Putaran Bumi

Putaran Bumi bermaksud putaran Bumi yang pejal di keliling paksinya sendiri. Bumi berputar ke arah timur. Apabila dipandang dari Bintang Utara Polaris, Bumi kelihatan berputar melawan arah jam.

Tempoh putaran

Tempoh putaran Bumi secara nisbi dengan Matahari (tengahari benar hingga tengahari benar) ialah satu hari suria benar atau hari suria ketara (apparent solar day). Ia bergantung pada gerakan orbit Bumi, dan oleh itu dipengaruhi oleh perubahan pada kesipian dan kecondongan orbit Bumi. Kedua-duanya berubah-ubah selama ribuan tahun, maka tempoh sehari suria benar ini juga berubah-ubah setiap tahun. Umumnya, sehari suria benar lebih lama daripada sehari suria min pada dua kala dalam setahun, tetapi lebih singkat pada dua lagi kala. Sehari suria benar biasanya lebih lama di dekat perihelion apabila Matahari kelihatan bergerak di sepanjang ekliptik melalui sudut yang lebih besar daripada biasa, mengambil masa kira-kira  untuk berbuat demikian. Sebaliknya, ia sekitar  lebih singkat di dekat afelion. Ia kira-kira  lebih lama menjelang solstis apabila unjuran kelihatan gerakan Matahari di sepanjang ekliptik kepada khatulistiwa samawi menyebabkan Matahari 'bergerak; melalui sudut yang lebih besar daripada biasa. Sebaliknya, ketika menjelang ekuinoks pula, unjuran kepada khatulistiwa adalah kira-kira  lebih singkat. Pada ketika ini, kesan perihelion dan solstis bergabung untuk memanjangkan hari suria sebenar menjelang  sebanyak  suria min lagi, tetapi kesan solstis diatasi separa oleh kesan afelion menjelang  apabila ia hanya lebih lama sebanyak . Kesan-kesan ekuinoks ini menyingkatkan hari suria menjelang  dan  masing-masing sebanyak  dan .

Purata sehari suria sebenar dalam peredaran setahun penuh ialah waktu suria min (mean solar time) yang terdiri daripada  suria min. Kini, setiap satu saat ini lebih lama sedikit daripada sesaat SI kerana sehari suria min Bumi kini lebih lama sedikit berbanding pada abad ke-19 disebabkan geseran pasang surut. Purata kepanjangan hari suria min sejak diperkenalkan saat lompat pada tahun 1972 adalah sekitar 0 hingga 2 milisaat lebih lama daripada 86,400 saat SI. Kejadian turun naik rawak yang disebabkan oleh teras-mantel coupling mempunyai amplitud sekitar 5 milisaat. Saat suria min pada tahun 1750 hingga 1892 dipilih pada tahun 1895 oleh Simon Newcomb sebagai unit masa yang tidak bersandar dalam Jadual-Jadual Matahari. Jadual-jadual ini digunakan untuk menghitung efemeris-efemeris sedunia pada tahun 1900 hingga 1983, maka saat ini dikenali sebagai saat efemeris. Pada tahun 1967, saat SI disamakan dengan saat efemeris.

Waktu suria ketara ialah ukuran putaran Bumi, sementara perbezaan antara waktu suria ketara dengan waktu suria min dipanggil persamaan waktu.

Tempoh putaran Bumi yang nisbi dengan bintang tetap, yang dipanggil hari najamnya (stellar day) oleh Perkhidmatan Sistem Putaran dan Rujukan Bumi Antarabangsa (IERS), adalah  saat waktu suria min (UT1) ,  hari suria min). Tempoh putaran Bumi yang nisbi dengan ekuinoks Mac min yang meliuk atau bergerak, iaitu yang digelar hari ikut bintang (sidereal day), adalah  saat waktu suria min (UT1) ,  hari suria min). Maka hari ikut bintang ini lebih singkat daripada hari najam dengan perbezaan sekitar . Pada tahun 499 M, Aryabhata, seorang ahli matematik dan astronomi tersohor dari zaman klasik matematik dan astronomi India menganggarkan kepanjangan hari ikut bintang ini pada 23 56 4.1.

Kedua-dua hari najam dan hari ikut bintang ini lebih singkat daripada hari suria min dengan perbezaan sekitar  . Sehari suria min dalam saat SI terdapat daripada IERS untuk tempoh-tempoh  dan.

Baru-baru ini (1999–2010), purata tempoh sehari suria min setahun yang melebihi 86,400 saat SI berubah-ubah antara  dan , yang mesti ditambahkan kepada kedua-dua hari najam dan ikut bintang yang diberikan dalam ukuran waktu suria min di atas untuk mendapatkan tempohnya dalam saat SI.

