Το σχήμα και οι κινήσεις της Γης

Παρακάτω μπορείς να διαβάσεις εξαιρετικές πληροφορίες και πλούσιο εκπαιδευτικό υλικό από την εκπαιδευτική σελίδα Digital Zoot .

​ΤΟ ΣΧΗΜΑ ΤΗΣ ΓΗΣ

Την αρχαία εποχή οι άνθρωποι πίστευαν πως η Γη είναι επίπεδη  και ακίνητη.

Ο αρχαίος Έλληνας Ερατοσθένης, που έζησε στην ελληνιστική εποχή, (~275 π.Χ. - ~195 π.Χ.) ήταν ο πρώτος άνθρωπος που σκέφτηκε, υπολόγισε και απέδειξε πως η Γη είναι σφαιρική. Και μάλιστα, υπολόγισε και την περιφέρειά της, με αρκετά μεγάλη ακρίβεια!

Να πώς:
Ο Ερατοσθένης γεννήθηκε και έζησε στην Αίγυπτο. Γύρω στο 230 π.Χ. εργαζόταν στην βιβλιοθήκη της Αλεξάνδρειας.
Μία μέρα διάβασε κάτι σε έναν πάπυρο της βιβλιοθήκης που του έκανε εντύπωση: Κάποιος έγραφε πως στις 21 Ιουνίου (στο θερινό ηλιοστάσιο) στο Ασουάν (Συήνη, στα αρχαία) ο Ήλιος έριχνε εντελώς κάθετα τις ακτίνες του, και αυτό φαινόταν σε ένα πηγάδι το οποίο δεν άφηνε καμμία σκιά.
​

Το πηγάδι "του Ερατοσθένη", στο Ασουάν

Έλα, όμως, που στην πόλη που έμενε, την Αλεξάνδρεια, που είναι αρκετά βορειότερα και περίπου στον ίδιο μεσημβρινό (στην ίδια "ευθεία" θα λέγαμε...) θυμόταν πως ένας οβελίσκος που έβλεπε σε μια πλατεία, την ίδια μέρα και ώρα έριχνε σκιά!

Αν η Γη ήταν επίπεδη, θα έπρεπε -σκέφτηκε- οι σκιές την ίδια ώρα να είναι το ίδιο μεγάλες ή μικρές, σε όλο τον κόσμο. Άρα, αφού στο Ασουάν δεν έκανε σκιά ο Ήλιος εκείνη την ημέρα, ούτε στην Αλεξάνδρεια έπρεπε να κάνει!

Όμως στην Αλεξάνδρεια υπήρχε η σκιά του οβελίσκου! 
Από αυτή την σκέψη οδηγήθηκε στο συμπέρασμα πως η Γη προφανώς είναι στρογγυλή!

Απλή –ίσως– σκέψη για εμάς σήμερα (που βλέπουμε την Γη από το διάστημα, με το Google Earth), αλλά μεγαλοφυής για την εποχή του Ερατοσθένη, που οι άνθρωποι δεν ήξεραν καν το σχήμα της Γης!

​Τέλος πάντων, μετά έκανε διάφορες επιστημονικές μετρήσεις με την βοήθεια της Γεωμετρίας και υπολόγισε, με προσέγγιση, την περίμετρο της Γης!
​
(​Οι πληροφορίες από το physics4u.gr.)

​

Αυτή η γνώση, όμως, δεν κυκλοφόρησε πολύ και με τα χρόνια ξεχάστηκε. Έτσι οι άνθρωποι συνέχισαν να πιστεύουν στην επίπεδη Γη. Έπρεπε να έρθει η εποχή των μεγάλων εξερευνήσεων (15ος αι.) για να καταλάβει ο κόσμος πως η Γη είναι στρογγυλή. Και έπρεπε να έρθει ο Γαλιλαίος, τον 17ο αιώνα, για να αποδείξει πως η Γη είναι ένα ουράνιο σώμα όπως και τα άλλα στον  ουρανό, και κινείται γύρω από τον Ήλιο (κάτι που αποκήρυξε βέβαια μετά, για να μην τον κάψουν οι Ιεροεξεταστές...).


​​
Σήμερα πια, χάρη στην τεχνολογία (δορυφορικές φωτογραφίες, google earth, κλπ.) ακόμα κι ένα μικρό παιδί γνωρίζει πως η Γη είναι στρογγυλή. Και κινείται!

