باور کنید زمین می چرخد!
با وجود تحقیقات و دستاوردهای منجمین بزرگی مانند کپلر و کپرنیک و تأیید نهایی آنها توسط قوانین حرکت نیوتن، بازهم تا قرن نوزدهم هنوز افرادی بودند که تصور می کردند، زمین ثابت است و خورشید و ماه و ستارگان به دور آن میچرخند. این نظریه تا زمان آزمایش ژان فوکو(فیزیکدان فرانسوی) ادامه داشت....
1- آزمایش ژان فوکو:
او آونگ سنگینی را از گنبد پانتئون در پاریس آویز کرد و آن را به حرکت نوسانی جلو به عقب واداشت. (تنها نیروی وارد شده بر آونگ در حال حرکت،نیروی گرانی است)
اگر زمین چرخش نداشت در جهت نوسان آونگ هیچ تغییری نباید به وجود می آمد. اما معلوم شد که جهت نوسان اونگ نسبت به معبد تغییر پیدا کرده است. بدین ترتیب با این آزمایش چرخش زمین ثابت گردید....
نکته ی 1) اگر این آزمایش در قطب انجام می شد زمان لازم برای یک دور چرخش صفحه ی آونگ نسبت به زمین تقریبا 24 ساعت می بود. وقتی از قطب به سمت استوا می رویم این زمان افزایش می یابد. و اگر در استوا انجام می شد تغییری در جهت آونگ پیش نمی آمد...زیرا زمین در استوا حرکت پیچشی ندارد.
نکته ی 2) در استوا محیط زمین حدود 40000 کیلومتر است.چون زمین هر 24 ساعت یک بار به دور خود میچرخد. سرعت زمین در استوا 1600 کیلومتر بر ساعت خواهد بود. اما هر چه از استوا به سمت شمال یا جنوب پیش میرویم این سرعت کمتر شده تا در قطب ها به صفر میرسد.
2- اثر کوریولیس:
نیروی کوریولیس یا اثر کوریولیس (Coriolis effect) یک شبه نیرو است که باعث انحراف اجسام در حال حرکت به بیرون از راستای خط راست، از دید یک ناظر درون یک دستگاه چرخشی است. تاثیرات این نیرو را میتوان بوضوح در تعیین جهت جریانات جبهه های آب و هوایی سیارات دید. این اثر توسط گاسپار گوستاو کوریولیس مهندس و ریاضیدان فرانسوی در قرن 19 میلادی کشف شد.
این نیرو را با عبارت زیر می توان بیان کرد:
اثر کوریولیس، هوایی را که به سمت قطب حرکت می‌کند، به سمت شرق منحرف می‌نماید. بنابراین بادهای غربی بوجود می‌آیند. هوایی که به استوا می‌وزد به سمت غرب منحرف شده و بادهای شرقی را بوجود می‌آورد. بنابراین بدون اثر اصطکاک سطح، نیروی کوریولیس همراه با بودجه حرارتی جهانی، نهایتا بادهای غربی در سطوح فوقانی جو برای تمام عرضها و بادهای شرقی را در سطوح تحتانی جو بوجود می‌آورد. هر چند اصطکاک سطحی اجازه نمی‌دهد چنین تعادل کاملی به انتها برسد.
سرعت چرخش نقاط روی زمین به دور محور آن، در همه جا یکسان نیست. سرعت چرخش شهرها هرچقدر به قطب ها نزدیک شویم کمتر می شود و هر چقدر به سمت استوا برویم، بیشتر می شود. زیرا محیط چرخش در استوا بیشتر از نقاط دیگر است.
در نتیجه اگر مثلا یک هواپیما از تهران به سمت جنوب زمین بطور مستقیم حرکت کند، آهسته آهسته به شهرهایی می رسد که سرعت چرخش آنها بیشتر است، در نتیجه به نظر می رسد که هواپیما مسیرش از جهت مستقیم به سوی جنوب، منحرف گردیده است.
چرا زمین به دور خود میچرخد؟:
چرخش زمین به دور خودش به دلیل حفظ اصل بقای اندازه حركت زاویه ای هست. در ابتدای پیدایش خورشید و زمانی كه گازها متراكم می شدند، چرخش زاویه ای در آنها ایجاد شده و این چرخش تا ابد باید پایسته بماند و زمانی كه سیارات (و دیگر اجرام منظومه ) به وجود می آیند باز هم این اصل باید در مورد آنها پایدار بماند . (در غیر این صورت یكی از قوی ترین قوانین فیزیك نقض خواهد شد )
L= r × mv
----------------------------------------كه در آن m جرم جسم است
r شعاع جسم .
v سرعت زاویه ای .
L هم اندازه حركت زاویه ای
----------------------------------------
زمانی که آن سحابی چرخان به زمین تبدیل می شد، یک دیسک چرخان بود که با سرعت در حال کوچک شدن بود، سرعت زاویه ای آن به دلیل کوچک شدن شعاع چرخش دائما افزایش پیدا می کرد، تا اینکه زمین به اندازه ی کنونی رسید و سرعت چرخشش از چرخش آن سحابی اولیه با جا ماند.
اگر زمین ساکن بود چه می‌شد؟
اگر زمین ساکن بود و اجرام آسمانی و خورشید به دور آن می‌چرخیدند، باز هم جهان وضعیت کنونی خود را می‌داشت. تشخیص چرخش اجرام سماوی دیگر بر مبنای مشاهدات مستقیم امکان پذیر بود به عنوان مثال می‌شد که چرخش خورشید را از طریق جابجایی لکه خورشیدی و چرخش مشتری را در اثر تغییرات ایجاد شده در اشکال سطح آن که از زمین قابل رؤیت هستند، مشاهده نمود.
برای مطالعه زمین ، میتوان از آن فاصله گرفت و چرخش آنرا از فضا رصد نمود. به بیان دیگر میتوان به کرات دیگر سفر کرد و همان بررسیهایی که ما از زمین بر روی آنها انجام می‌دهیم، عکسش را برای زمین انجام داد. البته از روی گردش فصول و تغییرات جوی، شرایط آب و هوایی، توفان مغناطیسی، کمربندهای تشعشعی زمین و پدیده‌های متنوع دیگری چرخش زمین را ثابت نموده و سرعت و دوره تناوب چرخش را به دست آورد.
تألیف و تهیه:
عالیه عطایی - عضور فعال انجمن نجوم تبیان
ویرایش:
ا.م.گمینی
منابع:
رابرت تی. دیكسون، نجوم دینامیکی، انتشارات نشر دانشگاهی
