Dünya'nın dönme olan hareketi içinde Dünya'da etrafında kendi üzerine eksen ait coğrafi kutupları birbirine bağlayan Kuzey Kutbu'nu için Güney Kutbu . Bu ilk kez ifade edilmiştir astronom Yunan Filolaos , V inci yüzyıl M.Ö.. J.-C.
Buna ek olarak, Dünya, her gibi gezegen içinde güneş sistemi etrafında dönmektedir Sun bir hareket olarak adlandırılan içinde, devrime . Dünya örneğinde, bu hareketin periyodu, yani bir yılı tanımlayan güneş etrafında tam bir devrimin süresidir. Gelen gök mekaniği daha genel ve fiziği , devrim genellikle "denir "Uzak bir nesne etrafında bir dönüşü", Dünya'nın Güneş etrafındaki dönme hareketi olarak tanımlanır çeviri bir öteleme hareketini: ancak bu dilin kötüye kullanılması anlamına gelmektedir," bir tüm noktaları hareket geometrik nesne ile aynı mesafede aynı yönde ve yerde için durum aynı değildir yönde,,. Bu yörünge hareketi, tartışılacak olan Dünya'nın dönüşünden çok farklıdır.
Dünyanın kendi ekseni etrafındaki dönüşü, ana bileşeni ortalama 23 saat 56 dakika 4,1 s'de gerçekleştirilen bir dönüş olan karmaşık bir harekettir . Dönme ekseni ekliptik üzerinde ortalama 23°26' eğimlidir ; bu eğilim mevsimlerin sebebidir .
Dünya'ya düşünce ile kuzey yönünde çok uzak bir noktadan bakarsak, Dünya'nın dönüşü Doğu'ya doğru, doğrudan yönde, yani saat yönünün tersindedir. Aynı bakış açısından, Güneş etrafındaki dönüş hareketi de saat yönünün tersine gerçekleştirilir.
Kozmologlar ve gezegenbilimciler tarafından en sık kabul edilen hipotez , etrafında gezegenlerin yörüngede döndüğü bir yıldızdan (veya birkaç yıldızdan oluşan bir gruptan) oluşan yıldız sistemlerinin, yerçekimi etkisi altında bir gaz ve toz bulutunun yoğunlaşması ve birikmesiyle oluştuğudur. . Bu nedenle, yıldız sistemlerinin modelleri, bir çöküş sırasında, merkezi bir yıldızın - hatta iki veya daha fazlasının - oluşumuyla, ardından artık çevresel diskten gazların ve tozun gezegenlere birikmesiyle başlar.
Açısal momentumun korunumu ilkesinden dolayı, ilk bulutunki, Güneş'in kendi üzerindeki dönme hareketi, gezegenlerin Güneş etrafındaki dönme hareketleri ve üzerlerindeki gezegenlerin dönme hareketleri arasında dağıtılır. tüm küçük cisimlerin dönüş ve dönüş hareketlerini eklemek gerekir: gezegenler ve gezegenlerin uyduları).
İlkel bulutun birikmesi sırasında, parçacıklar arasındaki sürtünme ısıya dönüştü. Bu, Güneş'in sıcaklığını, onu besleyen nükleer reaksiyonu başlatmaya ve Dünya'ya (aynı zamanda nükleer bozunmalarla beslenen) iç sıcaklığını vermeye yetecek kadar yükseltti.
Dünyanın hareketi iki kısma ayrılabilir: kütle merkezi etrafındaki dönüşü ve ikincisinin hareketi. Bu iki parçanın her biri sırayla farklı özelliklere sahip birkaç bileşene ayrılabilir. Bu yüzden yeryüzünde dönme hareketi dönme anlık ekseni etrafında dönmesini ve uzayda veya ilgili olarak ya da tespit edilebilir, bu eksenin hareketini içeren yeryüzü kabuğunun (bakınız aşağıda, hareket kutup). Aynı şekilde, kütle merkezinin hareketi de Güneş etrafındaki hareketin ve Güneş'in Galaksideki hareketinin sonucudur (bkz. GALAXY).
