การหมุนของโลกหรือการโคจรของโลกคือการหมุนของดาวเคราะห์โลก ไปรอบ แกนของตัวเองรวมถึงการเปลี่ยนแปลงทิศทางของแกนหมุนในอวกาศ โลกหมุนไปทางทิศตะวันออก ใน ทิศทางเดียวกับ การหมุนของโลก เมื่อมองจากดาวเหนือโพลาริสโลก จะหมุนทวนเข็มนาฬิกา

ขั้วโลกเหนือหรือที่เรียกว่าขั้วโลกเหนือทางภูมิศาสตร์ หรือขั้วโลกเหนือทางบก คือจุดในซีกโลกเหนือที่แกนหมุนของโลกตัดกับพื้นผิวโลก จุดนี้แตกต่างจากขั้วแม่เหล็กโลกเหนือขั้วโลกใต้คืออีกจุดหนึ่งที่แกนหมุนของโลกตัดกับพื้นผิวโลก ซึ่งอยู่ในทวีป แอนตาร์กติกา

โลกหมุนรอบตัวเองหนึ่งรอบในเวลาประมาณ24 ชั่วโมงเมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์แต่หมุนรอบตัวเองหนึ่งรอบทุกๆ23 ชั่วโมง 56 นาที และ 4 วินาทีเมื่อเทียบกับดาวฤกษ์ดวงอื่นๆ ที่อยู่ไกลออกไป ( ดูด้านล่าง ) การหมุนของโลกช้าลงเล็กน้อยเมื่อเวลาผ่านไป ดังนั้นวันหนึ่งจึงสั้นกว่าในอดีต นี่เป็นเพราะผลกระทบจากกระแสน้ำขึ้นน้ำลง ของ ดวงจันทร์ที่มีต่อการหมุนของโลกนาฬิกาอะตอมแสดงให้เห็นว่าวันในปัจจุบันยาวกว่าเมื่อหนึ่งศตวรรษที่แล้ว ประมาณ 1.7 มิลลิวินาที^{[ 1 ]}ซึ่งค่อยๆ เพิ่มอัตราการปรับเวลาUTC ด้วย วินาทีอธิกสุรทินการวิเคราะห์บันทึกทางดาราศาสตร์ในอดีตแสดงให้เห็นแนวโน้มที่ช้าลงความยาวของวันเพิ่มขึ้นประมาณ 2.3 มิลลิวินาทีต่อศตวรรษนับตั้งแต่ศตวรรษที่ 8 ก่อนคริสตกาล^{[ 2 ]}

นักวิทยาศาสตร์รายงานว่าในปี 2020 โลกเริ่มหมุนเร็วขึ้น หลังจากที่หมุนช้ากว่า 86,400 วินาทีต่อวันมาโดยตลอดในช่วงหลายทศวรรษก่อนหน้านั้น ในวันที่ 29 มิถุนายน 2022 การหมุนรอบตัวเองของโลกเสร็จสิ้นในเวลา 1.59 มิลลิวินาที ซึ่งน้อยกว่า 24 ชั่วโมง สร้างสถิติใหม่^{[ 3 ]}เนื่องจากแนวโน้มดังกล่าว วิศวกรทั่วโลกกำลังหารือเกี่ยวกับ "วินาทีอธิกลบ" และมาตรการกำหนดเวลาอื่นๆ ที่เป็นไปได้^{[ 4 ]}

เชื่อกันว่าการเพิ่มขึ้นของความเร็วนี้เกิดจากหลายปัจจัย รวมถึงการเคลื่อนที่ที่ซับซ้อนของ แกนกลาง ที่หลอมเหลวมหาสมุทรและชั้นบรรยากาศผลกระทบจากวัตถุบนท้องฟ้าเช่นดวงจันทร์และอาจรวมถึงการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศซึ่งทำให้น้ำแข็งที่ขั้วโลกของโลกละลาย มวล น้ำแข็งเป็นสาเหตุที่ทำให้โลกมีรูปร่างเป็นทรงรี แบน โป่งออกรอบเส้นศูนย์สูตร เมื่อมวลเหล่านี้ลดลง ขั้วโลกจะดีดตัวกลับจากการสูญเสียน้ำหนัก และโลกจะกลายเป็นทรงกลม มากขึ้น ซึ่งมีผลทำให้มวลเข้าใกล้จุดศูนย์ถ่วง มากขึ้น การอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุมกำหนดว่ามวลที่กระจายตัวอยู่ใกล้จุดศูนย์ถ่วงมากขึ้นจะหมุนเร็วขึ้น^{[ 5 ]}

