Вследствие чего возникает прецессия земной оси. Можно ли считать, что одна из тайн зодиака раскрыта? «Быть или не быть - вот в чём вопрос»

Ключевые слова: прецессия Земли, нутация земной оси, особенности движения земной оси.

Аннотация

Проведен анализ официального обоснования прецессии земной оси и показана его несостоятельность. Официальная точка зрения скрывает загадочное явление неизвестной природы, которое, возможно, является ключевым при поиске выхода из наметившегося кризиса в науке.

Введение

БСЭ. «Гироскоп, быстро вращающееся твёрдое тело, ось вращения которого может изменять своё направление в пространстве. Гироскоп обладает рядом интересных свойств, наблюдаемых у вращающихся небесных тел, …
Свойства гироскопа проявляются при выполнении двух условий: 1) ось вращения гироскопа должна иметь возможность изменять своё направление в пространстве; 2) угловая скорость вращения гироскопа вокруг своей оси должна быть очень велика по сравнению с той угловой скоростью, которую будет иметь сама ось при изменении своего направления.
Первое свойство уравновешенного гироскопа с тремя степенями свободы состоит в том, что его ось стремится устойчиво сохранять в мировом пространстве приданное ей первоначальное направление. Если эта ось вначале направлена на какую-нибудь звезду, то при любых перемещениях основания прибора и случайных толчках она будет продолжать указывать на эту звезду, меняя свою ориентировку относительно земных осей.
Второе свойство гироскопа обнаруживается, когда на его ось начинают действовать сила или пара сил, стремящихся привести ось в движение (т.е. создающие вращающий момент относительно центра подвеса). Под действием сторонней силы Р конец оси гироскопа будет отклоняться, но не в сторону действия силы, как это было бы при не вращающемся роторе, а в направлении, перпендикулярном к этой силе; в результате гироскоп начнёт вращаться вокруг оси, параллельной вектору силы Р и проходящей через точку крепления гироскопа, притом не ускоренно, а с постоянной угловой скоростью. Это вращение называется прецессией; оно происходит тем медленнее, чем быстрее вращается вокруг своей оси сам гироскоп. Если в какой-то момент времени действие силы прекратится, то одновременно прекратится и прецессия».

Добавим еще, что направление вращения оси прецессии всегда противоположно направлению вращения маховика гироскопа.

Теория гироскопа, по отношению к Земле, прогнозирует практически идеальную устойчивость её оси, т.к. Земля представляет безопорный, свободный гироскоп. Точкой крепления такого гироскопа необходимо считать центр массы инерции, а точкой приложения внешних сил гравитации – центр массы гравитации.
Как в рамках классической теории, так и в рамках ТО, эти центры масс должны всегда совпадать, в силу принципа эквивалентности. Земля, как свободный гироскоп, может испытывать только кратковременную прецессию, вызываемую столкновением Земли с космическими телами, все остальное время ось Земли должна пребывать в покое. Однако, как известно, стабильная прецессия существует. Это означает только одно – существует внешнее, полевое воздействие, центр приложения сил которого не совпадает с центром инерции Земли. Это неоспоримый факт.

Проанализировав обстоятельства, сопутствующие прецессии Земли, Эйлер выдвинул предположение о решающем влиянии притяжения Луны и Солнц посредством их воздействия на элемент, нарушающий симметрию Земли. Этим элементом является так называемое экваториальное кольцо. Эйлер не был знаком с принципом эквивалентности масс, поэтому руководствовался физическими реалиями, суть которых в данной ситуации сводится к следующему. Если знаменитый сейчас лифт Эйнштейна уронить в любом реальном гравитационном поле, т.е. имеющем радиальный градиент, то длинная рейка, падающая вместе с лифтом, будет иметь два равновесных состояния.
Одно из них устойчивое, когда рейка направлена вдоль движения лифта, и одно неустойчивое, когда рейка направлена поперек. Этот нехитрый датчик позволяет следить из замкнутой лаборатории лифта за направлением падения (движения) и за величиной и направлением градиента гравитационного поля, т.к. рейка будет испытывать соответствующее колебательное движение около своего устойчивого состояния. Вот это, общедоступное и истинное знание, и использовал Эйлер в своем обосновании прецессии Земли.

Идея Эйлера, правдоподобная на первый взгляд, оказалась ошибочной. Геометрия обруча в радиальном гравитационном поле действует иначе, чем геометрия рейки. Это будет показано ниже. Но других вариантов обоснования прецессии просто не было, ничего иного никто предложить не мог. А параметры прецессии явно указывали на свою связь с Луной и Солнцем, что проявлялось в их периодической неравномерности движения земной оси, совпадающей с неравномерностью особенностей движения Луны и Солнца.

Ни Эйлер, ни кто другой, не стали проверять гипотезу на достоверность, хотя такая возможность была всегда.
Реализовалась ситуация взаимного обоснования двух явлений, имеющих явную взаимосвязь.

Если бы Эйлер произвел корректный математический расчет, то копилка научных парадоксов возможно пополнилась бы еще одним замечательным явлением – загадочной прецессией земной оси. Но этого не случилось.

В настоящее время необходимый расчет произведен, и свидетельствует о несоответствии реальных параметров прецессии параметрам модели, предложенной Эйлером. Однако официальная реакция отсутствует.
По нормам, установленным комиссией РАН по борьбе с лженаукой, эти расчеты являются лженаучными, т.к. правила РАН в трактовке Виталия Гинзбурга гласят: «Лженаука – это утверждение, которое противоречит твердо установленным научным данным» .

Анализ современного обоснования прецессии земной оси

Проведем анализ обоснования прецессии земной оси, основанного на идее Эйлера и официально принятого в качестве «твердо установленных научных данных».
Чтобы не упустить обстоятельств, которые могли возникнуть в последние годы, проследим за логикой обоснования не по классическим трудам, а воспользовавшись современной статьей доктора ф.-м. н. Сидоренкова Н.С. и учебным курсом Алксандровича Н.Л. .

