Общие сведения о форме и размерах Земли. Часть 2
Несмотря на то, что исходные данные были не совсем точны, Эратосфен вычислил длину окружности экваториальной области Земли, а затем и радиус, равный 6 287 км. Полученное значение примерно на сто километров меньше современного значения радиуса нашей планеты, однако методика определения формы Земли ученым предложена правильная. Кроме этого, Эратосфен ввел понятия параллелей и меридианов. Карта Эратосфена была первой картой, созданной с учетом шарообразной формы Земли. Известно, что определить радиус Земли пытались многие исследователи. Основной причиной их неудачи являлась низкая точность определения расстояний. Эта проблема была преодолена после изобретения французским врачом Фернелем прототипа современного спидометра. Он измерил длину обода колеса повозки и установил колокольчик, который звенел после каждого оборота колеса.
Приведем один курьезный случай из практики геодезических измерений. В 827 году два арабских астронома Халиб ибн Абдулмалик и Али ибн Иса по Полярной звезде определили длину дуги в один градус. По этой величине была установлена длина экватора. Весьма комичен тот факт, что в рукописях не сохранились единицы измерения, которыми пользовались астрономы. Кроме этого, точность измерения расстояний была низкой. Полученные астрономами результаты показывают, что длина одного градуса дуги составляла 56 арабских милей. В одной старинной рукописи сказано, что арабская миля равна 4 000 локтей, локоть соответствует ширине восьми кулаков, кулак приравнивался ширине четырех пальцев, палец равен толщине шести ячменных зерен, а ячменное зернышко приравнивалось толщине шести волосков с ослиной морды!
Во второй половине XVII века были выявлены некоторые факты и явления, которые обусловили новые научные взгляды на форму Земли как планеты и определили задачи геодезических измерений. В 1672 году французский астроном Ж. Рише обнаружил, что в городе Кайенне, расположенном в Южной Америке вблизи экватора, часы с маятником, выверенные в Париже, отставали. Для исправления их хода необходимо было длину маятника укоротить.
Аналогичный факт установил и английский астроном Э. Галлей на острове Святой Елены в 1677 году. Объясняя эти факты на основе закона всемирного тяготения, И. Ньютон в 1680 году высказал мысль, что Земля не шар, а имеет вид сфероида, несколько сплюснутого в направлении оси вращения (приблизительно на четыре градуса). Допуская, что все частицы массы Земли находятся в состоянии взаимного притяжения, английский ученый И. Ньютон в 1687 году вычислил сжатие земного сфероида и получил величину 1/230. Голландский физик Х. Гюйгенс, предположив, что массы Земли притягиваются только к её центру, в 1690 году определил сжатие земного сфероида, равное 1/576. В 1691 году по результатам непосредственных наблюдений было выявлено сжатие планеты Юпитер и высказаны предположения о возможной сфероидичности планет Солнечной системы.
Инженерная геодезия