ความเร็วในการหมุนของโลกอยู่ที่ประมาณ 1,674.7 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (1,040.6 ไมล์ต่อชั่วโมง; 465.2 เมตรต่อวินาที; 1,526.2 ฟุตต่อวินาที) ที่เส้นศูนย์สูตร แต่จะลดลงตามละติจูด และเป็นศูนย์ที่ขั้วโลก เนื่องจากเส้นรอบวงของโลกยาวที่สุดที่เส้นศูนย์สูตรและสั้นที่สุดที่ขั้วโลก ความเร็วที่ละติจูดใดๆ สามารถคำนวณได้โดยการคูณความเร็วที่เส้นศูนย์สูตรด้วยโคไซน์ของละติจูด ที่เส้นศูนย์สูตร ความเร็วอยู่ที่ประมาณ 1,674.7 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (1,040.6 ไมล์ต่อชั่วโมง) ซึ่งคำนวณได้จากการหารเส้นรอบวงของโลกที่เส้นศูนย์สูตร ( ประมาณ 40,075 กิโลเมตร (24,901 ไมล์) ) ด้วยความยาวของวันดาราคติ ( ประมาณ 23.93 ชั่วโมง ) ที่ละติจูดกลางความเร็วจะลดลง ตัวอย่างเช่น ที่ละติจูด 45° ความเร็วจะอยู่ที่ประมาณ 1,184.2 กม./ชม. (735.8 ไมล์/ชม.) ( 1674.7 × cos(45°) ) ที่ขั้วโลก ความเร็วจะเท่ากับศูนย์ เนื่องจากไม่มีระยะทางใดที่ครอบคลุมในการหมุนครบหนึ่งรอบ

ในหมู่ชาวกรีก โบราณ นักปรัชญา หลายคนใน สำนัก พีทาโกเรียนเชื่อในการหมุนของโลกมากกว่าการหมุนรอบท้องฟ้าในแต่ละวันที่เห็นได้ชัด คนแรกอาจจะเป็นฟิโลเลาส์ (470–385 ปีก่อนคริสตกาล) แม้ว่าระบบของเขาจะซับซ้อน รวมถึงโลกอีกใบที่หมุนรอบกองไฟตรงกลางทุกวัน^{[ 6 ]}

ภาพที่คุ้นเคยมากกว่านั้นได้รับการสนับสนุนโดยฮิเซตัสเฮราคลิดส์และเอคแฟนตัสในศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสต์ศักราช ซึ่งสันนิษฐานว่าโลกหมุนรอบตัวเอง แต่ไม่ได้เสนอว่าโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ ในศตวรรษที่ 3 ก่อนคริสต์ศักราชอริสตาร์คัสแห่งซามอสเสนอว่า ดวงอาทิตย์ อยู่ ตรงกลาง

อย่างไรก็ตามอริสโตเติลในศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสต์ศักราชได้วิจารณ์ความคิดของฟิโลเลาส์ว่าอิงตามทฤษฎีมากกว่าการสังเกต เขาได้สร้างแนวคิดเกี่ยวกับทรงกลมของดาวฤกษ์คงที่ที่หมุนรอบโลก^{[ 7 ]}แนวคิดนี้ได้รับการยอมรับจากคนส่วนใหญ่ที่ตามมา โดยเฉพาะอย่างยิ่งคลอเดียส ปโตเลมี (ศตวรรษที่ 2 หลังคริสต์ศักราช) ซึ่งคิดว่าโลกจะถูกทำลายล้างด้วยพายุหากมันหมุนรอบตัวเอง^{[ 8 ]}

ในปี ค.ศ. 499 นักดาราศาสตร์ชาวอินเดียอารยภัตตาเสนอว่าโลกทรงกลมหมุนรอบแกนของตัวเองทุกวัน และการเคลื่อนที่ปรากฏของดวงดาวเป็นการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ที่เกิดจากการหมุนของโลก เขาได้ยกตัวอย่างเปรียบเทียบดังนี้: "เช่นเดียวกับที่คนในเรือที่แล่นไปในทิศทางหนึ่งเห็นสิ่งที่อยู่นิ่งบนฝั่งเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม ในทำนองเดียวกัน สำหรับคนในลังกาดวงดาวที่อยู่กับที่ก็ดูเหมือนจะเคลื่อนที่ไปทางทิศตะวันตก" ^{[ 9 ] [ 10 ]}

ในศตวรรษที่ 10 นักดาราศาสตร์มุสลิม บางคน ยอมรับว่าโลกหมุนรอบแกนของตัวเอง^{[ 11 ]}ตามที่อัล-บิรูนี กล่าวไว้ อัล - ซิจซี (ประมาณ ค.ศ. 1020) ได้ประดิษฐ์แอสโทรลาบที่เรียกว่าอัล-ซูรากีโดยอิงจากแนวคิดที่คนร่วมสมัยบางคนเชื่อว่า "การเคลื่อนที่ที่เราเห็นนั้นเกิดจากการเคลื่อนที่ของโลก ไม่ใช่การเคลื่อนที่ของท้องฟ้า" ^{[ 12 ] [ 13 ]}ความแพร่หลายของมุมมองนี้ได้รับการยืนยันเพิ่มเติมโดยการอ้างอิงจากศตวรรษที่ 13 ซึ่งระบุว่า "ตามที่นักเรขาคณิต [หรือวิศวกร] ( มุหันดิซีน ) กล่าว โลกเคลื่อนที่เป็นวงกลมอย่างต่อเนื่อง และสิ่งที่ปรากฏว่าเป็นการเคลื่อนที่ของท้องฟ้านั้น แท้จริงแล้วเกิดจากการเคลื่อนที่ของโลก ไม่ใช่ดวงดาว" ^{[ 12 ]}มีการเขียนตำราเพื่ออภิปรายความเป็นไปได้นี้ ทั้งในฐานะการหักล้างหรือแสดงความสงสัยเกี่ยวกับข้อโต้แย้งของปโตเลมี^{[ 14 ]}ที่ หอดูดาว มาราฆาและซามาร์คันด์ทูซี (เกิดปี 1201) และคุชจี (เกิดปี 1403) ได้หารือเกี่ยวกับการหมุนของโลก โดยข้อโต้แย้งและหลักฐานที่พวกเขาใช้นั้นคล้ายคลึงกับที่โคเปอร์นิคัสใช้^{[ 15 ]}