Astronomik zaman ve mesafe ölçeklerinde düşünüldüğünde, Dünya'nın katı değil, plastik bir kıvamı vardır. Kendi üzerine Onun dönüşü ona bir şeklini verdi devrim Elipsoid : merkezkaç ivme etkisiyle, kutuplarda (6357 onun yarıçapı km ) ekvator (6378 onun yarıçapı daha azdır km ).
Dünya basit bir katı değildir, dönüşünü incelemek için şeklini kesin olarak tanımlamak gerekir.
Kara kütlelerinin kaymaları levha tektoniği ile incelenir . Yerkabuğunun hareketlerini örneğin GPS ile nasıl ölçeceğimizi biliyoruz . Sözde Tisserand sözleşmesi ile bu, ITRS ( Uluslararası Karasal Referans Sistemi ) olarak adlandırılan dünyanın teorik bir modelini dondurmayı mümkün kılar .
Daha sonra, şeklini değiştiren çeşitli karasal ortamlara ve arayüzlere müdahale eden diğer faktörleri hesaba katmaya devam ediyor:
Dünya bu farklı "indirgemeler" ile "katılaştınldı", yıldızların bu katı üzerindeki hareketini inceleyebiliriz (bkz. Euler açıları ve senkron dönüş ).
Dünyanın dönüşü, üç hareketin üst üste gelmesinden kaynaklanan karmaşık bir harekettir:
Dünyanın karmaşık dönme hareketinin bir görüntüsü, sürtünme nedeniyle yavaşladığında bir tepe tarafından verilir: tepenin ekseni dönmeye başlar ve bu dönüşün kendisi salınımlardan etkilenir.
Dünyanın kendi ekseni etrafında dönme hareketiSabit küre ile bağlantılı bir Galile koordinat sisteminde, Dünya kendi ekseni etrafında batıdan doğuya doğru, yani kuzey yönünde uzak bir mesafeden bakıldığında saat yönünün tersine döner. Bu kıyaslamada, tam bir dönüş ortalama olarak 86 164.1 s veya 23 sa 56 dak 4.1 s'den ( yıldız günü ) biraz daha kısa bir sürede gerçekleşir . Bunun nedeni, Dünya'nın kendi etrafında dönmesiyle aynı anda Güneş'in etrafında dönmesidir, çünkü güneş günü birkaç dakika veya 24 saat daha uzun sürer. Dünyanın kendi ekseni etrafındaki dönüşü, 7.292 115 × 10 −5 rad / s'lik bir açısal hıza karşılık gelir ve ekvatorda 465.1 m / s'lik bir doğrusal yüzey hızına sahiptir .
Dünya katı bir katı olmadığından, açısal dönme hızı jeodezyenler ve astronomlar tarafından dikkatlice tanımlanmalıdır. Ölçümü, sonuçlarını yayınlayan International Earth Rotation and Reference Systems Service ( International Earth Rotation and Reference Systems Service , IERS ) tarafından yapılır; özellikle Paris Gözlemevi'nde bulunan IERS'nin Dünya Yönelimi Merkezi, WEB sitesinde günün uzunluğundaki varyasyonları sağlar.
Bu dönüş hızı değişir. Bölgesel gelgitlerin (birkaç gün ile 18,6 yıl arasındaki dönemler) neden olduğu harmonik değişimlere ek olarak, dönme süresinde (günün uzunluğu) düzensiz değişimler, esas olarak 1 ms civarında mevsimsel bir değişim ve on yıllık değişimler vardır. 10 ila 70 yıl) yaklaşık 5 ms . Mevsimsel ve mevsim altı değişimler rüzgarların etkisiyle çok iyi açıklanırsa, on yıllık dalgalanma tam olarak anlaşılamamıştır ve çekirdek ile manto arasındaki etkileşimden geldiği görülmektedir. On yıllık değişimler nedeniyle, Dünya 2016'dan beri keskin bir şekilde hızlandı, böylece gün uzunluğu 2021'den bu yana 86400 s SI gününden daha az mevsimsel bir ortalamaya sahip. Ayrıca, uzun vadede Güneş ve Ay'ın hareketleri gelgit yükselmesi üzerinde bir artışa neden geciktirici torkunu üretecek gün uzunluğu yaklaşık 1.3 arasında ms yüzyılın başına 3.84 Moon bir mesafede cm (bakınız yılda eşzamanlı dönüşü ).
