20 Gründe, warum wir wissen, dass die Erde sphärisch ist

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Bei ihren Versuchen, alle Themen des jeweiligen Lehrplans abzudecken, konzentrieren sich die Lehrer häufig mehr darauf, Ergebnisse und Theoreme zu skizzieren. im Gegensatz zu einer Reise, um herauszufinden, wie die Wissenschaft durch unberührte Ideen, Experimente und oft elegante Mathematik entstanden ist. Ein Problem, das dazu führt, ist, dass wir am Ende mehrere Fakten und Formeln kennen, ohne uns daran zu erinnern, wie sie entdeckt wurden oder warum sie zutreffen.

Wissen, das seit mehreren Jahren besteht, ist besonders anfällig für Selbstverständlichkeit. Ein solches Beispiel ist das Wissen, dass die Erde kugelförmig und nicht flach ist. In diesem Artikel wird das Wort "sphärisch" leicht verwendet; Die genaue Form der Erde ist ein abgeflachter Sphäroid, eine Art Ellipsoid.

Unsere Größe relativ zur Erde ist zu klein, um eine Kurve zu bemerken. Für eine winzige Kreatur, die gerade gelernt hat, um einen kleinen Bereich der Erde herumzulaufen, gibt es keinen unmittelbaren Hinweis darauf, dass die Erde rund ist. Unsere Vorfahren sammelten jedoch nach und nach Beweise, die der primitiven Vorstellung widersprachen, dass die Erde flach ist. Dieser Artikel ist eine Reise durch alle Ideen und Beobachtungen, die darauf hindeuten, dass die Erde kugelförmig ist.

1. Schiffe und der Horizont

Der Horizont ist die Linie, an der sich die Erdoberfläche und der Himmel zu treffen scheinen. Wenn wegsegelnde Schiffe am Horizont verschwinden, tun sie dies von unten nach unten. Die Oberseite verschwindet später, was die Illusion erzeugt, dass das Schiff sinkt. Wenn Schiffe am Horizont erscheinen, erscheint zuerst die Oberseite und dann der Rest des Schiffes.

2. Wir können nicht sehr weit weg sehen

Nehmen wir an, Sie stehen an einem klaren Tag an der Westküste Nordamerikas. Während Sie die Sonne und den Mond am Himmel sehen können, die ziemlich weit entfernt sind, können Sie Japan nicht sehen, wenn Sie nach Westen schauen. Der Grund, warum Sie auf der Erde nicht so weit sehen können, ist, dass sich das Licht in einer geraden Linie bewegt und daher nicht der Erdkurve folgen kann.

3. Sichtbarkeit und erhöhte Bereiche

Viele Seeleute sind sich der Tatsache bewusst, dass erhöhte Landflächen in größerer Entfernung sichtbar sind als weniger erhöhte. Wenn man auf einer erhöhten Fläche steht, kann man außerdem weiter in die Ferne sehen als in einer niedrigeren Höhe. Die Krümmung der Erde ist für diese Beobachtungen verantwortlich.

4. Andere Planeten sind kugelförmig

Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn können alle mit bloßem Auge gesehen werden. 1781 benutzte William Hershel sein Teleskop, um Uranus 'Bewegung zu beobachten und entdeckte, dass es sich um einen Planeten handelte, nicht um einen Stern, wie zuvor angenommen. Aufgrund kleiner Störungen in der Umlaufbahn von Uranus wurde dann vorausgesagt, dass es auch einen weiter entfernten Planeten gibt. Im Jahr 1846 wurde Neptun als dieser Planet entdeckt (früher wurde auch angenommen, dass es sich um einen Stern handelt). Wenn beobachtet werden kann, dass die anderen Planeten in unserem Sonnensystem kugelförmig sind, warum sollten unsere anders sein?

5. Die meisten Dinge sind kugelförmig

Planeten sind nicht nur kugelförmig, sondern auch Sterne und Monde. Tatsächlich sind die Naturkräfte so, dass Objekte dazu neigen, sich zu Kugeln zu formen, egal ob es sich um Himmelskörper oder bloße Seifenblasen handelt. Bei Seifenblasen verursacht die Oberflächenspannung, die die Blase in alle Richtungen verkleinern möchte, die Kugelform. Bei kosmischen Objekten versucht die Schwerkraft, die Materie in alle Richtungen zu kollabieren, da alle Atome in Richtung eines gemeinsamen Schwerpunkts gezogen werden.