Kelajuan sudut putaran Bumi dalam ruang inersia adalah  radian sesaat SI (saat suria min). Didarab (180°/π radian)×(86,400 saat/hari suria min), hasilnya 360.9856°/hari suria min, iaitu Bumi berputar lebih daripada 360° secara nisbi dengan bintang-bintang tetap dalam satu hari suria. Pergerakan Bumi di sepanjang orbitnya yang hampir-hampir bulat sambil berputar di keliling paksinya sekali memerlukan Bumi itu untuk berputar sedikit lebih daripada 360° secara nisbi dengan bintang-bintang najam itu sebelum Matahari min boleh berlalu di atas lagi, sungguhpun ia hanya berputar 360° secara nisbi dengan Matahari min. Didarab niliai rad/s itu dengan jejari Khatulistiwa bumi iaitu  (elipsoid WGS84) (faktor-faktor 2π radian yang diperlukan oleh kedua-duanya membatal), hasilnya kelajuan khatulistiwa ,  atau . Sesetengah sumber menyatakan bahawa kelajuan khatulistiwa Bumi lebih perlahan sedikit, iaitu . Ini diperoleh dengan membahagikan lilitan khatulistiwa Bumi kepada . Bagaimanapun, penggunaan hanya satu lilitan membayangkan hanya satu putaran dalam ruang inersia, jadi unit masa yang bersamaan itu mestilah jam ikut bintang. Ini disahkan dengan mendarab bilangan hari ikut bintang dalam satu hari suria min, , yang hasilnya ialah kelajuan khatulistiwa dalam jam suria min yang diberikan melebihi .

Kelajuan tangen putaran Bumi di suatu titik di Bumi boleh dianggarkan dengan mendarab kelajuan di khatulistiwa dengan kosinus latitud.  Contohnya, Pusat Angkasa Kennedy terletak di garis lintang 28.59° Utara, maka kelajuan: 1,674|km/jam * cos (28.59) = .

Liukan, egahan dan gerakan kutub 
Paksi putaran Bumi bergerak seiringan dengan bintang-bintang tetap (ruang inersia); komponen-komponen gerakan ini ialah liukan (precession) dan egahan (nutation). Paksi putaran Bumi juga bergerak seiringan dengan kerak Bumi; ini dipanggil gerakan kutub.

Liukan ialah putaran paksi putaran Bumi yang disebabkan terutamanya oleh tork luaran dari graviti Matahari, Bulan dan jasad-jasad samawi yang lain. Gerakan kutub pula disebabkan terutamanya oleh egahan teras bebas dan kenining Chandler.

Asal-usul

Adalah diteorikan bahawa Bumi terbentuk sebagai sebahagian kelahiran Sistem Suria: yang akhirnya menjadi sistem suria ini asalnya wujud dalam bentuk kepulan besar berpusing-pusing yang terdiri daripada debu, batu, dan gas. Ia diperbuat daripada hidrogen dan helium yang terhasil dalam Letupan Besar, dan juga unsur-unsur lebih berat yang dipancutkan oleh supernova. Oleh sebab debu angkasa ini tidak homogen, sebarang asimetri yang terjadi ketika tokokan graviti memberikan momentum sudut untuk planet yang terbentuk.
Kala putaran Bumi masa kini adalah hasil putaran awal ini dengan faktor-faktor lain, termasuk geseran pasang surut dan hentaman Theia yang dihipotesiskan.

Al-Qur'an Menceritakan Perihal Putaran Bumi 
" dan engkau akan melihat gunung-gunung yang engkau kira tetap pada tempatnya, padahal ia (bergerak) seperti awan(bergerak)...." (An-Naml : 88)

Pembuktian teori ini hanya berlaku sekitar kurun ke-17 oleh  Johannes Kepler. Lebih kurang 1000 tahun selepas penurunan ayat dalam surah An-Naml yang tertera di atas. Allah menceritakan keadaan manusia ketika itu yang beranggapan bahawa gunung-gunung yang boleh diertikan sebagai permukaan bumi adalah satu objek yang pegun, namun Allah menjelaskan bahawa bumi turut berputar pada paksinya seperti mana awan.

Putaran bumi pada kelajuan 1,670km/jam berlaku sepanjang masa, ribuan tahun bahkan jutaan tahun namun tidak disedari oleh sesiapa sehingga berlaku pembuktian oleh sains tentang fenomena ini. Sebaliknya Allah menjadikan putaran yang  hampir dua kali ganda kelajuan kapal terbang Boeing-777 selamat kepada setiap makhluk yang hidup di muka bumi terutamanya manusia , tanpa sebarang komplikasi kepada salur darah, tulang vertebra dan lain-lain komplikasi yang tidak menyenangkan.

Lihat juga

 Formula Newcomb
 Kesan Allais
 Kitaran harian
 Sistem Suria
 Geodesi
 Sejarah Bumi

Catatan

Rujukan

Mekanik samawi
Putaran

he:כדור הארץ#מסלול והסתובבות כדור הארץ