Предварение равноденствий
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/43/Earth_precession.svg/220px-Earth_precession.svg.png)
Предваре́ние равноде́нствий (
Предварение равноденствий не означает, что времена года перемещаются по календарю; применяемый в наши дни григорианский календарь отражает длину не звёздного, а тропического года, который соответствует интервалу от равноденствия до равноденствия. Поэтому эффект предварения равноденствий фактически включён в действующий календарь[3].
Причины
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d9/Precessing-top.gif)
Основная причина предварения равноденствий —
В результате прецессии земная ось описывает в пространстве
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/bb/Praezession.svg/200px-Praezession.svg.png)
Существуют и другие причины смещения земной оси, в первую очередь — нутация, периодическое, быстрое относительно периода прецессии, «покачивание полюсов». Период нутации земной оси равен 18,61 года, и её средняя амплитуда составляет около 17" (угловых секунд). При этом нутация, в отличие от прецессии, изменяет в небольших пределах угол наклона земной оси к плоскости эклиптики[8].
Кроме Луны и Солнца, прецессионное смещение вызывают и другие планеты (в основном из-за уменьшения наклона плоскости эклиптики к экватору), но оно невелико, в сумме примерно 12 угловых секунд в столетие и направлено противоположно лунно-солнечной прецессии[6][5][7]. Имеются и другие факторы, возмущающие направление земной оси — апериодическое «блуждание полюсов[англ.]», изменения океанических течений, движение атмосферных масс, сильные землетрясения, изменяющие форму геоида и т. п., однако их вклад в смещение земной оси по сравнению с прецессией и нутацией ничтожен[9].
Аналогичные явления происходят на других планетах и их спутниках. Например, ось
Последствия
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/ru/thumb/5/56/%D0%9F%D1%80%D0%B5%D1%86%D0%B5%D1%81%D1%81%D0%B8%D1%8F_%D1%81%D0%B5%D0%B2%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D1%8E%D1%81%D0%B0_%D0%97%D0%B5%D0%BC%D0%BB%D0%B8.png/300px-%D0%9F%D1%80%D0%B5%D1%86%D0%B5%D1%81%D1%81%D0%B8%D1%8F_%D1%81%D0%B5%D0%B2%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D1%8E%D1%81%D0%B0_%D0%97%D0%B5%D0%BC%D0%BB%D0%B8.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/84/%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%BE%D0%B4_%D0%BF%D1%80%D0%B5%D1%86%D0%B5%D1%81%D1%81%D0%B8%D0%B8_%D0%B7%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%BE%D0%B9_%D0%BE%D1%81%D0%B8.png/300px-%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%BE%D0%B4_%D0%BF%D1%80%D0%B5%D1%86%D0%B5%D1%81%D1%81%D0%B8%D0%B8_%D0%B7%D0%B5%D0%BC%D0%BD%D0%BE%D0%B9_%D0%BE%D1%81%D0%B8.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/12/Obliquity_berger_-5000000_to_0.png/300px-Obliquity_berger_-5000000_to_0.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/17/Obliquity_berger_0_to_1000000.png/300px-Obliquity_berger_0_to_1000000.png)
Поворот оси нашей планеты имеет разнообразные последствия. Направление прецессионного смещения противоположно направлению осевого вращения Земли, поэтому прецессия сокращает продолжительность
В ходе прецессии вид звёздного неба, наблюдаемый в тех или иных широтах, меняется, так как меняются склонения тех или иных созвездий, может меняться даже сезон их наблюдения. Некоторые созвездия, видимые сейчас в средних широтах северного полушария Земли (например, Орион и Большой Пёс), постепенно опускаются под горизонт и через несколько тысяч лет будут почти недоступны для этих широт, зато на северном небе появятся созвездия Центавр, Южный Крест и ряд других. Конечно, не все созвездия южного полушария будут доступны в результате прецессии — выше всех поднимется современное «летнее» небо, меньше — «осеннее» и «весеннее», зимнее небо, наоборот, опустится, так как в настоящее время оно максимально «поднято»[5].