Wenn sich ein kugelförmiges Objekt dreht, wird die Drehung in der Mitte abgeflacht, wodurch die Kugel über den Äquator breiter und über die Pole schmaler wird. Dies liegt daran, dass im Fall eines schnellen Spinnens die Zentripetalkraft die Gravitationsanziehung überwindet, um eine Kugelform zu erzeugen. Die Erde ist ein Beispiel dafür, daher die abgeflachte Kugelform. Jupiter ist der sich am schnellsten drehende Planet in unserem Sonnensystem und daher abgeflachter als die Erde. Die Sonne dreht sich langsam, aber es gibt andere Sterne, die sich schnell drehen und ebenfalls abgeflachte Formen haben. Schnelles Drehen ist auch der Grund, warum Akkretionsscheiben für Schwarze Löcher, Sonnensysteme und Galaxien abgeflachte Scheibenformen aufweisen.

6. Temperaturschwankung vom Äquator zu den Polen

Die Erde ist relativ zur Sonne um 23,5 Grad geneigt. Die nördliche Hemisphäre ist 6 Monate lang in Richtung Sonne geneigt, während die südliche Hemisphäre weggekippt ist und umgekehrt. Während äquatoriale Gebiete das ganze Jahr über direktem Sonnenlicht ausgesetzt sind, verbringen polare Gebiete die Hälfte des Jahres von der Sonne weg gerichtet. Dieser Unterschied in der Sonneneinstrahlung führt zu höheren Temperaturen näher am Äquator.

Die Neigung der Erde erklärt auch die extreme Länge von Tag und Nacht an polaren Orten. Während die Länge des Tages am Äquator fast immer 12 Stunden beträgt, da der Äquator immer direktem Sonnenlicht ausgesetzt ist, wird die Länge von Tag und Nacht an den Polen durch die Position der Erde relativ zur Sonne beeinflusst.

Die Neigung der Erde ist auch der Grund dafür, dass es vier Jahreszeiten gibt und dass die Intensität der Jahreszeiten abnimmt, wenn wir uns dem Äquator nähern, bis sie direkt am Äquator vollständig nicht mehr existieren.

7. Die Erde dreht sich um die Sonne

Die Idee, dass sich die Erde um die Sonne dreht, wurde erstmals im 3. Jahrhundert v. Chr. Von Aristarchos von Samos vorgeschlagen. Zu diesem Zeitpunkt hatten die alten Griechen bereits herausgefunden, dass die Erde rund ist, und sogar die Größe der Erde sowie ihre Entfernung von Sonne und Mond berechnet. Die Tatsache, dass die Erde die Sonne umkreist, lässt jedoch auf verschiedene Weise den Schluss zu, dass die Erde kugelförmig sein muss. Zum Beispiel geht die Sonne auf und unter. Da sich die Sonne relativ zur Erde nicht viel bewegt, muss sich die Erde selbst um ihre Achse drehen, damit der Tag- und Nachtzyklus möglich ist. Damit sich die Erde auf diese Weise dreht, muss sie rund sein.

8. Schatten von Stöcken

Stöcke, die an entfernten Stellen vertikal im Boden platziert werden, haben Schatten unterschiedlicher Länge. Die alten Griechen waren die ersten, die die Schatten von Stöcken an verschiedenen Orten verglichen haben. Zum Beispiel fanden sie heraus, dass der Stock dort, als die Sonne an einem Ort direkt über ihnen stand, fast keinen Schatten warf. Zur gleichen Zeit warf der Stock in einer anderen Stadt einen Schatten. Wenn die Erde flach wäre, würden beide Stöcke den gleichen Schatten zeigen, weil sie im gleichen Winkel zur Sonne stehen würden. Die alten Griechen kamen nicht nur zu dem Schluss, dass die Erde rund sein muss, sondern verwendeten auch die Schattenmessungen, um den Erdumfang mit angemessener Genauigkeit zu berechnen.

9. Gezeiten

Die Anziehungskraft des Mondes führt dazu, dass sich die Ozeane in Richtung des Mondes ausbeulen. Die Ausbuchtung tritt sowohl auf der dem Mond zugewandten Seite als auch auf der gegenüberliegenden Seite auf. Während es möglicherweise nicht sofort offensichtlich ist, warum es auf der dem Mond gegenüberliegenden Seite eine Ausbuchtung gibt, liegt der Grund darin, dass die Erde selbst ebenfalls zum Mond und damit vom Wasser auf der anderen Seite weggezogen wird. Da dies geschieht, während sich die Erde dreht, werden Gezeiten erzeugt. Dies führt insbesondere zu zwei (Hoch-) Fluten pro Tag. Dies könnte natürlich nur geschehen, wenn die Erde kugelförmig wäre.

