音频科普:地球实际上并不是完美的球形!
发布时间:2021-01-21
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音频科普:地球实际上并不是完美的球形!

在2000多年前,古希腊人推测出大地是球形,还计算出地球的大小。

从太空拍摄的地球照片,看上去地球也是一个美丽的蓝色圆球。

美国宇航员第一次从太空中亲眼看到地球时,也十分激动地说:蓝色圆球。

但实际上,地球不是完美的球形。

一般认为,法国著名哲学家、数学家、物理学家笛卡尔(René Descartes,1596年3月31日-1650年2月11日)最早指出了地球不是完美球形。他认为地球可能像竖起来的鸡蛋,两极方向长,赤道方向小的椭圆。笛卡尔是西方近代哲学奠基人之一。他的哲学与数学思想对历史的影响是深远的。人们在他的墓碑上刻下了这样一句话:“笛卡儿,欧洲文艺复兴以来,第一个为人类争取并保证理性权利的人。”

法国巴黎天文台第一任台长,G.D.卡西尼(Giovanni Domenico Cassini(1625~1712)),通过在巴黎周围测量,也得出地球呈竖长的椭球形。他做出了许多重要发现,其中很著名的是发现土星光环中间有裂缝,后来被命名为卡西尼缝。他也被称为卡西尼一世,从他开始,一直到他的曾孙,一直领导巴黎天文台。从1669年一直到1794年,祖孙四代领导法国巴黎天文台125年,使卡西尼家族成为世界天文学史上著名的天文家族。

但是,英国科学家牛顿(Newton)不同意地球是竖长的椭球形的说法,他不是通过实际测量,而是通过理论推测。他在1687年7月5日发表的《自然哲学的数学原理》(Philosophiae Naturalis Principia Mathematica)一书中,提出了万有引力定律。根据万有引力定律,一切物体都有引力。如果地球不自转,那么它自身的引力,会将自身物质都吸引到距离中心最近的地方,使整个地球成为完美的球形。但是,地球时刻围绕自转轴快速自转,使得赤道部分的一些引力被抵消掉,赤道部分会突出,而两极部分会扁平,整个地球最终成为一个赤道略鼓,两极略扁的椭球体。

G.D.卡西尼和牛顿两个著名人物关于地球形状的争论,一直持续了好几年,直到他们去世后,法国人和英国人还在继续争论地球的形状到底是竖长的还是扁平的椭圆。最后发现解决争论的唯一办法就是到实际地点进行测量。

法国科学院派出两支测量队,一支在1735年,到距离赤道很近的地方,当时的秘鲁(Peru),原计划用3年时间,半年去,2年测量,半年回来。但是,谁都没想到,他们被困在那里将近10年,有些人40年后才回来,有些人,永远也没能回来,2011年出版的《测量地球》(Measure the Earth),专门讲述他们的故事。另外一支,在1736年到距离北极很近的拉普兰(Lapland),今天芬兰境内,18个月就完成测量返回法国。

测量结果,牛顿的预测是对的。

地球平均半径约为6370千米,但赤道部分的半径要比两极的半径长约21千米。科学家发现,地球赤道半径还在不断扩大,大约每10年增加7毫米。

 





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