Еще на первых уроках природоведения мы узнаем, что наша планета имеет форму шара. Однако путь к этому знанию был долгим и увлекательным.
Древние догадки и первые доказательства
Идея о шарообразности Земли волновала умы мыслителей с древности. Великий философ Аристотель, живший в IV веке до нашей эры, наблюдая за лунными затмениями, заметил ключевую деталь: тень, которую Земля отбрасывает на Луну, всегда имеет круглую форму. Это наблюдение стало для него одним из главных доказательств сферичности планеты. Сегодня, в эпоху космических полетов, мы можем воочию убедиться в этом, любуясь фотографиями прекрасного голубого шара, сделанными из космоса.
Модель Земли и проблема измерения
Уменьшенной моделью нашей планеты служит глобус. Измерить длину его окружности просто: достаточно обернуть его нитью, а затем измерить длину этой нити. Но как измерить саму Землю? Обойти ее по меридиану или экватору с мерной лентой невозможно — на пути встанут горы, океаны и непроходимые территории.
Гениальное решение Эратосфена
Оказывается, узнать размеры планеты, не измеряя всю ее окружность, можно. Поскольку полная окружность составляет 360 градусов, достаточно точно измерить длину всего одного градуса и умножить результат на 360. Первым, кто применил этот метод на практике, был древнегреческий ученый Эратосфен в III веке до нашей эры.
Наблюдения в Александрии и Сиене
Эратосфен жил в Александрии — крупном центре науки и торговли. От путешественников он узнал, что в городе Сиена (современный Асуан) в день летнего солнцестояния Солнце в полдень находится точно в зените: предметы не отбрасывают тени, а лучи достигают дна глубоких колодцев. В то же самое время в Александрии Эратосфен установил, что Солнце отстоит от зенита на 7,2°. Поскольку города расположены примерно на одном меридиане, эта разница означала, что дуга меридиана между ними составляет 7,2°, или 1/50 часть полной окружности Земли (так как 360° / 7,2° = 50).
Расчет и его результат
Оставалось измерить расстояние между городами. По данным проводников караванов, путь от Сиены до Александрии составлял 5000 египетских стадий. Умножив это расстояние на 50, Эратосфен получил длину земной окружности — 250 000 стадий. Если принять длину стадии примерно за 174,5 метра, то в современных единицах это составит около 43 625 километров. Зная, что радиус примерно в 6,28 раза меньше длины окружности, ученый вычислил радиус Земли — около 6943 километров.
Так более двух тысяч лет назад были впервые определены размеры земного шара. Современные данные указывают на средний радиус Земли в 6371 километр. Возникает вопрос: почему «средний»? Если Земля — шар, не должны ли все радиусы быть одинаковы? Ответ на этот вопрос кроется в более точном понимании формы нашей планеты, о чем мы поговорим в следующий раз.