Земля вращается вокруг Солнца

Пиндос выпал в космос

По поводу этого вопроса со мной умудрялись спорить даже те люди, которые, по их заверениям, окончили в СССР естественно-научные вузы. Хотя вроде бы в самом начале этой вашей физики сообщаются сведения, достаточные для правильного понимания данного явления. Просто в СССР вас не научили думать, а научили тупо заучивать готовые определения. «Учение Маркса всесильно, потому что оно верно» ™ А верно потому, что всесильно. И всё, и не надо сомневаться. Заучил формулу — и тарабань.

Штука в том, что фраза «Земля вращается вокруг Солнца» также совершенно вернá. Почти как учение Маркса. Однако если к ней добавить «а не наоборот» или даже просто «на самом деле», то она тут же станет неверной: поскольку фраза «Солнце вращается вокруг Земли» верна ровно в той же степени.

Это может поразить воображение, но это так: если один объект вращается вокруг второго, то второй с неизбежностью будет вращаться вокруг первого. Всё зависит о того, с какой точки мы на эти объекты смотрим. Что именно мы будем считать неподвижным: если первый объект, то вокруг него будет вращаться второй, а если второй — вокруг него будет вращаться первый.

Причём траектории их вращения будут абсолютно идентичными, хе-хе.

Вы еще не поняли? Оба небесных тела в вакууме синхронно крутятся вокруг точки центра масс системы из этих двух тел. Поскольку Солнце сильно тяжелее Земли — оный центр масс находится ближе к Солнцу, и потому движение Земли более очевидно для наблюдателя (тем более для наблюдателя, на самой Земле и находящегося).

А поскольку система планет содержит не только Солнце и Землю — вся эта система вращается вокруг общего центра масс, так называемого барицентра. Вокруг барицентра вращаются все планеты и само Солнце. Конкретно Солнце вращается вокруг барицентра по орбите радиусом около 800 тыс. км со скоростью около 13 м/с. Остальные планеты создают определённые возмущения этой орбиты. Внезапно, да?

И вот тут мы доходим до более интересной части. Точнее, сразу до целого комплекта интересных частей.

Во-первых, в таком ракурсе неясно, а какие вообще претензии были к Галилею и к Джордано Бруно?

Во-вторых, возникает вопрос: ну, с выбором абстрактной точки отсчёта-то понятно, однако, как оно на самом деле? На самом деле-то кто вокруг кого вращается?

Начнём, пожалуй, со второго вопроса. Ответ на него: никакого «на самом деле» вообще нет. Во вселенной не существует избранной, «настоящей» системы отсчёта — они все равноправны. Вы можете измерять положение объектов относительно какого вам заблагорассудится другого объекта, и любое такое измерение будет не более «настоящим», чем любое другое.

Этот принцип — один из ключевых принципов физики: все точки отсчёта равны между собой.

Впрочем, по некоторым характеристикам они всё-таки отличаются. И этим иногда ошибочно пользуются, чтобы обосновать «настоящесть» одной системы по сравнению с другой.

Есть системы, в которых выполняется первый закон Ньютона. То есть, если сумма сил (а точнее их равнодействующая), приложенных к телу, равна нулю, то это тело покоится или движется равномерно и прямолинейно. А есть системы, где такое не выполняется.

Примером системы второго типа может быть разгоняющийся поезд: когда вы в нём стоите, вас начинает «тянуть» к хвосту поезда. Хотя, конечно, «на самом деле» это не вас тянет, а поезд из-под вас всё время пытается выехать. Если же он вдруг поедет с постоянной скоростью, тянуть назад вас перестанет, поскольку вы, благодаря сцеплению с полом или со скамейкой, разогнались относительно земли до той же скорости, что и поезд, и теперь с этой скоростью вместе с ним движетесь, или — если считать относительно поезда — не движетесь.

Системы первого типа называются «инерциальными», а второго «неинерциальными».

Так вот, часто можно слышать, будто «на самом деле Земля вращается вокруг Солнца, поскольку система с точкой отсчёта в центре Земли — неинерциальная».

Однако проблема тут в том, что и система, с точкой отсчёта в центре Солнца тоже не инерциальная. И даже с точкой отсчёта в центре масс Земли и Солнца (в виду огромной разницы их масс находящейся, впрочем, довольно близко к центру Солнца).