Приведем исходные положения, по Сидоренкову.
Цитата. «Фигура Земли близка к эллипсоиду вращения. Когда Луна и Солнце не лежат в плоскости земного экватора, силы их притяжения стремятся развернуть Землю так, чтобы экваториальные вздутия фигуры располагались по линии, соединяющей центры масс Земли, Луны и Солнца. Но Земля не поворачивается в этом направлении, а под действием момента пары сил прецессирует . Ось вращения Земли медленно описывает конус вокруг перпендикуляра к плоскости эклиптики (рис. 3). Вершина конуса совпадает с центром Земли. Точки равноденствий и солнцестояний движутся по эклиптике навстречу Солнцу, совершая один оборот за 26 тыс. лет (скорость движения 1 градус за 72 года)».
Конец цитаты.

Итак, Земля имеет форму сфероида, который можно представить в виде идеального шара и цилиндрической экваториальной добавки, которую в свою очередь допустимо представить в более компактной форме экваториального обруча. Идеальный шар не может вызывать прецессию ни при каких условиях. А вот наклонное экваториальное кольцо, взаимодействуя с Солнцем и Луной (действие остальных объектов Солнечной системы мало - и обнуляется), по мнению авторов, которые все согласны с Эйлером, вызывает прецессию за счет опрокидывающего момента геометрического происхождения, см. рис 1, заимствованный из .

Рис. 1. Схема образования опрокидывающего момента, действующего на Землю со стороны Солнца и Луны. Силы, действующие на экваториальную выпуклость (в точках А и В), разложены на компоненты, параллельные направлению на возмущающее тело из центра Земли О, и компоненты, перпендикулярные плоскости земного экватора (AA" и BB"). Последние, и выступают в роли опрокидывающих сил.
Так как ближняя часть кольца создает силу чуть большую по сравнению с дальней частью, а кольцо имеет известный наклон в 23 град, то в результате, точка приложения суммарной силы несколько сместится от направления на центр инерции и создаст, таким образом, опрокидывающий момент.
Расчета величины момента (или ссылку на этот расчет) обнаружить не удалось, конечный результат таких расчетов в справочниках тоже не приводится. Вот что по этому поводу пишет Александрович. «Величину прецессии и нутации можно было бы вычислить теоретически, но для этого не хватает данных о распределении масс внутри Земли, и поэтому ее приходится определять из наблюдений положений звезд в разные эпохи».
Можно подумать, что в астрономии не существует практики оценочных расчетов.

Однако, аналитик Гришаев А.А., в качестве независимого исследователя, не поленился и произвел оценочные расчеты , используя те же исходные данные, и те же геометрические координаты, что и Сидоренков. У него получилось, что период прецессии, формируемой совместно Луной и Солнцем в согласии с идеей Эйлера, должен быть более 900 тыс. лет, тогда как наблюдаемый составляет всего 26 тыс. лет. Есть повод задуматься.
Видимо, Эйлер получил в свое время аналогичный результат, и не стал его обнародовать.

Но дело не только в цифрах. Рассмотрим внимательнее приводимый всеми источниками механизм формирования опрокидывающего момента. Для упрощения анализа и облегчения его восприятия исключим временно из рассмотрения Луну.
Все источники утверждают, что Земля в форме идеального шара прецессию испытывать не будет, прецессия якобы вызывается исключительно наклонным экваториальным кольцом. Согласимся временно с этими утверждениями и проведем мысленный эксперимент. Устраним экваториальное кольцо, превратив Землю в идеальный шар. Затем распилим идеальный шар на тонкие диски, параллельные экваториальной плоскости, а диски распилим на тонкие кольца. Получим шар, собранный из набора разновеликих колец, каждое из которых принципиально не отличается от устраненного экваториального кольца, вызывающего прецессию. Получается, что шаровой гироскоп в радиальном поле гравитации должен испытывать прецессию, т.к. каждое составляющее кольцо должно вызывать прецессию.

Ситуация парадоксальная. А это значит, что одно из утверждений: или прецессия наклонного кольца, или отсутствие прецессии у шара,- является ложным.
В нашем случае парадокс легко разрешается на качественном уровне.
Для проверки, остановим вращение кольца. Геометрия сил при этом не изменится. Под действием момента сил кольцо должно придти в движение, стремясь переместить центр гравитации в плоскость кольца. То же самое должно произойти с шаром, набранным из колец, нарезанных под произвольным углом, т.к. шар не вращается и не имеет выделенных направлений.
Но совершенно очевидно, что это невозможно из условий симметрии. Итак, приходим к окончательному выводу: наклонное кольцо не может вызывать прецессию. Доказательство, не смотря на отсутствие математических формул, является абсолютно строгим.

Аргументация авторов, отстаивающих официальную точку зрения, принята во всем мире и не вызывает сомнений сотни лет. Это обстоятельство требует не только указать на ошибки в обосновании, но и объяснить причину всеобщего заблуждения. А причиной является малозаметная оплошность авторитета-первопроходца, применившего при анализе ситуации недопустимое смешение геометрий. Суть ошибки отражена на схеме, рис. 2.

Рис. 2. Проекция экваториального кольца Земли на плоскость эклиптики при солнцестоянии

Действительно, рассматриваемая система Солнце-Земля является сферической. Значит, при анализе всевозможных ситуаций в раскладе сил удобно пользоваться законами и теоремами сферической геометрии.
Использование при анализе сферической системы теорем декартовой геометрии допустимо, но с максимальной осмотрительностью. Обычно к ней прибегают при рассмотрении бесконечно малых дифференциалов, и эта практика широко используется.
Рассмотрим фрагмент анализа Сидоренкова, где он делит кольцо на две, якобы равные, половины, пользуясь по умолчанию ортогональной системой координат, и в результате вслед за Эйлером приходит к ложному выводу. В качестве контр аргументации приведем корректный анализ ситуации с помощь схемы рис. 2.