Και φαίνεται κάπως έτσι από το διάστημα:
​​

Απολαύστε μια νυχτερινή βόλτα πάνω από την Γη, μέχρι να βγει ο Ήλιος...

Παρ' ότι φαίνεται στρογγυλή στις φωτογραφίες, στην πραγματικότητα είναι λίγο πιο πεπλατυσμένη στον Ισημερινό - σαν δύο γιγάντια χέρια να την έχουν πιάσει και να την έχουν πιέσει στους πόλους...

Η διαφορά μάς φαίνεται μεγάλη (~20 χμ. μεγαλύτερη είναι η ακτίνα της Γης στον Ισημερινό σε σχέση με την ακτίνα της στους πόλους).
Όμως αν σκεφτούμε τις διαστάσεις του πλανήτη μας, αυτά τα 20 χμ. είναι ελάχιστα μπροστά στο τεράστιο (για τα δεδομένα μας) μέγεθός της.

Αυτός είναι και ο λόγος που παρ' όλο που το σχήμα της δεν είναι σφαιρικό, αλλά γεωειδές (έτσι το ονομάσαμε), από μακριά φαίνεται τελείως στρογγυλό, όπως στην φωτογραφία πιο κάτω.

ΟΙ ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΤΗΣ ΓΗΣ

​Η ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΗ ΤΗΣ ΓΗΣ

​​Περιστροφή είναι η κίνηση που κάνει η Γη γύρω από τον εαυτό της, γύρω δηλαδή από έναν νοητό (φανταστικό) άξονα που υποτίθεται πως περνάει από τους πόλους της.                 (Πηγή εικόνας: antikleidi.com)

​Η περιστροφή της Γης γίνεται από τα δυτικά προς τα ανατολικά. Ή, αλλιώς, από τα αριστερά προς τα δεξιά, όπως την βλέπουμε στην απεικόνιση δορυφορικής φωτογραφίας.

Εννοείται πως δεν περιστρέφεται τόσο γρήγορα! Η γρήγορη κίνηση που βλέπουμε πάνω είναι εντελώς λάθος! Στην πραγματικότητα η Γη κάνει μία πλήρη περιστροφή σε 24 ώρες, δηλαδή ούτε που καταλαβαίνουμε την περιστροφή, όταν την κοιτάζουμε (την κοιτάζουν, τέλος πάντων οι αστροναύτες...) από το διάστημα! Αυτό σημαίνει πως, αν και για εμάς τα (περίπου) 1.650 χμ. την ώρα θεωρούνται ιλιγγιώδης ταχύτητα, στην πραγματικότητα η Γη ίσα που κινείται, αφού πρέπει να περάσουν 24 ώρες, για να έρθει στην ίδια θέση που βρίσκεται μια οποιαδήποτε στιγμή.

​

​Και επειδή, βέβαια, είναι στρογγυλή, αυτό σημαίνει πως δεν τρέχουν όλοι οι άνθρωποι με 1.650 χμ/ώρα· μόνον όσοι βρίσκονται στον ισημερινό! Στους πόλους, για παράδειγμα, τρέχουν με 830 χμ/ώρα.  ​ (Άμα σας τρώει η περιέργεια, εμείς στην Ελλάδα τρέχουμε περίπου με 1.300 χμ./ώρα...) (Πηγή εικόνας: ΠΟΔήΛΑΤΟ)

​Τελικά η Γη γυρίζει γρήγορα ή αργά; 

Την απάντηση μπορεί να μας την δώσει ένα μυρμήγκι! Αν περπατήσουμε με αργό ρυθμό μιαν απόσταση π.χ. 10 μέτρων, το μυρμήγκι θα πρέπει να τρέχει με τεράστια ταχύτητα –σύμφωνα με τα δικά του μεγέθη– για να περπατάει με την ταχύτητα που περπατάμε εμείς.

Έτσι και μ' εμάς!
Τα 1650 χμ. που διανύει η Γη σε μία ώρα, για εμάς είναι τεράστια ταχύτητα. Για την Γη, με το τεράστιο μέγεθός της, είναι υπερβολικά χαμηλή ταχύτητα.

Και γιατί δεν ζαλιζόμαστε με τόσο μεγάλη ταχύτητα;

Όταν βρισκόμαστε μέσα σε ένα αεροπλάνο που πετάει με 900 χμ/ώρα, μετακινούμαστε κι εμείς με την ίδια ταχύτητα. Τότε γιατί δεν καταλαβαίνουμε απολύτως τίποτα; Σηκωνόμαστε, περπατάμε, πίνουμε νερό, κι όλα αυτά ενώ πετάμε με τέτοια ταχύτητα!

