Mänskligheten har nästan fyra miljoner år bakom oss, och under denna tid har vi uppnått en förståelse för de tektoniska plattornas rörelser, lärt oss hur man förutsäger vädret och bemästrat yttre rymden. Men vår planet är fortfarande fylld av många hemligheter och mysterier. En av dem, som är förknippad med global uppvärmning och teorin om katastrofer, är precessionen av planetens axel.
Historisk bakgrund
Förflyttningen av dagjämningarna mot stjärnornas bakgrund uppmärksammades på 300-talet f. Kr. av Aristarchus från Samos. Men den första som beskrev ökningen av stjärnornas längdgrad och skillnaderna mellan stjärnan och det faktiska året var den antika grekiske astronomen Hipparchus på 200-talet f. Kr. Och detta trots att man vid den tiden trodde att alla stjärnor är fixerade på en fast sfär, och himlens rörelse är denna sfärs rörelse runt sin egen axel. Efter var verk av Ptolemaios, Theon av Alexandria, Sabit ibn Kurr, Nicolaus Copernicus, Tycho Brahe och många andra. Orsaken till precessionen av jordens axel förklarades och beskrevs av Isaac Newton i hans "Principles" (1686). Och precessionsformelnvisade den amerikanske astronomen Simon Newcomb (1896). Det är hans formel, förfinad 1976 av International Astronomical Union, som beskriver precessionens hastighet beroende på tidsreferens.
Fenomenets fysik
I elementär fysik är precession en förändring av en kropps rörelsemängd när dess rörelseriktning i rymden ändras. Denna process observeras på exemplet med en topp och dess avmattning. Inledningsvis börjar den vertikala axeln på toppen, när den saktar ner, att beskriva en kon - det här är precessionen för den övre axeln. Den huvudsakliga fysiska egenskapen hos precession är tröghetsfri. Detta innebär att när kraften som orsakar precessionen upphör kommer kroppen att inta en stationär position. I förhållande till himlakroppar är en sådan kraft gravitation. Och eftersom den verkar konstant kommer både planeternas rörelse och precession aldrig att sluta.
Vår stationära planets rörelse
Alla vet att planeten jorden kretsar runt solen, roterar längs sin axel och ändrar riktningen på denna axel. Men det är inte allt. Astronomi skiljer tretton typer av rörelser i vårt hus. Låt oss lista dem kort:
- Rotation runt sin egen axel (byte av dag och natt).
- Rotation runt solen (växling av årstider).
- "Att gå framåt" eller att leda fram till dagjämningarna är precession.
- Vackling av jordens axel - nutation.
- Ändring av jordens axel till planet för dess omloppsbana (förmörkelsens lutning).
- Ändra ellipsen i jordens omloppsbana (excentricitet).
- Ändringar i perihelion (avstånd frånden längsta punkten i omloppsbanan från solen).
- Parallaktiska ojämlikheter i solen (månadsförändringar i avståndet mellan vår planet och stjärnan).
- Vid tidpunkten för paraden av planeterna (planeterna är belägna på ena sidan av solen), går vårt systems masscentrum bortom gränserna för solkulan.
- Jordens avvikelser (störningar och störningar) under påverkan av andra planeters attraktion.
- Progressiv rörelse av hela solsystemet mot Vega.
- Rörelse av systemet runt Vintergatans kärna.
- Vintergatans rörelse runt mitten av ett kluster av liknande galaxer.
Det hela är komplicerat, men matematiskt bevisat. Vi kommer att fokusera på vår planets tredje rörelse - precession.
Är det här en topp?
Vi brukade tro att planetens rotationsaxel runt dess axel är oförändrad och dess norra ände är riktad mot polarstjärnans punkt. Men det är inte riktigt så. Planetens axel beskriver en kon, såväl som en leksakstopp eller snurra för barn, som orsakas av attraktionen av vår satellit och vårt ljus. Som ett resultat av detta rör sig planetens poler långsamt i förhållande till stjärnor med en bågradie på 23 grader och 26 minuter.
Hur ser man det?
