Номер 3, страница 201 - гдз по физике 7 класс учебник Кронгарт, Даданбеков

3. Какие наблюдения доказывают, что Земля движется вокруг Солнца?

Доказательства движения Земли вокруг Солнца основаны на ряде астрономических наблюдений, которые невозможно или крайне сложно объяснить в рамках геоцентрической модели мира (согласно которой Земля является центром вселенной). Вот основные из них:

1. Годичный параллакс звезд

Это видимое смещение близких звезд на фоне более далеких, вызванное изменением положения Земли при ее движении по орбите. Представьте, что вы смотрите на палец вытянутой руки, закрывая поочередно левый и правый глаз. Палец будет смещаться относительно фона. В астрономии роль глаз играет Земля, находящаяся в противоположных точках своей орбиты с интервалом в полгода. Величина этого смещения, называемого параллаксом, очень мала, так как звезды находятся очень далеко, но она измерима. Впервые годичный параллакс был успешно измерен Фридрихом Бесселем в 1838 году для звезды 61 Лебедя. Это наблюдение является прямым доказательством того, что Земля обращается вокруг Солнца, а не стоит на месте.

2. Аберрация света звезд

Это явление заключается в изменении видимого положения звезд на небесной сфере, вызванном конечной скоростью света и движением Земли по орбите. Аналогию можно провести с дождем: если вы стоите под вертикально падающим дождем, капли летят сверху вниз. Но если вы начнете бежать, вам покажется, что дождь идет под углом. Точно так же из-за движения Земли со скоростью около $30 \text{ км/с}$ нам приходится немного "наклонять" телескоп вперед по ходу движения, чтобы поймать свет от звезды. В результате видимое положение звезды смещается. Это смещение меняется в течение года, когда Земля меняет направление своего движения, из-за чего видимое положение звезды описывает на небе небольшой эллипс. Это явление, открытое Джеймсом Брэдли в 1725 году, доказывает движение Земли.

3. Смена времен года

Смена сезонов происходит из-за наклона оси вращения Земли к плоскости ее орбиты (эклиптике) примерно на $23.5^\circ$. Когда Земля движется вокруг Солнца, разные ее полушария поочередно получают больше прямого солнечного света. Например, в июне Северное полушарие наклонено к Солнцу, что приводит к лету, а в декабре — от Солнца, что вызывает зиму. Эта простая и элегантная модель объяснения смены сезонов работает только в том случае, если Земля вращается вокруг Солнца.

4. Фазы Венеры

Наблюдения Галилео Галилея за Венерой в начале XVII века стали одним из первых мощных ударов по геоцентрической системе Птолемея. Галилей обнаружил, что Венера проходит через полный цикл фаз, подобно Луне, — от тонкого серпа до полного диска. В модели Птолемея, где Венера вращается вокруг Земли по орбите, расположенной ближе, чем орбита Солнца, она никогда не могла бы показать наблюдателю с Земли полную или почти полную фазу (положение, когда Венера находится за Солнцем). Полный цикл фаз Венеры возможен только в том случае, если и Венера, и Земля вращаются вокруг Солнца, причем орбита Венеры находится внутри земной орбиты.

5. Годичное доплеровское смещение спектральных линий звезд

Согласно эффекту Доплера, длина волны света, принимаемого от источника, изменяется, если источник и наблюдатель движутся относительно друг друга. Когда Земля в своем орбитальном движении приближается к какой-либо звезде, свет от этой звезды смещается в синюю часть спектра (длины волн укорачиваются). Когда через полгода Земля удаляется от той же звезды, свет смещается в красную часть спектра (длины волн удлиняются). Анализ спектров звезд показывает такое периодическое годичное смещение, что является неопровержимым свидетельством орбитального движения Земли.

Ответ: Движение Земли вокруг Солнца доказывается такими астрономическими наблюдениями, как годичный параллакс звезд, аберрация света, смена времен года (вследствие наклона оси вращения и обращения вокруг Солнца), полный цикл фаз Венеры и годичное доплеровское смещение в спектрах звезд.