Sejak abad ke-16 ketika Nicolaus Copernicus menunjukkan bahawa Bumi berputar di bawah Matahari, para saintis telah bekerja tanpa lelah untuk memahami hubungan dalam istilah matematik. Sekiranya badan cakerawala yang terang ini - yang bergantung pada musim, kitaran diurnal, dan semua kehidupan di Bumi - tidak berputar di sekitar kita, maka apakah sebenarnya sifat orbit kita di sekelilingnya?
Selama beberapa abad, para astronom telah menggunakan kaedah saintifik untuk menjawab soalan ini, dan telah menentukan bahawa orbit Bumi di sekitar Matahari mempunyai banyak ciri menarik. Dan apa yang mereka dapati telah membantu kita memahami mengapa kita mengukur masa seperti yang kita lakukan.
Ciri Orbital:
Pertama sekali, kelajuan orbit Bumi di sekitar Matahari adalah 108,000 km / jam, yang bermaksud bahawa planet kita bergerak 940 juta km dalam satu orbit. Bumi melengkapkan satu orbit setiap 365.242199 hari suria, fakta yang jauh untuk menjelaskan mengapa memerlukan hari kalendar tambahan setiap empat tahun (aka. Semasa tahun lompat).
Jarak planet dari Matahari berbeza ketika mengorbit. Sebenarnya, Bumi tidak pernah sama jarak dari Matahari dari hari ke hari. Ketika Bumi paling dekat dengan Matahari, dikatakan berada di perihelion. Ini berlaku sekitar 3 Januari setiap tahun, ketika Bumi berada pada jarak sekitar 147,098,074 km.
Jarak rata-rata Bumi dari Matahari adalah sekitar 149.6 juta km, yang juga disebut sebagai satu unit astronomi (AU). Ketika berada pada jarak paling jauh dari Matahari, Bumi dikatakan berada di aphelion - yang berlaku sekitar 4 Julai di mana Bumi mencapai jarak sekitar 152,097,701 km.
Dan anda di hemisfera utara akan menyedari bahawa cuaca "hangat" atau "sejuk" tidak bertepatan dengan seberapa dekat Bumi dengan Matahari. Itu ditentukan oleh kecondongan paksi (lihat di bawah).
Orbit Elips:
Seterusnya, terdapat sifat orbit Bumi. Daripada menjadi lingkaran yang sempurna, Bumi bergerak mengelilingi Matahari dalam bentuk bulatan atau bujur yang memanjang. Inilah yang dikenali sebagai orbit "elips". Corak orbit ini pertama kali dijelaskan oleh Johannes Kepler, ahli matematik dan astronomi Jerman, dalam karya manianya Astronomia nova (Astronomi Baru).
Setelah mengukur orbit Bumi dan Marikh, dia memerhatikan bahawa kadang-kadang, orbit kedua-dua planet nampaknya semakin cepat atau melambat. Ini bertepatan secara langsung dengan aphelion planet dan perihelion, yang bermaksud bahawa jarak planet dari Matahari mempunyai hubungan langsung dengan kelajuan orbitnya. Ini juga bermaksud bahawa Bumi dan Marikh tidak mengorbit Matahari dengan corak bulat sempurna.
Dalam menggambarkan sifat orbit elips, para saintis menggunakan faktor yang dikenal sebagai "eksentrisitas", yang dinyatakan dalam bentuk angka antara nol dan satu. Sekiranya eksentrisiti planet mendekati sifar, maka elips hampir bulatan. Sekiranya dekat dengan satu, elips panjang dan langsing.
Orbit bumi mempunyai eksentrisitas kurang dari 0,02, yang bermaksud bahawa ia sangat hampir bulat. Itulah sebabnya perbezaan antara jarak Bumi dari Matahari di perihelion dan aphelion sangat sedikit - kurang dari 5 juta km.
