Такие наблюдения убедили людей, что земная поверхность везде — на суше и на море — выпуклая, а не плоская.

Видимое суточное движение Солнца и Луны привело людей к другому важному открытию.

Ошибочно считая, что Солнце действительно обходит в течение суток вокруг Земли, учёные древности сперва придумывали разные «коридоры» в Земле, по которым будто бы Солнце проходит ночью, а затем пришли к правильному выводу, что Земля совершенно изолирована в пространстве.

Так неверное представление о движении Солнца вокруг Земли натолкнуло на правильную мысль об изолированном положении её в пространстве.

Тогда учёные древности стали строить догадки о форме Земли. Может быть Земля похожа на выпуклый щит? Так думали некоторые древние народы, которые представляли себе Землю в виде щита, лежащего на трёх слонах, стоящих на черепахе.

Или, может быть, Земля имеет форму куба? Некоторые полагали, что она похожа на невысокий пень спиленного дерева, на плоской поверхности которого и живут люди.

Но вид тени Земли убедил греческих учёных, что Земля шарообразна.

Как можно увидеть тень Земли? Оказывается, это возможно в тех случаях, когда тень Земли падает на Луну. Бывает это во время полнолуния, когда Земля находится между Солнцем и Луной. Освещаемая Солнцем, она отбрасывает в пространство тень, которая и может упасть на Луну. Тогда мы наблюдаем полное или частное лунное затмение (рис. 1).

Рис. 1. Схема показывает, как происходят лунные затмения.

Лунные затмения — явление довольно частое в природе. Многим приходилось видеть, как земная тень надвигается на светлый диск полной Луны. Край земной тени всегда круглый — такой же круглый, как, скажем, у тени, падающей от апельсина на стену. Ясно, что такую тень может отбрасывать только шарообразное тело.

Учёным, наблюдавшим лунное затмение, стало ясно, что Земля — шар. Однако люди долго не могли свыкнуться с этой мыслью. Не только в древности, но и в средние века большинство людей считало Землю плоской поверхностью, на которую опирается небесный свод.

Такой взгляд усиленно поддерживался церковниками.

Особенно упорно и непримиримо выступала против учения о шарообразности Земли католическая церковь. Наука о Земле объявлялась ересью, учёные подвергались всевозможным преследованиям, их книги запрещались и уничтожались.

Однако с течением времени научные данные о Земле получали всё большее подтверждение. Сама жизнь требовала изучения Земли. Развивалось торговое мореплавание. Испанские и португальские моряки открыли путь в Индию. Начались поиски нового, более короткого пути в эту страну. Возникла мысль плыть туда, не огибая материк Африки, а прямо на запад вокруг земного шара.

Первое кругосветное путешествие не удалось. Предпринявший его в конце XV века Христофор Колумб встретил американский материк, преградивший ему путь.

В начале XVI века в кругосветное путешествие отправился от берегов Испании другой мореплаватель — Фернандо Магеллан.

Плывя всё время на запад, он пересёк Атлантический океан, обогнул Южную Америку через пролив, названный впоследствии его именем, и вышел в Тихий океан.

После смерти Магеллана в 1521 году последний оставшийся от его эскадры корабль, продолжая путь на запад, пересёк Индийский океан и в 1522 году вышел к мысу Доброй Надежды на южной оконечности Африки.

Так, плывя в одном направлении, всё дальше на запад, и обогнув мыс Доброй Надежды, корабль вышел опять в Атлантический океан, то-есть совершил плавание вокруг земного шара.

После путешествия Магеллана стало очевидным, что Земля — шарообразное тело. Библейское представление о Земле, как «фундаменте» вселенной, было окончательно опровергнуто.

Правда, кругосветное путешествие ещё не доказывало, что Земля — шар. Ведь если бы она имела форму, подобную, скажем, огурцу, то также можно было бы объехать вокруг неё. Однако в том, что Земля по своей форме близка к шару, нас убеждает ещё одно наблюдение — круговая линия горизонта.

Если бы Земля не была по своей форме близка к шару, мы не могли бы наблюдать горизонт в виде правильного круга. Поэтому долгое время учёные и считали Землю совершенно правильным шаром, конечно, пренебрегая неровностями гор и впадин дна морей и океанов.

Шарообразность Земли позволяла сравнительно легко измерить и её величину.

С развитием торгового мореплавания, особенно после первого кругосветного путешествия, определение величины земного шара получило практическое значение. Чтобы пуститься в кругосветное плавание, нужно знать, сколько времени оно продолжится. От этого зависит, какое количество продовольствия и разных материалов необходимо взять с собой.

Всем известен школьный глобус. Это — модель Земли, на которой нанесены материки, моря, океаны, горные хребты, реки.

Определить длину окружности глобуса совсем нетрудно: стоит лишь обернуть его лентой, разделённой на сантиметры. Но обмерить Землю таким способом нельзя, нужно найти какой-то другой способ. Для этого обратимся опять к глобусу.

На глобусе нанесены линии — меридианы, проходящие через полюсы. Каждый меридиан разделён на 360 градусов. Если измерить длину градуса, то легко вычислить и длину всей окружности глобуса. Предположим, что часть меридиана на глобусе, равная 20 градусам, будет иметь длину 5 сантиметров, тогда один градус будет равен 1/4 сантиметра, а вся окружность глобуса — 1/4 · 360 = 90 сантиметрам. Таким образом, не обмеряя всей окружности глобуса, можно вычислить её длину.