Заинтересовалась темой того, что вращается по часовой стрелке, а что против. Очень часто можно встретить в мире множество вещей, основанных на вихрях, спиралях, скручиваниях, имеющих правый спин вращения, то есть закрученных по правилу буравчика, правилу правой руки, и левый спин вращения.
Спином называют собственный момент импульса частицы. Чтобы не усложнять заметку теорией, лучше один раз увидеть. Элемент медленного вальса - правый спин поворот.
Много лет между астрономами шла дискуссия о том, в каком направлении вращаются спиральные га-лактики. Вращаются ли они, волоча за собой спираль-ные ветви, т. е. закручиваясь? Или же они вращаются кон-цами спиральных ветвей вперед, раскручиваясь?
В настоящее время, однако, становится ясным, что наблюдения подтверждают гипотезу ЗАКРУЧИВАНИЯ спи-ральных ветвей, при вращении. Американскому физику Майклу Лонго удалось подтвердить, что большая часть галактик во Вселенной ориентирована в правую сторону (правый спин вращения) т.е. вращается по часовой стрелке, если смотреть со стороны её северного полюса.
Вращение Солнечной системы происходит против часовой стрелки: все планеты, астероиды, кометы вращаются в одном направлении (против хода часовой стрелки, если смотреть с северного полюса мира). Солнце вращается вокруг своей оси против хода часовой стрелки при наблюдении с северного полюса эклиптики. И Земля (как и все планеты Солнечной системы, кроме Венеры и Урана) вращается вокруг своей оси против часовой стрелки.
Масса Урана, зажатая между массой Сатурна и массой Нептуна, под воздействием вращательного момента массы Сатурна, получила вращение по часовой стрелке. Такое воздействие со стороны Сатурна могло произойти по той причине, что масса Сатурна в 5,5 раз больше массы Нептуна.
Венера вращается в обратном, нежели почти все планеты, направлении. Масса планеты Земля раскрутила массу планеты Венеры, которая получила вращение по часовой стрелке. Поэтому суточные периоды вращения планет Земли и Венеры также должны быть близки между собой.
Что ещё куда крутится-вертится?
Домик улитки раскручивается от центра по часовой стрелке (т. е. вращение здесь идёт с левым спин поворотом, против часовой стрелки).
Смерчи, ураганы (ветры с центром в области циклона) дуют в Северном полушарии против часовой стрелки и подчиняются центростремительной силе, а ветры с центром в области антициклона дуют по часовой стрелке и имеют центробежную силу. (В Южном полушарии — всё с точностью до наоборот.)
Молекула ДНК закручена в правостороннюю двойную спираль. Это потому, что становой хребет двойной спирали ДНК сложен исключительно из правозакрученных молекул сахара дезоксирибозы. Интересно, что при клонировании некоторые нуклеиновые кислоты меняют направление закрутки своих спиралей с правого на левое. Напротив, все аминокислоты закручены против часовой стрелки, влево.
Стаи летучих мышей, вылетая из пещер, обычно образуют «правовращающий» вихрь. Но в пещерах близ Карловых Вар (Чехия) они почему-то кружатся по спирали, закрученной против часовой стрелки…
У одной кошки при виде воробьёв (это её любимые птицы) хвост вертится по часовой стрелке, а если это не воробьи, а другие птицы, то он вертится против часовой стрелки.
А если взять Человечество, то мы видим, что против часовой стрелки проходят: все спортивные мероприятия (автогонки, скачки, бег на стадионе и т.д.) Спустя какие-то века атлеты заметили, что так бегать намного удобнее. Пробегая стадион против часовой стрелки, спортсмен правой ногой делает более широкий шаг, чем сделал бы его левой, так как амплитуда движений правой ноги на несколько сантиметров больше. В большинстве армий стран мира поворот кругом осуществляется через левое плечо, то есть против часовой стрелки; церковные ритуалы; движение автомобилей на дорогах в большинстве стран мира, за исключением Великобритании, Японии и некоторых других; в школе буквы «о», «а», «в» и др. - с первого класса учат писать против часовой стрелки. В дальнейшем подавляющая часть взрослого населения рисует круг, мешает ложкой сахар в кружке против часовой стрелки.
