воскресенье, 20 июня 2010 г.

День радиуса Земли.

 2250 лет назад
19 июня 240 г. до н.э.

Греческий ученый Эратосфен Киренский впервые в мире вычислил радиус Земли

Эратосфен Киренский (276 год до н. э.— 194 год до н. э.) — греческий математик, астроном, географ и поэт. С раннего возраста он жил в Александрии, здесь он и получил образование под руководством своего учёного земляка Каллимаха, стоявшего во главе александрийской библиотеки.
    Неудовлетворенный познаниями, приобретёнными в Александрии, Эратосфен отправился в Афины, где так тесно сблизился со школой Платона, что обыкновенно называл себя платоником. Результатом изучения наук в этих обоих центрах древнегреческого просвещения была очень разносторонняя, почти энциклопедическая эрудиция Эратосфена; он писал, кроме сочинений по математике, астрономии, геодезии, географии и хронологии, ещё трактаты «о добре и зле», о комедии и др.
    Царь Птолемей III Эвергет тотчас же после смерти Каллимаха вызвал Эратосфена из Афин и поручил ему заведование великой Александрийской библиотекой. Эрастофен — автор многих трудов по математике, астрономии, геодезии, географии.
    Один из интересных фактов жизни Эратосфена – вычисление радиуса Земли.
    Древние египтяне заметили, что во время летнего солнцестояния Солнце освещает дно глубоких колодцев в Сиене (ныне Асуан), а в Александрии — нет. Эратосфен использовал этот факт для измерения окружности и радиуса Земли.
    В день летнего солнцестояния в Александрии 19 июня 240 года до н.э. он применил скафис — чашу с длинной иглой, при помощи которого можно было определить под каким углом Солнце находится на небе.
    После измерения угол оказался 7 градусов 12 минут, то есть 1/50 окружности. Стало быть Сиена отстоит от Александрии на 1/50 окружности Земли. Расстояние между городами считалось равным 5,000 стадиям, следовательно окружность Земли равнялась 250,000 стадиям, а радиус тогда 39,790 стадиев.
    Неизвестно каким стадием пользовался Эратосфен. Если греческим (178 метров), то его радиус земли равнялся 7,082 км, если египетским, то 6,287 км. Современные измерения дают для усреднённого радиуса Земли величину 6,371 км.
    В любом случае, точность измерения для тех времён просто удивительная! 

(Действие романа начинается 24 мая 1863 года в Гамбурге. Профессор минералогии Отто Лиденброк покупает в букинистической лавке книгу Снорри Стурлусона «Круг Земной». В книге он находит загадочный манускрипт, написанный руническим алфавитом. На обложке книги теми же самыми рунами написано имя Арне Санкнуссема, исландского алхимика XVI века. Однако даже после замены рун латинскими буквами текст оставался непонятным. Тогда учёный предположил, что текст написан не слева направо, а сверху вниз. Но даже это не помогло. Смысл оставался непостижимым. Случайным образом помог в решении загадки Аксель, племянник Лиденброка. Он также бился над решением загадки, устал и принялся обмахиваться листком, где текст, был написан слева направо. Он увидел, что Санкнуссем написал его в обратном порядке. Так был получен исходный текст на латыни:
Манускрипт Санкнуссема
In Sneffels Yoculis craterem kem delibat umbra Scatartis Julii intra calendas descende, audas viator, et terrestre centrum attinges. Kod feci. – Arne Sanknussemm.

Спустись в кратер
Ёкула Снефельс, который тень Скатартиса ласкает перед июльскими календами, отважный странник, и ты достигнешь центра Земли. Это я совершил. – Арне Санкнуссем.
  • Перевод Н. А. Егорова.
Учёный, увлечённый идеей спуститься к центру Земли, решает отправиться в это опасное путешествие. Однако Аксель настаивает на том, что это фальсификация, и подобное путешествие невозможно. Он говорит о том, что существуют теории (ныне доказанные) о постепенном повышении температуры по мере спуска внутрь планеты. Но Отто Лиденброк ссылается на собственные исследования совместно с английским химиком Хемфри Дэви, опровергающие все эти теории. В конце концов Аксель соглашается сопровождать дядюшку.

Полярный радиус Земли - малая полуось эллипсоида Красовского, равная 6 356 863 м.
Экваториальный радиус Земли - большая полуось эллипсоида Красовского, равная 6 378 245 м.
Средний радиус Земли - 6 371 302 м.

Парижанин Фернель пришел к мысли провести измерение радиуса Земли. Он решил измерить длину дуги величиной 1 градус. Он измерил полуденную высоту Солнца в Париже 26 августа. Далее ему нужно было найти место, где в то же время высота Солнца была ровно на 1 градус меньше. Для этого он потратил несколько дней. Но так как наступала осень, разница была меньше 1 градуса. Фернель, чтобы обойти это препятствие рассчитал высоту Солнца в Париже на неколько дней вперед. Двигаясь на север, он мог сравнивать полученные данные каждый день в этот же самый день. Каждый день в полдень он останавливался и производил наблюдения. Потом он вычислил градусную меру дуги меридиана - 39815 км.
Фундаментальные определения были выполнены в 1940 г. Ф. Н. Красовским и А. А. Изотовым и опубликованы в 1950 г. Эллипсоид Красовского очень близок к современной системе астрономических постоянных, принятых Международным астрономическим союзом: экваториальный радиус Земли 6378160+3 м, полярный радиус 6356779 м, сжатие 0,0033529=1/298,25. При этом было введено и экваториальное сжатие 1/30000. Таким образом, некоторым промежуточным приближением формы Земли служит трехосный эллипсоид, у которого разница между экваториальным и полярным радиусами составляет 21381 м, а экваториальные радиусы в направлении Африки и Бразилии отличаются на 200 м.
На самом деле, истинная форма Земли на уровне точности в сотни метров уже не может быть представлена ни одной из математических фигур, и для ее представления применяется понятие геоида.
Интересно напомнить, что форма Земли изменяется во времени. На ранних этапах существования Земли, как планетного тела, она вращалась вокруг своей оси значительно быстрее; предполагается, что древние земные сутки могли составлять 4-5 часов.
Узнайте больше о всех научных исследованиях, как современных, так и исторических, а также о мире, который нас окружает.

Комментариев нет:

Отправить комментарий