Lutningen av jordens axel beror på interaktioner i gravitationssystemet Sol-Jord och Måne-andra planeter. Tyngdkrafterna är så stora att de tvingar planetens axel att precessera - en långsam vickning medurs i motsatt riktning av planetens rotation. Att se fenomenet lunisolär precession i aktion är lätt nogtitta på snurran. Om du avviker handtaget från det vertikala, börjar det beskriva en cirkel i motsatt rotationsriktning. Om vi föreställer oss att planetens axel är en penna, och själva planeten är en topp, så kommer detta att vara, om än ett grovt, exempel på precessionen av jordens axel. Vår planet går igenom hälften av precessionscykeln på 25776 år.
Effekter av precessioner av solen och jord-månen-komplexet
Vårdagjämningens långsamma rörelse (skärningspunkten mellan himmelska ekvatorn och ekliptikan), provocerad av precession, leder till två konsekvenser:
- Justera himmelska koordinater.
- Förändringar i solens vistelse i zodiakens konstellationer.
Förändringar i vårdagjämningen ledde till uppkomsten av en internationell överenskommelse om koordinaterna för himlakroppar med obligatorisk fixering vid ett specifikt datum. På grund av jordens axels precession i antiken var denna punkt faktiskt i konstellationen Väduren, och idag ligger den i konstellationen Fiskarna. I analogi finns det ingen överensstämmelse mellan de astrologiska tecknen i stjärnkonstellationerna. Till exempel indikerar tecknet på Fiskarna att under perioden från 21 februari till 21 mars är armaturen belägen i konstellationen Fiskarna. Så var det i gamla tider. Men idag, på grund av precessionen av jordens omloppsbana under denna tidsperiod, befinner sig solen i konstellationen Vattumannen.
Det kommer ingen evig vår
Precession är dagjämningarnas precession, vilket innebär förskjutningen av punkterna för höst- och vårdagjämningarna. Med andra ord, vår på planeten med varjeett år kommer tidigare (med 20 minuter och 24 sekunder), och hösten senare. Detta har inget med kalendern att göra - vår gregorianska kalender tar hänsyn till längden på det tropiska året (från dagjämning till dagjämning). Därför är effekten av precession redan inkluderad i vår kalender. Denna förändring är periodisk och dess period, som tidigare nämnts, är 25776 år.
När börjar nästa istid?
Förändring i riktningen för jordens axel vart 26:e tusen år (precession) är en förändring i dess nordliga riktning. Idag pekar nordpolens spets mot Polstjärnan, om 13 tusen år kommer den att peka mot Vega. Och om 50 tusen år kommer planeten att gå igenom två cykler av precession och återgå till sitt nuvarande tillstånd. När planeten ligger "direkt" - mängden solenergi som tas emot är minimal och istiden börjar - är större delen av landet täckt av is och snö. Planetens historia visar att istiden varar cirka 100 tusen år, och den interglaciala - 10 tusen. Idag upplever vi en sådan mellanistid, men om 50 tusen år kommer isskorpan att täcka planeten till gränserna nedanför New York.
Inte bara precession är att skylla
Enligt National Aerospace Agency NASA har planetens geografiska nordpol sedan 2000 börjat aktivt förskjutas österut. Under 115 års studier av klimatet på planeten avvek han med 12 meter. Fram till 2000 rörde sig polen mot Kanada i en takt av flera centimeter per år. Men efter det datumet ändrade han både riktning och hastighet. Idag har han fartupp till 17 centimeter per år rör sig mot Storbritannien. Orsakerna till detta fenomen är smältningen av de grönländska glaciärerna, en ökning av ismassan i östra Antarktis, torka i Kaspiska havet och Hindustan. Och bakom dessa fenomen ligger den antropogena faktorn för påverkan på jorden.
Varför är inte vintrarna desamma?
Förutom det faktum att vår planet precesserar, svänger den också under denna process. Detta är nutation - snabbt i förhållande till precessionsperioden "vicka av polerna". Det är hon som byter väder – ibland är vintern kallare, sedan är sommaren torrare och varmare. Under år med särskilt stark nutation förväntas svårare väderförhållanden.