И что же из всего этого следует? Вопрос: является ли для человека естественным вращение против часовой стрелки?
Как вывод: по часовой стрелке движется Вселенная, но солнечная система против, физическое развитие всего живого по часовой стрелке, сознание — против.
Наша планета находится в постоянном движении. Вместе с Солнцем она перемещается в космосе вокруг центра Галактики. А та, в свою очередь, движется во Вселенной. Но наибольшее значение для всего живого играет вращение Земли вокруг Солнца и собственной оси. Без этого движения условия на планете были бы непригодными для поддержания жизни.
Солнечная система
Земля как планета Солнечной системы по расчетам ученых сформировалась более 4,5 млрд лет назад. За это время расстояние от светила практически не изменялось. Скорость движения планеты и сила притяжения Солнца уравновесили ее орбиту. Она не идеально круглая, но стабильная. Если бы сила притяжения светила была сильнее или скорость Земли заметно уменьшилась, то она бы упала на Солнце. В противном случае она рано или поздно улетела бы в космос, перестав быть частью системы.
Расстояние от Солнца до Земли делает возможным поддержание оптимальной температуры на ее поверхности. В этом немаловажную роль играет и атмосфера. Во время вращения Земли вокруг Солнца меняются времена года. Природа приспособилась к таким циклам. Но если бы наша планета была отдалена на большее расстояние, то температура на ней стала бы отрицательной. Очутись она ближе - вся вода бы испарилась, так как столбик термометра превысил бы точку кипения.
Путь планеты вокруг светила называется орбитой. Траектория этого полета не идеально круглая. Она имеет эллипсность. Максимальная разница составляет 5 млн км. Самая близкая точка орбиты к Солнцу находится на расстоянии 147 км. Она называется перигелием. Земля ее проходит в январе. В июле планета находится от светила на максимальном отдалении. Наибольшее расстояние - 152 млн км. Эта точка называется афелием.
Вращение Земли вокруг своей оси и Солнца обеспечивает соответственно смену суточных режимов и годовых периодов.
Для человека движение планеты вокруг центра системы незаметно. Это из-за того, что масса Земли огромна. Тем не менее каждую секунду мы пролетаем в пространстве около 30 км. Это кажется нереальным, но таковы расчеты. В среднем считается, что Земля находится от Солнца на расстоянии около 150 млн км. Один полный оборот вокруг светила она делает за 365 дней. Пройденное расстояние за год составляет почти миллиард километров.
Точное расстояние, которое наша планета проходит за год, двигаясь вокруг светила, составляет 942 млн км. Мы вместе с ней движемся в пространстве по эллиптической орбите со скоростью 107 000 км/час. Направление вращения - с запада на восток, то есть против условной часовой стрелки.
Полный оборот планета завершает не ровно за 365 дней, как принято считать. При этом проходит еще около шести часов. Но для удобства летоисчисления это время учитывают суммарно за 4 года. В итоге «набегает» один дополнительный день, его добавляют в феврале. Такой год считается високосным.
Скорость вращения Земли вокруг Солнца непостоянна. Она имеет отклонения от среднего значения. Это связано с эллиптической орбитой. Разница между значениями наиболее проявляется в точках перигелия и афелия и составляет 1 км/сек. Эти изменения незаметны, так как мы и все окружающие нас предметы двигаются в системе координат одинаково.
Смена сезонов
Вращение Земли вокруг Солнца и наклон оси планеты делает возможным смену времен года. Это меньше заметно на экваторе. Но ближе к полюсам годовая цикличность проявляется больше. Северное и Южное полушария планеты обогреваются энергией Солнца неравномерно.
Двигаясь вокруг светила, они проходят четыре условные точки орбиты. При этом поочередно два раза в течение полугодичного цикла они оказываются к нему дальше или ближе (в декабре и июне - дни солнцестояний). Соответственно в месте, где поверхность планеты прогревается лучше, там температура окружающей среды выше. Период на такой территории принято называть летом. В другом полушарии в это время заметно холоднее - там зима.
