زمین چقدر سریع حرکت می کند؟

بعضی از منجمان دوران باستان، پیشنهاد کردند که ما در دنیایی زندگی می کنیم که زمین در مرکز آن قرار دارد، که به معنی آن است که زمین مرکز همه چیز است. آن ها می گفتند خورشید به دور ما می چرخد و این را دلیل طلوع و غروب خورشید می دانستند و به همین ترتیب این نظر را در مورد ماه و سیارات بیان می کردند. اما چیزهای قطعی وجود داشتند که با این دیدگاه عمل نمی کردند. بعضی اوقات یک سیاره پیش از حرکت رو به جلویش یک عقب گرد در آسمان داشت.

ما می دانیم که این حرکت (که به آن حرکت بازگشتی می گویند) زمانی اتفاق می افتد که زمین در مدارش از سیاره ی دیگری سبقت می گیرد. به طور مثال مدار مریخ نسبت به زمین از خورشید دورتر است. در یک نقطه از مدارهای نسبی زمین و مریخ، ما به سمت سیاره ی سرخ سرعت می گیریم و از آن می گذریم. در حالی که ما از آن می گذریم، سیاره به سمت عقب در آسمان حرکت می کند. سپس بعد از گذشت ما دوباره به سمت جلو حرکت می کند.

گواه دیگری برای مرکزیت خورشید در منظومه ی شمسی از نگاه به اختلاف منظر یا تغییری آشکار در موقعیت ستاره ها نسبت به یکدیگر به دست می آید. برای یک مثال ساده از اختلاف منظر، انگشت اشاره ی خود را روبه روی صورت خود و در فاصله ای به طول بازوان نگاه دارید و در حالی که چشم راست خود را تنگ می کنید، تنها با چشم چپ خود به آن نگاه کنید. سپس چشم چپ خود را بسته و با چشم راست به انگشت نگاه کنید. موقعیت ظاهری انگشت تغییر می کند. این به دلیل آن است که چشم چپ و راستتان از زوایای کمی متفاوت به انگشت نگاه می کنند.  

هنگامی که ما به ستارگان می نگریم اتفاق مشابهی روی زمین می افتد. برای ما حدود 365 روز طول می کشد تا به دور خورشید بچرخیم. اگر ما در تابستان از نزدیک به ستاره بنگریم و دوباره در زمستان به آن نگاه کنیم، موقعیت ظاهری آن در آسمان تغییر می کند چراکه ما در نقاط متفاوتی از مدارمان هستیم. ما ستاره را از نقاط برتر متفاوتی می بینیم. با محاسبات ساده، با استفاده از اختلاف منظر، ما همچنین قادریم فاصله تا ستاره را به دست بیاوریم.

چقدر سریع به دور خود می چرخیم؟

چرخش زمین به دور خود ثابت است اما سرعت به عرض جغرافیایی که شما در آن قرار دارید بستگی دارد. در اینجا مثالی می آوریم. بر اساس گزارش ناسا، محیط ( مسافت دورادور بزرگترین قسمت های زمین) تقریبا 24898 مایل (40070 کیلومتر) است. (همچنین به این ناحیه خط استوا نیز گفته می شود.) اگر شما در نظر بگیرید که یک روز 24 ساعت است و شما محیط را بر طول مدت روز تقسیم کنید. این روند سرعت در خط استوا را تقریبا 1037 مایل بر ساعت( 1670 کیلومتر بر ساعت) به دست می دهد.

به هر حال شما به سرعت عرض های جغرافیایی حرکت نخواهید کرد. چنانچه ما نصف راه به سمت بالا به 45 درجه ی عرض جغرافیایی زمین ( چه به سمت شمال یا جنوب) حرکت کنیم ، شما سرعت را با استفاده از کسینوس (یک عمل مثلثاتی) عرض جغرافیایی حساب کنید. اگر شما نمی دانید که چگونه آن را حساب کنید؛ یک ماشین حساب مهندسی خوب باید عمل کسینوس را داشته باشد. کسینوس 45 درجه برابر 0.707 است، پس سرعت چرخش در 45 درجه تقریبا 733=1037×0.707 مایل بر ساعت (1180 کیلومتر بر ساعت) می باشد. این سرعت همانطور که شما دورتر، به سمت شمال یا جنوب می روید، کاهش می یابد. هنگامی که شما به قطب شمال یا جنوب می رسید، در حقیقت سرعت چرخشتان بسیار کم است به طوری که یک روز کامل می گیرد تا در آن مکان به دور خود  بچرخد.