Потому что Земля с Солнцем не одни. Вокруг них целая куча других звёзд, галактик и, самое главное, других планет Солнечной системы. И вся эта толпа своим присутствием портит красоту картины.

Кстати, среди планет Солнечной системы всё-таки есть одна — Юпитер — достаточно большая, чтобы иногда иметь свой центр масс с Солнцем за пределами Солнца. Так что все планеты «на самом деле вращаются вокруг Солнца», и только Юпитер достаточно крут, чтобы этого не делать.
В этом смысле, можно говорить лишь о том, что Солнце — «более инерциальная» система, чем Земля: эффекты от «неинерциальности» в этой системе менее заметны.

И это, правда, так. Однако в ряде случаев эффекты от неинерциальности Земли тоже заметны весьма слабо. Например, когда вы стоите на этой самой Земле и что-то там делаете. Совершенно точно, в таком контексте относительно Земли всё будет гораздо «инерциальнее», чем относительно Солнца.

Да и в целом бо́льшая или меньшая «инерциальность» не делает систему отсчёта «более» или «менее настоящей». Как максимум — более удобной для некоторых расчётов. Причём именно для некоторых, а не для всех. Да, если взять Солнце за центр, то траектории планет становятся гораздо более понятными, а с центром внутри Земли они очень причудливо выглядят. Однако вот движение Луны более понятно выглядит, если его рассматривать относительно Земли. То же касается и искусственных спутников: рассчитывать параметры их полёта гораздо проще относительно Земли, а не Солнца. И полёт на Луну тоже проще планировать именно в этой системе координат.

А полёт на Марс, например, проще спланировать, если вблизи Земли считать относительно Земли, вблизи Марса — относительно Марса, и только промежуточную его часть — относительно Солнца.

Нет универсально удобной системы отсчёта, как нет «настоящей».

Но за что же тогда сожгли Бруно и затравили Галилея?

Да, собственно, за то, что в те времена всё это было не особо известно. По представлениям тогдашней физики, и, что ещё важнее, по тогдашним религиозным канонам Земля находилась в центре мироздания, поэтому, как тогда казалось, эта самая избранная «настоящая» точка отсчёта была.

Да и планеты со звёздами, в общем-то, основной массой людей воспринимались не как сейчас. Это, кстати, заслуга, в том числе, Галилея с его телескопом и Бруно с его логикой и воображением — в склонении мира к правильному их восприятию.

Однако если Бруно пострадал за свои метафизические воззрения, а не только за пропаганду гелиоцентрической (с Солнцем в центре) системы, то Галилею инквизиция таки вписала в обвинительный приговор именно вот это:

Вследствие рассмотрения твоей вины и сознания твоего в ней присуждаем и объявляем тебя, Галилей, за всё вышеизложенное и исповеданное тобою под сильным подозрением у сего Св. судилища в ереси, как одержимого ложною и противною Священному и Божественному Писанию мыслью, будто Солнце есть центр земной орбиты и не движется от востока к западу, Земля же подвижна и не есть центр Вселенной.

К этому, впрочем, присовокупили ещё и то, что Галилей нарушил прямой запрет на изложение этой мысли, но это не главное. Главное, что инквизиция банально не поняла основную часть прозрения Галилея. Оно не в том, что Солнце, а не Земля в «центре мира», а в том, что все системы отсчёта равноправны. Этот принцип так и назван в честь него: «Принцип относительности Галилея».

Правда, этот принцип в полной своей форме относился лишь к инерциальным системам отсчёта (в том смысле, что они не просто равноправны, а вообще изнутри неотличимы друг от друга: «как в одной полетит стрела, так и в другой тоже»). Да и про Солнце, как про «чуть более истинный центр», Галилей тоже обмолвился. Но всё-таки в своём понимании устройства мира он продвинулся гораздо дальше, чем его судьи.

Ну а к настоящему моменту физика продвинулась ещё сильнее. И теперь уже понятно, что правильно всё посчитать можно относительно любой точки, и её выбор зависит лишь от задачи — от которой точки её удобнее решать, от той и надо. А «настоящих» попросту нет.

Поэтому те «образованные», которые ответили так, и особенно те, кто их таким способом проверял на образованность, на самом деле не особо-то образованные, а просто заучили наизусть нужную фразу, как заклинание.