ในยุโรปยุคกลางโทมัส อควินัสยอมรับมุมมองของอริสโตเติล^{[ 16 ]}และจอห์น บูริแดน^{[ 17 ]}และนิโคล โอเรสเม^{[ 18 ]} ก็ยอมรับอย่างไม่เต็มใจ ในศตวรรษที่ 14 จนกระทั่งนิโคลัส โคเปอร์นิคัสในปี 1543 ได้นำ ระบบโลก แบบเฮลิโอเซนทริกมาใช้ ความเข้าใจร่วมสมัยเกี่ยวกับการหมุนของโลกจึงเริ่มได้รับการสถาปนาขึ้น โคเปอร์นิคัสชี้ให้เห็นว่าหากการเคลื่อนที่ของโลกรุนแรง การเคลื่อนที่ของดวงดาวก็ต้องรุนแรงกว่ามาก เขายอมรับการมีส่วนร่วมของชาวพีทาโกเรียนและชี้ให้เห็นตัวอย่างของการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ สำหรับโคเปอร์นิคัส นี่เป็นก้าวแรกในการสร้างรูปแบบที่ง่ายกว่าของการโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ที่เป็นศูนย์กลาง^{[ 19 ]}

ไทโค บราเฮผู้ซึ่งทำการสังเกตการณ์อย่างแม่นยำซึ่งเคปเลอร์ใช้เป็นพื้นฐานสำหรับกฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ได้ใช้ผลงานของโคเปอร์นิคัสเป็นพื้นฐานของระบบที่สมมติว่าโลกอยู่นิ่ง ในปี ค.ศ. 1600 วิลเลียม กิลเบิร์ตสนับสนุนการหมุนของโลกอย่างมากในตำราเกี่ยวกับสนามแม่เหล็กของโลก^{[ 20 ]}และด้วยเหตุนี้จึงมีอิทธิพลต่อคนร่วมสมัยหลายคน^{[ 21 ] : 208} ผู้ที่เหมือนกิลเบิร์ตที่ไม่สนับสนุนหรือปฏิเสธการเคลื่อนที่ของโลกรอบดวงอาทิตย์อย่างเปิดเผยเรียกว่า "กึ่งโคเปอร์นิคัส" ^{[ 21 ] : 221} หนึ่งศตวรรษหลังจากโคเปอร์นิคัส ริชชิโอลีโต้แย้งแบบจำลองของโลกที่หมุนเนื่องจากไม่มีการเบี่ยงเบนไปทางทิศตะวันออกที่สังเกตได้ในวัตถุที่ตกลงมาในขณะนั้น^{[ 22 ]}การเบี่ยงเบนดังกล่าวจะถูกเรียกว่าปรากฏการณ์โคริโอลิส ในภายหลัง อย่างไรก็ตาม ผลงานของเคปเลอร์กาลิเลโอและนิวตันได้รวบรวมการสนับสนุนสำหรับทฤษฎีการหมุนของโลก

การหมุนของโลกบ่งชี้ว่าเส้นศูนย์สูตรจะโป่งออกและขั้วโลกทางภูมิศาสตร์จะแบนลง ในหนังสือ Principia ของเขา นิวตันทำนายว่า การแบนลงนี้จะมีค่าเท่ากับ 1 ส่วนใน 230 และชี้ให้เห็นถึง การวัด ลูกตุ้ม ที่ ริชเชอร์ทำในปี 1673 ว่าเป็นการยืนยันการเปลี่ยนแปลงของแรงโน้มถ่วง [ ^{23 ] แต่}การ วัด ความยาวเส้นเมริเดียนเบื้องต้นโดยปิการ์ดและคาสสินีในช่วงปลายศตวรรษที่ 17 ชี้ให้เห็นในทางตรงกันข้าม อย่างไรก็ตาม การวัดโดยโมแปร์ตุยส์และคณะสำรวจทางธรณีวิทยาของฝรั่งเศสในช่วงทศวรรษที่ 1730 ได้พิสูจน์ให้เห็น ถึง ความแบนของโลกซึ่งเป็นการยืนยันตำแหน่งของทั้งนิวตันและโคเปอร์นิคัส^{[ 24 ]}

ในกรอบอ้างอิงที่หมุนของโลก วัตถุที่เคลื่อนที่อย่างอิสระจะเคลื่อนที่ตามเส้นทางที่ปรากฏซึ่งเบี่ยงเบนไปจากเส้นทางที่มันจะเคลื่อนที่ในกรอบอ้างอิงคงที่ เนื่องจากผลของแรงโคริโอลิสวัตถุที่ตกลงมาจะเบี่ยงเบนไปทางทิศตะวันออกเล็กน้อยจากเส้นดิ่งที่อยู่ต่ำกว่าจุดปล่อย และวัตถุที่ถูกยิงจะเบี่ยงเบนไปทางขวาในซีกโลกเหนือ (และไปทางซ้ายในซีกโลกใต้ ) จากทิศทางที่มันถูกยิง ผลของแรงโคริโอลิสสามารถสังเกตได้ส่วนใหญ่ในระดับอุตุนิยมวิทยา ซึ่งเป็นสาเหตุของการหมุนของพายุไซโคลน ในทิศทางตรงกันข้าม ในซีกโลกเหนือและซีกโลกใต้ (ทวนเข็มนาฬิกาและตามเข็มนาฬิกาตามลำดับ)

