Це зараз кожен школяр точно знає, що планета кругла, що на всіх нас діє сила тяжіння, яка не дає впасти «вниз» і полетіти за межі атмосфери. Однак на початку нашої ери цю точку зору поділяли далеко не всі. У III столітті знаменитий письменник і філософ Лактанцій писав: «Невже знайдеться який-небудь химерний мрійник, який уявить, що є люди, які ходять вниз головою і догори ногами? Що все, що у нас на цій стороні лежить, там внизу висить? Що трави і дерева там ростуть, опускаючись вниз, і град там падає знизу вгору? »Його підтримав і Козма Индикоплов в своїй книзі« Християнська топографія »і навіть проілюстрував свої« вагомі »докази іронічній картинкою з чотирма фігурками.
Втім, гіпотеза про те, що наша планета має форму кулі, існувала дуже давно. Першим цю думку висловив ще в VI столітті до нашої ери давньогрецький філософ і математик Піфагор. Інший філософ, Аристотель, який жив у Давній Греції двома століттями пізніше, привів наочні докази кулястості: адже під час місячних затемнень Земля відкидає на Місяць тінь саме круглої форми!
Поступово ідея про те, що Земля - куля, що висить в просторі і ні на що не спирається, поширювалася усе ширше. Пройшли століття, людям давно відомо, що Земля не плоска і не спочиває на китах або слонах. Ми обійшли навколо світу, перетнули наш кулька буквально у всіх напрямках, облетіли його на літаку, сфотографували з космосу. Ми навіть знаємо, чому не тільки наша, а й всі інші планети, і Сонце, і зірки, і Місяць, і інші великі супутники саме «круглі», а не який-небудь іншої форми. Адже вони великі, мають величезну масою. Їх власна сила тяжіння - гравітація - прагне надати небесних тіл форму кулі.
Якби навіть з'явилася якась сила, більша, ніж гравітація, яка надала б Землі форму, скажімо, валізи, скінчилося б все одно тим же: як тільки б дію цієї сили припинилося, сила тяжіння почала б знову збирати Землю в кулю, «втягуючи» виступаючі частини, поки всі крапки поверхні не виявилися б на рівній відстані від центру.
Ще в XVII столітті знаменитий фізик і математик Ньютон, зробив сміливе припущення, що Земля - ніякий не куля, вірніше, не зовсім куля. Припустив - і математично це довів.
Ньютон «пробурив» (зрозуміло, подумки!) До центру планети два сполучені канали: один від Північного полюса, інший - від екватора, і «заповнив» їх водою. Розрахунки показали, що вода була на різних рівнях. Адже в полярному колодязі на воду діє тільки сила тяжіння, а в екваторіальному - їй ще протистоїть відцентрова сила. Вчений стверджував: для того щоб обидва стовпи води робили на центр Землі однаковий тиск, тобто щоб вони мали рівну вагу, рівень води в екваторіальному колодязі мав би бути вище - за підрахунками Ньютона на 1/230 від середнього радіуса планети. Іншими словами, відстань від центру до екватора більше, ніж до полюса.
Щоб перевірити розрахунки Ньютона, Паризька академія наук відправила в 1735 - 1737 роках дві експедиції: в Перу і в Лапландію. Учасники експедиції мали виміряти дуги меридіана - по 1 градусу кожна: одну - в екваторіальних широтах, в Перу, іншу - в полярних, в Лап ланд ні. Після обробки даних експедицій, керівник північній, геодезист П'єр-Луї Мопертюї, оголосив, що Ньютон прав: Земля стиснута біля полюсів! Це відкриття Мопертюи увічнив Вольтер в. епіграмі:
Посланець фізики, відважний мореплавець,
Подолавши і гори, і моря.
Витягав квадрант серед снігу і боліт,
Майже що перетворившись в лопаря.
Дізнався ти після безлічі втрат.
Що знав Ньютон, не виходячи за двері.
Даремно Вольтер був настільки уїдливий: хіба наука може існувати без експериментальних підтверджень її теорій ?!
Як би там не було, тепер ми точно знаємо, що Земля сплюснута біля полюсів (якщо завгодно - розтягнута у екватора). Розтягнута, втім, зовсім небагато: полярний радіус становить 6357 км, а екваторіальний - 6378 км, всього на 21 км більше.
Схожа на грушу?
Однак чи можна назвати Землю хай не кулею, але «сплюсненим» кулею, а саме еліпсоїдом обертання? Адже, як ми знаємо, рельєф у неї нерівний: є гори, є і западини. Крім того, на неї діють сили тяжіння інших небесних тіл, в першу чергу Сонця і Місяця. Нехай їх вплив невелика, але все-таки Місяць здатна на кілька метрів викривляти форму рідкої оболонки Землі - Світового океану, - створюючи припливи і відливи. Значить - в різних точках радіуси «обертання» різні!
До того ж на півночі знаходиться «рідкий» океан, а на півдні - «твердий» материк, покритий льодом - Антарктида. Виходить, що Земля має не зовсім правильну форму, нагадує грушу, витягнуту до Північного полюса. А за великим рахунком поверхню її настільки складна, що взагалі не піддається строгому математичному опису. Тому для форми Землі вчені запропонували особливу назву - геоид. Геоид є неправильною стереометричних фігурою. Його поверхня приблизно збігається з гладдю Світового океану і триває на материковій частині. Та сама «висота над рівнем моря», яку вказують в атласах і словниках, відраховується саме від цієї поверхні геоїда.
Геоид НЕ геоид!
Якщо бути зовсім чесними, варто зізнатися, що через відмінності температури в різних точках планети і солоності океанів і морів, атмосферного тиску та інших факторів поверхню водної гладі не збігається за формою навіть з геоидом, а має відхилення. Наприклад, на широті Панамського каналу різниця рівнів Тихого і Атлантичного океанів становить 62 см.