Наконец, ещё один нюанс: в природе никто вокруг кого не вращается. Само понятие «вращение» завязано на то, что мы, люди, обладаем памятью, а потому способны заметить, что некоторые явления почти повторяются. Повспоминав расположение планет и звёзд на небе, мы можем вычислить «период повторения» и, например, изобразить эффектным эллипсом, опоясывающим Солнце, траекторию родной Земли. А потом, понаблюдав подольше, нарисовать эллипсы и для других планет тоже. И назвать этот частный случай повторяемости «вращением».

Но вот природа, в отличие от нас, видимо, не помнит своей предыстории. Или, во всяком случае, никак этого не проявляет. Имеет ли тогда смысл пытаться выяснить, а кто вокруг кого вращается «на самом деле»?

Кстати, о более долгих наблюдениях. Чтобы пронаблюдать полный оборот Плутона вокруг Солнца, нам бы потребовалось смотреть в небо примерно 248 лет. А его открыли только в 1930-м. И уже успели закрыть обратно.

Или не успели?

Источник материала
Настоящий материал самостоятельно опубликован в нашем сообществе пользователем Proper на основании действующей редакции Пользовательского Соглашения. Если вы считаете, что такая публикация нарушает ваши авторские и/или смежные права, вам необходимо сообщить об этом администрации сайта на EMAIL abuse@newru.org с указанием адреса (URL) страницы, содержащей спорный материал. Нарушение будет в кратчайшие сроки устранено, виновные наказаны.

комментарий 71

  1. ZIL.ok.130:

    Так ему и ннада Галилею энтому!
    У него была бумашка, што он — профессор богословия?
    Ну и нефик.
    Тут вот один — представляет се приливную волну — как обыкновенную волну. С гребнем, с барашеком белым и брызгаме. Айк Вазофски кокойты.

  2. zhevak:

    Я не представляю, как можно одновременно исчерпывающе и кратно отвечать на эти дурацкие вопросы.

    В младшем школьном возрасте мы любили задавать такие же идиотские вопросы:

    — Ехал в поезде купец. Ел солёный огурец. (Альтернативный вариант — «ел с Алёной огурец»)
    — А на балконе ходят? (альтернатива «А на бал кони ходят?»)

    Вспоминается анекдот.

    Приличная семья. Вечер. Мама и папа что-то там по хозяйству хлопочут. сын — второклассник, сидит за компом.

    — Ма-а!?
    — Что?
    — А как правильно писать: «какаИшь» или «какаЕшь»?
    — Э-э-э… А ты ты что, вообще пишешь?
    — Письмо девочке.
    — Чего-чего!!?
    — Ну, я не знаю как правильно написать «Кака иш ты красивая» или «кака еж ты красивая»…

  3. HMagier:

    Минутка медитации:
    https://www.youtube.com/watch?v=pm2uUpbJ3T4

    • Tim_duke:

      А с чего афтыри взяли, что Солнечная система вот так, плашмя, летит? Исходя из логики она летит скорее боком.

      • Capuchin:

        Вчера видел мужика, который шел по улице и подобную траекторию выписывал, но не падал — наверное астроном…

      • Ванёк26:

        Из какой логики?

        • Capuchin:

          говорят жеж ИСХОДЯ ИЗ логики. Это когда логика за плечами, а впереди ветер, ветер…. Но как оно все
          то вместе с нами летит — я не знаю.

        • Tim_duke:

          Здравый смысл мне подсказывает, что планетки должны лежать близко к плоскости галактики. У нас плоская галактика. Соответственно, вокруг центра галактики должны лететь боком.
          Конечно, могу и ошибаться. Ну и клипик боком таким красивеньким не получится.

          • Dimokrat:

            Нашу галактику, Млечный Путь называется, мы можем видеть с южного полушария, в профиль, в виде полосы на небе.
            Это означает, что плоскость вращения земли вокруг солнца не совпадает с плоскостью галактики, иначе бы Млечный Путь был виден из обеих полушарий.
            Так что да, логика подсказывает, что Солнечная Система летит боком.

            • Henren:

              Солнечная Система вообще принадлежит другой Галактике, относительно маленькой, расположенной к Млечному Пути боком.

