วงโคจรและการหมุนรอบตัวเอง ของ โลก_(ดาวเคราะห์)

การหมุน

ดูบทความหลักที่: การหมุนของโลก
การหมุนของโลก ถ่ายจาก DSCOVR EPIC เมื่อวันที่ 29 พฤษภาคม 2016 ไม่กี่สัปดาห์ก่อนอายัน

คาบการหมุนรอบตัวเองของโลกสัมพัทธ์กับดวงอาทิตย์หรือวันสุริยะนั้นเท่ากับ 86,400 วินาทีของเวลาสุริยะกลาง (86,400.0025 วินาทีเอสไอ)[172] เพราะวันสุริยะของโลกในปัจจุบันยาวกว่าวันในช่วงกลางคริสต์ศตวรรษที่ 19 เล็กน้อยอันเนื่องมาจากผลการเร่งจากแรงไทด์ ในแต่ะละวันจึงยาวขึ้นผันแปรไประหว่าง 0 ถึง 2 มิลลิวินาที เอสไอ[173][174]

คาบการหมุนรอบตัวเองของโลกสัมพัทธ์กับดาวฤกษ์ไม่เคลื่อนที่เรียกว่าวันดาราคติ โดยหน่วยงานการหมุนของโลกและระบบอ้างอิงสากล (IERS: International Earth Rotation and Reference Systems Service) คือ 86,164.098903691 วินาที จากเวลาสุริยะกลาง (ยูที (เวลาสากล) 1) หรือ 23ช 56น 4.098903691ว[2][n 16] คาบการหมุนรอบตัวเองของโลกสัมพัทธ์กับการหมุนควงหรือการเคลื่อนที่เฉลี่ยของวสันตวิษุวัตมักเรียกว่าวันดาวฤกษ์ คือ 86,164.09053083288 วินาที จากเวลาสุริยะกลาง (ยูที1) หรือ (23 56 4.09053083288) ณ ปี ค.ศ. 1982[2] ดังนั้นเองวันดาวฤกษ์จึงสั้นกว่าวันดาราคติประมาณ 8.4 มิลลิวินาที[175] ความยาวของเวลาสุริยะกลางในหน่วยวินาทีเอสไอสามารถนำมาใช้อ้างอิงได้จากหน่วยงานไออีอาร์เอสสำหรับช่วงเวลาจากปี ค.ศ. 1623–2005[176] และปี ค.ศ. 1962–2005[177]

ต่างจากดาวตกในบรรยากาศและดาวเทียมวงโคจรต่ำต่าง ๆ เทหฟ้าโดยมากมีการเคลื่อนที่ปรากฏไปทางด้านตะวันตกของท้องฟ้าของโลกในอัตรา 15 องศาต่อชั่วโมง หรือ 15 ลิปดาต่อนาที สำหรับวัตถุที่อยู่ใกล้กับเส้นศูนย์สูตรฟ้าจะเคลื่อนไปเทียบเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางปรากฏของดวงอาทิตย์หรือดวงจันทร์ในทุก ๆ สองนาที เมื่อมองจากพื้นโลกขนาดปรากฏโดยประมาณของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์นั้นถือว่าเท่ากัน[178][179]

วงโคจร

ดูบทความหลักที่: วงโคจรของโลก
ภาพถ่าย เพลบลูดอต ถ่ายจากยานอวกาศ วอยเอเจอร์ 1 ในปี 1990 แสดงภาพโลก (กลางขวา) จากระยะห่างเกือบ 6,400 ล้านกิโลเมตร

โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วยระยะห่างเฉลี่ยประมาณ 150 ล้านกิโลเมตรในทุก ๆ 365.2564 วันสุริยะกลาง หรือหนึ่งปีดาวฤกษ์ ส่งผลให้การเคลื่อนที่ปรากฏของดวงอาทิตย์คล้อยไปทางตะวันออกเทียบกับดาวฤกษ์ฉากหลังในอัตราราวหนึ่งองศาต่อวัน หรือเทียบเท่าขนาดปรากฏของดวงอาทิตย์หรือดวงจันทร์ในทุก ๆ 12 ชั่วโมง การเคลื่อนไปเช่นนี้ใช้เวลาเฉลี่ยราว 24 ชั่วโมงหรือหนึ่งวันสุริยะสำหรับการหมุนรอบตัวเองตามแกนครบหนึ่งรอบของโลกซึ่งดวงอาทิตย์กลับสู่เมอริเดียนอีกครั้ง ความเร็วของโลกในวงโคจรโดยเฉลี่ยประมาณ 29.8 กิโลเมตรต่อวินาที (107,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง) ซึ่งเร็วมากพอที่จะเคลื่อนผ่านระยะทางเท่ากันกับเส้นผ่านศูนย์กลางของโลกที่ประมาณ 12,742 กิโลเมตรในเจ็ดนาที และผ่านระยะทางถึงดวงจันทร์ที่ประมาณ 384,000 กิโลเมตร ในเวลาราว 3.5 ชั่วโมง[3]

โลกและดวงจันทร์โคจรรอบจุดศูนย์กลางมวลร่วมในทุก ๆ 27.32 วัน สัมพัทธ์กับดาวฤกษ์พื้นหลัง เมื่อประกอบกันเข้ากับวงโคจรร่วมโลก–ดวงจันทร์รอบดวงอาทิตย์แล้ว เกิดเป็นคาบของเดือนจันทรคตินับจากอมาวสีหนึ่งไปอีกอมาวสีหนึ่งราว 29.53 วัน เมื่อมองจากขั้วฟ้าเหนือ การเคลื่อนที่ของโลก ดวงจันทร์ และการหมุนรอบแกนดาวของทั้งคู่ล้วนเป็นไปในทิศทวนเข็มนาฬิกา เมื่อมองจากจุดสูงเหนือขั้วเหนือของทั้งดวงอาทิตย์และโลก วงโคจรของโลกจะมีทิศทางทวนเข็มนาฬิการอบดวงอาทิตย์ วงโคจรและระนาบแกนไม่ได้วางตัวอยู่ในแนวเดียวกันโดยแกนหมุนของโลกมีการเอียงประมาณ 23.4 องศาจากแนวตั้งฉากกับระนาบโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ (หรือสุริยวิถี) และระนาบโคจรของดวงจันทร์รอบโลกเอียง ±5.1 องศาเทียบกับระนาบโลก–ดวงอาทิตย์ หากปราศจากการเอียงเช่นนี้ จะเกิดอุปราคาทุกสองสัปดาห์สลับกันระหว่างจันทรุปราคาและสุริยุปราคา[3][180]

ทรงกลมฮิลล์หรือทรงกลมอิทธิพลโน้มถ่วงของโลกมีรัศมีประมาณ 1.5×106 กิโลเมตร[181][n 17] เป็นระยะทางสูงสุดที่แรงโน้มถ่วงของโลกมีอิทธิพลเหนือกว่าดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์อื่นที่อยู่ห่างออกไป วัตถุใด ๆ ในรัศมีนี้จะโคจรรอบโลก หรือไม่ก็หลุดลอยออกไปโดยการรบกวนเชิงโน้มถ่วงจากดวงอาทิตย์

โลกรวมทั้งระบบสุริยะทั้งหมดนั้นตั้งอยู่ในดาราจักรทางช้างเผือก และโคจรด้วยระยะห่างประมาณ 28,000 ปีแสงจากศูนย์กลางดาราจักร อยู่ในแขนเกลียวนายพรานเหนือกว่าระนาบดาราจักรประมาณ 20 ปีแสง[182]

