Dünya'nın ekseni yıl boyunca neden değişmiyor?

Anladığım kadarıyla, Dünya'nın ekseni, güneş çevresindeki yörüngesinin tamamı boyunca uzayda aynı yönü gösteriyor. Ve mevsimlere neden olan da bu.

Sorum şu: Eksen neden yörünge yolunu takip etmiyor (bir daire etrafında dönen bir araba gibi)?

Ay'ın bunda rol oynadığını hayal ediyorum.

İkincil bir soru olarak, güneş sistemimizdeki diğer gezegenler Dünya ile aynı yörüngede mi (ekseni tüm yörüngesi için uzayda aynı yönü gösterir)?

Anladığım kadarıyla, Dünya'nın ekseni, güneş çevresindeki yörüngesinin tamamı boyunca uzayda aynı yönü gösteriyor. Ve mevsimlere neden olan da bu.

İkinci ifade doğrudur. Eksenel eğim mevsimlerin birincil itici gücüdür.

İlk ifade tam olarak doğru değil. Dünya ekseninin yöneliminde küçük ama kalıcı bir değişiklik var. Bir yıl boyunca değişim azdır. 13.000 yıllık değişim büyüktür. 13.000 yılda, Dünya'nın ekseni mevcut yönelim ile karşılaştırıldığında yaklaşık 47 derece eğilecektir. 13.000 yıl sonra Dünya şu anda nasıl yönlendirildiğine çok benzer şekilde yönlendirilecektir. Bunun hakkında daha sonra yazacağım.

Sorum şu: Eksen neden yörünge yolunu takip etmiyor (bir daire etrafında dönen bir araba gibi)?

Bu iyi bir zihinsel model değil. Arabanız ile zemin arasındaki tek temas, arabanızdaki dört tekerleğin tabanlarıdır. Bu dört küçük temas alanındaki kuvvetler, aracınızın yönünü ve aracınızın hız vektörünü değiştiren kuvvetlerdir. Bu, direksiyon simidini çevirirken arabanızdaki tork ve arabanızdaki bakımınızı bir dönüş müzakere eden merkezcil kuvvetin birbirine bağlı olduğu anlamına gelir. Direksiyon simidini yavaşça çevirin; aracınızın ağır ön ucu kıyafeti takip eder. Nazik bir dönüş varsa, arabanızın hafif arka ucu yakında elbiseyi takip eder. Çok sert dönerseniz, arabanız dönüş yerine kaymaya başlar. Daha da zorlaşın ve arabanızı çevirip döndürme riskiniz var. Arabanızın hareketi, kuvvet ve tork arasındaki yakın bağlantıya bağlıdır.

Yerçekimi böyle çalışmaz. Bunun yerine, dünyanın her bir parçasına, hep birlikte, hep birlikte, her zaman etki eder. Ay'a (veya Güneş'e) olan uzaklıktaki değişimler nedeniyle Dünya genelinde yerçekimi ile indüklenen ivmede hafif bir varyasyon vardır, ancak bu varyasyonlar küçüktür. Dünya üzerindeki net yerçekimi kuvveti, Dünya üzerindeki küçük net yerçekimi gradyan torkundan çok fazla ayrılmıştır.

Ay ve Güneş'in Dünya'ya uyguladığı yerçekimi gradyan torkunun temel sonucu, Dünya'nın dönme ekseninin çok yavaş ama büyük bir önceliğidir (daha fazla bilgi için, eksenel durgunluk hakkındaki bu wikipedia makalesini okuyun ). Bu hareket, Dünya'nın dönme eksenini, 25772 yılda bir devir hızında ekliptiğe normal bir şekilde döndürür. Yerçekimi gradyan torkundan kaynaklanan toplu olarak nutasyonlar ve kutup hareketi adı verilen daha az etki vardır. Bu daha az etkiler çok, çok daha küçüktür, ancak çok, çok daha kısa sürelere sahiptir. Bu daha az etkilerin en büyüğü, ay düğümündeki 18.61 yıllık döngüsel varyasyonlardan kaynaklanmaktadır. Ulusun bu en büyük bileşeni bile küçüktür, büyük ama yavaş durgunluktan iki büyüklük daha küçüktür.

Dünyayı kendi ekseni üzerinde dönmesine rağmen hareket etmeyen, havada asılı duran küçük bir top olarak hayal edin. Kuvvetler uygulanmazsa, kesinlikle hiçbir şey olmayacaktır. Bu enerjinin korunumu (veya momentum; bununla her iki şekilde de çalışabilirsiniz). Dünya kendiliğinden bir yönde hareket etmeye başlamayacaktır çünkü bu, çeviri enerjisinin korunmasını ve doğrusal momentumun korunmasını ihlal edecektir. Eğer bu olsaydı, hiçbir yerden enerji elde edilemezdi.

Aynı nedenden dolayı, Dünya bir tarafa doğru eğilmeye başlamayacak. Bu, dönme kinetik enerjisinin korunması ve iş yerinde açısal momentumun korunumu. Kıvraklık?

Evet, Keith yerinde. Dünyanın eksenini bu şekilde döndürmek için bir tür torka ihtiyacınız olacak.

Peki neden yapar Dünya'nın ekseni move 26,000 yıl (yılda, bu arada, sadece doğru insan döngüsü yapar) üzerinden? Tıpkı gelgitler gibi, Dünya'nın dönüşünün nasıl yavaşladığı gibi, diğer gezegenler genel değişikliklere bazı katkılarda bulunmasına rağmen, öncelikle Ay ve Güneş'in gelgit kuvvetleri iş başında.