โรเบิร์ต ฮุคตามคำแนะนำของนิวตันในปี 1679 พยายามตรวจสอบการเบี่ยงเบนไปทางทิศตะวันออกที่คาดการณ์ไว้ของวัตถุที่ปล่อยจากความสูง8.2 เมตรแต่ไม่ประสบความสำเร็จ อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์ที่แน่ชัดได้มาในภายหลัง ในช่วงปลายศตวรรษที่ 18 และต้นศตวรรษที่ 19 โดยโจวันนี บาติสตา กูเกลมินีในโบโลญญาโยฮันน์ ฟรีดริช เบนเซนเบิร์กในฮัมบูร์กและเฟอร์ดินานด์ ไรช์ในไฟรเบิร์กโดยใช้หอคอยที่สูงกว่าและน้ำหนักที่ปล่อยอย่างระมัดระวัง^{[ n 1 ]}ลูกบอลที่ปล่อยจากความสูง 158.5 เมตร เบี่ยงเบนจากแนวตั้ง 27.4 มม. เมื่อเทียบกับค่าที่คำนวณได้ 28.1 มม.

การทดสอบการหมุนของโลกที่โด่งดังที่สุดคือลูกตุ้มฟูโกต์ซึ่งสร้างขึ้นครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์เลอง ฟูโกต์ในปี 1851 โดยประกอบด้วยทรงกลมทองเหลืองบรรจุตะกั่วที่แขวนอยู่สูง67 เมตรจากยอดวิหารปองเตองในปารีส เนื่องจากโลกหมุนภายใต้การแกว่งของลูกตุ้ม ระนาบการแกว่งของลูกตุ้มจึงดูเหมือนจะหมุนด้วยอัตราที่ขึ้นอยู่กับละติจูด ที่ละติจูดของปารีส การเปลี่ยนแปลงที่คาดการณ์และสังเกตได้คือประมาณ11 องศาตามเข็มนาฬิกาต่อชั่วโมง ปัจจุบันลูกตุ้มฟูโกต์ถูกจัดแสดงในพิพิธภัณฑ์ทั่วโลก

ระยะเวลาการหมุนของโลกเมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์ ( เที่ยงวันถึงเที่ยงวัน) คือวันสุริยะที่แท้จริงหรือวันสุริยะที่ปรากฏ [ ^{26 ] ขึ้น}อยู่กับการเคลื่อนที่ในวงโคจรของโลกและได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของความเยื้องศูนย์และความเอียงของวงโคจรของโลก ทั้งสองอย่างเปลี่ยนแปลงไปในระยะเวลาหลายพันปี ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงรายปีของวันสุริยะที่แท้จริงจึงเปลี่ยนแปลงไปด้วย โดยทั่วไปแล้วจะยาวกว่าวันสุริยะเฉลี่ยในช่วงสองช่วงเวลาของปีและสั้นกว่าในช่วงอีกสองช่วงเวลา^{[ n 2 ]}วันสุริยะที่แท้จริงมักจะยาวขึ้นเมื่อใกล้จุดใกล้ ดวงอาทิตย์ที่สุด (perihelion)เมื่อดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ไปตามสุริยวิถีเป็นมุมที่มากกว่าปกติ โดยใช้เวลานานขึ้นประมาณ10 วินาทีในทางกลับกัน จะสั้นลง ประมาณ 10 วินาที เมื่อใกล้จุดไกลดวงอาทิตย์ ที่สุด (aphelion ) และจะยาวขึ้นประมาณ20 วินาทีเมื่อใกล้จุดครึ่งปี (solstice)เมื่อการฉายภาพการเคลื่อนที่ที่ปรากฏของดวงอาทิตย์ไปตามสุริยวิถีลงบนเส้นศูนย์สูตรท้องฟ้าทำให้ดวงอาทิตย์เคลื่อนที่เป็นมุมที่มากกว่าปกติ ในทางกลับกัน ใกล้กับวันวิษุวัตการฉายภาพลงบนเส้นศูนย์สูตรจะสั้นลงประมาณ20 วินาทีปัจจุบัน ผลกระทบจากจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดและจุดครึ่งปีรวมกันทำให้วันสุริยะที่แท้จริงยาวขึ้นใกล้กับวันที่ 22 ธันวาคม 30 วินาทีสุริยะเฉลี่ย แต่ผลกระทบจากจุดครึ่งปีจะถูกหักล้างบางส่วนด้วยผลกระทบจากจุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุดใกล้กับ วันที่ 19 มิถุนายนเมื่อวันสุริยะยาวขึ้นเพียง13 วินาทีผลกระทบจากวันวิษุวัตทำให้วันสุริยะสั้นลงใกล้กับวันที่ 26 มีนาคมและ16 กันยายน18 วินาทีและ21 วินาทีตามลำดับ^{[ 27 ] [ 28 ]}