10. Coriolis-Effekt

Die Erde dreht sich am Äquator schneller als an den Polen. Dies liegt daran, dass die Erde am Äquator breiter ist, sodass ein Punkt am Äquator in einem bestimmten Zeitraum weiter wandern muss als ein Punkt, der sich an einem Pol dreht.

Nehmen wir an, Sie haben am Nordpol eine Waffe aufgestellt, die auf ein Ziel irgendwo am Äquator gerichtet ist. Wenn wir davon ausgehen, dass die Waffe vollkommen präzise ist, genug Kraft erzeugt, damit die Kugel den Äquator erreicht, dass keine Hindernisse im Weg sind und dass kein Wind weht, trifft die Kugel dann das Ziel? Wahrscheinlich nicht. Da sich das Ziel am Äquator befindet, bewegt es sich schneller als die Waffe, und die Kugel landet wahrscheinlich neben dem beabsichtigten Ziel. Diese offensichtliche Ablenkung ist der Coriolis-Effekt.

Der Wind ist wie die Kugel. Es scheint sich auf der Nordhalbkugel nach rechts und auf der Südhalbkugel nach links zu biegen. Daher wirbeln auf der Nordhalbkugel Hurrikane und andere Stürme gegen den Uhrzeigersinn, während sie auf der Südhalbkugel im Uhrzeigersinn wirbeln.

Piloten sind sich des Coriolis-Effekts bewusst und berücksichtigen ihn bei der Kartierung von Langstreckenflügen. Dies bedeutet, dass die meisten Flugzeuge nicht in geraden Linien vom Ursprung zum Ziel geflogen werden.

Der Coriolis-Effekt spielt auch eine Rolle bei der Existenz des Erdmagnetfeldes. Magnetfelder, die durch den Fluss von flüssigem Eisen im Erdkern erzeugt werden, sind aufgrund des Coriolis-Effekts, der zur Erzeugung eines riesigen Magnetfelds führt, das die Erde durchdringt, ungefähr in die gleiche Richtung ausgerichtet.

Das Erdmagnetfeld und andere Folgen des Coriolis-Effekts wie die Strömungsrichtung von Windsystemen in der nördlichen und südlichen Hemisphäre sind daher alle Zeugnisse für die Kugelform der Erde.

11. Schwerkraft

Wenn die Erde eine flache Ebene wäre, wäre ihr Schwerpunkt der Mittelpunkt der Ebene, und die Schwerkraft zieht alles auf der Oberfläche in diese Richtung. Das heißt, wenn Sie in der Nähe des Flugzeugrandes stehen, zieht Sie die Schwerkraft seitwärts zur Mitte des Flugzeugs.

12. Variationen im Gravitationsfeld der Erde

Die Erdgravitation ist am Äquator etwas schwächer als an den Polen. Dafür gibt es zwei Gründe. Erstens ist die nach außen gerichtete Zentripetalkraft in Breiten nahe dem Äquator größer und wirkt der Schwerkraft der Erde stärker entgegen, da sich ein Punkt am Äquator schneller dreht als ein Punkt an einem Pol. Der zweite Grund ist, dass die äquatoriale Ausbuchtung der Erde (die auch durch die Zentripetalkraft verursacht wird) dazu führt, dass Objekte am Äquator weiter vom Erdmittelpunkt entfernt sind als Objekte am Pol, und die Anziehungskraft zwischen zwei Objekten umgekehrt proportional zum Quadrat ist der Entfernung zwischen ihnen.

Die Schwankungen der Erdanziehungskraft können gemessen werden und liefern konkrete Hinweise auf die Erdform.

13. Der Schatten der Erde

Während einer Mondfinsternis sind Sonne, Erde und Mond so ausgerichtet, dass der Schatten der Erde auf den Mond fällt. Es wurde beobachtet, dass der Schatten der Erde so gekrümmt ist wie der Planet.

