľadu tiež plochá.
• V starovekom Babylone existoval koncept zeme v podobe obrovskej hory, na západe ktorej prekvitala Babylonia. Okolo sa rozprestieralo more, na ktorom spočíva pevná obloha (a v nebeskom svete bola aj voda a zem, len prevrátená).

Staroveké Grécko

Gréci mali tiež veľmi zaujímavé predstavy o štruktúre vesmíru (moderní vedci o nich vedia z básní „Ilias“ a „Odyssey“). Zem im pripadala ako disk, pripomínajúci štít bojovníka. Krajinu obmýval oceán zo všetkých strán. Slnko sa vznáša na medenom svahu oblohy, ktorý sa rozprestiera nad hladinou. Podľa filozofa Thalesa sa plochá Zem vznáša v bubline (ktorá vyzerá ako polkruh). Planéta bola vnímaná ako stred vesmíru a mesto Delphi bolo považované za „pupok Zeme“. Východy a západy slnka a planét boli odôvodnené tým, že sa pohybujú v kruhu.

Aristarchos zo Samosu

Zaujímavé je, že už v starovekom Grécku prívrženci Pytagora považovali Zem a ostatné planéty za okrúhle. A vynikajúci astronóm tej doby, Aristarchus, vyjadril svoj názor na štruktúru sveta. Bol pravdepodobne prvým dnes známym vedcom, ktorý dokázal, že Zem je guľatá a obieha okolo Slnka spolu so všetkými planétami, a nie naopak. To podľa názoru niektorých vedcov slúžilo ako impulz na vytvorenie správnych ľudských predstáv o štruktúre planét a ich pohybe pozdĺž nebeskej klenby.

Koperníka

Zem je guľatá a otáča sa! Tak alebo skoro tak s dôverou oznámil – celému ľudu! - tento veľký vedec, ktorý svojimi štvavými výrokmi vyhodil do vzduchu celú vtedajšiu cirkev a vedecký svet. Ale ešte predtým odborníci, najmä Eratosthenes, tvrdili, že naša planéta má guľový tvar, a dokonca sa im podarilo zmerať jej priemer. Preto je ťažké dať jednoznačnú odpoveď na otázku, kto dokázal, že Zem je guľatá. Vráťme sa však ku Kopernikovi. Slávny poľský astronóm žil a pracoval v období renesancie. Svojimi pozorovaniami odštartoval vedeckú revolúciu. Jeho práca, venovaná zdôvodneniu heliocentrickej schémy štruktúry vesmíru, trvala viac ako 40 rokov, až do jeho smrti v roku 1543. Je zaujímavé, že v knihe Koperníka „O rotácii nebeských sfér“ (1543) je uvedený odhad veľkosti planét a samotného Slnka, vzdialenosti medzi objektmi, ktoré sú celkom blízko moderným vedeckým údajom. .

Prečo je Zem guľatá?

však, moderná veda v mnohých ohľadoch sa opiera o spomínaný výskum poľského astronóma, o mnoho storočí predbehol svoju dobu. A predsa, prečo je Zem guľatá, a nie napríklad hranatá a plochá? Prečo sa všetky známe planéty ukázali ako okrúhle Slnečná sústava, ich satelity a samotné Slnko - Slnko? Pre túto skutočnosť existuje veľmi špecifické fyzikálne vysvetlenie. Ide o to, že vo vesmíre je neustála rotácia. Zem sa otáča okolo svojej osi. Mesiac je okolo Zeme. Naše a iné planéty sa pohybujú po určitých dráhach okolo hviezdy (Slnka), ktorá zase podlieha rotácii. Dokonca aj obrovské galaxie sa pohybujú po svojich trajektóriách a rotujú.

A sila gravitácie a rotácie pôsobí na všetky strany povrchu akejkoľvek planéty súčasne, v dôsledku čoho majú približne rovnakú vzdialenosť od imaginárneho stredu (v globálnom zmysle). Preto je Zem guľatá. Pre deti sa dá urobiť imaginárny experiment. Predstavte si, že naša planéta má nejaký iný tvar. Pri zvýšenej rotácii bude sila gravitácie taká veľká, že aj kocka sa môže po chvíli zmeniť na elipsu alebo guľu.

Guľa alebo geoid?