ค่าเฉลี่ยของวันสุริยะจริงตลอดทั้งปีคือวันสุริยะเฉลี่ยซึ่งประกอบด้วย 86,400 วินาทีสุริยะเฉลี่ย ปัจจุบัน แต่ละวินาทีเหล่านี้ยาวกว่าวินาทีSI เล็กน้อย เนื่องจากวันสุริยะเฉลี่ยของโลกในปัจจุบันยาวกว่าในช่วงศตวรรษที่ 19 เล็กน้อยเนื่องจากแรงเสียดทานจากน้ำขึ้นน้ำลงความยาวเฉลี่ยของวันสุริยะเฉลี่ยตั้งแต่มีการนำวินาทีอธิกสุรทินมาใช้ในปี 1972 ยาวกว่า 86,400 วินาที SI ประมาณ 0 ถึง 2 มิลลิวินาที^{[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]}ความผันผวนแบบสุ่มเนื่องจากการเชื่อมต่อแกนโลกและเนื้อโลกมีแอมพลิจูดประมาณ 5 มิลลิวินาที^{[ 32 ] [ 33 ]}วินาทีสุริยะเฉลี่ยระหว่างปี 1750 ถึง 1892 ถูกเลือกในปี 1895 โดยSimon Newcombให้เป็นหน่วยเวลาอิสระในตารางดวงอาทิตย์ของเขา ตารางเหล่านี้ใช้ในการคำนวณปฏิทินดาราศาสตร์ ของโลก ในช่วงระหว่างปี พ.ศ. 2443 ถึง พ.ศ. 2526 ดังนั้นวินาทีนี้จึงเรียกว่าวินาทีปฏิทินดาราศาสตร์ในปี พ.ศ. 2510 วินาที SI ถูกกำหนดให้เท่ากับวินาทีปฏิทินดาราศาสตร์^{[ 34 ]}

เวลาปรากฏของดวงอาทิตย์เป็นการ วัดการหมุนของโลก และความแตกต่างระหว่างเวลาปรากฏของดวงอาทิตย์กับเวลาเฉลี่ยของดวง อาทิตย์ เรียกว่าสมการเวลา

คาบการหมุนของโลกเมื่อเทียบกับกรอบอ้างอิงท้องฟ้าสากลซึ่งเรียกว่าวันดาวฤกษ์โดยบริการระบบการหมุนและการอ้างอิงโลกสากล( IERS ) คือ86,164.098,903,691 วินาทีของเวลาสุริยะเฉลี่ย ⁽ UT1) ( 23 ^{ชั่วโมง} 56 ^นาที4.098,903,691 ^{วินาที} , 0.997,269,663,237,16 วัน  สุริยะเฉลี่ย) [ ³⁵ ] ^{[ n 3 ]} คาบการ หมุนของโลกเมื่อเทียบกับวิษุวัตฤดู ใบไม้ ผลิเฉลี่ยที่เคลื่อนที่ซึ่งเรียกว่า^วันดาราศาสตร์คือ 86,164.090,530,832,88 วินาที ของ^{เวลา สุริยะเฉลี่ย} ( UT1) ( 23 ชั่วโมง 56 นาที4.090,530,832,88 ^{วินาที} , 0.997,269,566,329,08วัน  สุริยะเฉลี่ย ) ^{[ 35 ]}ดังนั้น วันดาราศาสตร์จึงสั้นกว่าวันดาวฤกษ์ประมาณ8.4 มิลลิวินาที^{[ 37 ]}

วันดาวฤกษ์และวันดาราคติสั้นกว่าวันสุริยะเฉลี่ยประมาณ3 นาที56 วินาที นี่เป็นผลมาจากการที่โลกหมุนรอบตัวเองเพิ่มอีก 1 รอบ เมื่อเทียบกับกรอบอ้างอิงท้องฟ้า ขณะที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ (ดังนั้น 366.24 รอบต่อปี) วันสุริยะเฉลี่ยในหน่วย ^{วินาที} SI มีให้จาก IERS สำหรับช่วงเวลา1623–2005 ^{[ 38 ]}และ1962–2005 [ ^{39 ]}

ในช่วงไม่นานมานี้ (ปี 1999–2010) ความยาวเฉลี่ยต่อปีของวันสุริยะเฉลี่ยที่เกิน 86,400 วินาที SI มีความผันแปรระหว่าง0.25 มิลลิวินาทีและ1 มิลลิวินาทีซึ่งจะต้องนำไปบวกกับทั้งวันดาวฤกษ์และวันดาราคติที่ระบุไว้ในเวลาสุริยะเฉลี่ยข้างต้น เพื่อให้ได้ความยาวในหน่วยวินาที SI (ดูความผันผวนของความยาววัน )

