Az emberiség csaknem négymillió évet tudhat maga mögött, és ez idő alatt megértettük a tektonikus lemezek mozgását, megtanultuk megjósolni az időjárást, és elsajátítottuk a világűrt. De bolygónk még mindig tele van sok titokkal és rejtéllyel. Ezek egyike, amely a globális felmelegedéssel és a katasztrófaelmélettel kapcsolatos, a bolygó tengelyének precessziója.
Történelmi háttér
A napéjegyenlőségek mozgását a csillagok hátterében a Kr.e. 3. században vette észre Szamoszi Arisztarchosz. De az első, aki leírta a csillagok hosszúságának növekedését, valamint a csillag és a tényleges év közötti különbségeket, az ókori görög csillagász, Hipparkhosz volt az ie 2. században. És ez annak ellenére, hogy akkoriban úgy tartották, hogy minden csillag egy rögzített gömbön van rögzítve, és az égbolt mozgása ennek a gömbnek a saját tengelye körüli mozgása. Utána Ptolemaiosz, Alexandriai Theon, Sabit ibn Kurr, Nicolaus Kopernikusz, Tycho Brahe és még sokan mások művei következtek. A Föld tengelye precessziójának okát Isaac Newton magyarázta meg és írta le "Elvek" című művében (1686). És a precessziós képletmutatta be Simon Newcomb amerikai csillagász (1896). A Nemzetközi Csillagászati Unió által 1976-ban finomított képlete írja le a precesszió sebességét az időreferenciától függően.
A jelenség fizikája
Az elemi fizikában a precesszió a test impulzusimpulzusának változása, amikor a mozgás iránya megváltozik a térben. Ezt a folyamatot egy csúcs és annak lassulása példáján figyeljük meg. Kezdetben a felső függőleges tengelye, amikor lelassul, egy kúpot kezd leírni - ez a felső tengely precessziója. A precesszió fő fizikai tulajdonsága tehetetlenségmentes. Ez azt jelenti, hogy amikor a precessziót okozó erő megszűnik, a test álló helyzetbe kerül. Az égitestekkel kapcsolatban ilyen erő a gravitáció. És mivel folyamatosan működik, a bolygók mozgása és precessziója sem fog leállni.
Állandó bolygónk mozgása
Mindenki tudja, hogy a Föld bolygó a Nap körül kering, a tengelye mentén forog, és megváltoztatja ennek a tengelynek az irányát. De ez még nem minden. A csillagászat tizenhárom mozgástípust különböztet meg házunkban. Soroljuk fel őket röviden:
- Forgás saját tengelye körül (nappali és éjszakai változás).
- Forgás a Nap körül (évszakok változása).
- Az „előrelépés” vagy a napéjegyenlőségek felé vezető úton precesszió.
- A Föld tengelyének ingadozása – nutáció.
- A Föld tengelyének változása keringési síkjára (az ekliptika dőlése).
- A Föld pályája ellipszisének megváltoztatása (excentricitás).
- Változások a perihéliumban (távolsága pálya legtávolabbi pontja a Naptól).
- A Nap parallaktikus egyenlőtlenségei (bolygónk és a csillag távolságának havi változása).
- A bolygók felvonulásának idején (a bolygók a Nap egyik oldalán helyezkednek el) rendszerünk tömegközéppontja túlmegy a napgömb határain.
- Föld eltérései (zavarok és perturbációk) más bolygók vonzása hatására.
- A teljes Naprendszer progresszív mozgása Vega felé.
- A rendszer mozgása a Tejútrendszer magja körül.
- A Tejút-galaxis mozgása egy hasonló galaxishalmaz közepe körül.
Ez mind bonyolult, de matematikailag bizonyított. Bolygónk harmadik mozgására, a precesszióra fogunk összpontosítani.
Ez egy felső?
Régebben azt hittük, hogy a bolygó forgástengelye a tengelye körül változatlan, északi vége pedig a sarkcsillag pontjára irányul. De ez nem egészen így van. A bolygó tengelye egy kúpot, valamint egy gyerekjáték felsőt vagy pörgettyűt ír le, amelyet műholdunk és világítótestünk vonzása okoz. Ennek eredményeként a bolygó pólusai lassan mozognak a 23 fokos és 26 perces ívsugarú csillagokhoz képest.
Hogyan lehet megnézni?
