Η ελλειπτική διαδρομή της γης γύρω από τον ήλιο

Η κίνηση της Γης γύρω από τον Ήλιο ήταν ένα μυστήριο για πολλούς αιώνες, καθώς οι πρώιμοι παρατηρητές του ουρανού προσπαθούσαν να καταλάβουν τι κινείται: ο Ήλιος στον ουρανό ή η Γη γύρω από τον Ήλιο. Η ιδέα του ηλιακού συστήματος που επικεντρώνεται στον Ήλιο συνάγεται πριν από χιλιάδες χρόνια από τον Έλληνα φιλόσοφο Αρίσταρχος Σάμου. Δεν αποδείχθηκε μέχρι σήμερα Ο Πολωνός αστρονόμος Νικόλαος Κοπέρνικος πρότεινε τις ηλιοκεντρικές θεωρίες του στα 1500 και έδειξε πώς οι πλανήτες θα μπορούσαν να περιστρέψουν τον Ήλιο.

Η Γη περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο σε ένα ελαφρώς πεπλατυσμένο κύκλο που ονομάζεται "έλλειψη". Στη γεωμετρία, η ελλειπτική είναι μια καμπύλη που βγάζει γύρω από δύο σημεία που ονομάζονται "εστίες". ο η απόσταση από το κέντρο μέχρι τα μακρύτερα άκρα της ελλείψεως ονομάζεται "ημι-κύριος άξονας", ενώ η απόσταση από τις πεπλατυσμένες "πλευρές" της ελλείψεως που ονομάζεται "ημι-δευτερεύων άξονας." Ο ήλιος βρίσκεται σε μια εστία της έλλειψης κάθε πλανήτη, πράγμα που σημαίνει ότι η απόσταση μεταξύ του Ήλιου και κάθε πλανήτη ποικίλλει καθ 'όλη το έτος.

Όταν η Γη είναι πιο κοντά στον Ήλιο στην τροχιά του, βρίσκεται στο "περιείλιο". Η απόσταση αυτή είναι 147.166.462 χιλιόμετρα και η Γη φτάνει εκεί κάθε 3 Ιανουαρίου. Στη συνέχεια, στις 4 Ιουλίου κάθε έτους, η Γη είναι τόσο μακριά από τον Ήλιο όσο φτάνει ποτέ, σε απόσταση 152.171.522 χιλιομέτρων. Το σημείο αυτό ονομάζεται "αφέλιο". Κάθε κόσμος (συμπεριλαμβανομένων των κομητών και των αστεροειδών) στο ηλιακό σύστημα που κυριαρχεί κατά κύριο λόγο στον Ήλιο έχει σημείο περιείκειας και αποφθέλλιο.

Παρατηρήστε ότι για τη Γη το πλησιέστερο σημείο είναι κατά τη διάρκεια του χειμώνα του βόρειου ημισφαιρίου, ενώ το πιο απομακρυσμένο σημείο είναι το καλοκαίρι του βόρειου ημισφαιρίου. Παρόλο που υπάρχει μικρή αύξηση στην ηλιακή θέρμανση που λαμβάνει ο πλανήτης μας κατά τη διάρκεια της τροχιάς του, δεν συσχετίζεται απαραιτήτως με το περιείλιο και το αφέλιο. ο τους λόγους των εποχών οφείλονται περισσότερο στην τροχιακή κλίση του πλανήτη μας καθ 'όλη τη διάρκεια του έτους. Με λίγα λόγια, κάθε τμήμα του πλανήτη που έχει κλίση προς τον Ήλιο κατά τη διάρκεια της ετήσιας τροχιάς θα θερμανθεί περισσότερο κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Καθώς απομακρύνεται, η ποσότητα θέρμανσης είναι μικρότερη. Αυτό συμβάλλει στην αλλαγή της εποχής περισσότερο από την θέση της Γης στην τροχιά της.