Samozrejme, obežné dráhy planét nie sú dokonale okrúhle. Skôr pripomínajú pretiahnuté elipsy. Mimochodom, tvar našej Zeme nie je dokonalá guľa, ale sploštený elipsoid (nazývaný aj geoid). A moderné údaje o vesmírnom prieskume ukazujú, že na povrchu našej modrej planéty sú obrovské priehlbiny (v oblasti Indie - mínus sto metrov) a vypukliny (v oblasti Islandu - až plus sto metrov nad povrchom) .

Prečo sú planéty a hviezdy okrúhle? a dostal najlepšiu odpoveď

Odpoveď z V a xr b [guru]
Ahoj!
Plocha rovnakej gravitácie okolo stredu kombinovaných hmotností bude guľa v nulovej gravitácii, preto všetky veľké nebeské telesá - planéty, hviezdy (okrem malých planetoidov, meteorov a meteoritov) nadobúdajú tvar gule, podobnej obrovskej "pokles". Je to preto, že ich gravitačná sila je veľká a príťažlivé sily také mohutné, že prevyšujú sily vzájomného trenia jednotlivých prvkov, preto sa všetky hmoty, ako majú sklon k stredu, premenia na veľkú spoločnú guľu. Preto „plynové obry“, ako sú hviezdy a planéty ako Jupiter, Urán a Neptún atď., majú malé vnútorné trenie prvkov, a preto „ľahko“ nadobúdajú tvar gule. To sa deje rovnakým spôsobom, ako keď kvapka akejkoľvek kvapaliny, ktorá má malé vnútorné trenie v porovnaní so silou povrchového napätia, získa tvar gule! A pre veľké kamenné planéty (a množstvo satelitov), ​​ako je Zem, Venuša, Mars a iné, ktoré dosiahli dostatočnú veľkosť, je sila vzájomnej gravitácie dostatočne veľká a nadobudnú aj zaoblený tvar a navyše v niektorých z nich vplyvom tlakovej sily od hmotnosti horných vrstiev teplota v hlbokých vrstvách planéty tak stúpne, cm
že od určitej hĺbky sa objavuje aj plastická a „tekutá“ magma (vznikajúca vulkanizmus), v súvislosti s ktorou sa vnútorné vrstvy planéty stávajú ešte plastickejšími, čo pôsobí aj v smere znižovania trenia vnútorných vrstiev medzi sebou a navyše prispieva k získaniu „guľovitosti“. A po celý čas zemetrasenia, ktoré sa vyskytujú na Zemi, nie sú ničím iným ako neustálym, akoby „samo-nabíjaním“ Zeme vo vnútri, aby nadobudla „oblejší“ všeobecný tvar zvonku v dôsledku neustáleho zvyšovania hmotnosti Zeme z povrchu. v dôsledku „zberu“ zemského a vesmírneho prachu a padajúcich meteoritov:
Preto Zem často a neustále pulzuje, aby nadobudla zaoblenejší tvar:
A okrem toho, rozšírenie Zeme pozdĺž rovníka o 21 km v porovnaní s osou pólov je spôsobené odstredivou silou rotácie Zeme okolo vlastnej osi, a preto Zem nie je tak celkom guľa, ale geoid. je guľa mierne sploštená pozdĺž osi otáčania; podobné javy pozorujeme aj na iných planétach slnečnej sústavy a na hviezdach.
V malých kozmických telesách (ako sú planetoidy, asteroidy, meteority atď.) je ich vzájomná gravitácia vnútorných hmôt taká malá, že nepresahuje treciu silu medzi časticami tohto kozmického telesa, takže nezaberá tvar lopty! A okrem toho, opäť, pre ich malú veľkosť, hmotnostná sila vrchných vrstiev je nedostatočná na to, aby došlo k „zahriatiu“ vnútorných vrstiev do plastického stavu a vzniku vulkanizmu, tieto malé telesá zostávajú tvarovo veľmi rôznorodé, napr. daná fotografia malého asteroidu.
Všetko najlepšie!
Slnko

Takto vyzerá naša matka Zem z vesmíru z výšky geostacionárneho satelitu, cm

A toto je malý asteroid s veľkosťou tri desiatky kilometrov, ktorý zblízka odfotografovala kozmická loď letiaca v jeho blízkosti.
Zdroj: Astrofyzika a kozmológia

Odpoveď od HelioZoa[guru]
Dokonalý tvar.