Суммарный опрокидывающий момент наклонного кольца формируется парными сопряженными элементами кольца, вырезаемыми элементарным сектором, что обеспечивает равное и полное количество элементов на ближней и дальней дуге кольца.
Нет необходимости доказывать, что дальний элемент кольца массивнее ближнего ровно на столько, чтобы опрокидывающий момент, с учетом разности расстояний до Солнца, равнялся нулю в соответствии с первым утверждением об идеальном шаре.
Линия, разделяющая кольцо на ближнюю и дальнюю половины, это вовсе не диаметр, а кривая, обозначенная на рис. 2 пунктиром.

Таким образом, официальное обоснование прецессии земной оси оказывается ложным. И мы оказались в ситуации, в которой в своё время находился Эйлер – прецессия есть, а видимой причины нет. И что же делать? А делать необходимо то, что должны были сделать астрономы, современники Эйлера, - анализировать фактическую ситуацию, без оглядки на мнение авторитетов.

Продолжим анализ модели Сидоренкова с учетом установленной истины.
Схема движения земной оси, полученная на основе экспериментальных данных, а также на основе записей астрономов древности, приведена на схеме рис. 3.

Рис. 3. Схема движения оси вращения Земли в пространстве для внеземного наблюдателя

Эта схема весьма приблизительна, но её можно принять как качественную интерпретацию экспериментального факта. Масштаб нутации на схеме намеренно увеличен (для наглядности). Существенным изменением в представленной схеме (в нашем анализе) будет изменение направления оси прецессии. До настоящего времени никто не определял направление этой оси по экспериментальным данным, её постулировали из соображений симметрии лунно-солнечной прецессии.
Отказавшись от модели Эйлера, можно утверждать, что ось наблюдаемой прецессии направлена приблизительно в направлении оси эклиптики. Вот в этом направлении и нужно искать реальный источник стабильного гравитационного поля, вызывающего наблюдаемую прецессию. Этим источником может являться ядро нашей Галактики, которое в настоящее время наблюдается в созвездии Стрельца, т.е. совсем недалеко от оси эклиптики.

Итак, Солнце не создает смещения центров масс Земли, Луна – тоже. Но прецессия является экспериментальным фактом. Это значит, что смещение центров масс есть. Есть, но не является следствием влияния Солнца (и Луны). И это самый важный вывод из сложившейся ситуации.

Явление загадочное. Но все открытия начинались с экспериментальных фактов, которые какое-то время являлись загадочными. В задачу данной статьи не входит поиск разгадки, однако выявить максимум ценной информации из доступных фактов просто необходимо.

В создавшейся ситуации (выявление загадочного смещения центров масс Земли) должна возникнуть сопутствующая прецессия земной оси, вызываемая всеми сторонними источниками гравитации, а их оказывается как минимум три: Солнце, Луна и ядро Галактики. Ось стационарной прецессии всегда совпадает с вектором внешней силы. Нашей задачей является выделение всех действующих составляющих, формирующих суммарную прецессию.

Ось прецессии, вызываемой Солнцем, находится в состоянии постоянного принудительного кругового движения, что в обоснованиях официальных авторов не акцентируется.
В каждый конкретный момент для системы Солнце-Земля можно определить как векторы движения тел, так и распределение сил, и рассчитать дифференциал смещения земной оси. Но обычное интегрирование полученной функции недопустимо, т.к. начальные условия постоянно изменяются.
Кроме того, к этой прецессии нельзя применять классическую формулу движения оси гироскопа, по той же причине - начальные условия постоянно изменяются, и совсем не так, как в классической модели гироскопа, где после элементарного поворота все соотношения сил и скоростей точно повторяются, только в чуть смещенной системе координат.
Таким образом, в модели, рассматриваемой Сидоренковым, с учетом уточненных данных, необходимо принимать во внимание принудительное, равномерное обращение оси моментальной прецессии вокруг Земли.

В рассматриваемой статье подробно разбирается характер годового изменения скорости прецессии, которая максимальна в дни солнцестояний, и равна нулю в дни равноденствий.
Цитата. «Моменты сил притяжения, которые действуют на экваториальные вздутия, меняются в зависимости от положений Луны и Солнца по отношению к Земле. Когда Луна и Солнце находятся в плоскости земного экватора, моменты сил исчезают, а когда склонения Луны и Солнца максимальны, то и величина момента наибольшая. Вследствие таких колебаний моментов сил тяготения наблюдаются нутации (от лат. nutatio – колебание) оси вращения Земли, складывающиеся из ряда небольших периодических колебаний. Главнейшее из них имеет период 18,6 года – время обращения узлов орбиты Луны».
Конец цитаты из .

Сидоренков фактически анализирует параметры моментальной прецессии вокруг оси Солнце – Земля, а её характеристики напрямую, неправомерно приписывает результирующей прецессии, полученной экспериментально и отображенной на рис.3. Направление солнечной прецессии он при этом считает неизменным.
Сидоренков, вслед за другими авторитетами, не замечает геометрической метаморфозы, происходящей с направлением вращения Земли относительно Солнца при прохождении точки равноденствия.
Чтобы наглядно ощутить этот эффект, надо наклон земной оси мысленно довести до 90 градусов, тогда каждый легко смоделирует эффект смены направления вращения, обойдя вокруг любого вращающегося бытового объекта (вентилятора, велосипедного колеса и пр.), принимая себя за Солнце. Во время такого обхода, если все время смотреть на вентилятор, в момент пересечения экваториальной плоскости, вращение вентилятора (не останавливаясь) изменит свое относительное направление вращения с направления по часовой стрелке на направление против часовой стрелки (или наоборот).