Схожие процессы будут и в Южном полушарии. Многие созвездия Северного полушария, которые в настоящее время не показываются в Южном, станут там видны, причём выше всего поднимется современное «зимнее» небо, которое видно из Южного полушария как летнее. Например, спустя 6 тысяч лет будет доступно из средних широт Южного полушария для наблюдения созвездие
.Полюс мира сейчас почти совпадает с
Угол наклона земной оси относительно полюса эклиптики меняется в пределах от 22,0° до 24,5° со средним периодом 41 000 лет. Также в пределах около 4° колеблется плоскость эклиптики, в результате плоскость экватора меняет свой наклон в интервале примерно от 18° до 28° относительно эклиптики 1850 года[16].
Предполагаемое влияние на
Исторический очерк
На основании некоторых косвенных данных предполагают, что различие между звёздным и тропическим годом (простым логическим следствием чего является движение точек равноденствия на фоне звёзд) впервые установил в III веке до н. э. Аристарх Самосский. Разность между звёздным и тропическим годом, вычисленная на основании этих данных, соответствует скорости прецессии 1° за 100 лет, или 36" в год[18] (по современным данным, 1° за 71,6 года).
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/ru/thumb/3/3e/Ptolemy_outer_spheres.png/250px-Ptolemy_outer_spheres.png)
Исходя из наблюдений звёзд, предварение равноденствий было открыто выдающимся древнегреческим астрономом Гиппархом во II веке до н. э. В его распоряжении были результаты наблюдений греческого астронома III века до н. э. Тимохариса, из которых Гиппарх обнаружил, что все долготы звёзд увеличиваются примерно (по его оценке) на 1° каждые 100 лет. Во II веке н. э. существование прецессии подтвердил Клавдий Птолемей, причём скорость прецессии по его данным составляла всё те же 1° в 100 лет[19].
Большинство астрономов доптолемеева периода полагали, что все звёзды закреплены на одной сфере (сфере неподвижных звёзд), являющейся границей Вселенной. Видимое суточное вращение небосвода при этом считалось отражением вращения этой сферы вокруг своей оси — оси мира. Для объяснения прецессии Птолемей был вынужден ввести за пределами сферы неподвижных звёзд (на рисунке слева обозначена цифрой 1) ещё одну сферу, которая вращается с периодом в одни сутки вокруг оси мира (NS). К ней прикреплена сфера неподвижных звёзд 2, вращающаяся с периодом прецессии вокруг оси AD, перпендикулярной плоскости эклиптики. Таким образом, вращение сферы звёзд есть суперпозиция двух вращений, суточного и прецессионного. Наконец, внутрь этой сферы вложена ещё одна сфера 3, вращающаяся вокруг той же оси AD, но в противоположном направлении, что компенсирует прецессионное движение для всех внутренних сфер (но эта сфера по-прежнему принимает участие в суточном вращении)[20].
В V веке н.э. существование прецессии подверг сомнению знаменитый философ, математик и астроном
В XVIII веке большой вклад в изучение вопроса внесли двое учёных. Джеймс Брэдли открыл нутацию, составил таблицы, позволявшие учитывать при точных астрономических измерениях прецессию, нутацию и аберрацию света. Даламбер в своём труде «Исследование предварения равноденствий» (Recherches sur la precession des equinoxes, 1749) исправил и развил модель Ньютона, дал первую теорию нутации[23]. В XIX веке теорию прецессии в основном завершили Фридрих Вильгельм Бессель и Отто Вильгельм Струве[5].
Ведущий американский астроном
- Здесь T — число лет, прошедших после 1900 года.
В 1976 году XVI съезд Международного астрономического союза в Гренобле уточнил формулу Ньюкома и принял за новую базу 2000 год[2]:
- Здесь T — число лет, прошедших после 2000 года.
См. также
Примечания
- ↑ Михайлов А. А., 1978, Глава «Почему изменяется склонение звёзд?».
- ↑ 1 2 3 Михайлов А. А., 1978, Глава «Как измерить прецессию?».
- ↑ Прецессия Архивная копия от 17 августа 2016 на Wayback Machine.
- ↑ 1 2 Еремеева А. И., Цицин Ф. А., 1989, с. 183.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 ЭСБЕ, 1890—1907.
- ↑ 1 2 3 4 Михайлов А. А., 1978, Глава «Всегда ли Полярная останется Полярной».