Odpoveď od Biely zajac[guru]
Minimálna energia v gravitačnom poli... teda jednoducho preto, že gravitačné pole je centrálne symetrické (aj okrúhle) A hviezdy a planéty sú také veľké, že ich materiál nie je schopný odolať ich gravitácii (malé hory ako NixOlympica sa nepočítajú 🙂

Odpoveď od Biele a nadýchané. Takmer[guru]
akékoľvek veľké teleso je gravitáciou stlačené do gule, ak je teleso malé môže mať akýkoľvek tvar. A z tekutých telies sa stávajú guľôčky s malou hmotnosťou

Odpoveď od DoktorR[guru]
Kruh a guľa sú energeticky najprospešnejšie stavy. Telesá s hmotnosťou majú tendenciu minimalizovať svoju energetickú hladinu – napríklad na úkor potenciálu.

Na našej oblohe je veľa okrúhlych objektov. Slnko je okrúhle. V noci vidíme na oblohe striebornú mesačnú guľu. Aj o iných planétach a hviezdach vieme, že majú guľový tvar. Pohľad na početné gule okolo nás udivuje a mimovoľne sa pýtame: "Prečo v celom vesmíre nie je aspoň jedna nekruhová planéta?"

V kontakte s

Spolužiaci

No nech je jeden, len jeden kubický alebo pyramídový. Prečo je to nemožné? Tu je dôvod. Existuje sila, ktorá v celom vesmíre mení svety na hladké gule. Touto silou je gravitácia, teda sila gravitácie, alebo presnejšie gravitačná sila.

Gravitácia

Gravitačná sila je sila, ktorá priťahuje akýkoľvek kus hmoty k druhému. Toto je sila, vďaka ktorej loptička padá na zem a udržuje planéty na ich obežných dráhach. Čím väčšia je hmotnosť objektu, tým väčšia je jeho gravitačná sila, teda gravitácia. Ak však porovnáte silu gravitácie s elektromagnetickými silami, potom je gravitácia oveľa slabšia. Preto nevnímame gravitačné sily medzi ľuďmi v dave alebo medzi rukou a ceruzkou. Ceruzka a osoba nemajú príliš veľké hmoty.

Ale odhoďte ceruzku a uvidíte gravitáciu v akcii. Ceruzka nevyletí nahor ani neuletí do strany. Spadne priamo na zem. Na ceruzku pôsobí gravitačná sila zeme. Zem je v porovnaní s ceruzkou obrovské hmotné teleso, ktorého hmotnosť je v pomere k hmotnosti ceruzky neskutočne veľká. Aby ste na sebe cítili silu gravitácie, stačí skočiť. A vy pocítite, akou neúprosnou silou vás matka zem priťahuje.

Prečo sa planéty zaobľujú?

Gravitácia má tendenciu držať veci pohromade napríklad deväť planét slnečnej sústavy, ktoré vznikli zrážkou malých častíc svetového prachu asi pred 4,6 miliardami rokov. Ako planéty rástli a gravitačná sila sa zväčšovala medzi ich časťami. Priťahovali viac hmoty z vesmíru a ich hmotnosť rástla. Dobrým príkladom tohto procesu sú meteority padajúce na Zem.

Ako planéty rastú, gravitácia ich mení na guľu, stávajú sa okrúhlymi.

Ako planéta rastie, gravitácia má tendenciu zmeniť ju na guľu. ... Čím viac planéta rastie, tým silnejšia je jej gravitácia. Na planétu pribúda stále viac nových častí hmoty, ktoré sa šíria po jej povrchu. V dôsledku tohto procesu sa vytvorí okrúhle telo. Hoci gravitácia vytvára sférické planéty, na ich povrchu sú stále hrebene. Z vesmíru vyzerá Zem ako takmer dokonalá modro-biela guľa. Ale keď sa k nemu priblížite, stanú sa viditeľnými vysoké hory vyčnievajúce nad povrch zeme. Z ešte bližšej vzdialenosti sú budovy a ľudia viditeľní.