Смена направления вращения Земли в момент равноденствия автоматически вызывает смену направления прецессии Земли, вызываемой Солнцем. Таким образом, составляющая прецессии Земли, вызываемая обращением Земли вокруг Солнца, является возвратно-поступательным покачиванием оси вращения Земли. Но, тем не менее, по природе сил её вызывающих, это движение является специфической прецессией.

Официальная точка зрения, популяризируемая Сидоренковым, пытается представить эту возвратно-поступательную прецессию, формируемую с участием Луны, в качестве единственной составляющей результирующей прецессии Земли. Выше уже продемонстрирована научная несостоятельность этого подхода, но он много лет принимается мировым научным сообществом за истину.
Реальный объект, вызывающий конусообразную классическую прецессию, должен находиться, как и положено, на оси стационарной прецессии. Таким объектом может быть только ядро Галактики, но оно находится в созвездии Стрельца, т.е. направление на него несколько смещено от оси эклиптики.

Здесь мы сталкиваемся с «болезнью» интерпретаторов – взаимной подгонкой результатов эксперимента и теоретических расчетов. Никто не рассчитывал направление оси прецессии Земли по участку дуги длиною в несколько градусов; её направление было назначено (постулировано) как вполне очевидное, а именно, совпадающее с осью эклиптики. Ошибка не катастрофическая, её легко исправить. Но огорчает тенденция - видеть не то, что есть, а то, что хочется увидеть. А таких ситуаций в современной науке становится всё больше.

Случившегося недоразумения с подменой истинного направления оси прецессии осью эклиптики могло бы не произойти, если бы ни одно роковое совпадение.
Солнечная система в своем обращении вокруг центра Галактики ведет себя по закону гироскопа, т.е. сохраняет в пространстве направление оси эклиптики. Плоскость эклиптики наклонена сейчас относительно плоскости Галактики приблизительно на 63 градуса, и скорее всего, прецессирует. Проекция оси эклиптики на экваториальную плоскость Галактики описывает полный оборот за 230 млн. лет, сохраняя свое направление, и дважды за это время её ориентация совпадает с направлением на центр Галактики. В настоящее время реализуется именно эта ситуация.
Таким образом, реальная прецессия, вызываемая гравитацией ядра Галактики, была выдана за прецессию, создаваемую Луной и Солнцем.

На основании проведенного анализа можно утверждать, что использующаяся в настоящее время интерпретация данных наблюдений за движением земной оси является ошибочной. Наблюдаемая, классическая прецессия вызвана притяжением Галактики, а «нутация» на самом деле является возвратно-поступательной прецессией, вызываемой Солнцем и Луной. Характер этой прецессии определяется поведением суммарной силы гравитации Луны и Солнца, которая периодически и сравнительно быстро изменяется по величине и по направлению, всегда оставаясь ортогональной к стабильной оси прецессии, вызываемой слабым полем ядра Галактики.
Таким образом, возвратно-поступательная прецессия, вызываемая Луной и Солнцем, проявляется как возмущение стационарной, медленной прецессии, рис. 3. Эта уточненная интерпретация становится еще более убедительной, если вспомнить, что истинная нутация всегда затухает, а с «нутацией» Земли этого не происходит.

В силу сложившихся в космосе обстоятельств, ось эклиптики в настоящий момент максимально приблизилась к центру Галактики. Так будет не всегда. Через 75 млн. лет, т.е. через четверть периода обращения Солнца вокруг Галактики, центр Галактики будет наблюдаться уже в плоскости эклиптики. Параметры земной прецессии при этом радикально изменятся.

Заключение

Проведенный анализ официального обоснования наблюдаемой прецессии земной оси свидетельствует о его частичной несостоятельности, следствием которой явилось искаженное представление о наблюдаемом явлении - прецессии земной оси. Показано, что гравитация Солнца и Луны не может вызвать у Земли смещения центра гравитации от центра инерции массы. Однако прецессия существует. Существование прецессии неопровержимо доказывает, что смещение центров масс совершенно реально.
Но если имеется смещение, то и Солнце, и Луна должны вызывать, и вызывают, прецессию земной оси, не являясь причиной смещения центров масс. Этим объясняется явно наблюдаемая периодическая зависимость так называемой нутационной составляющей прецессии от движения Луны и Солнца. Причиной конусообразной прецессии с периодом 26 тыс. лет является ядро Галактики.
Но и ядро Галактики не может быть, и не является, причиной смещения центров масс Земли.

Таким образом, вскрыт космологический эффект, сотни лет недоступный научной общественности, – смещение центров масс Земли по неизвестной причине. С полной определенностью можно утверждать, что поиск причины эффекта необходимо искать вне рамок классической и эйнштейновской теорий, построенных на основе постулата об эквивалентности масс. Этот постулат проверялся множество раз, но всегда только при нулевой скорости относительно поверхности Земли, и никогда не проверялся при субсветовых скоростях.
Если предположить, что масса инерции и масса гравитации по-разному зависят от скорости своего единого движения, то для вращающихся тел, двигающихся еще и поступательно, необходимое смещение центров масс реализуется естественным образом, см. . Других возможностей создать смещение центров масс не просматривается.

В связи с этим необходимо начать поиск фактического материала, возможно уже имеющегося, но забракованного экспериментаторами, по причине противоречия полученного материала «твердо установленным научным данным».

Нижний Новгород, февраль 2014г.

