Прецесія - це... Прецесія осі Землі: опис і цікаві факти
Опубликованно 29.11.2017 07:42
У людства за плечима майже чотири мільйони років, і за цей час ми досягли розуміння руху тектонічних плит, навчилися передбачати погоду і освоїли космічний простір. Але наша планета таїть у собі ще чимало таємниць і загадок. Одна з них, з якою пов'язують глобальне потепління клімату і теорію катастроф, що це прецесія осі планети.
Історичний нарис
Рух точок рівнодення на тлі зірок помітив в III столітті до нашої ери Аристарх Самоський. Але першим описав збільшення довготи зірок і відмінності між зоряним і фактичним роком старогрецький астроном Гиппарх в II столітті до нашої ери. І це при тому, що в той період вважали, що всі зірки закріплені на нерухомій сфері, а рух небосхилу – це рух цієї сфери навколо власної осі. Після роботи були Птолемея, Теона Александрійського, Сабіт ібн Курра, Миколи Коперника, Тихо Браге та багатьох інших. Причину прецесії осі Землі пояснив і описав Ісаак Ньютон у своїх «Началах» (1686). А формулу прецесії показав американський астроном Саймон Ньюком (1896). Саме його формула, уточнена в 1976 році Міжнародним астрономічним союзом, описує швидкість прецесії в залежності з тимчасової прив'язкою. Фізика явища
В елементарній фізиці прецесія – це зміна моменту імпульсу тіла при зміні його напрямку руху в просторі. Спостерігають цей процес на прикладі вовчка та його уповільнення. Спочатку вертикальна вісь дзиги при його уповільнення починає описувати конус – це і є прецесія осі вовчка. Головне фізична властивість прецесії – безинерционность. Це означає, що при припинення дії сили, що викликає прецесію, тіло займе нерухоме положення. Щодо небесних тіл – такою силою є гравітація. І так як вона діє постійно, то і рух, і прецессирование планет не припиниться ніколи.
Рух нашої нерухомої планети
Кожному відомо, що планета Земля обертається навколо Сонця, здійснює обертання навколо своєї осі і змінює напрямок осі. Але це не все. Астрономія розрізняє тринадцять видів руху нашого будинку. Перерахуємо їх коротко:Обертання навколо власної осі (зміна дня і ночі).Обертання навколо Сонця (зміна пір року).«Ходіння вперед» або предварение рівнодення – це прецесія.Погойдування земної осі – нутація.Зміна осі Землі до площини її орбіти (нахил екліптики).Зміна еліпса земної орбіти (ексцентриситет).Зміни перигелію (відстань від найбільш віддаленої від сонця точки орбіти).Параллактические нерівності Сонця (щомісячні зміни відстані між нашою планетою і світилом).В момент параду планет (планети розташовані з одного боку від Сонця) центр мас системи виходить за межі сонячного кулі.Відхилення Землі (обурення і пертурбації) під дією тяжіння інших планет.Поступальний рух усієї Сонячної системи до Вега.Рух системи навколо ядра Чумацького шляху.Рух галактики Чумацький шлях навколо центру скупчення таких самих галактик.
Все це складно, але математично доведено. Ми зупинимося на третьому рух нашої планети - прецесії.
Це дзига?
Ми звикли думати, що вісь обертання планети навколо своєї осі незмінна і північний її кінець направлений до точки полярної зірки. Але все не зовсім так. Вісь планети описує конус, також як дитяча іграшка дзига або дзига, що зумовлено тяжінням нашого супутника і нашого світила. В результаті полюси планети повільно переміщуються по відношенню до зірок з радіусом дуги в 23 градуси і 26 хвилин.Як це побачити?
Нахил земної осі здійснюється внаслідок взаємодій в системі гравітації Сонце-Земля і Місяць-інші планети. Зусилля гравітації так великі, що змушують вісь планети здійснювати прецесію – повільне погойдування по ходу годинникової стрілки в протилежному обертанню планети напрямку. Побачити явище місячно-сонячної прецесії в дії легко – достатньо подивитися на заведений вовчок. Якщо відхилити його ручку від вертикалі, то вона починає описувати коло в напрямку протилежному обертанню. Якщо уявити, що вісь планети – ручка, а сама планета – юла, то це і буде нехай і грубим але прикладом прецесії осі Землі. Половину циклу прецесії наша планета проходить за 25776 років.
Наслідки прецессий Сонця і комплексу Земля-Місяць
Повільне переміщення точки весняного рівнодення (перетину небесного екватора і екліптики), провоковане прецесією, призводить до двох наслідків:Коригування небесних координат.Змін перебування Сонця в зодіакальних сузір'ях.
Зміни точки весняного рівнодення призвела до виникнення міжнародної домовленості про координати небесних тіл з обов'язковим фіксуванням на конкретну дату. Адже за прецесії осі Землі в античні часи ця точка розташована в сузір'ї Овна, а сьогодні вона розташована в сузір'ї Риб. За аналогією не існує і відповідності астрологічних знаків зодіакальних сузір'їв. Наприклад, знак Риб говорить про те, що в період з 21 лютого по 21 березня світило розташовується в сузір'ї Риб. Так і було в античні часи. Але сьогодні, зважаючи прецесії орбіти Землі в цей час Сонце знаходиться в сузір'ї Водолія.
Вічної весни не буде
Прецесія - це предварение рівнодень, що означає зміщення точок осіннього і весняного рівнодення. Іншими словами, весна на планеті з кожним роком настає раніше (на 20 хвилин і 24 секунди), а осінь пізніше. До календарем це не має відношення – наш григоріанський календар враховує довжину тропічного року (від рівнодення до рівнодення). Тому за фактом вже включений в наш календар ефект прецесії. Це зміщення періодично, і його період, як вже було сказано раніше, становить 25776 років.Коли настане новий Льодовиковий період?
Зміна напрямку осі Землі кожні приблизно 26 тисяч років (прецесія) – це зміна її північного напрямку. Сьогодні точка Північного полюса вказує на Полярну зірку, через 13 тисяч років вона вкаже на Вегу. А через 50 тисяч років планета пройде два циклу прецесії і повернеться у нинішній стан. Коли планета розташована «прямо» - кількість сонячної енергії мінімально і настає льодовиковий період – велику частину суші вкриває лід і сніг. Історія планети показує, що льодовиковий період триває близько 100 тисяч років, а межледниковый – 10 тисяч. Сьогодні ми переживаємо таку межледниковое час, а ось через 50 тисяч років льодова кора вкриє планету до кордонів нижче Нью-Йорка.
Не лише прецесія винна
За даними Національного аерокосмічного агентства НАСА, географічний Північний полюс планети з 2000 року почав активно зміщуватися на схід. За 115 років вивчення клімату на планеті він відхилився на 12 метрів. До 2000 року полюс зі швидкістю кілька сантиметрів на рік рухався в напрямку Канади. Але після вказаної дати він змінив напрямок і швидкість. Сьогодні він зі швидкістю до 17 сантиметрів на рік рухається в бік Британії. Причинами цього явища називають танення Гренландських льодовиків, збільшення маси льоду на сході Антарктиди, посухи в басейні Каспію та Індостану. А за цими явищами стоїть антропогенний фактор впливу на Землю.Чому зими неоднакові?
Крім того, що наша планета прецессирует, вона ще й робить коливання при даному процесі. Це нутація – швидкі щодо прецесійного періоду похитування полюсів». Саме вона змінює погоду – то зима холодніше, то літо суші і тепліше. У роки особливо сильною нутации очікуються більш суворі погодні умови.
Категория: Студентам