Gravitačná sila (gravitácia) a krajina planét

Gravitačná sila Zeme nestačí na to, aby rozmazala ľudí a hory na jej povrchu. Existuje však určitá hranica, nad ktorou hory nemôžu rásť, pretože zemská kôra neznesie príliš veľkú váhu. Náš sused Mars je planéta menšia ako Zem.

Na planéte, ktorá je masívnejšia ako Mars alebo Zem, kde je sila gravitácie desaťkrát väčšia ako Zem, bude krajina plochejšia, zvieratá malé a skrčené. Žirafa s dlhým krkom by sa na takejto planéte cítila veľmi nepríjemne. Niekedy môže gravitačná sila akéhokoľvek kozmického telesa zmeniť tvar iného, ​​tesne umiestneného. Vedci sa napríklad domnievajú, že jeden modrý supergigant obieha okolo svojho neviditeľného suseda, čiernej diery. Čierna diera (niekedy vzniká zo zhasnutej hviezdy) je teleso s napr vysoká gravitáciaže z jeho povrchu nevyžaruje svetlo, ktoré nedokáže prekonať gravitačnú silu.

Slnko, hviezdy, Zem, Mesiac, všetky planéty a ich veľké satelity sú „okrúhle“ (sférické), pretože majú veľmi veľkú hmotnosť. Ich vlastná gravitačná sila (gravitácia) má tendenciu dať im tvar gule.

Ak nejaká sila dá Zemi tvar kufra, potom ju na konci svojho pôsobenia gravitačná sila opäť začne zhromažďovať do gule, "ťahajúc" vyčnievajúce časti, až kým sa celý jej povrch neupevní (tj nestabilizuje). ) v rovnakej vzdialenosti od stredu.

Prečo kufor nemá tvar gule

Aby sa teleso stalo sférickým vplyvom vlastnej gravitačnej sily, musí byť táto sila dostatočne veľká a teleso musí byť dostatočne plastické. Je žiaduce - kvapalné alebo plynné, pretože plyny a kvapaliny najľahšie nadobúdajú tvar gule s nahromadením veľkej hmoty a v dôsledku toho gravitáciou. Mimochodom, planéty sú vo vnútri tekuté: pod tenkou vrstvou pevnej kôry majú tekutú magmu, ktorá sa niekedy dokonca vylieva na ich povrch - pri sopečných erupciách.

Všetky hviezdy a planéty majú od narodenia (vzdelania) a počas celej svojej existencie guľový tvar – sú dosť masívne a plastické. Pre menšie telesá – napríklad asteroidy – to neplatí. Po prvé, ich hmotnosť je oveľa menšia. Po druhé, sú úplne pevné. Ak by mal napríklad asteroid Eros hmotnosť Zeme, bol by tiež okrúhly.

Zem nie je tak celkom guľa

Po prvé, Zem sa otáča okolo svojej osi a pomerne vysokou rýchlosťou. Ktorýkoľvek bod na zemskom rovníku sa pohybuje rýchlosťou nadzvukového lietadla (pozri odpoveď na otázku „Dokážete predbehnúť slnko?“). Čím ďalej od pólov, tým väčšia je odstredivá sila proti gravitačnej sile. Preto je Zem sploštená od pólov (alebo, ak chcete, natiahnutá na rovníku). Je však sploštený dosť, asi o jednu tristotinu: rovníkový polomer Zeme je 6378 km a polárny 6357 km, iba o 19 kilometrov menej.

Po druhé, povrch zeme je nerovný, sú na ňom hory a priehlbiny. Napriek tomu je zemská kôra pevná a zachováva si svoj tvar (presnejšie ho mení veľmi pomaly). Je pravda, že výška aj tých najvyšších hôr (8-9 km) je v porovnaní s polomerom Zeme malá - o niečo viac ako jedna tisícina.

Viac informácií o tvare a veľkosti Zeme nájdete v (dozviete sa čo geoid, elipsoid revolúcie a Krasovského elipsoid).

Po tretie, na zem pôsobia gravitačné sily z iných nebeských telies - napríklad Slnka a Mesiaca. Je pravda, že ich vplyv je veľmi malý. A predsa je gravitačná sila Mesiaca schopná mierne (o niekoľko metrov) ohnúť tvar tekutého obalu Zeme – Svetového oceánu – vytvárať príliv a odliv.