Спустя три месяца такого движения с периодичностью в полгода планетарная ось располагается таким образом, что оба полушария находятся в одинаковых условиях для обогрева. В это время (в марте и сентябре - дни равноденствия) температурные режимы приблизительно равны. Тогда, в зависимости от полушария, наступают осень и весна.
Земная ось
Наша планета - это вращающийся шар. Движение ее осуществляется вокруг условной оси и происходит по принципу волчка. Опираясь основанием в плоскость в раскрученном состоянии, он будет удерживать равновесие. Когда скорость вращения ослабевает, волчок падает.
Земля упора не имеет. На планету действуют силы притяжения Солнца, Луны и других объектов системы и Вселенной. Тем не менее она выдерживает постоянное положение в пространстве. Скорость ее вращения, полученная еще при формировании ядра, достаточна для поддержания относительного равновесия.
Земная ось проходит через шар планеты не перпендикулярно. Она наклонена под углом 66°33´. Вращение Земли вокруг своей оси и Солнца делает возможным смену сезонов года. Планета «кувыркалась» бы в пространстве, если бы у нее не было строгой ориентации. Ни о каком постоянстве условий среды и жизненных процессов на ее поверхности не было бы речи.
Осевое вращение Земли
Вращение Земли вокруг Солнца (один оборот) происходит в течение года. За день на ней сменяются день и ночь. Если посмотреть на Северный полюс Земли с космоса, то можно увидеть, как она вращается против часовой стрелки. Полный оборот она совершает приблизительно за 24 часа. Этот период называют сутками.
Скорость вращения определяет быстроту смены дня и ночи. За один час планета оборачивается приблизительно на 15 градусов. Скорость вращения в разных точках ее поверхности различна. Это происходит из-за того, что она имеет шарообразную форму. На экваторе линейная скорость составляет 1669 км/час, или 464 м/сек. Ближе к полюсам этот показатель уменьшается. На тридцатой широте линейная скорость уже будет составлять 1445 км/час (400 м/сек).
Из-за осевого вращения планета имеет несколько сжатую с полюсов форму. Также это движение «заставляет» отклоняться перемещающиеся предметы (в том числе воздушные и водные потоки) от первоначального направления (сила Кориолиса). Еще одним важным следствием такого вращения являются приливы и отливы.
Смена дня и ночи
Шарообразный объект единственным источником света в определенный момент освещается только наполовину. Применительно к нашей планете в одной ее части в этот момент будет день. Неосвещенная часть будет скрыта от Солнца - там ночь. Осевое вращение дает возможность сменяться этим периодам.
Кроме светового режима изменяются условия обогрева поверхности планеты энергией светила. Такая цикличность имеет важное значение. Скорость смены световых и тепловых режимов осуществляется сравнительно быстро. За 24 часа поверхность не успевает ни чрезмерно нагреться, ни остыть ниже оптимального показателя.
Вращение Земли вокруг Солнца и своей оси с относительно постоянной скоростью имеет определяющее для животного мира значение. Без постоянства орбиты планета не удержалась бы в зоне оптимального обогрева. Без осевого вращения день и ночь длились бы по полгода. Ни то ни другое не способствовало бы зарождению и сохранению жизни.
Неравномерность вращения
Человечество за свою историю привыкло к тому, что смена дня и ночи происходит постоянно. Это служило неким эталоном времени и символом равномерности жизненных процессов. На период вращения Земли вокруг Солнца до определенной степени оказывает влияние эллипсность орбиты и другие планеты системы.
Другая особенность - изменение продолжительности суток. Осевое вращение Земли происходит неравномерно. Выделяют несколько основных причин. Значение имеют сезонные колебания, связанные с динамикой атмосферы и распределением осадков. Кроме того, приливная волна, направленная против хода движения планеты, постоянно его тормозит. Этот показатель ничтожен (за 40 тыс. лет на 1 секунду). Но за 1 млрд лет под действием этого продолжительность суток увеличилась на 7 часов (с 17 до 24).
