Начальные этапы изучения формы Земли

    Поскольку Земля не совсем круглая, мы должны знать, какую форму она имеет, для того чтобы создавать точные карты.
    Существует старая поговорка, которая гласит что-то вроде: «Вы не можете сказать, где вы находитесь, если не знаете, где вы были». В конце концов, если вы не знаете, где вы находитесь, как вы можете понять, в какую сторону идти, а тем более как найти дорогу домой?
    Карты так же, как картины. Вы когда-нибудь слышали фразу: «картинка стоит тысячи слов»? Что ж, хорошая карта может помочь нам понять все виды информации, разобраться в горах информации! Картинки, или карты, нужны для того, чтобы эти большие объемы информации было гораздо проще воспринимать.
    Карты играют большую роль в нашей жизни. Например – когда вы приглашаете друзей к себе в первый раз, вы, вероятно, даёте им указания, чтобы они могли найти ваш дом. Вы могли бы сказать им, чтобы они следовали по определенной улице, прошли мимо мини-маркета и повернули направо на детской площадке, чтобы добраться до вашего дома. Другими словами, вы используете «достопримечательности», чтобы описать вашим друзьям, где вы живете. Ориентиры мест, зданий, дорог и т.д., которые легко идентифицировать. Они дают вашим друзьям руку помощи, чтобы найти ваш дом. Если вы сделаете картину ориентиров и объясните как их использовать, чтобы найти ваш дом, то вы сделаете карту. Карту легко нарисовать, потому что вы знаете, повороты и ориентиры рядом с вашим домом, и это будет проще для ваших друзей, чтобы следовать к вашему дому, потому что они могут просто следить за фотографиями!
    Сегодня мы часто используют магазины, школы или площадки, как местные достопримечательности. Но что, если ваш друг из другого города и не знает, как добраться до любого из местных достопримечательностей, что тогда?
    Вы говорите, что нам нужны лучшие карты? Вы говорите, что картой необходимо покрыть большую площадь, сделать её более подробной, вместить больше «достопримечательностей»?
    Для того чтобы сделать карты и лучше, мы должны использовать нечто, называемое пространственной системой отсчета. Пространственная система отсчета определяется таким образом, что любое место (деревья, дома, дороги, здания и т.п.) может иметь свой собственный уникальный адрес. Но для получения хорошей системы отсчета, мы должны много знать о форме земли.
    Правда, мы (человечество) делали карты и изучали размеры и форму Земли в течение сотен лет. Начнем с того, что речь шла о территории вокруг наших домов, а затем, как мы ездили дальше от дома, наш интерес рос и включал все большие и большие районы. Размер мира где мы жили уже начал представлять для нас интерес.
    У ранних греческих математиков и мыслителей, таких как Гомер, Платон и Пифагор были идеи о форме и размерах Земли. Хотя мало кто предполагал, что Земля плоская (один парень даже подумал, что земля была прямоугольной формы!). Большинство согласились, что Земля круглая или «сферическая».
    Поддержка теории «круглой земли» пришла от моряков из древней Греции. Они заметили, что когда они подходили к своему родному порту, они могли видеть только яркие огни. Когда они приближались, появлялась суша, она «повышалась» над морем.
    Греки сделали множество оценок размеров Земли. Эти оценки были очень хорошие для своего времени, но всё же не точны.
    В конце концов, одному любопытному парню пришла в голову мысль о том, как он мог не только доказать, что Земля круглая, но и измерить её размер.
    Его имя было Эратосфен. Он был греческий математик и в то время он жил и работал в Египте. Он выступил с идеей, чтобы сделать более точные измерения размеров Земли.
    Эратосфен подумал, если взять две палки вставить их в песок на каком-то расстоянии, то они будут отбрасывать тень. Следовательно Земля не может быть плоской (как некоторые предполагали), она должна быть круглой. Зная, необходимые математические расчеты, он понял, что если бы он мог измерить расстояние между двумя палками, и тень от палок, то он мог бы узнать размеры земли.
    Эратосфен умчался в Александрию, за 800 км и поместили вторую палку в песок. Конечно же, солнце бросало тень.
    Эратосфен измерил тень и, используя расстояние между двумя палками, понял, что окружность Земли будет составлять 40234 км. В настоящее время принятое значение окружности Земли на экваторе 40074 км. Разница лишь в 160 км!
    Эратосфен жил в месте под названием Сиена (ныне Асуан). Он заметил, что в самый длинный день в году (день летнего солнцестояние), когда солнце достигло очень высокой точки на небе, палка размещенная прямо, не отбрасывает тени. Как будто солнце было прямо над головой.
    Измерение «дуги».
    Вот пример того, что мы имеем в виду. Давайте представим, что у нас есть специальная рулетка. Эта специальная рулетка может быть растянут напрямую – между любыми двумя точками на Земле. Она может пройти прямо через центр Земли, поэтому мы можем измерить кратчайшее расстояние между любыми двумя точками. Если у вас есть глобус, то сейчас хорошее время, чтобы взять его и посмотреть.
    Теперь, давайте измерим прямолинейное расстояние между двумя точками на экваторе. Экватор воображаемая линия, которая делит Землю поровну между Северным и Южным полюсами. Давайте измерим расстояние между двумя точками на этой воображаемой линии, которые находятся на «противоположных сторонах Земли» друг от друга.
    Если мы растягиваем нашу специальную рулетку между этими двумя точками,то расстояние будет 12756274 метров или около 12756300 км.
    Теперь, давайте также измерять расстояние между Северным и Южный полюсом – опять же, мы растягиваем нашу специальную рулетку прямо через центр Земли. Если бы Земля была круглая, расстояние будет таким же, не так ли? Но на этот раз, наши измерения 12713505 метров или около 12713565 км. Почти то же самое, но не совсем. Оказывается, прямолинейно, от полюса до полюса расстояние короче, чем расстояние между двумя точками вдоль экватора.
    Причина несовпадения расстояний из-за «выпуклости». Таким образом, Земля не круглая, как мы думаем, не так ли?
    Теперь вы можете подумать: «Но как же все холмы, долины, горные хребты и глубоководные желоба в океане. Конечно, они должны способствовать форме Земли». Но, эти «особенности рельефа» на самом деле не больше, чем «шероховатость поверхности», так сказать. Конечно, мы это измеряем и показываем на картах, но их вклад в форму Земли довольно мал.
    Чтобы проиллюстрировать это, давайте предположим, что мы уменьшили Землю до размеров мячика для гольфа. «Топографические» особенности (горы и долины) Земли будут также не значительны, как ямочки на мяче для гольфа.
    Второй пример может быть таким, посмотрите на глобус, который показывает горы в 3D. Найдите Эверест в Непале и вращайте глобус так, чтобы вы смотрели на склоны горы. Она не поднимается слишком высоко над остальным миром не так ли?
    Наконец, давайте посмотрим на масштабы нанесения Земли на карты. В предыдущем абзаце мы измеряли экваториальную ось, которая составила около 12756 км. Если мы нарисуем картину Земли в масштабе 1 см = 1000 км, то рельеф Земли в диапазоне от около 9 км над этой поверхностью (Эверест), а также около 12 км ниже этой поверхности (Марианской впадины) будет незаметен. Так как это составит около 0,2 мм, а это меньше толщины линии карандаша. Опять же, нет большой разницы не так ли?