Це зараз кожен школяр точно знає, що планета кругла, що на всіх нас діє сила тяжіння, яка не дає впасти вниз і полетіти за межі атмосфери... Проте на початку нашої ери цю точку зору поділяли далеко не всі. У III столітті знаменитий письменник і філософ Лактанцій писав: «Невже знайдеться якийсь химерний мрійник, який вообразит, що є люди, які ходять вниз головою і догори ногами? Що все, що у нас на цій стороні лежить, там внизу висить? Трави і дерева там ростуть, опускаючись вниз, і град там падає знизу вгору?» Його підтримав і Козма Индикоплов у своїй книзі «Християнська топографія» і навіть проілюстрував свої «переконливі» докази іронічною картинкою з чотирма фігурками.
Це куля!
Втім, гіпотеза про те, що наша планета має форму кулі, існувала дуже давно. Першим цю думку висловив ще в VI столітті до нашої ери давньогрецький філософ і математик Піфагор. Інший філософ, Аристотель, який жив у Давній Греції двома століттями пізніше, привів наочні докази кулястості: адже під час місячних затемнень Земля відкидає на Місяць тінь саме круглої форми!
Поступово ідея про те, що Земля - куля, що висить в просторі і ні на що не спирається, поширювалася все ширше. Пройшли століття, людям давно відомо, що Земля не плоска і не спочиває на китах або слонах... Ми обійшли навколо світу, перетнули наш кулька буквально у всіх напрямках, облетіли його на літаку, сфотографували з космосу. Ми навіть знаємо, чому не тільки наша, але і всі інші планети і Сонце, і зорі, і Місяць, і інші великі супутники саме «круглі», а не якої-небудь іншої форми. Адже вони великі, володіють величезною масою. Їх власна сила тяжіння - гравітація - прагне надати небесним тілам форму кулі.
Якщо б навіть з'явилася якась сила, більша, ніж гравітація, яка надала б Землі форму, скажімо, валізи, закінчилося б все одно тим же: як тільки дія цієї сили припинилося, сила тяжіння почала б знову збирати Землю в кулю, «втягуючи» виступаючі частини, поки всі точки поверхні не опинилися б на однаковій відстані від центру.
Не куля!
Ще в XVII столітті знаменитий фізик і математик Ньютон, зробив сміливе припущення, що Земля - ніякий не куля, вірніше, не зовсім куля. Припустив - і математично це довів.
Ньютон «пробурив» (зрозуміло, подумки!) до центру планети два сполучених канали: один від Північного полюса, інший - від екватора, і «заповнив» їх водою. Розрахунки показали, що вода встановилася на різних рівнях. Адже в полярному криниці на воду діє тільки сила тяжіння, а в екваторіальному - їй ще протистоїть відцентрова сила. Учений стверджував: для того щоб обидва стовпа води чинили на центр Землі однаковий тиск, тобто щоб вони мали однакову вагу, рівень води в екваторіальному колодязі повинен бути вище - за підрахунками Ньютона на 1/230 від середнього радіуса планети. Іншими словами, відстань від центру до екватора більше, ніж до полюса.
Щоб перевірити розрахунки Ньютона, Паризька академія наук відправила в 1735 - 1737 роках дві експедиції: в Перу і в Лапландію. Учасники експедиції повинні були виміряти дуги меридіана - по 1 градусу кожна: одну - в екваторіальних широтах, в Перу, іншу - в полярних, Лап ланд ні. Після обробки даних експедицій, керівник північної, геодезист П'єр-Луї Мопертюї, оголосив, що Ньютон прав: Земля стиснута біля полюсів! Це відкриття Мопертюї увічнив Вольтер в... епіграмі:
Посланець фізики, відважний мореплавець,
Подолавши і гори, і моря.
Витягав квадрант серед снігу і боліт,
Майже перетворившись в лопаря.
Дізнався ти після багатьох втрат.
Що знав Ньютон, не виходячи за двері.
Марно Вольтер був настільки саркастичний: хіба наука може існувати без експериментальних підтверджень її теорій?!
Як би те ні було, тепер ми точно знаємо, що Земля сплюснута біля полюсів (якщо завгодно - розтягнута у екватора). Розтягнута, втім, зовсім небагато: полярний радіус становить 6357 км, екваторіальний - 6378 км, всього на 21 км більше.
Схожа на грушу?
Однак чи можна назвати Землю нехай не кулею, але «сплюснутым» кулею, а саме еліпсоїдом обертання? Адже, як ми знаємо, рельєф у неї нерівний: є гори, є і западини. Крім того, на неї діють сили притягання інших небесних тіл, в першу чергу Сонця і Місяця. Нехай їх вплив невелика, але все-таки Місяць здатна на кілька метрів викривляти форму рідкої оболонки Землі, Світового океану, - створюючи припливи і відливи. Значить - у різних точках радіуси «обертання» різні!
До того ж на півночі знаходиться «рідкий» океан, а на півдні - «твердий» материк, покритий льодом - Антарктида. Виходить, що Земля має не зовсім правильну форму, нагадує грушу, витягнуту до Північного полюса. А за великим рахунком поверхню її настільки складне, що взагалі не піддається строгому математичному опису. Тому для форми Землі вчені запропонували особливу назву - геоїд. Геоід є неправильною стереометрической фігурою. Його поверхня приблизно збігається з гладдю Світового океану і триває на материковій частині. Та сама висота над рівнем моря», яку вказують в атласах і словниках, відраховується саме від цієї поверхні геоїда.
Геоід не геоід!
Якщо бути зовсім чесними, варто зізнатися, що через розходження температури в різних точках планети і солоності океанів і морів, атмосферного тиску та інших факторів поверхню водної гладі не збігається за формою навіть з геоидом, а має відхилення. Наприклад, на широті Панамського каналу різниця рівнів Тихого і Атлантичного океанів становить 62 див.
На формі Земної кулі позначаються і сильні землетруси. Одне з таких 9-бальних землетрусів сталася 26 грудня 2004 року у Південно-Східній Азії, на Суматрі. Професора Міланського університету Роберто Сабадини і Джорджіо Далла Віа вважають, що воно залишило «шрам» на гравітаційному полі планети, в результаті чого геоід істотно прогнувся. Щоб перевірити це припущення, європейці мають намір відправити на орбіту новий супутник GOCE, оснащений сучасної високочутливої апаратурою. Сподіваємося, що незабаром він надішле нам точну інформацію про те, яку форму має Земля сьогодні.
