Μετρήσεις της Μεσημβρινής Περιμέτρου της Γης από το σπίτι τους, πραγματοποίησαν οι μαθητές του Γυμνασίου και Λυκείου Σαπών.

Πρόκειται για το “πείραμα του Ερατοσθένη”, ένα από τα καλύτερα πειράματα που μπορούν να πραγματοποιηθούν εκτός τάξης, με τη χρήση απλών πειραματικών μετρητικών διατάξεων (πήχη κάποιου ύψους, βιβλίο με σκληρό εξώφυλλο, ρολό από χαρτί κουζίνας, ένα κουτί από κάποια συσκευασία, κ.ά.) και ενός μέτρου ή χάρακα.
Λίγα λόγια για τον Ερατοσθένη και το πείραμά του

Ο Ερατοσθένης (Κυρήνη 276 π.Χ.-Αλεξάνδρεια 194 π.Χ.) έζησε κυρίως στην Αλεξάνδρεια της Αιγύπτου όπου εργάσθηκε ως βιβλιοθηκάριος στη φημισμένη βιβλιοθήκη. Για σαράντα χρόνια ορίσθηκε ως υπεύθυνος και δίδαξε εκεί. Εκτός των άλλων δραστηριοτήτων και συγγραφών του, ασχολήθηκε με την αστρονομία και με ένα από τα πιο σημαντικά πειράματα που πραγματοποιήθηκε στην ιστορία της ανθρωπότητας. Ήταν η μέτρηση της μεσημβρινής περιφέρειας της Γης (κατεύθυνση Βοράς–Νότος). Ο Ερατοσθένης πληροφορήθηκε ότι στη Συήνη (σημερινό Ασουάν), ο ήλιος κάθε μεσημέρι του θερινού ηλιοστασίου (21 Ιουνίου) ρίχνει τις ακτίνες του κάθετα στον ορίζοντα και φωτίζει τον πυθμένα ενός πηγαδιού, και οι σκιές των αντικειμένων στο Ασουάν ήταν μηδενικές. Την ίδια στιγμή στην Αλεξάνδρεια οι ακτίνες του ηλίου σχημάτιζαν με τον υπολογισμό του μια γωνία 7,2 μοιρών με την κατακόρυφο του τόπου. Ζήτησε λοιπόν να μετρηθεί η απόσταση Αλεξάνδρειας–Συήνης (περίπου 800 χιλιόμετρα). Η απόσταση μετρήθηκε από τους περιπατητές που χρησιμοποίησε. Τελικά υπολόγισε με αξιοζήλευτη ακρίβεια την περιφέρεια της Γης, σε 39.690 χιλιόμετρα. Με έναν απλό τρόπο, κατ΄ αρχήν απέδειξε ότι η Γη είναι σφαιρική, και μάλιστα μέτρησε πόσο μεγάλη είναι! Σήμερα γνωρίζουμε – αν και δεν μπορούμε να μετρήσουμε με απόλυτη σιγουριά – ότι η Γήινη μεσημβρινή περίμετρος είναι 40.007,86 χιλιόμετρα. Σημειωτέον, ότι από το 2008 που ο υπεύθυνος καθηγητής του Γυμνασίαυ-Λυκείου Σαπών, φυσικός, Δημήτρης Πρασόπουλος, έκανε για πρώτη φορά το πείραμα, διαπίστωσε ότι υπήρξαν νέες μελέτες διόρθωσης της μεσημβρινής περιμέτρου της Γης.

Eratosthenes Experiment 2021

Δείτε στον σύνδεσμο https://eratosthenes.ea.gr/ το “Πείραμα του Ερατοσθένη 2021” που πραγματοποιήθηκε με την υποστήριξη του Inspiring Science Education/Open Discovery Space και της Ευρωπαϊκής Επιτροπής, στο πλαίσιο της δράσης FP7, με τη συμμετοχή περίπου τετρακοσίων σχολείων από όλο τον κόσμο (προσεγγιστικός υπολογισμός).