A Föld tengelyének dőlése a Nap-Föld és a Hold-más bolygók gravitációs rendszerének kölcsönhatásaiból adódik. A gravitációs erők olyan nagyok, hogy a bolygó tengelyét precesszióra kényszerítik – ez lassú mozgás az óramutató járásával megegyező irányban, a bolygó forgásával ellentétes irányban. A luniszoláris precesszió jelenségét működés közben elég könnyű látninézd meg a pörgettyűt. Ha a fogantyúját eltéríti a függőlegestől, akkor elkezdi leírni a kört az ellenkező forgásirányban. Ha elképzeljük, hogy a bolygó tengelye egy toll, és maga a bolygó egy csúcs, akkor ez, bár durva, példa lesz a Föld tengelyének precessziójára. Bolygónk 25776 év alatt megy keresztül a precessziós ciklus felén.
A Nap és a Föld-Hold komplexum precesszióinak hatásai
A tavaszi napéjegyenlőség (az égi egyenlítő és az ekliptika metszéspontja) precesszió által kiváltott lassú mozgása két következményhez vezet:
- Az égi koordináták beállítása.
- Változások a Napnak az állatöv csillagképekben való tartózkodásában.
A tavaszi napéjegyenlőségben bekövetkezett változások következtében létrejött egy nemzetközi megállapodás az égitestek koordinátáiról, kötelező rögzítéssel egy adott időpontban. Valóban, a Föld tengelyének precessziója miatt az ókorban ez a pont a Kos csillagképben volt, ma pedig a Halak csillagképben található. Hasonlatosan, nincs megfelelés az állatöv csillagképek asztrológiai jegyei között. Például a Halak jele azt jelzi, hogy a február 21-től március 21-ig tartó időszakban a világítótest a Halak csillagképben található. Így volt ez az ókorban is. De ma a Föld keringésének precessziója miatt ebben az időszakban a Nap a Vízöntő csillagképben van.
Nem lesz örök tavasz
A precesszió a napéjegyenlőség precessziója, ami az őszi és tavaszi napéjegyenlőség pontjainak eltolódását jelenti. Más szóval, tavasz a bolygón mindegyikkelegy évvel korábban jön (20 perccel 24 másodperccel), és később az ősz. Ennek semmi köze a naptárhoz – Gergely-naptárunk figyelembe veszi a trópusi év hosszát (napéjegyenlőségtől napéjegyenlőségig). Ezért tulajdonképpen a precesszió hatása már benne van a naptárunkban. Ez az eltolódás időszakos, és periódusa, mint korábban említettük, 25776 év.
Mikor kezdődik a következő jégkorszak?
A Föld tengelyének irányának változása körülbelül 26 ezer évenként (precesszió) az északi irányának változása. Ma az Északi-sark pontja a Sarkcsillagra mutat, 13 ezer év múlva Vegára. És 50 ezer év múlva a bolygó két precessziós cikluson megy keresztül, és visszatér jelenlegi állapotába. Amikor a bolygó "közvetlenül" helyezkedik el - a beérkező napenergia mennyisége minimális, és megkezdődik a jégkorszak -, a szárazföld nagy részét jég és hó borítja. A bolygó története azt mutatja, hogy a jégkorszak körülbelül 100 ezer évig, az interglaciális pedig 10 ezer évig tart. Ma egy ilyen interglaciális időszakot élünk, de 50 ezer év múlva a jégkéreg a New York alatti határokig beborítja a bolygót.
Nem csak a precesszió a hibás
A NASA Nemzeti Repülési Ügynökség szerint a bolygó földrajzi északi sarka 2000 óta aktívan kelet felé tolódott. A bolygó éghajlatának tanulmányozása során 115 évig 12 méterrel eltért. 2000-ig a pólus évi néhány centiméteres sebességgel mozgott Kanada felé. De ezen időpont után irányt és sebességet is változtatott. Ma már nagy sebességgel rendelkeziklegfeljebb évi 17 centiméter mozog Nagy-Britannia felé. A jelenség okai a grönlandi gleccserek olvadása, a jégtömeg növekedése az Antarktisz keleti részén, a szárazság a Kaszpi-tengeri és Hindusztáni medencékben. És e jelenségek mögött a Földre gyakorolt hatás antropogén tényezője áll.
Miért nem egyforma a tél?
Amellett, hogy bolygónk precesszál, e folyamat során oszcillál is. Ez a nutáció – gyors a precessziós periódushoz képest, „a pólusok mozgása”. Ő változtatja meg az időjárást – néha a tél hidegebb, aztán a nyár szárazabb és melegebb. A különösen erős nutáció éveiben zordabb időjárási körülmények várhatók.