ความเร็วเชิงมุมของการหมุนของโลกในอวกาศเฉื่อยคือ(7.292 115 0 ± 0.000 000 1) × 10 ⁻⁵ เรเดียนต่อวินาที SI^  [ ^{35 ] [ n 4 ]}การคูณด้วย (180°/π เรเดียน) × (86,400 วินาที/วัน) จะได้360.985 6  °/วันซึ่งบ่งชี้ว่าโลกหมุนมากกว่า 360 องศาเมื่อเทียบกับดาวฤกษ์คงที่ในหนึ่งวันสุริยะ การเคลื่อนที่ของโลกไปตามวงโคจรเกือบเป็นวงกลมในขณะที่มันหมุนรอบแกนของตัวเองหนึ่งรอบ จำเป็นต้องให้โลกหมุนมากกว่าหนึ่งครั้งเล็กน้อยเมื่อเทียบกับดาวฤกษ์คงที่ก่อนที่ดวงอาทิตย์เฉลี่ยจะผ่านเหนือศีรษะอีกครั้ง แม้ว่าโลกจะหมุนเพียงครั้งเดียว (360°) เมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์เฉลี่ยก็ตาม^{[ n 5 ]}การคูณค่าในหน่วยเรเดียน/วินาทีด้วยรัศมีเส้นศูนย์สูตรของโลกที่6,378,137 เมตร ( ทรงรี WGS84 ) (ตัวประกอบ 2π เรเดียนที่จำเป็นทั้งสองตัวจะหักล้างกัน) จะได้ความเร็วเส้นศูนย์สูตรที่ 465.10 เมตรต่อวินาที (1,674.4 กิโลเมตร/ชั่วโมง) ^{[ 40 ]}บางแหล่งข้อมูลระบุว่าความเร็วเส้นศูนย์สูตรของโลกนั้นน้อยกว่าเล็กน้อย หรือ1,669.8 กิโลเมตร/ชั่วโมง [ ^{41 ]}ซึ่งได้มาจากการหารเส้นรอบวงเส้นศูนย์สูตรของโลกด้วย24 ชั่วโมง อย่างไรก็ตาม การใช้หน่วยวันสุริยะ ^นั้นไม่ถูกต้อง ต้องเป็นหน่วยวันดาราคติดังนั้นหน่วยเวลาที่สอดคล้องกันจึงต้องเป็นชั่วโมงดาราคติ สิ่งนี้ได้รับการยืนยันโดยการคูณด้วยจำนวนวันดาราศาสตร์ในหนึ่งวันสุริยะเฉลี่ย1.002 737 909 350 795 [ ^{35 ] ซึ่ง}ให้ความเร็วเส้นศูนย์สูตรในชั่วโมงสุริยะเฉลี่ยที่ระบุไว้ข้างต้นที่ 1,674.4 กม./ชม.

ความเร็วสัมผัสของการหมุนของโลก ณ จุดใดจุดหนึ่งบนโลกสามารถประมาณได้โดยการคูณความเร็วที่เส้นศูนย์สูตรด้วยโคไซน์ของละติจูด^{[ 42 ]}ตัวอย่างเช่นศูนย์อวกาศเคนเนดีตั้งอยู่ที่ละติจูด 28.59° เหนือ ซึ่งให้ความเร็วเท่ากับ: cos(28.59°) × 1,674.4 กม./ชม. = 1,470.2 กม./ชม. ละติจูดเป็นปัจจัยที่ต้องพิจารณาในการเลือกที่ตั้งท่า อวกาศ

ยอดภูเขาไฟ Cayambeเป็นจุดบน พื้นผิว โลกที่อยู่ห่างจากแกนหมุนของโลกมากที่สุด ดังนั้นจึงหมุนเร็วที่สุดเมื่อโลกหมุน^{[ 43 ]}

ผู้สนับสนุนทฤษฎีโลกแบนบางครั้งโต้แย้ง^{[ 44 ]}ว่าหากโลกเป็นทรงกลมที่หมุนจริง ความเร็วสัมผัสที่เส้นศูนย์สูตรจะเหวี่ยงวัตถุออกไปในอวกาศ อย่างไรก็ตาม แรงโน้มถ่วงนั้นแข็งแกร่งกว่าแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางเนื่องจากการหมุนประมาณ 290 เท่า ซึ่งพบได้จากการเปรียบเทียบกฎแรงโน้มถ่วงสากลของนิวตันและสมการสำหรับแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง วัตถุ 1 กิโลกรัมจะมีแรงโน้มถ่วงดึงดูดเข้าหาโลกประมาณ 9.8 นิวตัน ในขณะที่แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางจะมีค่าประมาณ 0.034 นิวตันที่เส้นศูนย์สูตร

แกนหมุนของโลกเคลื่อนที่เมื่อเทียบกับดาวฤกษ์คงที่ ( ปริภูมิเฉื่อย ) ส่วนประกอบของการเคลื่อนที่นี้ได้แก่การหมุนควง (precession)และ การสั่นไหว (nutation ) นอกจากนี้ยังเคลื่อนที่เมื่อเทียบกับเปลือกโลกด้วย ซึ่งเรียกว่าการเคลื่อนที่ของขั้วโลก

การหมุนควงของแกนหมุนโลก (Precession) เกิดจากแรงบิดภายนอกเป็นหลัก เช่น แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และวัตถุอื่นๆ ส่วนการเคลื่อนที่ของขั้วโลกเกิดจากปรากฏการณ์นิวเทชัน ของแกนโลก (Free Core Nutation ) และ การสั่น ไหวของแชนด์เลอร์ (Chandler wobble ) เป็นหลัก

