Col·legi Stel·la José Juan López

1

LA TERRA

- Forma i grandària.

Fins l’any 350 a. C es pensava que la Terra era plana com una moneda. Aristótil va

expressar la seva creença de que la Terra era esfèrica argumentant la seva idea en

quatre punts:

a) L’esfera és la forma geomètrica perfecta.

b) Si ens traslladem cap al nord o cap al sud, apareixen nous estels i

desapareixen d’altres.

c) Quan un vaixell s’endinsa en el mar, es deixa de veure primer el casc i després

els pals.

d) L’ombra que projecta la Terra en l’eclipsi de lluna té una forma circular

independentment de la posició de la Terra i la lluna.

El punt b) es pot deure a l’esfericitat de la Terra, a la seva rotació o a totes dues coses

a la vegada.

La idea de rotació va ser donada també al mateix temps per Heràclides del Ponto,

perquè és més fàcil pensar que gira la Terra que, contràriament, sigui tota la volta del

cel la que gira al voltant de la Terra. No obstant això, aquesta idea va ser rebutjada

fins els temps de Copèrnic i Gal·lileo.

La demostració experimental la va donar el 1851 Jean Bernard León Foucolt amb un

enorme pèndol. El pèndol ha d’oscil·lar sempre en la mateixa direcció

independentment de la rotació de la Terra, veient-se així com gira al voltant del pèndol.

La rotació va fer pensar en la força centrífuga. Newton va pensar que aquesta força

centrífuga ha d’afectar més a la zona equatorial que a la polar ( Fc = V2/R ) i, per tant,

la Terra ha de presentar un aspecte aplatat pels pols. Avui es coneixen exactament els

diàmetres:

equatorial = 12.756,78 Km

polar = 12.713,82 Km

Una informació més ampla donada pels satèl·lits Vanguard I i II (anys 1958-1959) ens

indica que l’equador no és un cercle perfecte, doncs el seu diàmetre és 420 m més

llarg en uns llocs que en d’altres.

Col·legi Stel·la José Juan López

2

A més, l’eixamplament no és completament simètric respecte de l’equador: sembla ser

7’5 m més alt en els llocs situats al sud de l’equador que en els que es troben al nord

d’aquest. També sabem que el radi al pol sud és 15 m més curt que el radi al pol nord.

- Càlcul del perímetre de la Terra.

a) L’any 240 a.C., Eratóstenes de

Cirene va comprovar que el 21

de Juny el Sol estava en el zenit

de Siena, però formava un

ángle de 7’5 º en Alejandría,

dada obtinguda a partir de

l’ombra. Mesurant la distància

Alejandría-Siena va calcular:

diàmetre de la Terra: 12.000

Km. Circumferència: 40.000

Km, valors suficientment

correctes.

b) L’any 100 a. C., Posidoni d’apamea, amb el mateix experiment arribà a valors

molt diferents: 29000 km de circumferència. Aquest valor va ser acceptat per

Ptolomeo i per tant, va ser vàlid fins els temps medievals. Colon va acceptar

també aquest valor.

- Altres avenços.

Aristarc de Samos, cap el 250 a. C. va suposar que la Terra feia voltes al voltant del

Sol, tenint en compte la diferència de mides. Aquesta teoria va ser oblidada fins el

1543, any en què Copèrnic va escriure el seu llibre.

El 1609, Johanes Kepler va enunciar tres importants lleis:

a) Els planetes recorren òrbites el·líptiques, ocupant el Sol un dels focus.

7’5 º

SIENA

EQUADOR

TRÒPIC DE CÀNCER

ALEJANDRÍA

Col·legi Stel·la José Juan López

3

b) Les àrees descrites per la línia que uneix el centre del planeta i el Sol, són

iguals en temps iguals.

c) Els quadrats dels temps de revolució són proporcionals als cubs dels semieixos

majors de les òrbites.

La distància mitjana Terra – Sol és de 1’5 x 108 km. Aquesta distància rep el nom

d’unitat astronòmica (U.A.) i és útil per a mesurar d’altres. Exemple:

d saturn = 9’54 U.A.

d plutó = 39’46 U.A.

El 1830, Friedrich Wilhem Bessel va calcular la distància a un estel proper, el 61 de la

constel·lació del cigne:

d = 1’03 x 1014 km

Aquesta longitud equival a 9000 vegades l’amplada del sistema solar, la qual cosa ens

fa pensar en la necessitat d’una altra unitat. Es va començar a utilitzar l’any – llum.

1 any-llum 9 x 1012 km.

Dos mesos més tard, Thomas Henderson va mesurar la distància a Alfa, de Centauro,

visible només des de l’hemisferi sud i la més pròxima: d = 4’3 anys-llum.

El 1785 Wiliam Herschel havia observat la disposició lenticular dels estels de la Via

Làctia, la nostra galàxia. La paraula galàxia es va fer extensiva a qualsevol acumulació

d’estels. També es va descobrir el moviment del sistema solar cap a la constel·lació

d’Hèrcules a 19 km/s.

El 1926 Jan Oort va mesurar la rotació de la Via Làctia. Els estels més llunyans del

centre, com el Sol, són més lents que els propers. El Sol es troba a uns 30000 anys-

llum del centre de la galàxia, descrivint una òrbita gairebé circular i fa una revolució

completa cada 225 milions d’anys.