Источники информации

1. Гинзбург В.Л. «Лженаука», ВЕСТНИК РАН № 9.
2. Сидоренков Н.С., д. ф.-м. н. «Нестабильность вращения Земли», Гидрометцентр России, г. Москва. ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК, том 74, № 8, с. 701-715 (2004)
3. Александрович Н.Л., «Основы астрономии. Прецессия», учебный курс на базе основ физики и математики, Интернет http://hea.iki.rssi.ru/~nik/astro/prec.htm
4. Сидоренков Н.С. «Межгодовые колебания системы атмосфера–океан–Земля». – Физика, № 25/98.
5. Гришаев А.А. «О так называемой лунно-солнечной прецессии земной оси», http://newfiz.narod.ru.
6. Михайлов А.А., «Земля и её вращение», М.: Наука.
7. Подобед В.В., Нестеров В.В.. «Общая астрометрия». Наука, М., 1982.
8. Манк У., Макдональд Г. «Вращение Земли». Мир, М., 1964.
9. Леонович В.Н., «Концепция физической модели квантовой гравитации», http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/10168.html.;
10. Физический энциклопедический словарь. М. Советская энциклопедия.

Рецензии

Ежедневная аудитория портала Проза.ру - порядка 100 тысяч посетителей, которые в общей сумме просматривают более полумиллиона страниц по данным счетчика посещаемости, который расположен справа от этого текста. В каждой графе указано по две цифры: количество просмотров и количество посетителей.

Вероятно, вы не раз наблюдали вращение волчка и обратили внимание на то, что его ось практически, не бывает неподвижна. Под действием силы земного тяготения, в соответствии с законами вращательного движения, ось волчка перемещается, описывая коническую поверхность.

Земля - большой волчок. И ее ось вращения под действием сил тяготения Луны и Солнца на экваториальный избыток (как известно, Земля сплюснута и, таким образом, у экватора расположено как бы больше вещества, чем у полюсов) также медленно вращается.

Ось вращения Земли описывает около оси эклиптики конус с углом в 23,5°, вследствие чего полюс мира движется вокруг полюса эклиптики по малому кругу, совершая один оборот примерно за 26 ООО лет. Это движение называется прецессией.

Следствием прецессии является постепенное смещение точки весеннего равноденствия навстречу видимому движению Солнца на 50,3" в год. По этой причине Солнце ежегодно вступает в точку весеннего равноденствия на 20 мин раньше, чем оно совершает полный оборот на небе.

В результате прецессии медленно изменяется картина суточного вращения звездного неба: около 4600 лет назад полюс мира был вблизи звезды а Дракона, теперь он расположен вблизи Полярной звезды, а через 2000 лет полярной звездой станет у Цефея. Через 12 000 лет право называться полярной перейдет к звезде Веге (α Лиры), которая в настоящее время отстоит от полюса на 51°.

Изменение положения небесного экватора и полюса мира, а также перемещение точки весеннего равноденствия вызывает изменение экваториальных и эклиптических небесных координат. Поэтому, приводя координаты небесных светил в каталогах, изображая их на картах, обязательно указывают эпоху, т. е. момент времени, для которого были приняты положения экватора и точки весеннего равноденствия при определении системы координат.

Явление прецессии было открыто во II в. до н. э. греческим астрономом Гиппархом при сравнении долгот звезд, определенных им из наблюдений, с долготами этих же звезд, найденными за 150 лет до него греческими астрономами Тимохарисом и Аристиллом. В значительной мере прецессия возникает под действием сйл тяготения Луны.

Силы, которые вызывают прецессию, вследствие изменения расположения Солнца и Луны относительно Земли постоянно меняются. Поэтому, наряду с движением оси вращения Земли по конусу, наблюдаются небольшие ее колебания, названные нутацией. Наибольшее из таких колебаний имеет амплитуду 9,2" и период 18,6 г. Под воздействием прецессии и нутации полюс мира описывает среди звезд сложную волнообразную кривую.

Скорости изменения координат звезд вследствие прецессии зависят от положения звезд на небесной сфере. Склонения разных звезд изменяются за год на величины от +20" до -20" в зависимости от прямого восхождения. Прямые восхождения вследствие прецессии меняются более сложным образом, и их поправки зависят как от прямых восхождений, так и от склонений звезд. Для близполюсных звезд прямые восхождения могут меняться весьма заметно даже за небольшие интервалы

времени. Например, прямое восхождение Полярной звезды меняется за 10 лет почти на целый градус. Таблицы прецессии публикуются в астрономических ежегодниках и календарях.

Следует иметь в виду, что прецессия и нутация изменяют лишь ориентировку оси вращения Земли в пространстве и не влияют на положение этой оси в теле Земли. Поэтому ни широты, ни долготы мест земной поверхности из-за прецессии и нутации не изменяются и влияния эти явления на климат не оказывают.

Во многом, отрывочные мысли о взаимосвязи знаний в области астрономии, современной истории Земли с древней историей, превращаются в стройную гипотезу (стройную, возьмите в кавычки) под влиянием тех заметок, которые привносят читатели портала. В данном случае они помогли раскрыть одну из тайн Зодиака материалом, представленным Star-foxy - "Планету ждут глобальные катаклизмыk.
Конечно, я много чего не знаю. Я не мог найти других слов синонимов, описывающих механизм прецессии, чем те, которые наиболее часто встречаются в учебниках - смещение точек весеннего и осеннего равноденствий и теми новыми, на которые я обратил внимание: "торможение при движении Земли вокруг знаков Зодиака" , о которых говорит И.В. Мещеряков:

[Когда научная группа, в которую входил и я, разрабатывала космическую навигационную систему ГЛОНАСС, надо было решить множество фундаментальных задач. Необходимо было учитывать уход полюсов и неравномерность вращения Земли - так называемую геодинамику. По состоянию на 1990 год торможение при движении Земли вокруг знаков Зодиака составляло 5 угловых секунд в год. Берется время весеннего равноденствия, и к следующему равноденствию Земля приходит с опозданием на 5 угловых секунд. Через 72 года набирается 1 градус. А эпоха знаков Зодиака составляет 30 градусов. Умножаем, и получается 2160 лет. 12 - полный круг Зодиака - умножаем на 2160, и получаем обратную прецессию Земли. Это число - 25920 - один из циклов жизни планеты. Так что глобальное потепление связано с циклами существования и развития Земли и Солнечной системы.k

Мне не очень понятно, можно ли говорить, что это замедление, как сказал Мещеряков (или это переврал журналист). Ничего не могу сказать по этому поводу, в силу отсутствия знаний. Однако, я отчетливо помню мифы, в которых упоминается, что в периоды катастроф (потопы или что-то другое) Земля прекращала свое вращение в течение трех дней.