14. Unterschiedliche Konstellationen in unterschiedlichen Breiten

Zu jedem Zeitpunkt auf der Erde ist zu einem bestimmten Zeitpunkt etwa die Hälfte des möglichen Himmels sichtbar. Wenn Sie sich genau am Nord- oder Südpol befinden, scheint sich der Himmel um Sie zu drehen, und Sie können im Laufe der Zeit keine neuen Sterne sehen. Für alle anderen Punkte auf der Erde ändern sich die sichtbaren Konstellationen, wenn sich die Erde dreht. Sternbilder, die zu weit nördlich oder südlich liegen, können jedoch nicht von der gegenüberliegenden Hemisphäre aus gesehen werden, da sie sich immer unter dem Horizont befinden würden. Konstellationen, die sowohl über als auch unter dem Äquator sichtbar sind, wie z. B. Orion, scheinen auf dem Kopf zu stehen, wenn Sie von einer Seite des Äquators zur anderen wechseln.

Die erste Person, die diesen Unterschied in sichtbaren Konstellationen beobachtete und daraus schloss, dass die Erde rund sein muss, war Aristoteles (384–322 v. Chr.).

15. Doppelter Sonnenuntergang

Es ist möglich, den Sonnenuntergang zweimal am selben Tag zu beobachten. Eine Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, sich auf ein offenes Feld zu legen, den Sonnenuntergang zu beobachten und dann schnell aufzusteigen, und Sie würden feststellen, dass es aus dieser höheren Höhe nicht vollständig untergegangen ist. Sie können auch einen Freund mitbringen. Einer von euch legt sich hin und der andere steht und beide versuchen die Zeit zu bestimmen, wenn die Sonne untergeht. Die stehende Person hätte etwas später getaktet.

Für einen dramatischeren Effekt können Sie zur Basis eines hohen Turms wie dem Burj Khalifa in Dubai gehen. Beobachten Sie den Sonnenuntergang und fahren Sie dann schnell mit dem Aufzug in die höchstmögliche Etage, die für Touristen geöffnet ist (die Aufzüge fahren mit 10 m / s). Sie sollten in der Lage sein, den Sonnenuntergang wieder zu beobachten.

Dieser doppelte Sonnenuntergang wäre natürlich nur möglich, wenn die Erde kugelförmig wäre. Das umgekehrte Experiment kann auch bei Sonnenaufgang durchgeführt werden.

16. Karten sind 2D-Projektionen

Es ist unmöglich, eine Orangenschale zu glätten, ohne sie auf irgendeine Weise zu verzerren (Zerreißen, Dehnen usw.). Ebenso ist es unmöglich, eine 2D-Karte der Erde zu erstellen, ohne Verzerrungen in Bezug auf Form, Entfernung, Richtung oder Landfläche einzuführen. Aus diesem Grund gibt es mehrere Kartenprojektionen der Erde, wie z. B. die Projektionen Mercator, Gall-Peters und Robinson. Wenn die Erde flach wäre, wäre die Erstellung einer Weltkarte viel einfacher gewesen.

17. Wir können um die Welt reisen

Die erste weltweite Umrundung in der Geschichte war eine Expedition des portugiesischen Entdeckers Magellan und seiner Besatzung, die 1522 abgeschlossen wurde. Während 223 der ursprünglich 241 Männer, die sich auf den Weg machten, gestorben waren, einschließlich Magellan selbst, waren die wenigen verbliebenen Besatzungsmitglieder schaffte es nach einer Weltreise erfolgreich zurück nach Spanien.

Heute können die schnellsten Militärflugzeuge den Globus in weniger als 10 Stunden umrunden.

18. Wir haben fotografische Beweise

Die ersten Bilder der Erde aus dem Weltraum wurden 1947 in einer Höhe von mehr als 160 km mit erbeuteten deutschen V-2-Raketen aus dem Zweiten Weltkrieg aufgenommen. Im Jahr 2018 veröffentlichte die NASA ein Bild von Erde und Mond aus einer Entfernung von über 63 Millionen Kilometern, das Erde und Mond als isolierte helle Punkte zeigt.

19. Das Zeugnis ist zuverlässig

Wir können uns darauf verlassen, dass kein Kartograf, Geograf oder Physiker jemals innehält, um zu glauben, dass die Erde flach sein könnte. Tatsächlich stellt Vogel fest, dass seit dem 8. Jahrhundert „kein nennenswerter Kosmograf die Sphärizität der Erde in Frage gestellt hat“.

20. Die Physik regiert alles um mich herum

Flüge, GPS, Satelliten und andere moderne Technologien funktionieren aufgrund unseres Verständnisses der Form und Größe der Erde mit außerordentlicher Präzision. Wenn wir uns bei unseren Messungen der Erde über kleinste Details geirrt hätten, hätten wir es herausgefunden.