การเอียงของแกนโลกและฤดูกาล

ดูบทความหลักที่: ความเอียงของแกน
ตำแหน่งของดวงอาทิตย์และโลกกับการเกิดฤดูกาล

แกนโลกเอียงประมาณ 23.439281° เทียบกับแกนของระนาบโคจร[2] โดยจะชี้ไปขั้วฟ้าเสมอ เนื่องจากความเอียงของแกนโลก ปริมาณแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบจุดใด ๆ บนพื้นผิวจึงผันแปรไปตามแต่ละช่วงของปี ก่อให้เกิดการเปลี่ยนฤดูกาลในแต่ละภูมิอากาศโดยฤดูร้อนในซีกโลกเหนือจะเกิดขึ้นเมื่อทรอปิกออฟแคนเซอร์หันเข้าหาดวงอาทิตย์ ส่วนฤดูหนาวเกิดเมื่อทรอปิกออฟแคปริคอนในซีกโลกใต้หันเข้าหาดวงอาทิตย์ ในระหว่างฤดูร้อน กลางวันจะยาวกว่าและดวงอาทิตย์จะมีตำแหน่งสูงขึ้นบนท้องฟ้า ส่วนในฤดูหนาว ภูมิอากาศจะเย็นลงและกลางวันจะสั้นลง ในละติจูดเขตอบอุ่นทางเหนือดวงอาทิตย์จะขึ้นเหนือกว่าทิศตะวันออกจริงระหว่างครีษมายันและลับฟ้าเหนือกว่าทิศตะวันตกจริง (กลับกันในฤดูหนาว) ในช่วงฤดูร้อนของเขตอบอุ่นในซีกโลกใต้ดวงอาทิตย์จะขึ้นใต้กว่าทิศตะวันออกจริงและลับฟ้าไปใต้กว่าทิศตะวันตกจริง

เหนืออาร์กติกเซอร์เคิลขึ้นไปจะมีกรณีสุดขั้วหนึ่งโดยที่ตลอดช่วงหนึ่งของปีจะไม่มีแสงอาทิตย์ส่องถึงเลย ซึ่งนานสุดหกเดือนเต็ม ณ ขั้วโลกเหนือพอดี เรียกว่ากลางคืนขั้วโลก ส่วนในซีกโลกใต้สถานการณ์จะกลับตรงกันข้ามโดยการที่ขั้วโลกใต้วางตัวในแนวตรงข้ามกับขั้วโลกเหนือ อีกหกเดือนให้หลัง ขั้วโลกเหนือจะเกิดอาทิตย์เที่ยงคืน คือเป็นกลางวันตลอด 24 ชั่วโมง กลับกับขั้วโลกใต้

โดยข้อตกลงทางดาราศาสตร์ ฤดูกาลทั้งสี่นั้นกำหนดโดยอายันซึ่งเป็นจุดในวงโคจรที่แกนโลกเอียงเข้าหาหรือออกจากดวงอาทิตย์มากที่สุด และวิษุวัตซึ่งเป็นจุดที่ทิศทางการเอียงของแกนกับทิศทางสู่ดวงอาทิตย์ตั้งฉากกัน สำหรับซีกโลกเหนือเหมายันจะเกิดขึ้นประมาณวันที่ 21 ธันวาคม ครีษมายันเกิดขึ้นใกล้กับวันที่ 21 มิถุนายน วสันตวิษุวัตเกิดขึ้นราววันที่ 20 มีนาคม และศารทวิษุวัตจะประมาณวันที่ 23 กันยายน สำหรับซีกโลกใต้สถานการณ์จะกลับกันโดยวันที่เกิดครีษมายันกับเหมายันและวสันตวิษุวัตกับศารทวิษุวัตจะสลับกัน[183]

