探索宇宙奥秘,揭秘地球真相——这篇科普文章带你了解地球形状的历史变迁与科学证明,不容错过!
国际上对于行星的定义是围绕恒星运行,物质聚集达到自身流体静力学平衡,而且可以扫清轨道上的其它天体。地球正是一颗围绕恒星太阳运转的星球,引力的作用达到了流体静力学平衡,所以地球成为一个相当规则的球体,南北直径比赤道直径至少二三十公里,地球上的所有事物都被引力束缚贴近于地表,即便是热力学运动更为频繁的大气层也是接近地面的10公里占据了大气层的大部分质量。水在地球上因为引力的作用“水往低处流”,地球表面的大气圈、水圈、岩石圈以某个特定的界面为参照都是弧形、圆形的构造。
地球直径6370公里左右,相较于人类体积庞大,人类相当于地球还不如蚂蚁相对于人体的大小,而人的视觉系统需要可见光,但是聚光的面积有很小,使得人类的视力比较有限,而人类是立体视觉,可以看到的范围不过是左右135,上下180,范围有限,所以视觉中都只能以周围的事物维参照,远处的看不清楚,近处的看起来是平的,所以会有地面是平的这种感觉。地球巨大经度每跨1,距离最多跨越110公里,本身人很难看那么远,即便看得到,远处的景色也十分模糊,难以看得出地球弧形的构造。
因为观察力有限,所以古代的中西方都有太阳和星星绕地球运转的猜想,西方认为地心说,东方认为天圆地方。因为目力有限,所以人类发明了望远镜,可以极大地提升人类视觉看到的距离。在古希腊就有学者猜测地球可能是球体,但是那时的数学也好、物理也罢,都很基础,天文观测还是靠肉眼,所以还是目力限制了人类对自然的了解,难以解释为何太阳东升西落,地面广阔无垠,只是在海边的一些学者发现,看远处的海面时似乎有一点弧度。
地球是球体被证明是后来的事情了,牛顿时代因为稍早时哥白尼等学说的发表,人们已经根据地球太阳月球等天体的运行规律发现了太阳位于中心的事实,可惜由于教会势力的阻挠,哥白尼被烤了。牛顿的出现为科学的发展扫除了一些阴霾,他通过数学工具证明了地球的球体,也证明了太阳系天体的运行。现代我们对于地球的形状没有什么质疑,因为代替人类眼睛的卫星等设备可以拍摄到地球的全貌,它是一颗相当规则的圆球体,赤道直径只比经线直径多20多公里,赤道方向略扁,大概是由于地球自转的影响,在赤道处地球自转的线速度最大,物质需要更大的向心力。
不过在美国流行反智,大概是物质文明丰富,人们吃多了脑子里灌满了猪油,就连一些上过一年大学的职业篮球明星都支持地平说,而且在一些人群中,不上学甚至值得骄傲。
其实地球是一个椭圆球体,对于人类来说地面确实是平的,为什么呢?其实有一个简单的例子,一个小小的事物立足在一个很大的椭圆体上面,他看到的肯定是平的。这就好像是蚂蚁在一个大大的气球上面,你如果以这只蚂蚁的视角看这个椭圆,那么它肯定先是平面,到了一个角度才会看到它是球体或者椭圆体。
我们在地球上感觉不到地球的椭圆,其实我们在地球上还有很多很多事情都感觉不到,比如你现在虽然坐在这里,但是实际上却在飞速的“移动”,包括你脚下的地面,地球板块也在随时运动等等,其实举地球自转的这个例子就是想告诉大家地球对于我们人类来说太大了,你必须要以一个角度观察才能看出地球的本质。
古人因为没有太空望远镜,火箭等等这些东西,所以他们认为是天圆地方,星星太阳月亮都在绕着我们转,地球就是平的,上面有一个穹顶。但是现代科学从苏联第一颗卫星开始就一直不断进步,我们现在不止可以在太空看到地球,各国的地球卫星还能随时随地监测地球的任何情况,更不用说地球地面的问题了。
国际空间站宇航员有很多图片,它们在400公里轨道上,拍摄到的图片其实才是地球,这里我为大家贴几张图片。
一望无际的的地平线,我们看到的美景
一万米高空拍摄到的画面,大家可以看到
前几天note7手机上天在33000米拍摄到的地球,好像有那么点意思了,不过还是平的,接下来,直接就是国际空间站宇航员拍摄到的了,就不说卡门线附近啦:
最后一张图片是阿波罗16号宇航员在前往月球的路上用哈苏CAM拍摄到的地球
观察角度不一样,看到的事物也不一样,如果我们在地心生活,不是在表面生活,估计连地球是个什么形状都不知道,就是一个盖住的大锅,哈哈,如果你是土星人,看到的地球就是一个像素点……圆的还是方的就不清楚了,另外借助天文仪器观测是非常重要的,毕竟人眼睛观察事物是有限的。
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地面并不是平的,而是球面。在一望无际的平原上,或在一望无垠的大海中,你会看到远方的地平线,那是因为地球是圆的,你只能看到那么远,更远的地方就在球面下面了。大海的远方来了一艘帆船,你会先看到桅杆,慢慢才看到船身,就像从海下面升上来,这就是因为海平面有弧度。
地球是球形这一概念最先是公元前五、六世纪的古希腊哲学家毕达哥拉斯(Pythagoras)提出的。但是他的这种信念仅是因为他认为圆球在所有几何形体中最完美,而不是根据任何客观事实得出的。以后亚里士多德根据月食时月面出现的地影是圆形的,给出了地球是球形的第一个科学证据。
公元前3世纪,古希腊天文学家埃拉托斯特尼(EratosthenesofCyrene)根据正午射向地球的太阳光和两观测地的距离,第一次算出地球的周长。公元726年我国唐代天文学家一行主持了全国天文大地测量,利用北极高度和夏日日长计算出了子午线一度之长和地球的周长。1622年葡萄牙航海家麦哲仑(FerdinandMagellan)领导的环球航行证明了地球确实是球形的。
17世纪末,牛顿研究了地球自转对地球形态的影响,认为地球应是一个赤道略为隆起,两极略为扁平的椭球体。1733年巴黎天文台派出两个考察队,分别前往南纬2的秘鲁和北纬66的拉普林进行大地测量。结果证明了牛顿的推测。
从此地球是圆的得到世界公认。人类乘坐航天器飞出大气层后,可以直观的看到地球全貌了。不过至今也还有个别宗教组织顽固的认为地是方的,美国一个小团体就在筹资准备上天去证实自己的地方理论,但几乎没人理他们。