Мненията за размера на Земята във време, когато населението й е било ограничено и ежедневно се е увеличавало, не могат да бъдат правилни. Нещо повече, първоначално преобладаващото мнение беше, че Земята има формата на плоча, поради което никой не се опита да измери нейния размер.

Начини за измерване на размерите на планетата Земя

Но още преди новата ера гръцките философи са разбрали, че Земята има сферична форма, така че е възможно да се премине към определяне на размерите на Земята. Така, въз основа на кривината на земната сянка по време на лунни затъмнения и промените в полярните височини на звездите, Аристотел заключава, че Земята има обиколка от 71 000 km.

Размери на Земята

По-късните методи за определяне на размерите на Земята се основават на измерване на дължината на дъгата на меридиана и определяне на ъгъла, съответстващ на тази дъга. Със сигурност се знае, че първите измервания и изчисления на обиколката на Земята, използвайки гореспоменатия принцип, са направени от Ератостен през 2 век пр.н.е. и Посейдоний през 1 век пр.н.е. Тъй като принципът, използван от Ератостен, е запазен и до днес, неговите измервания ще бъдат обяснени по-подробно.

Измерването на Ератостен

Дъгата на земната повърхност, която Ератостен трябваше да измери, се простира между Александрия А и Сиена S, днешен Асуан в Горен Египет. Ератостен счита, че Александрия и Сиена, които той взема като отправни точки в своите измервания, лежат на един и същи меридиан. Освен това той знаеше, че в Сиена по обяд на 22 юни слънчевите лъчи осветяват дъното на кладенец, тоест падат под прав ъгъл, тоест Слънцето е в зенита над този кладенец.

В същия ден и час Ератостен в Александрия забеляза това Слънчевите лъчи не падат под прав ъгъл, а под ъгъл, по-малък от 7,2° от правия ъгъл (50-та част от кръга). Тогава му трябваше само разстоянието между Александрия и Сиена и той взе тези данни от добре поддържаните кадастрални книги, в които определи, че това е 5000 александрийски стадия.

Измерването на Ератостен

Ератостен умножил разстоянието между Александрия и Сиена, което е 5000 стадия, по 50 и като краен резултат получил 250 000 стадия. Поради някои корекции и с цел по-голяма точност, той добавя още 2000 стадия към този размер и получава стойност от 252 000 александрийски стадия.

Според по-нови познания един александрийски етап тогава е бил 158 m, така че въз основа на това измерване на Ератостен обиколката на Земята е била 39 816 km, което е стойност, много близка до действителната обиколка на Земята по меридиана, чиято дължина е 40 009 km . Грешката в измерването на Ератостен, която е 193 км, е възникнала в резултат на следното:

  • Александрия и Сиена не лежат на един меридиан. Всъщност Александрия се намира на 3 градуса западно от Сиена;
  • Сиена не лежи точно на север, така че слънчевите лъчи да падат под прав ъгъл на 22 юни, а по-скоро на север;
  • Скафът, с който са измерени ъглите на падане на слънчевите лъчи, е несъвършен, поради което не може да даде точни и точни данни.

Измерването на Посейдоний

Един век по-късно Посейдоний (135-49 г. пр. н. е.) прави измервания на дъга, минаваща между Александрия и Родос (остров в Средиземно море), която той предполага, че лежи на същия меридиан. Принципът на измерване беше почти същата като използваната от Ератостен. Разликата е, че вместо Слънцето той взе друга звезда.

Неговата астрономическа работа се състоеше в определянето на височината на звездата Канопус, която е най-ярката звезда в южната небесна сфера. Кулминацията на звездата Канопус над Родос е малко над хоризонта, докато в Александрия е много по-високо. Посейдоний изчислява, че ъгълът, под който звездата стои спрямо хоризонта в Александрия, който е и централният ъгъл, е 7°30′, което съответства на 1/48 от обиколката на кръга.

В резултат той получи 240 000 стадия или 37 920 км. Увеличената разлика между действителната обиколка на Земята и обиколката, измерена от Посейдоний по отношение на измерването на Ератостен, е резултат от няколко грешки: Родос и Александрия не лежат на един и същи меридиан и разстоянието между тези две точки също е неправилно.

Посейдоний

Ератостен и Посейдоний обаче не извършват най-трудната работа – геодезически измервания на разстоянието между две места, а използват готови стойности. Значението се крие във факта, че тези двама учени са първите, които възприемат Земята като топка, така че те се опитват да определят нейния размер по много атрактивен начин.

Арабско измерване

В началото на 9 век (827 г.) арабите започват да измерват размерите на Земята. Поне досега се знае, че те са първите, които освен астрономически, извършват и геодезически измервания. Измерванията на дължината на меридианния градус са направени в Месопотамия. Резултатите от техните измервания се различаваха, но те се съгласиха, че дължината на изминатия път от 1° е равна на 56,66 арабски мили.

Ако вземем предвид, че арабската миля, както се твърди от някои, е 1921 m, тогава следва, че един меридиан градус има дължина от 108 844 m. В този случай бихме получили 39 184 км за обиколката на Земята, което е по-слабо от резултата на Ератостен. След тези измервания нямаме нови до 16 век. Сред всички изследователи парижкият лекар Жак Фернел се откроява със своята оригиналност и остроумие за измерване на обиколката на Земята.

Той прави измерванията през 1528 г., като измерва разстоянието между Париж и Амиен, които са разделени от малко повече от 1° меридиан и лежат на същия меридиан. Той измерва разстоянието между тези два града с помощта на инструмент, който прикрепя към колелото на питон, за да регистрира революциите от Париж до Амиен.

По този начин той стигна до доста точен резултат. Той взема предвид неравностите и наклона на пътя и през 1525 г. получава забележително точен резултат за меридианната обиколка на Земята от 40 045 km, отклонение от само 36 km.

Метод на триангулация

За разлика от предишните прости геодезически измервания на дължината на меридианната дъга през старото и средновековието, през XVI в. започва да се обръща внимание на значението на триангулацията (латинската дума triangulus- триъгълник), така че в началото на XVII в. век Снелиус въвежда метода на триангулацията. Този метод представлява значителен напредък и с това постепенно се достига до съвременните методи за измерване на разстояния.

Методът на Снелиус за измерване на дължината на меридианния градус се състои в измерване на по-големи разстояния между две точки на земната повърхност с помощта на триъгълници, които са свързани и напаснати, тоест чрез измерване на техните ъгли.

Точните размери на планетата земя

Основната причина за приложението му е, че ъглите се измерват по-лесно и по-бързо от техните дължини. По този начин Снелиус изчислява, че 1° има дължина от 55 021 , т.е. стойност отоколо 107 235 м.

Точните размери на планетата земя

До началото на 20 век са правени няколко измервания на дължината на меридианния градус и обиколката на Земята, които дават различни резултати.

  • Размерите на Земята според международното споразумение от 1924 г. :
  • обиколка на Земята по меридиана – 40 009,1 км
  • Обиколката на Земята по екватора – 40 076,6 км
  • полудиаметър на екватора – 6 378,4 км
  • полудиаметър на земната ос – 6 356,9 км
  • плоскост (a – b) / a – 1/297
  • географска дължина на 1° по екватора – 111 323,87 м
  • дължината на средния меридиан градуса – 111 136,54 м
  • земната повърхност – 510 100 933 км
  • обем на Земята – 1 083 000 000 000 км2
 

Tags: , , , , , ,