آژانس های فضایی بسیار دوست دارند که از مزایای چرخش زمین استفاده ببرند. به طور مثال،  اگر آن ها در حال فرستادن انسان هایی به ایستگاه فضایی بین المللی هستند، مکان ارجح برای این کار نزدیک خط استواست. این دلیلی است که ماموریت های شاتل فضایی از فلوریدا پرتاب شده اند. با انجام آن و پرتاب در جهت چرخش زمین، راکت ها یک پرتاب سریع دارند تا به آن ها برای پرواز به آسمان کمک کند.

زمین چقدر سریع به دور خورشید می چرخد؟

 قطعا چرخش زمین به دور خود تنها حرکت زمین نیست که ما در فضا داریم.بر اساس گزارش کرنل سرعت مداری ما به دور خورشید حدود 67000 مایل بر ساعت (107000 کیلومتر بر ساعت) است. شما می توانید آن را با هندسه ی پایه به دست آورید.

در وهله ی اول ما باید بفهمیم که زمین چقدر جا به جا می شود. 365 روز طول می کشد تا زمین به دور خورشید بچرخد. مدار یک بیضی است، اما برای ساده تر کردن ریاضیات آن، بیایید در نظر بگیریم که دایره است. پس مدار زمین محیط یک دایره است. بر اساس گزارش اتحادیه ی بین المللی ستاره شناسان، فاصله ی زمین تا خورشید که واحد نجومی نامیده می شود؛ 92955807 مایل (149597870 کیلومتر) است. این فاصله شعاع (r) است. محیط یک دایره برابر r×π×2 است. بنابرین در یک سال، زمین 584 میلیون مایل (940 میلیون کیلومتر) جا به جا می شود.

از آنجاییکه سرعت برابر مسافت جا به جایی در زمان صرف شده است، سرعت زمین با تقسیم 584 میلیون مایل (940 میلیون کیلومتر) بر 365.25 روز و با تقسیم حاصل آن بر24 ساعت، مایل بر ساعت یا کیلومتر بر ساعت به دست می آید. پس زمین حدود 1.6 میلیون مایل (2.6 میلیون کیلومتر) در روز، یا 66627 مایل بر ساعت ( 107226 کیلومتر بر ساعت) سرعت دارد.

خورشید و کهکشان نیز حرکت می کنند.

برای اینکه ذهنتان بهتر درک کند: خورشید مدار خودش را در کهکشان راه شیری دارد. خورشید حدود 25000 سال نوری از مرکز کهکشان فاصله دارد، و به نظر می آید عرض کهکشان راه شیری حدود 100000 سال نوری است. ما بر اساس گزارش دانشگاه استنفورد فکر می کنیم حدود نصف فاصله تا مرکز هستیم. خورشید و منظومه ی شمسی ظاهرا با 200 کیلومتردر ثانیه ، یا با میانگین سرعت 515000 مایل بر ساعت (828000 کیلومتربر ساعت) حرکت می کند.  حتی در این سرعت زیاد، حدود 230 میلیون سال برای منظومه شمسی طول می کشد تا به دور کهکشان راه شیری بچرخد.

کهکشان راه شیری نیز در فضا، وابسته به دیگر کهکشان ها حرکت می کند. در حدود 4 میلیارد سال، کهکشان راه شیری با نزدیک ترین همسایه ی خود کهکشان اندرومدا برخورد خواهد کرد. این دو با حرکتی سریع با سرعت 70 مایل در ثانیه (112 کیلومتر بر ثانیه) به سمت یکدیگر حرکت می کنند.

بنابر این همه چیز در جهان در حرکت است.