Dönme kutbu, dönme ekseninin kuzey yarımkürenin yüzeyiyle kesiştiği noktadır. Dünya'da olduğu gibi uzayda direğin yönü 0.1 ark milisaniyelik bir doğrulukla ölçülür.
Ekinoksların presesyonuDünyanın dönme ekseni, ekliptik düzlemine dik olanla 23 ° 26' sabit bir açı yapar . Ekinoks Dünya yörüngesinin (ekliptik) ve dönme eksenini içeren uçağı dik altı ayda Sun geçtiğinde gerçekleşir. Ancak bu plan yaklaşık 28.500 yıllıktır. Bir arama polody kuzey yönünde düzeltmelerin küre ile dünyanın rotasyon ekseni kesişme noktası herpolody düzeltmelerin küre üzerinde bu noktada tarif eğrisi. 130'da ekinoksların devinimini keşfeden ve tanımlayan Yunan astronom Hipparchus'du . J.-C.
nütasyonÜğrüm rotasyon konisinin ekseni etrafında hızla salınan hareket ve Dünya'nın ekseninin küçük genlikli olduğunu. Bu hareketin kendisi birkaç nütasyonun birleşimi olarak tanımlanır. Bunlardan başlıcası 18.6 yıllık periyodu ve 9.2 ″ genliği olan Bradley nutasyonudur .
Presesyon ve nütasyonun nedenleriDünya'nın şekli tam olarak küresel değil, dönüşün hafif yassı bir elipsoididir ve ekvatordaki çapı kutuplardan geçenden biraz daha büyüktür. Dönme ekseni tutulmaya göre eğimli olduğundan, Dünya, daha fazla madde konsantrasyonu nedeniyle ekvatorda gezegenin geri kalanından ortalama olarak daha büyük gelgit kuvvetleri yaşar. Bu, ekvatoru ekliptik düzlemine doğru getirme eğiliminde olan bir torka neden olur. Bu çiftin ekseni, Dünya'nın dönme eksenine kabaca dik olduğu için, bu eksen bir tepe ile aynı şekilde bir presesyona uğrar . Dünya mükemmel bir şekilde küresel olsaydı bu hareketler olmazdı.
Günün uzunluğu, onu ölçmek için kullanılan referans çerçevesine bağlıdır:
Dünyanın yıllık dönüş periyodu, kullanılan kritere bağlıdır:
Gregoryen takvimi, mevsimlere göre istikrarını sağlamak için kurulmuştur, yani bahar ekinoksu her zaman aynı tarihte gerçekleşir. Dolayısıyla bu takvim, tropikal yılın tüm kesirlerinde bir yaklaşıklıktır (tam kesirlerde çünkü takvim yılının uzunluğunu ayarlamak için günlerin kesirlerini toplayamaz veya çıkaramayız).
Kullandığı yöntem, her 4 yılda bir ( artık yıllar ) bir tam gün eklemek ve her 400 yılda bir (artık seküler yıllar) üç gün çıkarmaktır, yani:
Gün cinsinden ortalama Gregoryen yılı =Gregoryen yılı, tropikal yıldan her yıl 0.000 310 2 gün farklıdır ve bahar ekinoksunun 21 Mart için belirlenen takvim ekinoksundan ortalama bir gün farklı olması 3.224 yıl alacaktır. Uygulamada, her dört yılda bir tam bir gün eklemek, astronomik bahar ekinoksunun döngüsel olarak 20, 21 veya 22 Mart'ta düşmesine neden olur, ancak ortalama tarihi yukarıdaki yaklaşıklık içinde sabitlenir.
Dev darbe 4,4 milyar yıl önce sorumlu olacak eğerek Dünya'nın eksenini dönme ve Dünya'nın dönüşünü hızlandıran (zamanda, günde on saat süren görünüyor).
Eğer Dünya'nın yörüngesi şimdi olduğu gibi aynı olmuştu, yılda 880 gün olurdu.
