حرکت زمین در اطراف خورشید برای قرن ها یک رمز و راز بود، بشر خیلی زود سعی در درک آنچه در حال حرکت بودندداشتند خورشید در سراسر آسمان یا زمین در اطراف خورشید. ایده ی منظومه ی شمسی خورشید، هزاران سال پیش توسط فیلسوف یونانی آریستارکوس ساموس Aristarchus of Samosکشف شد. تا زمانی که نیکلاوس کاپنیکسNicolaus Copernicus، ستاره شناس لهستان، نظر خود در مورد خورشید را در دهه ی هشتاد مطرح نکرد، او نشان داد که چگونه سیارات می توانند خورشید را در مدار قرار دهند.
زمین به دور خورشید در یک دایره ای کمی مسطح به شکل "بیضی" قراردارد. در هندسه، بیضی یک منحنی است که حلقه های اطراف دو نقطه به نام "کانون" است. فاصله از مرکز تا طولانی ترین انتهای بیضوی، نیمه محور نامیده می شود، در حالی که فاصله به طرفهای مسطح بیضوی، "محور نیمه جانبی" نامیده می شود. خورشید در مرکز توجه هر بیضی از سیاره است، یعنی فاصله بین خورشید و هر سیاره در طول سال متفاوت است .
فصول چگونه بوجود می آید؟
ویژگی های مدار زمین
هنگامی که زمین در مدار خود نزدیکترین فاصله به خورشید است، در نقطه الرس, حضیض"perihelion" قرار دارد. این فاصله 147،166،462 کیلومتر است و زمین در ماه ژانویه می رسد. سپس در 4 ژوئیه هر سال، زمین در فاصله 152171، 5222 کیلومتر خورشید است. این نکته "اوج aphelion" نامیده می شود. هر دنیای (از جمله ستاره دنباله دار و سیارک ها) در منظومه شمسی که در سیستم خورشید قرار دارد، دارای نقطه ی perihelion و aphelion است.
توجه داشته باشید که برای زمین، نزدیکترین نقطه در زمستان نیمکره شمالی است، در حالی که دورترین نقطه در نیمکره شمالی تابستان است. اگر چه افزایش کوچکی در گرمای خورشید وجود دارد، اما لزوما با perihelion و aphelion ارتباط ندارد. دلایل فصلها بیشتر به خاطر شیب مدار سیاره ما در طول سال است. به طور خلاصه، هر قسمت از سیاره کشیده شده به سمت خورشید در طول مدار سالانه در آن زمان بیشتر گرم خواهد شد. همانطور که می چرخد، میزان گرما کمتر است. این به تغییر فصل ها بیش از محل زمین در مدار خود کمک کند.
مدار زمین در اطراف خورشید معیار فاصله است. ستاره شناسان میانگین فاصله بین زمین و خورشید (149،597،691 کیلومتر) را می گیرند و از آن به عنوان فاصله استاندارد به نام "واحد نجومی" (یا AU برای کوتاه بودن) استفاده می کنند. سپس آنها از فاصله کوتاهتر در منظومه شمسی استفاده می کنند. به عنوان مثال، مریخ 1.524 واحد نجومی است. این بدان معنی است که فاصله ای بین زمین و خورشید فقط بیش از یک و نیم برابر است. مشتری تقریبا 5.2 AU است، در حالی که پلوتون یک عدد 39، 5 AU است.
مدار ماه
مدار ماه نیز بیضی است. هر 27 روز یک بار در اطراف زمین حرکت می کند و به دلیل قفل شدن در جزر و مد، همواره همان چهره ای را که ما در اینجا روی زمین داریم، نشان می دهد. ماه مدار واقعی زمین نیست؛ آنها در واقع یک مدار مرکز ی رایج جاذبه نامیده می شوند که یک بریچر(barycenter) است. پیچیدگی مدار زمین-ماه و مدار آنها در اطراف خورشید منجر به تغییر شکل ظاهری ماه می شود که از زمین دیده می شود. این تغییرات، "(فازهای )مراحل ماه" نامیده می شود، هر 30 روز یک چرخه را می گذرانند.
مدارهای دیگر سیاره
دنیاهای دیگر منظومه شمسی که در خورشید قرار دارند، با توجه به فاصله شان سالهای مختلف دارند. برای مثال، مرکوری یک مداردارد که 88 روز زمینی طول می کشد. زهره 225 روز زمین است، در حالی که مریخ 687 روز زمین است. مشتری حدود 11.86 سال زمینی طول می کشد تا یک دور خورشید کامل بزند ، در حالی که زحل، اورانوس، نپتون و پلوتون به ترتیب 28.45، 84، 164.8 و 248 سال طول می کشد. این مدارهای طولانی، یکی از قوانین جوهانس کپلر مدارهای سیاره ای را منعکس می کنند، که می گوید دوره زمانیکه به دور خورشید می رسد، متناسب با فاصله آن (محور نیمی از آن) است. قوانین دیگری که او طراحی کرده است، شکل مدار و زمان هر سیاره را برای عبور از هر بخش از مسیر آن در اطراف خورشید توصیف می کند.
خلاصه :
شعاع زمین 6370 کیلومتر (حدود 3980 مایل) است. شعاع خورشید حدود 100 برابر بزرگتر است.
زمین یک بار در سال در اطراف خورشید می چرخد. مدار آن کمی بیضی شکل است، و خورشید در یکی از فضاهای بیضی است.
میانگین فاصله از زمین تا خورشید حدود 149 میلیون کیلومتر است (حدود 93 میلیون مایل).
فاصله از زمین تا خورشید متغیر است از حدود 147 میلیون کیلومتر تا 152 میلیون کیلومتر (یعنی از 92 میلیون تا 95 میلیون مایل یا حدود +/- 1.4 درصد از میانگین فاصله).
زمین در ماه ژانویه نزدیک به خورشید (Perihelion) و در طول ماه ژوئیه دورترین (aphelion) است.
زمین یک بار در روز (24 ساعت) چرخش می کند. چرخش یک محور چرخش، قطب شمال، قطب جنوب و استوا را تعریف می کند. [در واقع زمین تقریبا بیش از یک بار در روز خورشید جابجا می شود، زیرا زمین هر روز در اطراف خورشید حرکت می کند. به عنوان یک نتیجه، هر مکان خاصی برای برخورد با خورشید به طور مستقیم ، زمین باید کمی بیش از 360 درجه چرخش کند.]
در طول یک روز، هر مکان خاصی در یک دایره هماهنگ با دایره عرض جغرافیایی حرکت می کند.
زمان محلی روز (تعریف شده از لحاظ موقعیت خورشید در آسمان) در همه جا در امتداد خط طول یکسان است.
در هر لحظه، خورشید نیمی از زمین را روشن می کند. مرز بین نیمه های خورشید بدون تابش زمین، دایره روشنایی یا پایانه نامیده می شود.
بیشتر بخوانید :
سیاره زمین
سیاره مشتری یا ژو پیتر
ساختمان خورشید
ستاره شناسان
منظومه شمسی چیست؟
سیاره مرکوری
سیاره ونوس یا زهره