İsterseniz biraz matematik ekleyebilirim, ancak uyarılmalıdır, kendim öğreniyorum, bu yüzden istediğiniz kadar açıklanmayacak.

Diğer gezegenler Dünya ile aynı yasalara uyarlar, bu nedenle eksenleri yıl boyunca aynı yöne bakmalı ve eksenel durgunluğun etkilerini göz ardı etmelidir.

Güneş ve ay arasındaki değişen açı , 18.6 yıllık bir süre boyunca dünyanın dönme ekseninde hafif bir nüansa neden olur .

Dünya örneğinde, gelgit kuvvetinin temel kaynakları, konumu birbirine göre sürekli olarak değişen ve böylece Dünya'nın ekseninde nütasyona neden olan Güneş ve Ay'dır. Dünya'nın ulusunun en büyük bileşeni, Ay'ın yörünge düğümlerinin kesilmesiyle aynı 18.6 yıl süreye sahiptir. 1 Ancak, sonucun istenen doğruluğuna bağlı olarak hesaplanması gereken başka önemli periyodik terimler de vardır.

Temel nütasyon dönemi, ayın nodal hattının gerilemesinden kaynaklanmaktadır ve aynı süreye 6798 gün (18.61 yıl) sahiptir. Artı veya eksi 17 long boylam ve 9 ob eğime ulaşır. Diğer tüm terimler çok daha küçüktür; bir sonraki en büyük, 183 günlük (0.5 yıl) bir periyotla, sırasıyla 1.3 ″ ve 0.6 amp genliğe sahiptir.

Büyük bir etki değil (bağlantıdan):

Dünya büyük bir jiroskop gibi davranır. Eksenin yönünü değiştirmek için muazzam bir kuvvet gerekecektir. Kuvvetler kesinlikle uygulanırken, Dünya Güneş'in etrafında düştüğünde / yörüngede döndükçe eksenin yöneliminde kayda değer bir değişikliğe neden olacak kadar büyük değildirler. Belirttiğiniz gibi, eksenin yönü mevsimdeki değişiklikten sorumludur. Güneş ışığına en fazla doğrudan maruz kalan alanlar yaz aylarında; Güneş ışığı alan alanlar kışın.

Dünya'nın Güneş etrafındaki dönüşü dairesel değil eliptiktir. Yörüngesinde Dünya'nın Güneş'ten uzaklığı değişir. Birçok kaynak, bunun doğru olmasına rağmen, mevsim üzerinde çok az etkisi olduğunu bildiriyor. Bu kaynaklar, Güneş ekseninin üstündeki veya altındaki Dünya yörüngesinin "eğimi" ile birlikte Dünya ekseninin yönünün mevsimleri belirlediğini göstermektedir.

İşleri basit tutalım. Aşağıda Dünya yörüngesinin bir resmi bulunmaktadır.

Soruyu, eksenin neden her zaman Güneş'e işaret etmediği anlamına gelir. Dünya'yı bir Jiroskopla karşılaştıran cevap, kullanımı en kolay olanıdır. Eksen üzerindeki eğirme etkisi, Dünya eksenini 23.5 ° açıda tutmaya yardımcı olan bir kuvvete neden olur (Yaklaşık), dünya ekseninde birkaç metrelik hafif bir yalpalama vardır. Yukarıdan bakmayı daha net hale getirebilir. Eğer yakından bakarsanız direkte kırmızı bir dönme dairesi var.

Dünya Güneş'in etrafında sürmüyor, aslında Güneş'e çekiliyor, ancak yerçekimine karşı koymak ve yaklaşmak için yeterince hızlı gidiyor, aynı şekilde uydular uzayda yörüngede kalıyorlar. Araba, Güneş'in etrafında iten bir kuvvete / itme gücüne sahip olacağı için bir uzay gemisi gibi olurdu.

İkinci soruya gelince, diğer gezegenler de aynı şeyi farklı açılardan yapıyor.

Güneş'in Dünya üzerindeki çekimsel çekişi (neredeyse) üniform olduğundan, Dünya'yı eğmez, Dünya'nın kendi ekseni etrafında dönmesini etkilemeden onu bir bütün olarak çeker.

Dünyanın yarıçapı ~ 6.400 km, Güneş'e olan mesafe ~ 150.000.000 km'dir ve yerçekimi kuvveti bir mesafe karesi olarak azalır, bu nedenle Dünya'nın en yakın ve en uzak iki küçük cildindeki çekme oranı Belirli bir anda Güneş,

böylece devirme kuvveti çok küçüktür.

Varyasyon tam olarak 0 olsaydı (yani oran tam olarak 1), eğme kuvveti tam olarak 0 olurdu ve Dünya'nın eğrilmesi hiç etkilenmezdi. Bunu elde etmek için Güneş'i resimden kaldırın.

Ve genel görelilik teorisi ile, eğer Dünya tekdüze bir kuvvetle hareket ediyor olsaydı, sanki Dünya'nın bakış açısına göre hiç bir güç yokmuş gibi olurdu.

Dünyanın ekseni her zaman Polaris'i gösteriyorsa, dünyanın ekseni yıl boyunca 186.000.000 mil yörünge mesafesi değişikliğinde sürekli olarak değişmelidir.

Aralık ayında eğim 23,4 dereceyse, Mart daha az eğim ve güneşe doğru eklenen bir eğim, Haziran en küçük Dünya eğimi, Ekim daha az eğim ve güneşe eğim olacaktı. Bu dünya eğim değişikliği olmasaydı Polaris Aralık ayında yılda sadece bir gün hizalanacaktı.

Bunu kolayca kendiniz kanıtlayabilirsiniz.