มุมการเอียงของแกนโลกถือว่าค่อนข้างเสถียรมาช้านาน ความเอียงของแกนยังมีการส่ายซึ่งเป็นการเคลื่อนที่ขึ้นลงเล็กน้อยอย่างไม่สม่ำเสมอโดยมีคาบหลักราว 18.6 ปี[184] ทิศทางการวางตัวของแกนโลก (นอกเหนือจากมุมเอียงแล้ว) ยังมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาในลักษณะการหมุนควงโดยครบรอบวัฏจักรในทุก ๆ เวลาประมาณ 25,800 ปี ลักษณะการหมุนควงนี้เป็นสาเหตุที่ทำให้ปีดาวฤกษ์กับปีฤดูกาลแตกต่างกัน การเคลื่อนที่ทั้งสองรูปแบบดังกล่าวเกิดขึ้นโดยความดึงดูดที่ผันแปรไปของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ที่กระทำต่อส่วนโป่งบริเวณศูนย์สูตรของโลก ขั้วโลกทั้งคู่ยังมีการเคลื่อนตำแหน่งได้หลายเมตรไปมาตามพื้นผิวโลก การเคลื่อนของขั้วนี้ประกอบกันขึ้นจากวัฏจักรที่หลากหลายซึ่งเรียกรวม ๆ กันว่าการเคลื่อนกึ่งคาบ ตัวอย่างการเคลื่อนลักษณะนี้ซึ่งเกิดเป็นประจำด้วยวัฏจักรประมาณ 14 เดือนก็คือการส่ายแชนด์เลอร์ (Chandler wobble) อัตราเร็วในการหมุนรอบตัวเองของโลกยังผันแปรไปตามปรากฏการณ์ต่าง ๆ รู้จักกันในชื่อการผันแปรความยาวของวัน[185]

ในสมัยปัจจุบัน จุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดของโลกเกิดขึ้นประมาณวันที่ 3 มกราคม และจุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุดเกิดขึ้นประมาณวันที่ 4 กรกฎาคม สองวันนี้เปลี่ยนแปลงตลอดอันเนื่องมาจากการหมุนควงและปัจจัยของวงโคจรอย่างอื่น ซึ่งเป็นไปตามแบบแผนเป็นรอบ ๆ เรียก วัฏจักรมิลานโควิตช์ การเปลี่ยนแปลงระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ทำให้พลังงานจากดวงอาทิตย์มาถึงโลกเพิ่มขึ้น ณ จุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดเทียบกับจุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุดประมาณร้อยละ 6.9[n 18] เพราะซีกโลกใต้มีการเอียงเข้าหาดวงอาทิตย์ในเวลาใกล้เคียงกันกับตำแหน่งที่โลกเดินทางเข้ามาใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด ซีกโลกใต้จึงได้รับพลังงานจากดวงอาทิตย์มากกว่าที่ซีกโลกเหนือได้รับเล็กน้อยตลอดช่วงเวลาของปี ผลที่เป็นอยู่นี้มีนัยสำคัญน้อยกว่าการเปลี่ยนแปลงพลังงานอันเนื่องมาจากความเอียงของแกนอยู่มาก และส่วนใหญ่ของพลังงานส่วนเกินที่ได้รับมาจะถูกดูดซับไปโดยน้ำอันเป็นพื้นที่ส่วนใหญ่ของซีกโลกใต้[186]

ใกล้เคียง

โลก (ดาวเคราะห์) โลกิ (ฤดูกาล 2) โลกิ (ละครชุด) โล่ (มุทราศาสตร์) โลกิ (ฤดูกาล 1) โลกิ (จักรวาลภาพยนตร์มาร์เวล) โลกของนินจาคาถาโอ้โฮเฮะ โก (โปเกมอน) โลกนี้ โลกหน้า ข้าก็เป็นพระเจ้า โลกตะวันตก

แหล่งที่มา

WikiPedia: โลก_(ดาวเคราะห์) http://www.astronautix.com/articles/aststics.htm http://www.astronomycast.com/stars/episode-51-eart... http://www.britannica.com/EBchecked/topic/559627/s... http://cseligman.com/text/planets/innerstructure.h... http://news.discovery.com/space/moon-earth-formati... http://apnews.excite.com/article/20131113/DAA1VSC0... http://apnews.excite.com/article/20151019/us-sci--... http://books.google.com/?id=w8PK2XFLLH8C&pg=PA244 http://books.google.com/?id=w8PK2XFLLH8C&pg=PA294 http://books.google.com/?id=w8PK2XFLLH8C&pg=PA296