Dünya eğilirse, Polaris neden hep aynı noktanın üstünde?

Neden Polaris, Kuzey Yıldızı, Kuzey Kutbu'nun her zaman üstünde (veya yakınında)? Dünya eğilirse, Polaris'in yolu kışın yazın yolundan 23 derece uzakta olmalı, değil mi?

Yerkürenin dönme ekseninin, yörüngesinin düzlemine göre 23 derece döndürüldüğü doğru. Ancak, 6 ay boyunca eksenin işaret ettiği yöne büyük miktarda (2 * 23 derece olması gerektiği) değiştiği yanlıştır.

Varsayım : Eksen Polaris'te (1) işaret ettiğinde, (2) 'de farklı bir yıldıza işaret edilmelidir.

Eksen tüm yıl boyunca aynı yönde işaretli kalır, çünkü fizik yasaları, dönen bir nesnenin ekseninin, yönünü değiştirmek için gövdeye bir tork uygulanmadığı sürece aynı yönde işaretlenmeye devam etmesidir. Dünya'da (yani Güneş ve Ay) etki eden torklar vardır, ancak yönünü 6 ay değil "bir yoldan diğer tarafa" değiştirmek 13000 yıl alır.

Doğru : Dünya'nın dönme ekseninin yönü, yıl boyunca aynı yıldızda işaretli kalır (yavaş, 26000 yıllık hazırlık döngüsünü yok sayarak).

Gök küresi denilen bir şey duyabilirsiniz . Şimdi Dünya'nın kendi ekseni üzerinde döndüğünü biliyor olsak da, eski insanlara yıldızlar etrafımızda dönüyormuş gibi göründüler (ve kendi referans çerçevemize göre). Bu dönen yıldız dünyasının kendisi, Dünya'nın topraklarını ve suyunu haritalandırabileceğimiz bir şekilde dünya üzerinde haritalanabilir.

Polaris'in bu gök küresinde her zaman aynı konumda görülmesinin birkaç nedeni vardır.

1. Dünyanın küresi ve gök küresi birbirine göre döndükçe, bir ekseni paylaşırlar. Bu dönme merkezi hareket etmiyor.
2. Bazı gezegenler (Mars gibi) ekliptiğe göre sallanan bir eksen üzerinde dönerken , büyük ayımız sayesinde Dünya'nın sabit bir ekseni vardır . Bu eksen daima aynı yöne işaret eder ve galaksimizdeki daima aynı yıldızlarla aynı hizadadır.
3. Galaksimizdeki yıldızlar, galaksi merkezini perspektifimizden çok yavaş bir şekilde yörüngeye çeviriyorlar, bu nedenle insan uygarlığı yıldızların yaşamları boyunca yaşamları boyunca önemli bir değişiklik gözlemlemeyecekti.
4. Dünyanın Güneş etrafındaki yörüngesi sırasında, pozisyondaki kendi değişikliği, önemli bir yıldız paralaksının beklenemeyeceği galaktik ölçeğe göre çok azdır .

Bir AFL / ragbi futbolunu (prolate sfero) tekmeleyin, böylece bir yayı (yerçekiminin altına düşerken) hızla aynı şekilde (uzun ekseni etrafında) dönmesini sağlayın. Dönme ekseninin paralel olarak taşındığını gözlemleyebilmelisiniz (en azından hava direnci ile bozulma ihmal edilecek kadar zayıfsa).

Dünya dönüyor. Döndüğü yönü değiştirmek için (uzak yıldızların atalet çerçevesine göre) toprağa bir miktar tork uygulanması gerekli olacaktır. Bir güneşin yerçekimi küresel bir gezegene herhangi bir tork uygulamıyor (uygulanan Newton kuvvetlerinin simetrileri nedeniyle).

Dünya oldukça mükemmel bir küre olmadığından (örneğin hafifçe şişirildiğinden), güneşin kütleçekimsel alan gradyanı tarafından uygulanan küçük bir tork vardır, bu nedenle binlerce yıldır gezegenin kuzey ekseni kademeli olarak farklı takımyıldızlara işaret etmeyi gerektirir.