Κάτι αντίστοιχο συμβαίνει και με την Γη. Επειδή "τρέχει" με σταθερή ταχύτητα χωρίς να ταράζεται σε λακκούβες, χωρίς να στρίβει και χωρίς να φρενάρει, "τρέχουμε" και εμείς μαζί της με την ίδια ακριβώς ταχύτητα αφού βρισκόμαστε κολλημένοι επάνω της, γι' αυτό μας φαίνεται πως είναι ακίνητη.

Θα καταλαβαίναμε την κίνησή της, αν "φρέναρε" απότομα –έστω και ελάχιστα– για ένα μόνο δευτερόλεπτο...

(​Μπορείτε να φανταστείτε τι θα συνέβαινε;)

Μην το φαντάζεστε, καλύτερα...

---

​
Η ΠΕΡΙΦΟΡΑ ΤΗΣ ΓΗΣ

Περιφορά λέγεται η κίνηση που κάνει η Γη γύρω από τον ήλιο.


Εννοείται πως τα παρακάτω μεγέθη γης και Ήλιου, αλλά και οι αποστάσεις μεταξύ τους, δεν έχουν καμία σχέση με τα πραγματικά.

Ας το δούμε με παράδειγμα:
Αν η Γη είχε μέγεθος όσο ένα μικρό όμικρον, σαν αυτό που βλέπετε μέσα στην παρένθεση (ο), τότε ο Ήλιος θα ήταν μία μπάλα ποδοσφαίρου περίπου 40 μέτρα μακριά...

Ή, αν κάνετε τον παραλληλισμό στην παραλία, την επόμενη φορά που θα πάτε:
​Αν η Γη ήταν ένας χοντρός κόκκος άμμου, ο ήλιος θα ήταν ένα μπαλάκι του τένις, 12 μέτρα μακριά...

​Τότε, γιατί σχεδιάζουμε τον Ήλιο τόσο κοντά στην Γη;

Διότι αν τα σχεδιάζαμε σε σωστές αναλογίες, δεν θα μας έφτανε το μέγεθος της σελίδας (ή της οθόνης) για να βλέπαμε ικανοποιητικά και τα δύο ουράνια σώματα και να μπορούσαμε να εργαστούμε με αυτά.

(Στο κεφ. 5 δείχνουμε ένα σχέδιο με την πραγματική απόσταση Γης - Ήλιου.)
​

(Πηγή εικόνας: 8ο Δ.Σχ. Νάουσας)

Η περιφορά της Γης γύρω από τον ήλιο ολοκληρώνεται περίπου σε 365 ημέρες, δηλαδή σε ένα έτος.

​ΕΞΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΟΥ ΗΛΙΑΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ (διαδραστικό)​

https://solarsystem.nasa.gov/planets/earth/overview/
​

Δείτε την κίνηση της Γης μέσα στο διάστημα, σε βίντεο

Την κίνηση της Γης δεν μπορούμε να την αντιληφθούμε, αφού είμαστε πάνω της και ταξιδεύουμε μαζί της. Αν κάποιο έναστρο βράδυ, όμως, στήσουμε μία κάμερα προς τον ουρανό και την ρυθμίσουμε να παίρνει μόνη της φωτογραφίες κάθε 2-3 λεπτά για όλη την διάρκεια της νύχτας, τότε αν φτιάξουμε ένα βίντεο με όλες αυτές τις φωτογραφίες, θα καταλάβουμε την κίνησή της αφού θα βλέπουμε τον ουρανό να περιστρέφεται!
Όπως όταν είμαστε σ' ένα αυτοκίνητο που τρέχει και κοιτάζουμε έξω από το παράθυρο: Ενώ κινούμαστε εμείς μέσα σε ένα ακίνητο τοπίο, νομίζουμε πως εμείς είμαστε ακίνητοι και το τοπίο "τρέχει"!
Η τεχνική αυτή ονομάζεται timelapse.
Το παρακάτω βίντεο, κάτω από τον ουρανό της Ναμίμπια, που έχει δημιουργηθεί με αυτόν τον τρόπο είναι εντυπωσιακό!
Δείτε το σε προβολή HD και πλήρη οθόνη.

Δοκίμασε και εσύ να φτιάξεις το δικό σου ηλιακό σύστημα σε μακέτα