Но, чтобы сделать плавный переход к гипотезе, развить, которую не осмелился доктор технических наук Иван Васильевич Мещеряков, я сделаю промежуточную гипотезу, подкрепленную ссылками о механизме прецессии, с схематичными рисунками, сделанными в эпоху полетов в космос, хотя первым, кто объяснил механизм прецессии был гениальный Ньютон.

Теперь, вернемся в древние времена. Отрывок из книги Алана Элфорда [Боги нового тысячелетияk

[Тысячи лет назад древние астрономы разделили звездное небо на двенадцать секторов и придумали им имена и символы, под которыми они известны и поныне. Греки дали каждой такой группе звезд название "зодиак". В наше время для того, чтобы определить характер человека и составить его полный гороскоп, смотрят, под какой звездой он родился и каково было относительное положение Солнца и Земли в день его рождения. Такого рода развлечения нынеkочень широко распространены и весьма занимательны, но в сущности они не имеют ни малейшего отношения к науке. Астрологии пришлось проделать долгий путь.

Возвращаясь назад, ко времени древнего Шумера и Египта, мы видим, что понятие зодиака применялось тогда в совсем других областях. Ибо не подлежит сомнению, что в этих древних цивилизациях знаками зодиака пользовались на научном уровне. Теперь уже широко признано, как это ни казалось невероятным, что древним был известен цикл прецессии в 25 920 лет, и они делили этот цикл на 12 периодов по 2160 лет.

В главе 6 уже говорилось, что математическая система шумеров была выстроена вокруг числа 3600, так что высшее в этой системе число 12 960 000 равнялось 500 прецессионным циклам по 25 920 лет. Если 25 920 лет соответствует 360 градусам "окружности неба", то 2160 лет - это 30 градусов, а 72 года - 1 градус. Таким образом, число "72" также играло очень большую роль. Значение этого числа в одной легенде заставило египтолога Джейн Селлерс предположить, что египтянам также было известно явление прецессии. Эта легенда - миф об Осирисе, в ней рассказывается о том, как 72 заговорщика, во главе с Сетом, собирались убить Осириса. Джейн Селлерс исключительная личность - она специалист во многих областях, и в том числе в астрономии и археологии. Она убеждена, что в "Текстах пирамид", насчитывающих 4 тысячи лет, несомненно обнаруживается знание астрономии, даже если сами египтяне не осознавали все значение этого. Селлерс пишет: "Я убеждена, что для древнего человека числа 72... 2160, 25 920 заключают в себе понятие Вечного Возвращения"".

Египетский зодиак или Дендерский зодиак.

Прецессия земной оси

Прецессия называется также предварением равноденствий, т.к. она вызывает медленное смещение точек весеннего и осеннего равноденствий, обусловленное движением плоскостей эклиптики и экватора (рис. 2 ) (точки равноденствия определяются линией пересечения этих плоскостей). Упрощённо Прецессия можно представить как медленное движение оси мира (прямой, параллельной средней оси вращения Земли РР" ) по круговому конусу, ось которого перпендикулярна к эклиптике (см. рис. 2 ), с периодом полного оборота k 26000 лет.

Вызывающая прецессию волчка, пропадёт, прецессия прекратится, а волчок займёт неподвижное положение в пространстве. В примере с волчком, вращающемся в гравитационном поле Земли , этого не произойдет, поскольку вызывающая прецессию сила - гравитация Земли - действует постоянно.

Можно получить эффект прецессии, не дожидаясь замедления вращения волчка: толкните его ось (приложите силу) - начнётся прецессия. С прецессией напрямую связан другой эффект, показанный на иллюстрации ниже - это нутация - колебательные движения оси прецессирующего тела. Скорость прецессии и амплитуда нутации связаны со скоростью вращения тела (изменяя параметры прецессии и нутации в случае, если есть возможность приложить силу к оси вращающегося тела, можно изменить скорость его вращения).

Прецессия небесных тел

Подобное движение совершает ось вращения Земли , что было отмечено Гиппархом как предварение равноденствий . По современным данным, полный цикл земной прецессии (прецессионный тур) составляет около 25 765 лет, что соответствует частоте прецессии 1,23 пикогерц .

Колебание оси вращения Земли влечёт изменение положения звёзд относительно экваториальной системы координат . В частности, через некоторое время Полярная звезда перестанет быть ближайшей к северному полюсу мира яркой звездой, а Турайс будет Южной Полярной звездой примерно в 8100 году н. э.

Физика явления

В основе объяснения явления прецессии лежит экспериментально подтверждаемый факт, что скорость изменения момента импульса вращающегося тела $\backslash vec\; L$ прямо пропорциональна величине приложенного к телу момента силы $\backslash vec\; M$:

$\backslash frac\; \{d\backslash vec\; L\}\{dt\}\; =\; \backslash vec\; M$

Пример

На рис. 1 изображено вращающееся велосипедное колесо, висящее на двух нитях «a» и «b». Вес колеса уравновешивается силами, вызванными деформациями нитей. Колесо обладает моментом импульса $\backslash vec\; L$, направленным по его оси, и в том же направлении направлен вектор угловой скорости вращения колеса $\backslash vec\; \{\backslash omega\}$.