چه اتفاقی می افتاد اگر زمین از حرکتش به دور خود باز بایستاد؟

هیچ شانسی وجود ندارد که شما همین حالا به فضا پرتاب شوید، زیرا گرانش زمین نسبت به حرکت چرخشی آن بسیار قوی است. ( منظور از واژه ی حرکت، شتاب مرکز گرا است). در قوی ترین نقطه ی آن که خط استواست، شتاب مرکزگرا تنها 0.3 درصد از گرانش زمین را خنثی می کند. به بیان دیگر شما حتی متوجه نمی شوید، اما وزن شما در استوا اندکی کمتر از قطب هاست.

ناسا می گوید احتمال ایستادن زمین از چرخش به دور خود، در میلیارد سال بعدی، عملا صفر است. بنابر این شما می توانید با دانستن اینکه در وضعیت فعلی باقی خواهید ماند احساس امنیت کنید. ناسا اضافه کرد: هرچند از نظر تئوری، اگر زمین ناگهان بایستد، تاثیر وحشتناکی خواهد داشت. اتمسفر همچنان با سرعت اصلی چرخش زمین به حرکت خود ادامه خواهد داد. این یعنی که همه چیز از زمین جدا خواهد شد، که شامل انسان ها، ساختمان ها و حتی درختان، خاک سطح و صخره ها است. 

ناسا می گوید: چه میشد اگر پروسه بیشتر تدریجی بود؟ این محتمل ترین سناریو در طول میلیارد ها سال است، زیرا خورشید و ماه در چرخش زمین کشیده می شوند. این به انسان ها، حیوانات و گیاهان زمان فراوانی می دهد تا به آن تغییر برسند. از نظر قوانین فیزیک، مقداری که زمین می تواند چرخشش را آهسته کند، در هر365 روز یک چرخش است. این وضعیت "همزمانی خورشید" نامیده می شود و نیرویی وارد می کند که یک روی سیاره ی ما را همیشه به سمت خورشید و روی دیگر را دائما به سمت دیگر نگه می دارد. در مقایسه: قمر زمین همین حالا در چرخش همزمان با زمین است به طوری که یک سمت ماه همیشه رو به ماست و روی دیگر پشت به ماست.

اما برای بار دوم ما به سناریوی "بدون چرخش" بر می گردیم: به گفته ی ناسا، اگر زمین کاملا چرخشش را قطع کند، اثرات عجیب دیگری وجود خواهد داشت. یکی از آن ها این است که میدان مغناطیسی احتمالا ناپدید شود زیرا به نظر می آید قسمتی از آن با چرخش زمین تولید شده است. ما شفق رنگارنگمان را از دست خواهیم داد و همچنین ممکن است کمربندهای تابشی ون آلن اطراف زمین ناپدید شود. سپس زمین در برابر شدت خورشید بی دفاع خواهد بود. هر زمان که یک تاج ماده( ذرات باردار)  به سمت زمین فوران میکند، ممکن است به سطح برخورد کرده و همه چیز را در تابش بمباران کند. ناسا می گوید:" این به طور قابل توجهی برای سلامتی مضر است."

اثر عجیب دیگر: بیشتر نقاط زمین نور روز را برای نصف سال و شب هنگام برای بقیه ی نیمه ی سال خواهند داشت. دمای سطح با توجه به عرض جغرافیایی که شما در آن قرار دارید تغییر خواهند کرد. استوا حتی داغ تر از چیزی که الان هست خواهد بود، چراکه نور خورشید مستقیما روی آن می تابد؛ قطب ها این اثر را به آن شکل حس نخواهند کرد زیرا اشعه ها منحرف شده اند.چون طلوع ها و غروب های بیشتری وجود نخواهند داشت، خورشید فقط در طول سال بر طبق مدار زمین و شیب، در آسمان بالا و پایین می رود.

ناسا اضافه کرد" این گرادیان حرارت طولانی مدت الگوی گردش باد جوی را تغییر خواهد داد بنابرین به جای سیستم باد در خطوط موازی استوا مانند اینکه الان هست هوا از استوا به سمت قطب ها حرکت خواهد کرد "

منبع: Space.com