Следствия вращения Земли вокруг Солнца и своей оси изучаются. Данные исследования имеют большое практическое и научное значение. Их используют не только для точности определения звездных координат, но и для выявления закономерностей, которые могут влиять на процессы жизнедеятельности человека и природные явления в гидрометеорологии и других областях.
Тихо шелестели на осеннем ветру пожелтевшие листы “Диалогов” Галилея. Три брата сидели на веранде дома, задумчиво склонив головы. Было грустно. Закончилась четырёхдневная “беседа”, которой без малого четыреста лет, беседа о двух важнейших системах мира – птолемеевой и коперниковой.
Какой бы интересной ни была книга, ей всегда приходит конец. Но книга не умирает, тем более такая. Она остаётся жить в нашей памяти, в наших мыслях. И вот, чтобы оживить на время потерянное чувство, задумали три брата – а были они математиком, астрономом и лингвистом (так мы и будем называть их в дальнейшем) – самим повести беседу или спор по какому-нибудь схожему вопросу.
Участников “Диалога” было трое: Сагредо, Сальвиати и Симпличио, и братьев как раз трое. Нашлась и подходящая тема беседы, устраивавшая каждого. А именно, раз Галилей доказал, что Земля вертится, то разумно задаться таким вопросом: “Почему Земля вертится именно против часовой стрелки?” На том и порешили.
Первым, на правах старшего брата, взял слово Математик. Он уточнил, что направление вращения – характеристика относительная. Если смотреть с Северного полюса, то Земля вращается против часовой стрелки, а если с Южного – по часовой стрелке. Значит, вопрос не имеет смысла.
– Тут ты ошибаешься, – возразил Астроном, являющийся средним братом. – Северное полушарие Земли считается верхним, и смотрят обычно с его стороны. Недаром глобусы с фиксированной осью имеют верхним именно северное полушарие. Даже мы, астрономы, народ строгий, говорим: “над плоскостью эклиптики”, т.е. плоскостью орбиты Земли, когда имеем в виду полупространство со стороны северного полушария, и – “под”, когда со стороны южного. Хотя моряки высокими называют широты, близкие не только к Северному, но и к Южному полюсу, а низкими – близкие к экватору. Правда, тут дело скорее в том, что абсолютное значение широты растёт при движении в обе стороны от экватора. Но само понятие о высокой широте возникло в северном полушарии.
– Брат Астроном прав, – подтвердил Лингвист, младший брат. – И хотя детское утверждение о том, что у Земли есть верх и низ, это исторический пережиток и следствие зарождения цивилизации в северном полушарии, но так принято и так удобнее. Если задавать вопрос строго, то он звучит слишком громоздко: “Почему Земля, видимая со стороны Северного полюса, вращается против часовой стрелки?”
– Хорошо, я отвечу и на такой вопрос, – сказал Математик, хитро улыбнувшись. – Только сначала ответьте мне, – он подбросил монетку и показал её всем, – почему выпал именно орел, а не решка? Видите ли, появление вращения по или против часовой стрелки, так же, как и выпадение орла или решки, суть события случайные и равновероятные.
– Ну, здесь вы ошибаетесь, – перебил Астроном. – В Солнечной системе вращение против часовой стрелки (если смотреть со стороны Северного полюса эклиптики) является преобладающим, а значит, и более вероятным. Поэтому мы, астрономы, называем это движение прямым, хотя оно и “против”, а движение по часовой стрелке – обратным, хотя оно и “по”. Да и физики с математиками, видимо, поэтому приняли за положительное направление вращения и обхода именно движение против часовой стрелки. Так движется всё, что только возможно: поверхность Солнца, планеты по орбитам и вокруг оси, спутники и кольца вокруг планет и вокруг оси, пояс астероидов. Лишь немногие небесные тела имеют обратное движение: лежебока-Уран вместе со всеми своими спутниками, склонивший ось вращения под плоскость орбиты на восемь градусов; лентяйка-Венера, имеющая самый длинный день продолжительностью в 243 земных дня; некоторые внешние спутники планет-гигантов да несколько комет и астероидов. Объясняется преобладание прямого движения в Солнечной системе тем, что такое направление вращения имело протопланетное облако, из которого она возникла. Так что шанс того, что Земля стала бы вращаться по часовой стрелке, крайне мал.