Пусть в некоторый момент времени нить «b» будет разрезана. В таком случае, вопреки ожиданиям, вращающееся колесо не изменит горизонтального направления своей оси и, подобно маятнику, не будет качаться на нити «a». Но его ось начнёт поворачиваться в горизонтальной плоскости благодаря действию на него момента $\backslash vec\; M$ силы тяжести $P$:

$\backslash \; \backslash vec\; r\backslash times\backslash vec\; P\; =\; \backslash vec\; M$

Поскольку

$dL\; =\; \{d\; \backslash phi\}\; \{L(t)\}$ и $dL\; =\; M\; dt$ , то $\backslash frac\; \{d\backslash phi\}\{dt\}\; =\; \backslash frac\{M\}\{L\}$

и, так как угловая скорость прецессии: $\backslash omega\_p$ равна: $\backslash frac\; \{d\backslash phi\}\{dt\}\; =\; \backslash omega\_p$, получаем:$\backslash omega\_p\; =\backslash frac\; \{M\}\{L\}$ или, с учётом того, что $L\; =\; I\; \backslash omega$, где $I$ есть момент инерции колеса: $\backslash omega\_p\; =\backslash frac\; \{M\}\{I\backslash omega\}$

Формальное объяснение такого поведения вращающегося колеса заключается в том, что вектор приращения момента количества движения $dL$ всегда перпендикулярен вектору $\backslash vec\; L$, кроме того, он всегда параллелен вектору момента силы тяжести $\backslash vec\; M$, находящегося в горизонтальной плоскости перпендикулярно плоскости чертежа, так как сила тяжести $\backslash vec\; P$ вертикальна. Поэтому ось колеса прецессирует в данном случае в горизонтальной плоскости.

Приведённое объяснение показывает, как происходит прецессия, но не даёт ответа, почему , который состоит в том, что в начальный момент под действием силы тяжести ось колеса всё же немного наклоняется в плоскости чертежа и вектор количества движения меняет своё положение в пространстве, становясь $\backslash vec\; L^\backslash prime$. Однако сила тяжести не создаёт никакого момента в вертикальной плоскости, и поэтому направление и величина вертикальной составляющей момента количества движения должна оставаться прежними, что может быть достигнуто только появлением дополнительного момента количества движения $\backslash delta\backslash vec\; L$ в выражении:

$\backslash vec\; L$ = $\backslash vec\; L^\backslash prime$ + $\backslash delta\backslash vec\; L$.

Такой дополнительный момент соответствует направленной горизонтально перпендикулярно плоскости чертежа силе, которая и вызывает прецессию .

Преследуемая стотысячною французскою армией под начальством Бонапарта, встречаемая враждебно расположенными жителями, не доверяя более своим союзникам, испытывая недостаток продовольствия и принужденная действовать вне всех предвидимых условий войны, русская тридцатипятитысячная армия, под начальством Кутузова, поспешно отступала вниз по Дунаю, останавливаясь там, где она бывала настигнута неприятелем, и отбиваясь ариергардными делами, лишь насколько это было нужно для того, чтоб отступать, не теряя тяжестей. Были дела при Ламбахе, Амштетене и Мельке; но, несмотря на храбрость и стойкость, признаваемую самим неприятелем, с которою дрались русские, последствием этих дел было только еще быстрейшее отступление. Австрийские войска, избежавшие плена под Ульмом и присоединившиеся к Кутузову у Браунау, отделились теперь от русской армии, и Кутузов был предоставлен только своим слабым, истощенным силам. Защищать более Вену нельзя было и думать. Вместо наступательной, глубоко обдуманной, по законам новой науки – стратегии, войны, план которой был передан Кутузову в его бытность в Вене австрийским гофкригсратом, единственная, почти недостижимая цель, представлявшаяся теперь Кутузову, состояла в том, чтобы, не погубив армии подобно Маку под Ульмом, соединиться с войсками, шедшими из России.
28 го октября Кутузов с армией перешел на левый берег Дуная и в первый раз остановился, положив Дунай между собой и главными силами французов. 30 го он атаковал находившуюся на левом берегу Дуная дивизию Мортье и разбил ее. В этом деле в первый раз взяты трофеи: знамя, орудия и два неприятельские генерала. В первый раз после двухнедельного отступления русские войска остановились и после борьбы не только удержали поле сражения, но прогнали французов. Несмотря на то, что войска были раздеты, изнурены, на одну треть ослаблены отсталыми, ранеными, убитыми и больными; несмотря на то, что на той стороне Дуная были оставлены больные и раненые с письмом Кутузова, поручавшим их человеколюбию неприятеля; несмотря на то, что большие госпитали и дома в Кремсе, обращенные в лазареты, не могли уже вмещать в себе всех больных и раненых, – несмотря на всё это, остановка при Кремсе и победа над Мортье значительно подняли дух войска. Во всей армии и в главной квартире ходили самые радостные, хотя и несправедливые слухи о мнимом приближении колонн из России, о какой то победе, одержанной австрийцами, и об отступлении испуганного Бонапарта.
Князь Андрей находился во время сражения при убитом в этом деле австрийском генерале Шмите. Под ним была ранена лошадь, и сам он был слегка оцарапан в руку пулей. В знак особой милости главнокомандующего он был послан с известием об этой победе к австрийскому двору, находившемуся уже не в Вене, которой угрожали французские войска, а в Брюнне. В ночь сражения, взволнованный, но не усталый(несмотря на свое несильное на вид сложение, князь Андрей мог переносить физическую усталость гораздо лучше самых сильных людей), верхом приехав с донесением от Дохтурова в Кремс к Кутузову, князь Андрей был в ту же ночь отправлен курьером в Брюнн. Отправление курьером, кроме наград, означало важный шаг к повышению.
Ночь была темная, звездная; дорога чернелась между белевшим снегом, выпавшим накануне, в день сражения. То перебирая впечатления прошедшего сражения, то радостно воображая впечатление, которое он произведет известием о победе, вспоминая проводы главнокомандующего и товарищей, князь Андрей скакал в почтовой бричке, испытывая чувство человека, долго ждавшего и, наконец, достигшего начала желаемого счастия. Как скоро он закрывал глаза, в ушах его раздавалась пальба ружей и орудий, которая сливалась со стуком колес и впечатлением победы. То ему начинало представляться, что русские бегут, что он сам убит; но он поспешно просыпался, со счастием как будто вновь узнавал, что ничего этого не было, и что, напротив, французы бежали. Он снова вспоминал все подробности победы, свое спокойное мужество во время сражения и, успокоившись, задремывал… После темной звездной ночи наступило яркое, веселое утро. Снег таял на солнце, лошади быстро скакали, и безразлично вправе и влеве проходили новые разнообразные леса, поля, деревни.
На одной из станций он обогнал обоз русских раненых. Русский офицер, ведший транспорт, развалясь на передней телеге, что то кричал, ругая грубыми словами солдата. В длинных немецких форшпанах тряслось по каменистой дороге по шести и более бледных, перевязанных и грязных раненых. Некоторые из них говорили (он слышал русский говор), другие ели хлеб, самые тяжелые молча, с кротким и болезненным детским участием, смотрели на скачущего мимо их курьера.
Князь Андрей велел остановиться и спросил у солдата, в каком деле ранены. «Позавчера на Дунаю», отвечал солдат. Князь Андрей достал кошелек и дал солдату три золотых.
– На всех, – прибавил он, обращаясь к подошедшему офицеру. – Поправляйтесь, ребята, – обратился он к солдатам, – еще дела много.

