כדור הארץ, מערכת השמש והיקום

כדור הארץ והירח מקיפים את השמש ונעים כל העת סביב עצמם. לשתי התנועות, המתרחשות בו-זמנית ללא הפסק, ישנה חשיבות גדולה מאחר שהם יוצרים את היום והלילה את החודשים ואת עונות השנה. כדור הארץ, מסתובב סביב ציר דמיוני. תנועת הסיבוב העצמי של כדור הארץ יוצרת את היממה, משפיעה על הזווית שבה הקרינה של השמש נקלטת על פני כדור הארץ במהלך היממה, ויוצרת הבדלי זמנים במקומות שונים בעולם.

תנועת הסיבוב העצמי של כדור הארץ
סיבוב אחד של כדור הארץ סביב צירו נמשך כ-24 שעות שהם יממה, יום ולילה.

בכל רגע מחצית כדור הארץ פונה אל השמש, ואז שורר במחצית הזו של כדור הארץ יום. באותו הזמן שורר לילה במחצית כדור הארץ שלא פונה אל השמש. כדור הארץ ממשיך להסתובב והחלק שהיה מואר מחשיך בהדרגה, ולאט לאט יורד בו הלילה; באותו הזמן – החלק שהיה חשוך פונה אל השמש והאור עולה בו בהדרגה. האזור שבו היום והלילה מתחלפים נקרא אזור ההארה. כיוון הסיבוב של כדור הארץ הוא ממערב למזרח.

תנועת הסיבוב העצמי של כדור הארץ יוצרת הבדלי טמפרטורות במהלך היום. השינויים בטמפרטורות נובעים משני גורמים: הזווית שבה קרינת השמש פוגעת בכדור הארץ, והמרחק שקרני השמש עוברות באטמוספרה עד שהן מגיעות לכדור הארץ.

תנועת הסיבוב העצמי והזמן האזורי: כדי לקבוע שיטה אחידה למדידת הזמן בכל העולם התכנסה בשנת ‏1884 ועידה בין-לאומית. בוועידה הוחלט לחלק את כדור הארץ ל-24 אזורי זמן בהתאם ל-24 שעות היממה. על-פי החלטות הוועידה הבין-לאומית קו האורך 0 עובר בעיירה גריניץ' שליד לונדון בבריטניה. וכך ככל שמתרחקים מגריניץ' מזרחה – השעה מאוחרת יותר, וככל שמתרחקים מגריניץ' מערבה – השעה מוקדמת יותר.

תנועת ההקפה של כדור הארץ סביב השמש
משך ההקפה ומסלול ההקפה של כדור הארץ סביב השמש הם בעלי חשיבות רבה לחיים על פני כדור הארץ: הם הגורמים לקיומה של שנה הנחלקת לעונות בכוכב הלכת שלנו, והם הגורמים ליצירת סוגי אקלים שונים במקומות שונים בעולם.

במהלך תנועתו סביב השמש קולט כדור הארץ ללא הרף קרינה מהשמש. הזווית שבה הקרינה פוגעת בכדור הארץ שונה ממקום למקום. בגלל ההבדלים בזווית הפגיעה של הקרינה במהלך ההקפה – יש מקומות המתחממים יותר, ויש מקומות המתחממים פחות, וברוב המקומות – במהלך השנה יש עונה חמה ועונה קרה. כפי שראינו, עוצמת הקרינה משתנה בהתאם לזווית הפגיעה של קרני השמש בכדור הארץ. עוצמת הקרינה היא חזקה ביותר כאשר השמש נמצאת בזווית של ‏90 מעלות בדיוק מעל לפני הקרקע. מצב זה מכונה "זנית". בגלל הנטייה של הציר, מקום הזנית משתנה במהלך תנועתו של כדור הארץ סביב השמש: הוא נע בין קו הרוחב ‏5.‏23 מעלות דרום ("חוג הגדי") ובין קו הרוחב 23.5 מעלות צפון ("חוג הסרטן").

התנועה סביב השמש משנה את אורך היום והלילה במהלך השנה – חצי כדור הארץ הפונה אל השמש, ואשר בו שורר באותה עת קיץ, חשוף לקרינה במשך שעות רבות יותר לאורך היממה בהשוואה למצב בחורף, ולפיכך היום בו ארוך יותר והלילה קצר יותר. לעומת זאת חצי כדור הארץ המרוחק מן השמש, ואשר בו שורר באותה עת חורף – חשוף לקרינה במשך שעות מועטות יותר לאורך היממה בהשוואה לקיץ, ולפיכך היום בו קצר יותר והלילה ארוך יותר.

תנועות הירח
גם הירח סובב סביב צירו, ולכן גם על הירח יש יום ולילה. הירח סובב סביב צירו הרבה יותר לאט מכדור הארץ, ולכן היממה של הירח ארוכה מאוד ונמשכת כ-655 שעות.
מלבד הסיבוב של הירח סביב עצמו, הירח סובב ומקיף גם את כדור הארץ, ושניהם יחד מקיפים את השמש. בשל כך, מדי כל יממה הירח ניצב במקום אחר ביחס לכדור הארץ והשמש ואנו רואים את מופעי הירח בכל לילה בצורה אחרת – מסהר דק עד ירח מלא.

ליקוי חמה וליקוי לבנה
אחת מתופעות הטבע המחזוריות המרשימות ביותר הן ליקויי המאורות: ליקוי שמש וליקוי ירח. הכוונה היא למצב שבו צל מוטל על פני כדור הארץ או על פני הירח כתוצאה מכך שהם מסתירים זה מזה את אור השמש. תופעות אלה חוזרות על עצמן בפרקי זמן קצרים, יחסית.