Η προσπάθεια του Γυμνασίου-Λυκείου Σαπών

Οι μαθητές του σχολείου προσκλήθηκαν από τους διοργανωτές της Ελληνογερμανικής Αγωγής να συνεργασθούν με το Αστεροσκοπείο του Boyden στη Νότιο Αφρική, αλλά ο καιρός δυστυχώς δεν βοήθησε (συννεφιά και βροχή). Τα προηγούμενα χρόνια (περίπου δώδεκα χρόνια), είχαν καταφέρει να πραγματοποιήσουν το πείραμα σε συνεργασία με διάφορους φορείς και σχολεία της Ελλάδας και του εξωτερικού (περίπου εξήντα συνολικά), όμως δυστυχώς φέτος δεν κατάφεραν να πραγματοποιήσουν αυτές τις συνεργασίες. Έτσι, επέλεξαν να κάνουν το πείραμα μόνοι τους χρησιμοποιώντας την εντελώς “παραδοσιακή” μέθοδο που περιλάμβανε τα εξής:

α) Γνώριζαν τον χρόνο που ο ήλιος μεσουρανεί. Για τις μέρες του Μαρτίου και την περιοχή των Σαπών είναι στις 12:22 περίπου.

β) Επέλεξαν ένα αντικείμενο (βιβλίο, ξύλο, χαρτί κουζίνας, κ.α.) και μέτρησαν το ύψος του.

γ) Την ορισμένη ώρα της μεσουράνησης μέτρησαν τη σκιά που δημιουργήθηκε από τον ήλιο. Επέλεξαν, κατά το δυνατόν, να δημιουργήσουν ορθογώνιο τρίγωνο για να μπορέσουν να υπολογίσουν σωστά την εφαπτομένη γωνία θ που σχημάτισαν οι ακτίνες του ήλιου με την κατακόρυφο του τόπου μας.

δ) Είχαν μια σημαντική πληροφορία· τη ΜΕΣΗΜΒΡΙΝΗ ΑΠΟΣΤΑΣΗ: Σε ποιο σημείο (κάπου στη Δημοκρατία του Κογκό για τον Μάρτιο), ο ήλιος δεν εμφανίζει καθόλου σκιά στα αντικείμενα της περιοχής. Κάθε μέρα τον Μάρτιο ο ήλιος μετακινεί αυτό το σημείο κατά 55* χιλιόμετρα βορειότερα από την προηγούμενη ημέρα. Το σημείο αυτό βρίσκεται περίπου σε μεσημβρινή απόσταση 4.200-4.300* χιλιομέτρων από τις Σάπες. * νούμερα κατά προσέγγιση διότι μεταβάλλονται κάθε μέρα.

ε) Με μαθηματικά έλυσαν μια εύκολη αναλογία: θ/360ο=ΜΕΣΗΜΒΡΙΝΗ ΑΠΟΣΤΑΣΗ/ΜΕΣΗΜΒΡΙΝΗ ΠΕΡΙΜΕΤΡΟ. Η γωνία θ υπολογίστηκε από τις μετρήσεις τους (διότι εφ θ=απέναντι κάθετος πλευρά/προσκείμενη κάθετος πλευρά), ΜΕΣΗΜΒΡΙΝΗ ΑΠΟΣΤΑΣΗ: δίνεται ή «ανακαλύπτεται με αστρονομική σκέψη».

Οι δραστηριότητες που πραγματοποίησαν:

Για τις μετρήσεις χρησιμοποιήθηκε μια «μετρητική διάταξη» που είχε κατασκευάσει ο κ. Πρασόπουλος για λογαριασμό του Συλλόγου Ερασιτεχνικής Αστρονομίας Θράκης το 2008. Οι μαθητές χρησιμοποίησαν βιβλία, κουτιά από συσκευασίες και χαρτί κουζίνας. Από το Γυμνάσιο Σαπών πραγματοποίησαν μετρήσεις δέκα μαθητές και από το Λύκειο Σαπών ακόμη πέντε μαθητές.

Οι μετρήσεις πέρσι και φέτος:

Η μέση τιμή της μεσημβρινής περιμέτρου της Γης υπολογίσθηκε στα 40.185,26 km (απόκλιση από την πραγματική τιμή  0,44 %). Συγκρίνοντας την φετινή προσπάθεια με την αντίστοιχη περσινή (40.048,19 km, απόκλιση 0,10%) συνάγεται το συμπέρασμα ότι η Γη…«πάχυνε» (;!).

Ο κ. Πρασόπουλος αναφέρει: “Θα ήθελα να αφιερώσω την φετινή προσπάθειά μας σε συγκεκριμένους ανθρώπους, αλλά νομίζω ότι είναι καλύτερο να την αφιερώσουμε σε όλους όσους αγωνίζονται για ένα καλύτερο αύριο, ο καθένας στον τομέα του. Περήφανος για την προσπάθεια των μαθητών μας. Ευτυχής για την συνεργασία με τους συναδέλφους καθηγητές. Εύχομαι ο «Ερατοσθένης» με την απλότητα της μεθόδου να εμπνεύσει όλους μας. Και του χρόνου με υγεία να είμαστε!”.