В ответ на это Математик, умевший изготовить модель из чего угодно, вытащил из кармана билет на автобус и спросил:
– А ты знаешь, что шанс того, что номер этого билета мог оказаться именно “847935”, был один к миллиону и, тем не менее, выпал, как видишь, именно он. А всё потому, что не имеет смысла искать вероятность события уже после того, как оно произошло. Кроме того, о вероятности имеет смысл говорить лишь для событий, которые могут повторяться, которые можно воспроизводить или наблюдать в большом количестве, а в одном событии не может быть никаких закономерностей. Именно поэтому, например, нельзя говорить о температуре или давлении газа в объёме, включающем всего одну или несколько молекул. Кроме того, ты утверждаешь, что направление вращения Земли обусловлено направлением вращения протооблака, а, между тем, ты забываешь, что оно и само случайно. Ты мог бы, например, изучить начальные условия при бросании монеты и рассчитать, какой стороной она упадёт. Это говорит о том, что в принципе выпадение монеты это не случайное событие. Но дело здесь не в том, что результат нельзя предугадать, а в том что он непредсказуем без знания начальных условий, которые сами случайны. Поэтому и оба направления вращения для Земли равновероятны. Теперь вы, надеюсь, понимаете, что спорить бессмысленно, – закончил Математик с видом победителя. – Прав я, брат Лингвист?
– Оба вы по сути правы. Спор же у вас идёт о словах и формулировках. Всё зависит от того, какой смысл вы вкладываете в вопрос. Естественно, каждый искал и нашёл решение вопроса в близком ему значении: математик ищет через вероятности, астроном – через космогонию, а я сейчас дам вам третью трактовку. Поскольку я лингвист, то ищу смысл, прежде всего, в значении слов. – Взгляд его упал на часы. – Вот кто нас рассудит. Вы, когда слышите о вращении по часовой стрелке, представляете себе конкретное направление, а я вижу слово “часы”. Для меня “по часовой стрелке” – это направление, совпадающее с ходом часовой стрелки наших часов. Спрашивается, почему же люди за главное направление выбрали именно ход часовой стрелки, а не, скажем, направление вращения гончарного круга или вращение минутной стрелки? И вообще, почему люди сделали часовую стрелку вращающейся в известную нам сторону? Я думаю, что это не случайно. За направление движения стрелки в механических часах было принято направление вращения указателя в первых часах, созданных человеком, – в солнечных. Именно они определили не только вид современных механических часов и скорость вращения их часовой стрелки (только она стала вращаться в два раза медленнее тени и стрелки в некоторых прежних 24-часовых циферблатах), но и вообще вид приборов с круговой шкалой и стрелочным указателем. Только движение часовой стрелки-тени в солнечных часах обладало неизменным направлением вращения и могло быть всегда воспроизведено – вот почему люди и взяли его за эталон. Заметьте, тень от столба, как известно, поворачивается по часовой стрелке – в ту же сторону, в которую происходит видимое движение Солнца по небосводу. Но, как было показано Галилеем, в действительности Солнце неподвижно, а видимое его движение вызвано вращением Земли в обратном направлении, т.е. именно против часовой стрелки. Таким образом, понятно, что Земля может вращаться только против часовой стрелки, если под этим понимать не конкретное направление, а именно направление хода часовой стрелки-тени в солнечных или механических часах. Если бы Земля вращалась в другую сторону, то другим было бы и движение часовой стрелки.
– Ну ты, брат, силён, – восхищённо проговорил Математик. – Это же невероятно. Получается, если бы цивилизация возникла в южном полушарии, то обнаружила бы, что и с их стороны Земля вращается против часовой стрелки. Ведь их солнце движется по небу в сторону, противоположную движению нашего, а значит, и их часовая стрелка вращалась бы противоположно.