              • ZIL.ok.130:

                А-а-а, тожы — спорют, то ли это остатки(название емнип «Парус») вместе с Магеллановыми Облаками какойто столкнувшейся с Млечным Путём голактико, то ли — просто спутники и считать ли их отдельными или просто «рукавами» МП.
                Сё равно — всё это станет частью Андромеды.

                • Henren:

                  По схеме — ну типа пятикопеечной монетки, воткнувшейся в виниловый диск. Прикол в том, что она тоже вращается, и через несколько тысяч лет Земля выйдет из плоскости Млечного Пути, межзвездной пыли и с нее можно будет видеть Млечный Путь несколько со стороны.

            • Tim_duke:

              Я Вас разочарую, но и в Северном полушарии Млечный путь прекрасно виден.
              Например у меня дома из окна.

              • ZIL.ok.130:

                У тя окно в южном полу жареи.
                Ты просто не фкурсе.

              • Dimokrat:

                Ближе к экватору? У горизонта?
                На широте Питера Млечного Пути не видно. :(

                • ZIL.ok.130:

                  Нна:

                  Как сообщил научный сотрудник Института прикладной астрономии РАН Николай Железнов в интервью «Радио Балтика», сегодня петербуржцы смогут наблюдать Млечный путь, если, конечно, выключат свет в своих квартирах. Сегодня в городе отключат подсветку 40 главных архитектурных шедевров, а к акции «Час Земли» могут присоединиться и все петербуржцы, выключив свет в квартире с 20:30 до 21:30. Если от света откажется максимальное количество жителей города, то засветка неба будет минимальной — взору откроется Млечный путь над Петербургом.

                  «При засветке в лучшем случае видны только самые яркие звезды и очертания созвездий. А при выключенном свете небо будет, конечно, более заполненным. Возможно, будет виден Млечный Путь. Обзор портит не только подсветка, но и смог, который висит над городом», — отметил Железнов.
                  Пулково — не?

                • Tim_duke:

                  Екатеринбург. Немного южнее Питера, на 350км. Но и в Серове, город в Свердловской области, стоящий как раз на широте Санкт-Петербурга, Млечный путь тоже виден. И даже в Североуральске, ещё на 100 километров севернее, такая же картина.
                  Чудеса.

                • EvilTeacher:

                  Неправда. Просто надо знать, куда смотреть. И лучше это делать в конце лета — начале осени, когда Лебедь виден на небе во всей своей красе. Или когда зимой Орион поднимается высоко над горизонтом, и виден его Пояс. Но свет больших городов не дает возможности увидеть эти красоты…

                  • ZIL.ok.130:

                    Вообще то размеры «серединки» МП в поперечнике/ диаметре — ок. 1000 св. лет.
                    Ннада умудрица «не заметить».

                  • Dimokrat:

                    Возможно, я ошибаюсь, но Млечный Путь в южном полушарии занимает гораздо большую часть неба, чем в северном.
                    Этого достаточно, чтобы понять, что плоскость эклиптики не лежит в плоскости вращения галактики.

                    • ZIL.ok.130:

                      Ну, ващета угловые размеру должны быть одинаковые, вы не находите?

                    • Tim_duke:

                      Разные. В южном шире.

                    • ZIL.ok.130:

                      Тоже в Осло пора.
                      Или вы скажете. што Ю полушарие — ближе?
                      /ннда-а-а-а. соотношение 100-120 тыщ св. лет и нескока тыщ км—хмм,пайду многа думаць/

                    • Dimokrat:

                      Земля как бы на краю галактики находится, с одной стороны эту галактику в профиль видно, а с другой стороны — нет, независимо от её размеров..
                      Если плоскость эклиптики совпадает с плоскостью вращения галактики — то в северном и южном полушариях мы бы видели Млечный Путь одинаково на пол-неба.
                      А если не одинаково — значит не совпадает.

                    • ZIL.ok.130:

                      Я ш и гогорю — празнек сёдни.
                      не. Голактеко в профиль и анфас — это пять.
                      У Солнца — тоже угловые размеры разные?
                      В зависимости от полушария?
                      (щас точна скажет. што сравнивать Солнце и Голактеко — низзя 11111)
                      А теперь прикиньте размеры солнца и Галактики, хоть и в поперечнике(«толщину» центральной её части).

                    • Dimokrat:

                      А шо такоэ?
                      Галактеко анфас кругленькоэ, а в профиль — длинненькоэ.
                      Так понятно?