Eşzamanlı dönüş Moon bağlı olan sürtünme dönme senkronizasyonu ve Dünya çevresinde Moon devrimi kadar ay dönme yavaşlatılmıştır Earth tarafından uygulanan gelgit kuvvetlerinden dolayıdır. Bu nedenle şimdi bize her zaman aynı görünür tarafı (dolayısıyla gizli tarafı) sunar.
Tersine, Dünya ve Ay arasındaki gelgit kuvvetleri de Dünya'nın kendi üzerindeki dönüşünü yavaşlatır, böylece Devoniyen'in fosil mercanlarının yıllık büyüme halkalarındaki görünür günlük büyüme halkalarının sayısı (380 milyon yıl önce) sayılır. ) o zaman yılın 400 günü olduğu, ancak bir günün sadece 22 saat sürdüğü ortaya çıkıyor.
Her 200 milyon yılda bir (veya iki milyon yüzyılda) günlük dönüş başına bir saat ekleyerek bu yavaşlama, yüzyılda yaklaşık birkaç milisaniyedir.
İki cisim birbirinin etrafında döndüğünde, yerçekimi kuvveti, iki cismin dönüşünü devirleriyle senkronize etme eğilimindedir, böylece uzun vadede, iki cisim bir taraftan bakıldığında gökyüzünde sabitlenmiş gibi görünür. Etki, kütle oranına ve iki cisim arasındaki mesafeye bağlıdır. Ancak Dünya, Güneş'in bir uydusudur ve uydu olarak Ay'a sahiptir. Bu nedenle dönüşü bu iki yıldızdan etkilenir.
Kütleler ve mesafeler arasındaki en önemli ilişki, Dünya'nın Ay üzerindeki ilişkisidir: Ay'ın kendi etrafındaki dönüşü, Dünya etrafındaki dönüşü ile senkronizedir ve ona her zaman aynı yüzü sunar.Dünya-Ay çiftinin bir üyesi olarak, Dünya, Ay'ın Dünya'dan uzaklaştıkça yavaş yavaş artan ay ile en sonunda senkronizasyonu sağlamak için giderek daha yavaş dönecektir. Dünya'nın kendi yörüngesindeki açısal dönme hızı Ay'ınkinden daha büyük olduğundan yavaşlama eğilimindedir ve günün uzunluğu kaçınılmaz olarak uzar. Açısal momentumun korunumu ilkesi nedeniyle, Dünya'nın bu şekilde kaybedilen açısal dönme momentumu, yörüngesel ötelemesinde tam olarak Ay tarafından kazanılır, bu da Ay'ın Dünya'dan uzaklığına neden olur. Dünyanın kaybettiği dönme kinetik enerjisi, gelgitlerin sürtünmesiyle ısıya dönüşür. Ay ayrıca kinetik enerjisini, E c , (her zaman pozitif bir büyüklük) yavaş yavaş kaybeder , çünkü yörünge hızı uzaklaştıkça yavaşlar (uzayan yörüngesinde yavaşlar); ancak, herhangi bir uyduda olduğu gibi, potansiyel enerjisi E p ve toplam yörünge enerjisi E negatiftir (E = E p + E c = -E c = ( 1 / 2 ) E p , çünkü virial teorem : E p = - 2 E c ). Böylece E daha az negatif olur ve dolayısıyla artar. Şu anda, Dünya-Ay sisteminin toplam “mekanik” enerjisi kaybı, yavaşlayan Dünya tarafından kaybedilen -3.2 TW veya -3.321 TW ve uzaklaşan Ay tarafından kazanılan +0.121 TW düzeyindedir.Ay'ın Dünya üzerindeki etkisi, Güneş'inkinden neredeyse yarım milyon kat daha fazladır. Dünya, Güneş'e aynı yüzünü göstermeden çok önce, Ay'a her zaman aynı yüzünü sunacaktır. Hesaplamalar, bugünlerde karasal gün ve kameri ayın 47 olması için birkaç milyar yıl ve üç yıldızın senkronizasyonunun olması için daha da fazla zaman alacağını, bu da güneş sisteminin tahmini ömründen daha fazla olduğunu gösteriyor. Pluto-Charon sistemi bu duruma 6 gün 9 saat 17 dakikalık senkron rotasyonla zaten ulaştı.