Perubahan Bermusim:
Ketiga, ada peranan yang dimainkan oleh orbit Bumi pada musim-musim, yang telah kita sebutkan di atas. Keempat musim ditentukan oleh fakta bahawa Bumi condong 23.4 ° pada sumbu menegaknya, yang disebut sebagai "kemiringan paksi." Keanehan ini di orbit kita menentukan titik balik - titik di orbit kecondongan paksi maksimum ke arah atau jauh dari Matahari - dan ekuinoks, apabila arah kecondongan dan arah ke Matahari tegak lurus.
Singkatnya, ketika hemisfera utara miring dari Matahari, ia mengalami musim sejuk sementara hemisfera selatan mengalami musim panas. Enam bulan kemudian, ketika hemisfera utara condong ke arah Matahari, susunan musiman dibalikkan.
Di hemisfera utara, solstis musim sejuk berlaku sekitar 21 Disember, solstis musim panas hampir pada 21 Jun, ekuinoks musim bunga sekitar 20 Mac dan ekuinoks musim gugur sekitar 23 September. Miring paksi di hemisfera selatan bertentangan dengan arah di hemisfera utara. Oleh itu kesan bermusim di selatan dibalikkan.
Walaupun benar bahawa Bumi memang memiliki perihelion, atau titik di mana ia paling dekat dengan matahari, dan apelion, titik terjauhnya dari Matahari, perbezaan antara jarak ini terlalu minimum untuk memberi kesan yang signifikan pada musim Bumi dan iklim.
Mata Lagrange:
Satu lagi ciri menarik orbit Bumi di sekitar Matahari ada kaitannya dengan Lagrange Points. Ini adalah lima kedudukan dalam konfigurasi orbit Bumi di sekitar Matahari di mana tarikan graviti gabungan Bumi dan Matahari memberikan tepat daya sentripetal yang diperlukan untuk mengorbit dengan mereka.
Lima Titik Lagrange di antara Bumi dilabelkan (agak tidak membayangkan) L1 hingga L5. L1, L2, dan L3 duduk di sepanjang garis lurus yang melalui Bumi dan Matahari. L1 duduk di antara mereka, L3 berada di seberang Matahari dari Bumi, dan L2 berada di seberang Bumi dari L1. Ketiga-tiga titik Lagrange ini tidak stabil, yang bermaksud bahawa satelit yang diletakkan di salah satu daripadanya akan bergerak tentu saja jika terganggu sedikit pun.
Titik L4 dan L5 terletak di hujung dua segitiga sama sisi di mana Matahari dan Bumi membentuk dua titik bawah. Titik-titik ini terletak di sepanjang orbit Bumi, dengan L4 60 ° di belakangnya dan L5 60 ° di hadapan. Kedua-dua Titik Lagrange ini stabil, oleh sebab itu ia menjadi destinasi popular untuk satelit dan teleskop angkasa.
Kajian mengenai orbit Bumi di sekitar Matahari telah banyak mengajar para saintis mengenai planet lain juga. Mengetahui di mana planet berada dalam kaitannya dengan bintang induknya, tempoh orbitnya, kecondongan aksialnya, dan pelbagai faktor lain adalah pusat untuk menentukan sama ada kehidupan boleh wujud pada satu, dan sama ada suatu hari manusia dapat hidup atau tidak di sana.
Kami telah menulis banyak artikel menarik mengenai orbit Bumi di sini di Space Magazine. Inilah 10 Fakta Menarik Mengenai Bumi, Sejauh Mana Bumi dari Matahari ?, Apakah Putaran Bumi ?, Mengapa Ada Musim ?, dan Apakah Kemiringan Paksi Bumi?
Untuk maklumat lebih lanjut, lihat artikel ini di NASA- Window's to the Universe artikel mengenai orbit elips atau lihat NASA's Earth: Overview.
Pelakon Astronomi juga memberi peluang kepada subjek. Inilah Pertunjukan BQuestions: Lubang hitam hitam, Tidak seimbang Bumi, dan Pencemaran Ruang.
Sumber:
- Wikipedia - Orbit Bumi
- NASA: Windows to the Universe - Orbit Bumi
- NASA: Tanya Ahli Astrofizik - Kepantasan Putaran Bumi