ตลอดระยะเวลาหลายล้านปี การหมุนของโลกช้าลงอย่างมากเนื่องจากแรงเร่งจากน้ำขึ้นน้ำลงผ่านปฏิสัมพันธ์ทางแรงโน้มถ่วงกับดวงจันทร์ ดังนั้นโมเมนตัมเชิงมุมจึงค่อยๆ ถ่ายโอนไปยังดวงจันทร์ในอัตราส่วนที่แปรผันตรงกับโดยที่คือรัศมีวงโคจรของดวงจันทร์ กระบวนการนี้ค่อยๆ เพิ่มความยาวของวันจนถึงค่าปัจจุบัน และส่งผลให้ดวงจันทร์ถูกล็อกด้วยแรงน้ำขึ้นน้ำลงของโลก ${\displaystyle r^{-6}}$${\displaystyle r}$

การชะลอตัวของการหมุนอย่างค่อยเป็นค่อยไปนี้ได้รับการบันทึกไว้ในเชิงประจักษ์โดยการประมาณความยาวของวันที่ได้จากการสังเกตจังหวะน้ำขึ้นน้ำลงและสโตรมาโตไลต์การรวบรวมการวัดเหล่านี้^{[ 45 ]}พบว่าความยาวของวันเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจากประมาณ 21 ชั่วโมงเมื่อ 600 ล้านปีก่อน^{[ 46 ]}จนถึงค่าปัจจุบันที่ 24 ชั่วโมง โดยการนับแผ่นบางๆ ที่เกิดขึ้นในช่วงน้ำขึ้นสูง สามารถประมาณความถี่ของน้ำขึ้นน้ำลง (และด้วยเหตุนี้ความยาวของวัน) ได้ เช่นเดียวกับการนับวงปีของต้นไม้ แม้ว่าการประมาณเหล่านี้อาจไม่น่าเชื่อถือมากขึ้นเมื่ออายุมากขึ้น^{[ 47 ]}

อัตราการชะลอตัวของกระแสน้ำขึ้นน้ำลงในปัจจุบันสูงผิดปกติ ซึ่งหมายความว่าความเร็วในการหมุนของโลกต้องลดลงช้ากว่านี้ในอดีต ข้อมูลเชิงประจักษ์^{[ 45 ]}แสดงให้เห็นอย่างคร่าวๆ ว่ามีการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของการชะลอตัวของการหมุนเมื่อประมาณ 600 ล้านปีก่อน แบบจำลองบางแบบแนะนำว่าโลกรักษาระยะเวลากลางวันคงที่ที่ 21 ชั่วโมงตลอดช่วงพรีแคมเบรียน [ ^{46 ] ระยะ}เวลากลางวันดังกล่าวสอดคล้องกับช่วงเวลาเรโซแนนซ์ ครึ่งวัน ของกระแสน้ำขึ้นน้ำลงในบรรยากาศ ที่ขับเคลื่อนด้วยความร้อน ที่ระยะเวลากลางวันดังกล่าว แรงบิดของดวงจันทร์ที่ทำให้ชะลอตัวอาจถูกหักล้างด้วยแรงบิดเร่งจากกระแสน้ำขึ้นน้ำลงในบรรยากาศ ส่งผลให้ไม่มีแรงบิดสุทธิและมีช่วงเวลาการหมุนคงที่ ผลกระทบที่ทำให้เสถียรนี้อาจถูกทำลายโดยการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันของอุณหภูมิโลก การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ล่าสุดสนับสนุนสมมติฐานนี้และแนะนำว่ายุคน้ำแข็งมาริโนอันหรือ สตูร์เทียน ทำลายการกำหนดค่าที่เสถียรนี้เมื่อประมาณ 600 ล้านปีก่อน ผลลัพธ์จากการจำลองสอดคล้องกับข้อมูลการหมุนโบราณที่มีอยู่ค่อนข้างใกล้เคียง^{[ 48 ]}

เหตุการณ์ขนาดใหญ่เมื่อเร็ว ๆ นี้ เช่นแผ่นดินไหวในมหาสมุทรอินเดียเมื่อปี 2547ทำให้ความยาวของวันสั้นลง 3 ไมโครวินาที เนื่องจากการลดโมเมนต์ความเฉื่อยของโลก[ 49 ^{]การฟื้นตัว}หลังยุคน้ำแข็ง ซึ่งเกิดขึ้นต่อเนื่องมาตั้งแต่ ยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้ายก็กำลังเปลี่ยนแปลงการกระจายตัวของมวลโลกเช่นกัน จึงส่งผลต่อโมเมนต์ความเฉื่อยของโลก และด้วยการอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุม จึงส่งผลต่อ คาบการหมุนของโลกด้วย^{[ 50 ]}

ความยาวของวันอาจได้รับอิทธิพลจากโครงสร้างที่มนุษย์สร้างขึ้น ตัวอย่างเช่น นักวิทยาศาสตร์ ของ NASAคำนวณว่าน้ำที่เก็บไว้ในเขื่อนสามหุบเขาทำให้ความยาวของวันบนโลกเพิ่มขึ้น 0.06 ไมโครวินาทีเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงมวล^{[ 51 ]}

