Ludzkość ma już za sobą prawie cztery miliony lat iw tym czasie zrozumieliśmy ruch płyt tektonicznych, nauczyliśmy się przewidywać pogodę i opanowaliśmy przestrzeń kosmiczną. Ale nasza planeta wciąż jest pełna tajemnic i tajemnic. Jednym z nich, związanym z globalnym ociepleniem i teorią katastrof, jest precesja osi planety.
Tło historyczne
Ruch równonocy na tle gwiazd zauważył w III wieku pne Arystarch z Samos. Ale pierwszym, który opisał wzrost długości geograficznej gwiazd i różnice między gwiazdą a rzeczywistym rokiem, był starożytny grecki astronom Hipparch w II wieku p.n.e. I to pomimo tego, że w tamtym czasie uważano, że wszystkie gwiazdy są ustawione na nieruchomej kuli, a ruch nieba jest ruchem tej kuli wokół własnej osi. Dalej były dzieła Ptolemeusza, Teona Aleksandryjskiego, Sabita ibn Kurra, Mikołaja Kopernika, Tycho Brahe i wielu innych. Przyczynę precesji osi Ziemi wyjaśnił i opisał Izaak Newton w swoich „Zasadach” (1686). A formuła precesjipokazał amerykański astronom Simon Newcomb (1896). To jego formuła, udoskonalona w 1976 roku przez Międzynarodową Unię Astronomiczną, opisuje prędkość precesji w zależności od czasu odniesienia.
Fizyka zjawiska
W fizyce elementarnej precesja to zmiana momentu pędu ciała, gdy zmienia się jego kierunek ruchu w przestrzeni. Proces ten obserwujemy na przykładzie szczytu i jego spowolnienia. Początkowo pionowa oś wierzchołka, gdy zwalnia, zaczyna opisywać stożek – jest to precesja górnej osi. Główną fizyczną właściwością precesji jest brak bezwładności. Oznacza to, że gdy siła powodująca precesję ustanie, ciało przyjmie pozycję stacjonarną. W stosunku do ciał niebieskich taką siłą jest grawitacja. A ponieważ działa nieustannie, zarówno ruch, jak i precesja planet nigdy się nie zatrzyma.
Ruch naszej stacjonarnej planety
Wszyscy wiedzą, że planeta Ziemia krąży wokół Słońca, obraca się wokół własnej osi i zmienia kierunek tej osi. Ale to nie wszystko. Astronomia wyróżnia trzynaście rodzajów ruchu naszego domu. Wymieńmy je krótko:
- Obrót wokół własnej osi (zmiana dnia i nocy).
- Obrót wokół Słońca (zmiana pór roku).
- "Chodzenie do przodu" lub doprowadzenie do równonocy to precesja.
- Zachwianie się osi Ziemi - nutacja.
- Zmiana osi Ziemi na płaszczyznę jej orbity (nachylenie ekliptyki).
- Zmiana elipsy orbity Ziemi (mimośrodu).
- Zmiany w peryhelium (odległość odnajdalszy punkt orbity od Słońca).
- Nierówności paralaktyczne Słońca (comiesięczne zmiany odległości między naszą planetą a gwiazdą).
- W czasie parady planet (planety znajdują się po jednej stronie Słońca), środek masy naszego układu wykracza poza granice kuli słonecznej.
- Odchylenia Ziemi (zakłócenia i perturbacje) pod wpływem przyciągania innych planet.
- Postępowy ruch całego układu słonecznego w kierunku Vegi.
- Ruch systemu wokół rdzenia Drogi Mlecznej.
- Ruch Drogi Mlecznej wokół centrum gromady podobnych galaktyk.
To wszystko jest skomplikowane, ale matematycznie udowodnione. Skoncentrujemy się na trzecim ruchu naszej planety - precesji.
Czy to jest top?
Kiedyś myśleliśmy, że oś obrotu planety wokół jej osi pozostaje niezmieniona, a jej północny koniec jest skierowany w stronę gwiazdy polarnej. Ale tak nie jest. Oś planety opisuje stożek, a także dziecięcy bączek lub bączek, co jest spowodowane przyciąganiem naszego satelity i naszego oświetlenia. W rezultacie bieguny planety powoli poruszają się względem gwiazd o promieniu łuku 23 stopni i 26 minut.
Jak to zobaczyć?
