Каждые 24 часа Земля совершает полный оборот с запада на восток, поэтому солнце встает на востоке и заходит на западе, а звезды ночью кажутся движущимися по небу.
Земля вращается вдоль воображаемой линии между Северным и Южным полюсами, называемой осью вращения. Ось вращения указывает на яркую звезду Полярную звезду, которая видна ясными ночами в Северном полушарии.
Но почему Земля вообще вращается? А что будет, если он вдруг остановится?
Чтобы понять почему, давайте посмотрим, чему мы можем научиться у других тел в космосе.
Все в Солнечной системе вращается
Солнце вращается. Фактически, он вращается в том же направлении, что и Земля, против часовой стрелки.
Мало того, Земля вращается вокруг Солнца в том же направлении, что и большинство других планет и более миллиона астероидов и карликовых планет.
Юпитер и Сатурн вращаются немного быстрее, чем Земля, и на один оборот им требуется всего около 10 часов. Вращение Сатурна немного наклонено, поэтому мы можем наблюдать изменение вида его колец с течением времени.
Есть два исключения: Уран и Венера. Уран настолько наклонен, что практически крутится на боку. Никто точно не знает, как и почему это произошло. Возможно, он столкнулся с другой планетой. Венера тоже странная - она вращается по часовой стрелке.
Мы точно не знаем, так ли оно образовалось или его опрокинули. Большинство ученых сейчас считают, что его вращение со временем было изменено на противоположное из-за приливных сил, связанных с Солнцем и плотной атмосферой Венеры. И Венера, и Уран вращаются так называемым ретроградным образом, то есть противоположно вращению Солнца.
Все это заставляет таких астрономов, как я, задаться вопросом: есть ли что-то в том, как Солнечная система сформировалась, что-то вроде «запеченного» в этом направлении вращения?
Звезды рождаются и медленно вращаются
Чтобы получить дополнительные подсказки, мы можем взглянуть на молодую звезду, которая только формирует свою систему планет.
Известный называется Beta Pictoris. Он окружен тонким диском из пыли, газа и маленьких частиц, называемых планетезималями, размер которых варьируется от песчинок и больших камней до объектов размером с горы. Астрономы уверены, что диск образовался из материала, оставшегося после рождения звезды 20 миллионов лет назад.
Каждая звезда рождается из облака газа и пыли, которое движется в пространстве в окружении других подобных облаков. Сила гравитации заставляет эти облака тянуть друг друга, когда они проходят, что заставляет их медленно вращаться.
Даже когда одно из этих облаков коллапсирует, образуя звезду, оно продолжает вращаться. Звезда формируется, вращаясь в центре плоского блина из вращающегося газа и пыли, называемого протопланетным диском. Все это - звезда, газ, пыль - вращается в одном направлении.
Астрономы считают, что наша Солнечная система очень походила на Бета Живописца в первые годы своего существования.
Мы думаем, что внутри диска газ и пыль могут слипаться в процессе, называемом аккрецией. По мере того, как маленькая планета начинает расти, она становится тяжелее, и ее гравитация притягивает все больше и больше маленьких кусочков.
Когда маленькая планета становится достаточно массивной, сила гравитации начинает сдавливать ее, делая ее плотнее. Из-за силы гравитации планета вращается быстрее, как фигуристка, тянущая руки для вращения.
Повышение давления в ядре вызывает расплавление ядра. Более плотные материалы опускаются к ядру, а более легкие всплывают на поверхность планеты. В итоге мы получим планету с железным ядром, окруженную камнем и, возможно, водой и льдом на внешних краях.
Вот что мы видим в нашей Солнечной системе.
Что было бы, если бы Земля не вращалась?
Вращение Земли важно для жизни, главным образом потому, что оно вызывает смену дня и ночи. На Меркурии, который вращается очень медленно, температуры резко меняются. Днем температура может достигать 800 градусов по Фаренгейту (430 градусов по Цельсию), а ночью опускаться до минус 279 градусов по Фаренгейту (минус 173 по Цельсию).
Это также важно для океанских приливов. Без ежедневных приливов и отливов воды, возможно, жизнь на Земле никогда бы не вышла из моря на сушу.
Итак, астрономы считают, что Земля вращается, потому что вся Солнечная система уже вращалась, когда сформировалась Земля. Но остается еще много вопросов о том, как вращение планет меняется со временем и как вращение влияет на эволюцию жизни.
В настоящее время известно более 5000 планет за пределами Солнечной системы, поэтому ученые будущего будут заняты их исследованием.
Сайлас Лейкок, доктор философии, профессор астрономии. Он исследует пульсары, черные дыры, двойные звезды, рентгеновское излучение, излучение высоких энергий, оптическую спектроскопию и адаптивную оптику.