                    • dp47:

                      Центр галактики находится в созвездии стрельца. Его прекрасно видно в северном полушарии. И да, в Питере не то что млечного пути не видно, но и яркие звезды очень редко. Но это не в широте дело, а в облачности и засветке.

                  • Tim_duke:

                    Правда, у нас маленький город в 40км от Екатеринбурга. Фонари выключают в два часа ночи, и Орион прекрасно виден из моего окна, выходящего на юг. Лебедь почти в зените.
                    Для непосвещенных, созвездие Лебедя напоминает формой большую стрелу или крест, расположенные вдоль Млечного пути.

                    • janitor:

                      Простой обзор созвездий зависящих от места и времени доступен всегда, стоит поставить программу «Stellarium». Причем количество видимых звёзд можно регулировать. Вот прямо сейчас у меня наблюдается и Большой пес с его Сириусом и на экваторе Орион с его поясом. Ну а по меридиану, почти в центре Малый пес с Проционом. А Сириус весит ниже экватора.
                      Если небо чистое то иногда сравниваю с картинкой выдаваемой программой.

      • Sagamor:

        А как запустилась это кинетическое движение? Что-то й@обнуло?

        • Ванёк26:

          Не. Там всякие гравитационные поля, о которых никто ничего не знает. И Глагнэ тоже.
          UPD
          О!О! Я вспомнил! Владимир Леонов знает об этом всйо! Мгм.

    • Ванёк26:

      Небесная механика.

      • Capuchin:

        Кто придумал между шифтом и точкой кнопку Macro? это ж мученье просто. Запятые ставить невозможно просто.

        • Henren:

          Сделайте проще — запрограммируйте ее как запятую.

          • Capuchin:

            Вот умный Вы человек. А я ее уже выдернул )) Буду вставлять.

        • Ванёк26:

          Каво пазвать???

  4. zeloone:

    На высоте 36000 км над экватором на геостационарной орбите «висит» спутник. Висит(относительно центра Земли или точки на поверхности) годами. Если бы на него действовало тяготение Солнца, Луны или соседнего спутника, то не провисел бы он и дня, а улетел туда, где «притягивается сильнее»

    • EvilTeacher:

      Хм… Парадокс в том, что даже такие спутники со временем «улетают», меняя свое положение в пространстве… «Солнечный ветер» никто не отменял…

      • ZIL.ok.130:

        Точки Лагранжа, не?

      • zeloone:

        Пускай «ветер» или, например, неточность «установки» на орбите , но никак не тяготение Солнца.

  5. EvilTeacher:

    Да не вращаются! А движутся по сложным циклическим траекториям! Овалы Кассини — нет, не слышали? А вовсе не эллипс Кеплера!

  6. Hmm4:

    И это еще не учитывая того, что означает слово «вращаться»!

  7. Tovbot:

    Бруно да, этого чудика казнили не столько за его космические идеи, сколько за реальный ненаучный бред, который он пытался пропагандировать.
    Впрочем и церковников можно понять — тогда геоцентрическая модель была общепринятой нормой и ее придерживались как тогдашние учёные, так и Церковь. Соответственно такие революционные идеи как гелиоцентрическая модель без железных на то доказательств в принципе не могли пройти. Потому-то у Галилея и возникли проблемы, обосновать свои взгляды должным образом он не мог, равно как и труд Коперника не убедил всех скептиков. И только после того как Кеплер довёл гелиоцентрическую модель до ума и представил исчерпывающие доказательства, ее восприняли. Так что на Церковь в общем-то наезжают зря, вовсе не Церковь была главным и единственным противником новой теории, этому сопротивлялось все тогдашнее «научное» сообщество.

  8. dp47:

    Автор опять пишет какое плохое было образование в СССР. А где хорошее есть или было?

  9. планета Шелезяка:

    Кто был на Луне? Поднимите руку.
    А теперь, кто был на Марсе.. ногу.

  10. Mikhail8486_1:

    А Земля с Луной тоже вокруг центра масс вращаются?

    • Proper:

      Ага. А ты не знал?

