Если бы у земной орбиты был другой эксцентриситет. ЗА

Хоть земная орбита и является эллипсом, его отличие от круга очень невелико. Малая полуось эллипса длиннее короткой всего на 1/700 своей длины, а Солнце, находящееся в фокусе эллипса, смещено от центра на 0,017 длины большой полуоси. Последнее число называется эксцентриситетом эллипса.

Может ли столь незначительная асимметрия в положении Солнца влиять на климатические условия Земли? Чтобы выяснить, в чём могло бы обнаружиться подобное влияние, произведём мысленный опыт. Допустим, что эксцентриситет земной орбиты возрос до более заметной величины, — например, до 0,5. Это значит, что фокус эллипса делит его полуось пополам; такой эллипс будет иметь вытянутость примерно куриного яйца. Ни одна из орбит планет солнечной системы не обладает столь значительным эксцентриситетом; орбита Меркурия, самая вытянутая, имеет эксцентриситет 0,2. (Но астероиды и кометы движутся и по более вытянутым эллипсам.) На рис. 19 изображена эта новая орбита. Земля попрежнему бывает 1 января в точке А, ближайшей к Солнцу, а 1 июля в точке В, наиболее удалённой. Так как FB втрое больше, чем FA, то в январе Солнце было бы втрое ближе к нам, чем в июле. Январский поперечник Солнца втрое превышал бы июльский, а количество посылаемого тепла было бы в январе в 9 раз больше, чем в июле (обратно пропорционально квадрату расстояния). Что осталось бы тогда от нашей северной зимы? Только то, что Солнце стояло бы низко на небе и дни были бы короткие, а ночи долгие. Но холодов не было бы: большая близость Солнца с избытком покрыла бы невыгодные условия освещения.

Рис. 19. Какой формы была бы орбита Земли, если бы эксцентриситет земной орбиты был равен 0,5. В фокусе F — Солнце.

Рис. 20. К иллюстрации второго закона Кеплера: если дуги АВ, CD и EF пройдены планетой в одинаковые промежутки вре-мени, то заштрихованные площади равны.

Сюда присоединится ещё обстоятельство, вытекающее из второго закона Кеплера, который гласит, что площади, описываемые радиусом-вектором в равные промежутки времени, равны. «Радиусом-вектором» орбиты называется прямая линия, соединяющая Солнце с планетой, в нашем случае — с Землёй. Так как Земля перемещается по орбите, то движется и радиус-вектор, который описывает при этом некоторую площадь; закон Кеплера устанавливает, что части площади эллипса, описываемые в равные времена, равны между собой. В точках своего пути, близких к Солнцу, Земля должна двигаться по орбите быстрее, чем в точках, удалённых от Солнца; иначе площадь, описанная коротким радиусом-вектором, не могла бы равняться площади, образованной более длинным радиусом-вектором (рис. 20).

Рис. 21. Как двигалась бы вокруг Солнца Земля по сильно вытянутому эллипсу. Расстояния между соседними точками, отмеченными цифрами, проходились бы в равные промежутки времени — за один месяц.

Применяя сказанное к нашей воображаемой орбите, заключаем, что в декабре — феврале, когда Земля значительно ближе к Солнцу, она должна двигаться по своей орбите быстрее, чем в июне — августе. Другими словами, зима должна на севере промчаться скоро, лето же, напротив, должно тянуться долго, как бы вознаграждая этим за скупо изливаемую Солнцем теплоту. На рис. 21 даётся более точное представление о продолжительности времён года при наших воображаемых условиях. Эллипс изображает форму новой земной орбиты (с эксцентриситетом 0,5). Числа 1—12 делят путь Земли на части, пробегаемые ею в равные промежутки времени; по закону Кеплера, доли эллипса, на которые он рассекается начерченными в нём радиусами-векторами, равны по площади. В точке 1 Земля бывает 1 января, в точке 2 — 1 февраля, в точке 3 — 1 марта и т. д. Из чертежа видно, что весеннее равноденствие