วงโคจรและการหมุนรอบตัวเอง

ด.ญ.เจนจิรา บุญเหลือ เลขที่ 24

ด.ญ.ชุติกาญจน์ บัวเผียน เลขที่ 25

ด.ญ.ธราภรณ์ เพชรชู เลขที่ 29

ด.ญ.พิมพ์พิศา สมหวัง เลขที่ 37

ด.ญ.สุชาดา รอดศรีนาค เลขที่43

ชั้น ม.3/5

วงโคจรและการหมุนรอบตัวเอง 

      โลกหมุนรอบตัวเอง 24 ชั่วโมงในหนึ่งวัน แต่นักวิทยาศาสตร์คำนวณได้ 23.56 ชั่วโมง แต่จะใช้ 24 ชั่งโมงเป็นหลัก และ 365 วันในหนึ่งปี โลกอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ประมาณ 150 ล้านไมล์ และเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 30 กิโลเมตรต่อวินาที หรือ 108,000 ไมล์ต่อชั่วโมง[2]
วงโคจรของดวงจันทร์ อยู่ห่างจากโลก 250,000 ไมล์ ดวงจันทร์จะหันพื้นผิวด้านเดียวเข้าหาโลกอยู่เสมอ และโคจรรอบโลกใช้เวลาประมาณหนึ่งเดือนโลกเป็นส่วนหนึ่งของระบบสุริยะ และมีวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ร่วมกับวัตถุขนาดเล็กกว่าพันชิ้น และดาวเคราะห์อีก 8 ดวง ดวงอาทิตย์และระบบสุริยะเคลื่อนที่ผ่านส่วนแขนออริออน ดาราจักรทางช้างเผือก และจะเคลื่อนที่ครบรอบในอีก 10,000 ปีข้างหน้า[3]การเปลี่ยนแปลงแนววงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์

การเปลี่ยนแปลงแนววงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์

        แม้ว่าความแตกต่างของระยะทางระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ (โลกหมุนรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรี) จะมีผลต่อความแตกต่างของอุณหภูมิตามฤดูกาลต่าง ๆ น้อยก็ตาม แต่จะมีบทบาทที่สำคัญมาก ต่อการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศของโลก ในช่วงระยะเวลานับพันปีระยะทางระหว่างโลก กับดวงอาทิตย์ที่ไกลที่สุด (Aphelion) ประมาณ 94.5 ล้านไมล์ ในวันที่ 4 กรกฎาคม ซีกโลกเหนืออยู่ในระหว่างฤดูร้อน กับระยะทางที่ใกล้ที่สุด (Perihelion) ประมาณ 91.5 ล้านไมล์ ในวันที่ 3 มกราคม ซีกโลกเหนืออยู่ในระหว่างฤดูหนาว แตกต่างกันเพียงเล็กน้อยเท่านั้น แต่ทำให้โลกได้รับพลังงานรังสีดวงอาทิตย์ในเดือนมกราคม มากกว่าในเดือนกรกฎาคม ประมาณ 6% อย่างไรก็ตาม รูปร่างวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ จะเปลี่ยนแปลงไปในรอบ 90,000-100,000 ปี วงโคจรจะยาวและรีมากขึ้น เมื่อถึงเวลานั้น ประมาณพลังงานรังสีดวงอาทิตย์ที่โลกได้รับขณะที่โลกอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มาก ที่สุด มากกว่าขณะที่โลกอยู่ไกลดวงอาทิตย์มากที่สุดถึง 20 – 30% ซึ่งจะมีผลทำให้ภูมิอากาศแตกต่างจากที่เป็นอยู่ในปัจจุบันอย่างแน่นอนที่สุด

เวลาสุริยะคติ (Solar time)

     เป็นเวลาพื้นฐานตามความรู้สึกของมนุษย์ วันสุริยะคติ (Solar day) เป็นช่วงเวลาตั้งแต่เที่ยงวันครั้งหนึ่งถึงเที่ยงวันครั้งถัดไป ซึ่งเกิดจากการหมุนรอบตัวเองของโลก แต่เนื่องจากโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรี และแกนหมุนของโลกเอียงไปจากแนวตั้งฉากของระนาบการโคจรรอบดวงอาทิตย์ ดังนั้น ในแต่ละวัน เราจึงเห็นดวงอาทิตย์ขึ้นและตกเปลี่ยนตำแหน่งไปตามเส้นสุริยะวิถี และความยาวนานของแต่ละวันมีค่าไม่เท่ากัน จึงมีการนิยามวันสุริยะคติเฉลี่ย (Mean solar day) ขึ้นมา เป็นวันที่เกิดจากวงอาทิตย์สมมติหรือดวงอาทิตย์เฉลี่ยที่มีทางโคจรที่สม่ำ เสมอบนท้องฟ้ามาพิจารณาแทนดวงอาทิตย์จริง 24 ชม. วันดาราคติจะมีเพียงแค่ 23 ชม. 56 น. 4 วิ. ของเวลาสุริยะคติ

