Cum au măsurat vechii astronomi mărimea Pământului?
Unități de lungime moderne
Unități moderne de măsurare asociate dimensiunii planetei noastre.
Inițial, contorul a fost proiectat pentru a fi un decan de zece milioane (1/10, 000000), distanța dintre ecuator și Polul Nord. Cu alte cuvinte, contorul a fost definit ca 1/10, 000000 din distanța de la ecuatorul Pământului până la Polul Nord este măsurată pe suprafața cercului (elipsoid) al Pământului prin longitudinea Parisului.
Folosind această valoare, cercul unui Pământ ideal rotund ar trebui să fie exact 40.000.000 de metri (sau 40.000 km). Cu toate acestea, din moment ce forma Pământului nu este un cerc perfect, dar este mai mult ca un elipsoid, atunci astăzi valoarea oficială a circumferinței Pământului este o linie de longitudine 40,007.86 km.
Mila nautică se află la baza circumferinței planetei Pământ. Dacă împărțiți circumferința Pământului cu 360 de grade, apoi împărțiți fiecare grad cu 60 de minute, veți obține 21600 de minute de arc.
1 mile marine este definită ca 1 minut de arc (circumferința Pământului). Această unitate de măsură este utilizată de toate țările pentru transportul aerian și maritim. Folosind 40.007,86 km în funcție de datele oficiale ale circumferinței planetei noastre, obținem valoarea milelor nautice în kilometri: 1.852 km (40.007,86 / 21600)
Unitățile vechi de măsurare arată că strămoșii noștri au putut măsura dimensiunile planetei noastre cu o precizie perfectă ...
Măsurarea circumferinței Pământului
Iată o modalitate simplă de a măsura circumferința (și diametrul) Pământului. care a fost cel mai probabil folosită de vechii astronomi.
Această metodă se bazează pe înțelegerea Pământului. ca Soarele si Luna, ca formă rotundă, și că stelele sunt foarte departe de planeta noastră (cu excepția Soarelui), și gravitează în jurul unui anumit punct la orizont nordic (Polul Nord).
Fotografia la expuneri lungi arată mișcarea vizibilă a stelelor din jurul polului nordic.
Într-o seară, doi astronomi în două locuri diferite (A și B), separați de o distanță cunoscută (deci va fi ușor să măsurați circumferința Pământului cunoscând distanța dintre punctele situate la sute de kilometri distanță). va măsura unghiul de deasupra orizontului (folosind o astrolabe cu o linie plumb dând o linie verticală) o anumită stea la locul său în cerul de noapte deasupra orizontului.
Alegerea ideală ar fi Steaua. care este aproape de axa celesteală a Polului Nord (indicând centrul axei de rotație a Pământului). Astăzi, Steaua Nordului va fi cea mai bună alegere, dar de mii de ani în urmă, din cauza precesiei (axa de rotație a Pământului), Polaris nu a fost în vecinătatea Polul Nord (a se vedea. Imaginea de mai jos).
Precesiunea - rotația axei Pământului pentru 26.000 de ani
În ciuda faptului că Steaua de Nord se află în Polul Nord la jumătatea circumferinței sferei celeste, acest lucru nu a fost întotdeauna așa. axa de rotație a Pământului suferă fluctuații lent, timp de 26 000 ani, cunoscut sub numele de precesie în jurul perpendiculara pe orbita sa în jurul soarelui, rezultând într-o poziție de rotație a polilor cerului în jurul căreia toate stelele sunt în mișcare, în continuă schimbare. Aproximativ la vremea poetului grecesc Homer, steaua Kochab era steaua polului nordic. Înainte de a ei, vedeta Polul Nord, a fost vedeta THUBAN, care a fost aproape exact la polul în 2700 î.Hr. A ocupat cea mai bună poziție, aproape de ideal. decât steaua Kochab, până în jurul anului 1900 î.Hr. și, prin urmare, a fost Steaua de Nord în vremea vechilor egipteni. Alte stele strălucitoare. inclusiv Alderamin, au fost în timpurile lor stele polar, și va din nou în viitorul îndepărtat. Steaua care este în prezent mai aproape de Polul Sud este Sigma Octantis, care este abia vizibilă cu ochiul liber și este la 1 ° 3 „de la polul (chiar dacă a fost mai aproape de 45“ doar un secol în urmă). [Enciclopedia științei]
Observarea cu atenție a cerului de noapte va permite selectarea unei stele strălucitoare cu parametrii cei mai potriviți pentru compararea locației stelei cu parametrii măsurați ai aceleiași stele din altă locație.
De exemplu, în 2600 î.Hr. (A se vedea. Imaginea de mai sus), în Egipt, în apropierea Platoul Giza atunci când stelele Mizar și Kochab (care se rotesc în fiecare noapte în jurul valorii de Polul Nord) va coincide cu o linie verticală (firul de plumb marcat), steaua Mizar (ușor de măsurat înălțimea) va fi o stea perfect pentru a compara înălțime la diferite puncte (A și B).
Deoarece stelele din spațiu sunt prea departe de Pământ utilizând efectul parallax, puteți cunoaște distanța dintre punctele de observare D (baza) și unghiul de deplasare α în radiani, determinați distanța față de obiect:
pentru unghiuri mici:
efectul parallax: (deplasarea sau diferența în poziția vizibilă a obiectului este privită din două puncte de observație diferite), singurul motiv pentru schimbarea unghiului măsurat al stelei de nord este curbura circumferinței Pământului.
Diametrul unghiular al Lunii și a Soarelui este aproape același: 0,5 grade.
Dacă unul dintre astronomii noștri efectua această măsurare din locația din punctul (A) lângă Giza (30 ° C), steaua Mizar urma să apară la aproximativ 41 de grade peste orizontul local. Dacă al doilea astronom a fost situat la 120 de mile marine sud de punctul * (A) (* măsurată în unitățile vechi de lungime, desigur), el ar fi observat că înălțimea obiectului aceeași (steaua) 39 de grade (2 grade de mai jos, înălțimea este măsurată în locație).
Aceste două măsurători simple ar permite astronomilor antice să calculeze circumferința Pământului cu o precizie suficient de mare:
(360/2) * 120 mile marine = 21.600 mile marine. din care diametrul Pământului poate fi estimat astfel: 21600 mile marine / (22/7) (estimative egiptene Pi) = 6873 mile nautice = 12728 km
Notă: date moderne și exacte: Circumferința Pământului între polii nordului și sudului:
21,602.6 mile marine = 24,859.82 mile (40,008 km) diametrul Pământului la Ecuator: 6,887.7 mile marine = 7,926.28 km (12,756.1 km)