Η τροχιά της Γης γύρω από τον Ήλιο είναι σημείο αναφοράς για την απόσταση. Οι αστρονόμοι λαμβάνουν τη μέση απόσταση μεταξύ της Γης και του Ήλιου (149.597.691 χιλιόμετρα) και την χρησιμοποιούν ως μια τυπική απόσταση που ονομάζεται "αστρονομική μονάδα" (ή σύντομη ΑΕ). Στη συνέχεια το χρησιμοποιούν ως συντομογραφία για μεγαλύτερες αποστάσεις στο ηλιακό σύστημα. Για παράδειγμα, ο Άρης είναι 1.524 αστρονομικές μονάδες. Αυτό σημαίνει ότι είναι μόλις πάνω από μιάμιση φορά την απόσταση μεταξύ της Γης και του Ήλιου. Ο Δίας είναι 5,2 AU, ενώ ο Πλούτωνας είναι ένα επιβλητικό 39, 5 AU.

Η τροχιά της Σελήνης είναι επίσης ελλειπτική. Μετακινείται γύρω από τη Γη μία φορά κάθε 27 ημέρες και λόγω της παλιρροιακής ασφάλισης, δείχνει πάντα το ίδιο πρόσωπο σε εμάς εδώ στη Γη. Η Σελήνη δεν περιστρέφει την Γη. στην πραγματικότητα περιστρέφονται γύρω από ένα κοινό κέντρο βάρους που ονομάζεται bararycenter. Η πολυπλοκότητα της τροχιάς Γης-Σελήνης και η τροχιά γύρω από τον Ήλιο έχει ως αποτέλεσμα την εμφανώς μεταβαλλόμενη μορφή της Σελήνης όπως φαίνεται από τη Γη. Αυτές οι αλλαγές, που ονομάζονται φάσεις του φεγγαριού, περνούν έναν κύκλο κάθε 30 ημέρες.

Είναι ενδιαφέρον ότι η Σελήνη μετακινείται αργά από τη Γη. Τελικά, θα είναι τόσο μακριά ότι τέτοιες εκδηλώσεις, όπως οι ολικές ηλιακές εκλείψεις, δεν θα συμβούν πλέον. Η Σελήνη θα αποκρύψει ακόμα τον Ήλιο, αλλά δεν φαίνεται να εμποδίζει ολόκληρο τον Ήλιο όπως συμβαίνει τώρα κατά τη διάρκεια μιας ολικής ηλιακής έκλειψης.

Οι άλλοι κόσμοι του ηλιακού συστήματος που περιστρέφονται γύρω από τον Ήλιο έχουν διαφορετικά έτη μήκους λόγω των αποστάσεων τους. Ο υδράργυρος, για παράδειγμα, έχει μια τροχιά μόλις 88 ημέρες Earth-days. Η Αφροδίτη είναι 225 ημέρες της Γης, ενώ ο Άρης είναι 687 ημέρες της Γης. Ο Δίας παίρνει 11,86 χρόνια Γης για να περιστρέψει τον Ήλιο, ενώ ο Κρόνος, ο Ουρανός, ο Ποσειδώνας και ο Πλούτωνας παίρνουν 28,45, 84, 164,8 και 248 χρόνια αντίστοιχα. Αυτές οι μακριές τροχιές αντανακλούν ένα Οι νόμοι των πλανητικών τροχιών του Johannes Kepler, η οποία λέει ότι η χρονική περίοδος που χρειάζεται για την τροχιά του Ήλιου είναι ανάλογη της απόστασης (του ημι-κύριου άξονα). Οι άλλοι νόμοι που επινόησε περιγράφουν το σχήμα της τροχιάς και το χρόνο που κάθε πλανήτης χρειάζεται για να διασχίσει κάθε τμήμα του μονοπατιού του γύρω από τον Ήλιο.

Επεξεργάστηκε και επεκτάθηκε από Carolyn Collins Petersen.