ทำไมแกนโลกจึงเอียง

แกนโลกเอียงเพราะในยุคต้น ๆ ของกำเนิดดาวเคราะห์ มีดาวขนาดดาวอังคารวิ่งเข้าชนโลก ทำให้ชิ้นส่วนของโลกที่หลุดออกมาและส่วนที่เหลือของดาวที่มาชนหลอมรวมกันกลายเป็นดวงจันทร์โคจรรอบโลก ส่วนโลกถูกชนจนแกนเอียงและหมุนรอบแกนด้วยความเร็วสูงรอบละ 1 วัน

กำเนิดของดาวเคราะห์ชั้นในได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร เกิดจากเนบิวลาเดียวกันกับที่ให้กำเนิดเป็นดวงอาทิตย์และดาวเคราะดวงอื่น แต่ในยุคต้น ๆ บริเวณดาวเคราะห์ชั้นในจะมีดาวขนาดเล็กจำนวนมากที่ถูกดวงใหญ่ดึงให้ตกลงสู่ดาวเคราะห์เหล่านั้น จนดาวเคราะห์นั้นในมีขนาดใหญ่ขึ้น ในขณะที่จำนวนวัตถุขนาดเล็กลดลง และพลังงานของการแผ่รังสีจากดวงอาทิตย์จะพลักดันโมเลกุลหรือสารที่ระเหยได้ง่าย รวมทั้งก๊าซที่เบาให้หลุดลอยออกจากดาวเคราะห์ชั้นในไปอยู่ ณ ชั้นนอกของระบบสุริยะ ทำให้ดาวเคราะห์ชั้นในเป็นดาวเคราะห์ที่เป็นหินแข็ง มีความหนาแน่นสูง ส่วนดาวเคราะห์ชั้นนอกเป็นดาวเคราะห์ก๊าซมีความหนาแน่นต่ำ

ดาวเคราะห์ทุกดวงมีแกนเอียงต่าง ๆ กัน ดาวเคราะห์ที่มีแกนเอียงคล้ายโลกที่สุดคือ ดาวอังคาร ซึ่งมีแกนหมุนเอียงจากแนวดิ่งของระนาบทางโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นมุมประมาณ 25 องศา

แกนโลกเอียงเท่าใด

ความเอียงของแกนหมุนของโลกคือ มุมระหว่างแกนหมุนรอบตัวเองของโลก และแกนที่ผ่านขั้วทั้งสองของทรงกลมฟ้าที่มีเส้นสุริยวิถีเป็นเส้นแบ่งครึ่ง ซึ่งเท่ากับมุมระหว่างระนาบสุริยวิถีกับระนาบเส้นศูนย์สูตรของโลก ตรงกับภาษาอังกฤษว่า obliquity มีสัญลักษณ์ว่า ε

ปัจจุบัน ε มีค่าประมาณ 23° 26′ และกำลังอยู่ในช่วงลดลงด้วยอัตราประมาณ 0.475″ ต่อปี มุมนี้จะลงไปต่ำสุดที่ 22.6° ในอีก 10,200 ปี หลังจากนั้นจะเพิ่มขึ้นทีละน้อยอีกครั้งหนึ่งจนกระทั่งถึงค่าสูงสุด 24.2° ค่าสูงสุดนี้เกิดขึ้นมาแล้วก่อนหน้าปัจจุบันประมาณ 10,000 ปี

การเคลื่อนที่ของโลก

                    โลกหมุนรอบแกนสมมุติที่ผ่านขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ แกนสมมุตินี้จะชี้ไปยังจุดค่อนข้างจะคงที่บนฟ้าโดยในปัจจุบันแกนที่ผ่านขั้วโลกเหนือชี้ไปยังจุดซึ่งดาวเหนืออยู่ใกล้ๆทิศทางที่โลกหมุนคือ จากทิศตะวันตกไปทางทิศตะวันออกกล่าวคือหหมุนจากทางประเทศพม่ามาทางประเทศไทย การหมุนรอบตัวเองของโลกจึงทำให้เกิด "ทิศ" โลกหมุนจากทิศตะวันตกไปทิศตะวันออก เพราะฉะนั้นทิศจึงไปกับโลกตลอดเวลา  การหมุนรอบตัวเองของโลกนอกจากจะทำให้เกิดทิศแล้วยังทำให้เกิดการขึ้น-ตกของดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ตลอดทั้งดวงดาวทั้งหลายบนฟ้าด้วย  ขณะที่โลกหมุนรอบตัวเองโลกก็เคลื่อนหรือโคจรรอบดวงอาทิตย์ไปด้วย  การเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ 1 รอบ ใช้เวลา 1 ปีโลกหรือ 365 วันด้วยความเร็วที่สูงกว่าจรวด  ซึ่งส่งดาวเทียมออกไปนอกโลก  ดังนั้นจึงอาจจะเปรียบเทียบได้ว่าโลกเป็นยานอวกาศลำใหญ่ที่โคจรอยู่ในอวกาศรอบดวงอาทิตย์

ปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์

ระบบวงโคจรของดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์ (Sun - Earth - Moon connection) ทำให้เกิดปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ ในรอบวัน รอบเดือน หรือรอบปี  ส่วนใหญ่จะเป็นปรากฏการณ์ทางแสง ได้แก่ กลางวันกลางคืน, ฤดูกาล, ข้างขึ้นข้างแรม, สุริยุปราคา, จันทรุปราคา  ส่วนปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นจากแรงโน้มถ่วง ได้แก่ น้ำขึ้นน้ำลง