- ↑ 1 2 Жаров В. Е., 2002, с. 354—355.
- ↑ Кононович, Мороз, 2011, с. 114—115.
- ↑ Куликов К. А. Движение полюсов Земли. — Изд. 2-е. — М.: Изд-во АН СССР, 1962. — 87 с. — (Научно-популярная серия).
- doi:10.1016/j.pss.2016.03.006. — .]
- doi:10.1016/j.icarus.2013.11.015. — .]
- ↑ Бакулин П. И. Курс общей астрономии. — 4-е изд.. — М.: «Наука», 1977. — 544 с.
- ↑ J. Vondrak, N. Capitaine, P. Wallace. New precession expressions, valid for long time intervals.. — 2011. Архивировано 25 января 2023 года.
- ↑ Vondrák, J.; Capitaine, N.; Wallace, P. (2011-10-01). "New precession expressions, valid for long time intervals". Astronomy & Astrophysics (англ.). 534: A22. doi:10.1051/0004-6361/201117274. ISSN 0004-6361. Архивировано 5 марта 2023. Дата обращения: 26 февраля 2023.
- ↑ 1 2 Кононович, Мороз, 2011, с. 115—116.
- ↑ A. L. Berger (1976), Obliquity and precession for the last 5000000 years. Архивная копия от 4 сентября 2019 на Wayback Machine
- ↑ Циклы Миланковича . Элементы. Дата обращения: 4 августа 2016. Архивировано 30 мая 2012 года.
- ↑ Rawlins D. Continued-Fraction Decipherment: Ancestry of Ancient Yearlengths & (pre-Hipparchan) Precession (англ.) // DIO: The International Journal of Scientific History. — 1999. — Vol. 9.1. — P. 31—38. Архивировано 9 февраля 2005 года.
- ↑ Еремеева А. И., Цицин Ф. А., 1989, с. 88—91.
- ↑ Evans J. The History and Practice of Ancient Astronomy. — New York: Oxford University Press, 1998.
- ↑ Рожанская М. М., 1976.
- ↑ Куртик Г. Е., 1986.
- ↑ 1 2 Колчинский И. Г., Корсунь А. А., Родригес М. Г. Астрономы. Биографический справочник. — Киев: Наукова думка, 1986. — С. 42—43, 83, 249.
Литература
- Теория прецессии
- Белова Н. А. Вращательное движение Земли // Курс сферической астрономии (глава V). — М.: Недра, 1971. — 183 с.
- Жаров В. Е. Прецессия и нутация // Сферическая астрономия (глава 6). — М.: Век 2, 2002. — ISBN 5-85099-168-9. (Математическое описание прецессии)
- Кононович Э. В., Мороз В. И. Общий курс астрономии. — 4-е изд.. — М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2011. — 544 с. — (Классический университетский учебник). — ISBN 978-5-397-01644-5.
- Михайлов А. А., академик. Прецессия // Земля и Вселенная. — 1978. — № 2.
- Прецессия / В. А. Самсонов, В. Е. Жаров // Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов. — М. : Большая российская энциклопедия, 2004—2017.
- Цесевич В. П. Предварение равноденствий // Что и как наблюдать на небе. — М.: Наука, 1973.
- Исторические исследования
- Еремеева А. И., Цицин Ф. А. История астрономии (основные этапы развития астрономической картины мира). — М.: Изд-во МГУ, 1989. — ISBN 5-211-00347-0.
- Куртик Г. Е. Теория восхождения и нисхождения Сабита ибн Корры. К проблеме взаимоотношения теории и наблюдений // Историко-астрономические исследования, вып. XVIII. — М., 1986. — С. 111—150.
- Рожанская М. М. Механика на средневековом Востоке. — Москва: Наука, 1976.
- Evans J. The History and Practice of Ancient Astronomy (англ.). — New York: Oxford University Press, 1998.
Ссылки
- Серафимов В. Прецессия // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
- Sert, Josée. Hipparchus’s understanding of the precession (англ.). Дата обращения: 25 июля 2016.
- Ulansey D. Hipparchus and the precession of the equinoxes (англ.). Дата обращения: 25 июля 2016.
Эта статья входит в число добротных статей русскоязычного раздела Википедии. |