      Масса Луны в 81.3 раза меньше земной. Барицентр системы лежит на расстоянии 4670 километров от центра Земли — то есть под поверхностью Земли.

      http://topru.org/wp-content/uploads/2018/02/21-1.jpg

      Правда, поскольку Луна постепенно удаляется от Земли (о чем ты тоже не знаешь), барицентр системы Земля-Луна постепенно смещается и через миллиарды лет выйдет за пределы нашей планеты.

      • Вася Васечкин:

        Просто предложите человеку провести эксперимент.
        Пусть возьмёт два тела отличающихся массой раза в три- четыре, свяжет их между собой шнурочком , что бы между телами было расстояние сантиметров трисать. Далее пусть подвесит эти два тела на крючОк на одинаковой длинны верёвочки.
        И… задаст вращение одного тела вокруг другого.
        Так кто же всё таки вокруг кого будет вращаться?

      • FLY_Slim Jr.:

        Вроде на 4 см в год примерно улетает, и сутки увеличиваются на Земле

        • Вася Васечкин:

          Непонял, на 4 сантиметра в год мы больше отдыхаем или работаем?
          Чёт ти таки Мух темнишь.. Меняется скорость вращения пары Земля-Луна, А от этого зависит напрямую скорость вращения Земли вокруг своей оси? Ась?

      • Kokunov:

        Тогда вопрос- какова будет точка барицентра этой системы в следующий миг, после того, как цетробежная сила превысит силу взаимноно притяжения?
        И есть ли разница между точкой центра масс системы двух тел и точкой, вокруг которой вращается система двух взаимно притягивающихся тел?

      • ZIL.ok.130:

        А ищё благодаря Селене — Земля остывает очень медленно. Бо приливные волны под корой — разогревают магму.

        • Kokunov:

          А как тебе это?

          / Журнал / Архив / 2006 / Август
          Влияние гравитационных лунно-солнечных приливов земной коры на добычу нефти
          Авторы: Муслимов Р.Х. (Аппарат Президента Республики Татарстан), Мирзоев К.М., Ахмадиев Р.Г., Агафонов В.А. (ЗАО «Научно-технический центр перспективных технологий в геологии»), Хузин Р.Р., Тимиров В.С. (ОАО «ИДЕЛОЙЛ»), Мирзоев В.К. (ООО «ДИОН-ОЙЛ»), Лукк А.А., Дещеревский А.В. (Институт физики Земли РАН)
          http://oil-industry.net/Journal/archive_detail.php?ID=7279&art=116749

          • ZIL.ok.130:

            Ну тут то — понятное дело.
            По поводу Селены — конечно далёкое будущее. конечно, но ведь настанет такой момент, когда барицентр будет находиться прямо в толще земной коры. И её начнёт ломать.

            • Kokunov:

              Чего это ему ее ломать? Это ж метафизическое понятие, у него нет отражения в реальности.

  11. Kokunov:

    Да, кстати, возвращаясь к межпланетным перелетам.
    Получается, что чем меньше (и менее массивный) движимый объект, тем проще расчитать его траекторию движения, так как можно представить его точкой.
    А вот если у тебя объект под пол километра длиной (как тут нам пророчат ядерные планетолеты) то сразу же начинается куча вопросов…

    • Ванёк26:

      Где взять такую большую запаску если прокол будет?

    • Вася Васечкин:

      Если тело раскрутить вокруг своей оси, то вот точка как центр вращения, вот её и нужно расчитывать.

      • Kokunov:

        В какую сторону будем раскручивать веретенообразное тело?

  12. Mikhail8486_1:

    Кстати, Солнце в соответствии с законом всемирного тяготения притягивает Луну в 2 раза сильнее, чем Земля. Что же Луна тогда возле нас делает?

  13. Vika:

    чето както возникает много вопросов
    судя по траектории вращения показанной в статье, в определенные периоды солнце удаляется от земли. тогда на всей земле должно сильно холодать. если уж по классическому пояснению — всего лишь ось земли наклонена и от этого приключается зима… или приведенная схема другое показывает?

    • Kokunov:

      Ээээээ. Круто. А от чего на земле подключается зима и лето?

      • Gena:

        Дык это же термостат, как в автомобиле срабатывает, только больше.

      • Vika:

        это такой «юмор»? книжек не читали совсем? или гугль забанил?
        «Причиной смены времён года является наклон земной оси по отношению к плоскости эклиптики и вращение Земли вокруг Солнца…»(с) Гугль