การตรวจสอบการหมุนของโลกหลักนั้นดำเนินการโดยการแทรกสอดแบบฐานยาวมากที่ประสานงานกับระบบระบุตำแหน่งทั่วโลก (GPS)การวัดระยะด้วยเลเซอร์จากดาวเทียมและ เทคนิค ทางธรณีวิทยาจากดาวเทียม อื่นๆ ซึ่งให้การอ้างอิงที่แน่นอนสำหรับการกำหนดเวลาสากลการหมุนควงและการสั่นไหว [ ^{52 ] ค่าสัมบูรณ์} ของการหมุนของโลก รวมถึงUT1และการสั่นไหวสามารถกำหนดได้โดยใช้การสังเกตการณ์ทางธรณีวิทยาจากอวกาศ เช่น การแทรกสอดแบบฐานยาวมากและการวัดระยะด้วยเลเซอร์จากดวงจันทร์ในขณะที่ค่าอนุพันธ์ของค่าเหล่านี้ ซึ่งแสดงเป็นค่าเกินความยาวของวันและอัตราการสั่นไหว สามารถหาได้จากการสังเกตการณ์จากดาวเทียม เช่นGPS , GLONASS , Galileo ^{[ 53 ]}และการวัดระยะด้วยเลเซอร์จากดาวเทียมไปยังดาวเทียมทางธรณีวิทยา^{[ 54 ]}

มีการบันทึกการสังเกตการณ์สุริยุปราคาและจันทรุปราคาโดย นักดาราศาสตร์ ชาวบาบิโลนและชาวจีนตั้งแต่ศตวรรษที่ 8 ก่อนคริสต์ศักราช รวมถึงจากโลกอิสลามในยุคกลาง^{[ 55 ]}และที่อื่นๆ การสังเกตการณ์เหล่านี้สามารถใช้เพื่อกำหนดการเปลี่ยนแปลงในการหมุนของโลกในช่วง 27 ศตวรรษที่ผ่านมา เนื่องจากความยาวของวันเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญในการคำนวณตำแหน่งและเวลาของการเกิดสุริยุปราคา การเปลี่ยนแปลงความยาวของวันเพียงไม่กี่มิลลิวินาทีต่อศตวรรษจะปรากฏเป็นการเปลี่ยนแปลงเป็นชั่วโมงและหลายพันกิโลเมตรในการสังเกตการณ์สุริยุปราคา ข้อมูลโบราณสอดคล้องกับวันที่สั้นลง ซึ่งหมายความว่าโลกหมุนเร็วขึ้นตลอดช่วงเวลาที่ผ่านมา^{[ 56 ] [ 57 ]}

ทุกๆ ประมาณ 25–30 ปี การหมุนของโลกจะช้าลงชั่วคราวประมาณสองสามมิลลิวินาทีต่อวัน ซึ่งโดยปกติจะกินเวลาประมาณห้าปี ปี 2017 เป็นปีที่สี่ติดต่อกันที่การหมุนของโลกช้าลง สาเหตุของความแปรปรวนนี้ยังไม่ได้รับการระบุ^{[ 58 ]}

การหมุนรอบตัว เองดั้งเดิมของโลกเป็นร่องรอยของโมเมนตัมเชิงมุม ดั้งเดิม ของกลุ่มฝุ่นหินและก๊าซที่รวมตัวกันเพื่อก่อกำเนิดระบบสุริยะกลุ่มฝุ่นดั้งเดิมนี้ประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมที่ผลิตขึ้นในบิ๊กแบง รวมถึง ธาตุหนักที่ถูกปล่อยออกมาจากซูเปอร์โนวาเนื่องจากฝุ่นระหว่างดาวฤกษ์ นี้ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน ความไม่สมมาตรใดๆ ในระหว่างการรวมตัว ด้วยแรงโน้มถ่วงจึงส่งผลให้เกิดโมเมนตัมเชิงมุมของดาวเคราะห์ในที่สุด^{[ 59 ]}

อย่างไรก็ตาม หากสมมติฐานการชนครั้งใหญ่สำหรับต้นกำเนิดของดวงจันทร์ถูกต้อง อัตราการหมุนดั้งเดิมนี้จะถูกรีเซ็ตโดย การชน ของเทียเมื่อ 4.5 พันล้านปีก่อน ไม่ว่าความเร็วและการเอียงของการหมุนของโลกก่อนการชนจะเป็นอย่างไร โลกก็จะประสบกับวันที่ยาวนานประมาณห้าชั่วโมงหลังจากการชน^{[ 60 ]}ผลกระทบจากน้ำขึ้นน้ำลงจะทำให้อัตรานี้ช้าลงจนเหลือค่าในปัจจุบัน

• ข้อมูลการวางแนวโลกของ USNO ถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 14 พฤษภาคม 2011 ที่Wayback Machineเว็บไซต์ใหม่กำลังถูกเติมข้อมูล
• เว็บไซต์เก่า ของ USNO IERSกำลังจะถูกทิ้งร้าง
• ศูนย์ข้อมูลการวางแนวโลก IERS: ข้อมูลการหมุนของโลกและการวิเคราะห์เชิงโต้ตอบ
• บริการระบบการหมุนและการอ้างอิงโลกสากล (IERS)
• ถ้าคาบการหมุนของโลกน้อยกว่า 24 ชั่วโมง ทำไมนาฬิกาของเราจึงไม่คลาดเคลื่อนจากดวงอาทิตย์?