Nachylenie osi Ziemi wynika z interakcji w układzie grawitacyjnym Słońce-Ziemia i Księżyc-inne planety. Siły grawitacji są tak duże, że zmuszają oś planety do precesji - powolnego ruchu zgodnie z ruchem wskazówek zegara w kierunku przeciwnym do obrotu planety. Obserwowanie zjawiska precesji księżycowo-słonecznej w akcji jest dość łatwespójrz na bączek. Jeśli odchylisz jego uchwyt od pionu, to zacznie zakreślać okrąg w przeciwnym kierunku obrotu. Jeśli wyobrazimy sobie, że oś planety to długopis, a sama planeta to wierzchołek, to będzie to, choć przybliżony, przykład precesji osi Ziemi. Nasza planeta przechodzi przez połowę cyklu precesji w ciągu 25776 lat.
Skutki precesji Słońca i kompleksu Ziemia-Księżyc
Powolny ruch równonocy wiosennej (przecięcie równika niebieskiego i ekliptyki), wywołany przez precesję, prowadzi do dwóch konsekwencji:
- Dostosowywanie współrzędnych niebieskich.
- Zmiany pobytu Słońca w konstelacjach zodiaku.
Zmiany w czasie wiosennej równonocy doprowadziły do powstania międzynarodowego porozumienia w sprawie współrzędnych ciał niebieskich z obowiązkową fiksacją w określonym dniu. Rzeczywiście, z powodu precesji osi Ziemi w czasach starożytnych, punkt ten znajdował się w gwiazdozbiorze Barana, a dziś znajduje się w gwiazdozbiorze Ryb. Analogicznie nie ma zgodności między astrologicznymi znakami konstelacji zodiaku. Na przykład znak Ryb wskazuje, że w okresie od 21 lutego do 21 marca oprawa znajduje się w konstelacji Ryb. Tak było w czasach starożytnych. Ale dzisiaj, z powodu precesji orbity Ziemi w tym okresie, Słońce znajduje się w konstelacji Wodnika.
Nie będzie wiecznej wiosny
Precesja to precesja równonocy, co oznacza przesunięcie punktów równonocy jesiennej i wiosennej. Innymi słowy, wiosna na planecie z każdymrok przychodzi wcześniej (o 20 minut i 24 sekundy), a jesień później. Nie ma to nic wspólnego z kalendarzem - nasz kalendarz gregoriański uwzględnia długość roku tropikalnego (od równonocy do równonocy). Dlatego tak naprawdę efekt precesji jest już w naszym kalendarzu. Zmiana ta ma charakter okresowy, a jej okres, jak wspomniano wcześniej, wynosi 25776 lat.
Kiedy rozpocznie się kolejna epoka lodowcowa?
Zmiana kierunku osi Ziemi co około 26 tysięcy lat (precesja) to zmiana jej kierunku północnego. Dziś punkt Bieguna Północnego wskazuje na Gwiazdę Północną, za 13 tysięcy lat będzie wskazywał na Vegę. A za 50 tysięcy lat planeta przejdzie przez dwa cykle precesji i powróci do swojego obecnego stanu. Kiedy planeta znajduje się „bezpośrednio” – ilość otrzymywanej energii słonecznej jest minimalna i zaczyna się epoka lodowcowa – większość lądu pokryta jest lodem i śniegiem. Historia planety pokazuje, że epoka lodowcowa trwa około 100 tys. lat, a interglacjalna – 10 tys. Dziś przeżywamy taki interglacjalny czas, ale za 50 tysięcy lat skorupa lodowa pokryje planetę aż do granic poniżej Nowego Jorku.
Obwiniana jest nie tylko precesja
Według Narodowej Agencji Kosmicznej NASA, geograficzny biegun północny planety od 2000 roku zaczął aktywnie przesuwać się na wschód. Przez 115 lat badania klimatu na planecie zboczył o 12 metrów. Do 2000 r. Polak przemieszczał się w kierunku Kanady w tempie kilku centymetrów rocznie. Ale po tej dacie zmienił zarówno kierunek, jak i prędkość. Dziś jest w biegudo 17 centymetrów rocznie przesuwa się w kierunku Wielkiej Brytanii. Przyczynami tego zjawiska są topnienie lodowców grenlandzkich, wzrost masy lodu na wschodzie Antarktydy, susze w basenie Morza Kaspijskiego i Hindustanu. A za tymi zjawiskami kryje się antropogeniczny czynnik wpływu na Ziemię.
Dlaczego zimy nie są takie same?
Oprócz tego, że nasza planeta ulega precesji, oscyluje również podczas tego procesu. Jest to nutacja - szybka w stosunku do okresu precesji "kołysanie biegunów". To ona zmienia pogodę - czasem zima jest chłodniejsza, potem lato jest bardziej suche i cieplejsze. W latach szczególnie silnej nutacji spodziewane są ostrzejsze warunki pogodowe.