Col·legi Stel·la José Juan López

4

La grandària de la via làctia és, aproximadament:

105 anys-llum

alçada 1-2000 anys-llum

El Sol es troba a 2/3 de la distància fins el marge extern.

- Idees sobre el naixement de la Terra.

Hem de tenir en compte la “idea” d’univers i de Terra en el decurs del temps.

Cap l’any 1500, els jueus van calcular la creació durant l’any 3760 a. C. I el seu

calendari conta encara els anys a partir d’aquestes dates.

El 1658, l’arquebisbe James Usser de Armagh, de l’església anglicana, va calcular la

data de la creació: vuit del vespre del 22 d’octubre del 4004 a. C. Per a l’església

ortodoxa grega, la data es remunta al 5508 a. C.

El 1785, el naturalista James Hutton va estudiar els lents processos naturals (erosió,

creació de muntanyes, formació del curs dels rius, etc.) i segons la idea que aquests

processos havien actuat sempre amb la mateixa rapidesa, va dir que la Terra devia

tenir molts milions d’anys d’existència.

La seva idea no va tenir èxit però el 1830 el geòleg Charles Lyell va demostrar els

seus raonaments i va calcular l’edat de la Terra en 500 milions d’anys.

Abans, cap el 1715, l’astrònom Edmund Halley va calcular l’edat de la Terra en uns

1000 milions d’anys, temps necessari perquè arribi al mar la sal necessària per a

arribar al 3% de salinitat, suposant que en un principi tota l’aigua era dolça.

Els dubtes es van resoldre, en part, quan en 186 es va descobrir la radioactivitat.

La quantitat d’urani i plom d’una roca ens pot donar la seva edat. Van calcular l’edat en

uns 4000 milions d’anys. Actualment es dóna com més probable d’edat de 4700

milions d’anys. Algunes roques portades des de la lluna per els astronautes tenen la

mateixa edat.

- Moviments de la Terra.

a) Rotació. El seu període és de 24 hores. Un dia solar és el temps que triga en

posar-se en la mateixa posició respecte el Sol. La duració del dia augmenta del

ordre de dos milisegons per segle degut al moviment de les marees que

originen un fregament amb el fons marí que genera una disipació de part de

l’energia de rotació de la Terra.

b) Translació. La Terra fa voltes al voltant del Sol segons una trajectòria el·líptica.

El pla de translació es diu eclíptica. El període és de 365 + 1/4 + 3/400 dies, és

Col·legi Stel·la José Juan López

5

a dir, 365 dies, 5 hores, 48 minuts i 46 segons. Cada 400 anys es deixen tres

bixests com normals. L’angle de l’eclíptica amb l’equador és de 23° 27’.

c) Precessió. L’eix de la Terra oscil·la i descriu una superfície bicònica. El seu

període és d’uns 25800 anys. Aquest moviment té a veure amb els períodes de

glaciacions.

d) Nutació. L’eix, a més de descriure una superfície bicònica, va també girant. Hi

ha diferents nutacions, la més important de les quals és la nutació de Bradley i

correspon a una oscil·lació de l’eix dels pols d’uns 9’2 segons d’arc i un periode

de 18’6 anys.

Afeli 4 Jul.

Periheli 3 Gen

tardor estiu

hivern

primavera

Solstici d’hivern 21 Des.

Equinocci de tardor 22 Set.

Solstici D’estiu 23 Jun

Equinocci de primavera

21 Mar

Sol

Col·legi Stel·la José Juan López

6

Les estacions

- La lluna. El pla de l’òrbita lunar no és el mateix que el de translació de la Terra, sinó que forma un angle de 5° 8’. El pla de l’equador de la lluna forma amb el seu de translació un angle de 6° 40’.

5° 8’ 6° 40’

Lluna

Terra

Col·legi Stel·la José Juan López

7

Només veiem la meitat de la lluna per què la duració del moviment de rotació

coincideix exactament amb el de translació, que és de 27’3 dies.

El seu diàmetre és de 3473 km, la seva massa equival a 1/81 de la del nostre planeta,

i la seva distància a la Terra oscil·la entre 356.410 i 406.685 km, amb un valor mig de

381.547 km.

El sistema Terra-lluna és considerat avui com un doble planeta, més que un planeta i

el seu satèl·lit.

També l’eix de la lluna té una oscil·lació, la qual cosa ens permet veure directament el

59% del total de la superfície lunar. El Lunik 3 va fotografiar l’hemisferi ocult l’octubre

del 1959 i des de llavors tota la lluna està cartografiada.

Les posicions de la lluna respecte del Sol són:

1 – oposició

2 – conjunció

3 i 4 – Quadratura

Fases de la lluna:

3

2 1

4

Sol T

Col·legi Stel·la José Juan López

8

Quan veiem la lluna en forma de C està decreixent.

Quan veiem la lluna en forma de D està creixent.

Els eclipsis.

Poden ser de diferents tipus:

L’eclipsi solar s’origina quan la lluna s’interposa entre la Terra i el Sol.

L’eclipsi lunar es produeix quan la Terra impedeix el pas dels raigs del Sol cap a la

lluna.

Els primers poden ser totals, parcials o anulars, mentre que els segons poden ser

totals i parcials.

Col·legi Stel·la José Juan López

9

Eclipsi solar