Следовательно, под действием лунного притяжения водная оболочка Земли принимает форму эллипсоида, вытянутого по направлению к Луне, и близ точек A и B будет прилив, а у точек F и D- отлив.

Вследствие вращения Земли приливные выступы образуются в каждый следующий момент уже в новых местах земной поверхности. Поэтому за промежуток времени между двумя последовательными верхними (или нижними) кульминациями Луны, равный в среднем 24 h 52 m , приливные выступы обойдут вокруг всего земного шара и за это время в каждом месте произойдет два прилива и два отлива.

Под действием солнечного притяжения водная оболочка Земли также испытывает приливы и отливы, но солнечные приливы в 2,2 раза меньше лунных. Действительно, с учетом (3.17) ускорение приливообразующей силы Солнца равно , где М ¤ - масса Солнца, а а - расстояние Земли от Солнца. Разделив ускорение приливообразующей силы Луны на это ускорение, получим:

Так как М ¤ = 333 000 масс Земли, массы Земли и a = 390 r. Следовательно, приливная сила Солнца в 2,2 раза меньше приливной силы Луны. Солнечные приливы отдельно не наблюдаются, они только изменяют величину лунных приливов.

Во время новолуний и полнолуний (так называемых сизигий ) солнечный и лунный приливы наступают одновременно, действия Луны и Солнца складываются и наблюдается самый большой прилив. Во время первой и последней четверти (так называемых квадратур ) в момент лунного прилива происходит солнечный отлив, и действие Солнца вычитается из действия Луны: наблюдается наименьший прилив.

В действительности явление приливов и отливов гораздо сложнее. Земля не везде покрыта океаном и приливная волна (приливной выступ), пробегая по поверхности океана, встречает на своем пути сложные береговые линии материков, различные формы морского дна и испытывает при этом трение. Как правило, в силу указанных причин момент прилива не совпадает с моментом кульминации Луны, а запаздывает приблизительно на один и тот же промежуток времени, иногда доходящий до шести часов. Высота прилива в разных местах также не одинакова. Во внутренних морях, например, в Черном и Балтийском, приливы ничтожны - всего в несколько сантиметров.

В океане, вдали от побережья, величина прилива не превышает 1 м, но у берегов, в зависимости от их очертаний и глубины моря, приливы могут достигать значительной высоты. Так, например, в Пенжинской губе (Охотское море) наибольшая величина прилива 12,9 м, в заливе Фробишера (южное побережье острова Баффинова Земля) -15,6 м, а в заливе Фанди (Атлантическое побережье Канады) - 18 м. Трение приливной волны о твердые части Земли вызывает систематическое замедление ее вращения.

Приливы и отливы испытывает также и земная атмосфера, что сказывается на изменениях атмосферного давления. Приливные явления обнаружены и в земной коре с амплитудой порядка 0,5 м .

Если бы Земля имела форму шара, однородного или состоящего из сферических слоев равной плотности, и являлась бы абсолютно твердым телом, то согласно законам механики направление оси вращения Земли и период ее вращения оставались бы постоянными на протяжении любого промежутка времени.

Однако Земля не имеет точной сферической формы, а близка к сфероиду. Притяжение же сфероида каким-либо материальным телом L (рис. 3.4) складывается из притяжения F шара, выделенного внутри сфероида (эта сила приложена к центру сфероида), притяжения F 1 ближайшей к телу L половины экваториального выступа и притяжения F 2 другой, более далекой, половины экваториального выступа. Сила F 1 больше силы F 2 и поэтому притяжение тела L стремится повернуть ось вращения сфероида Р N Р S так, чтобы плоскость экватора сфероида совпала с направлением TL (на рис. 3.4 против часовой стрелки). Из механики известно, что ось вращения P N P S в этом случае будет перемещаться в направлении, перпендикулярном к плоскости, в которой лежат силы F 1 и F 2 .

На экваториальные выступы сфероидальной Земли действуют силы притяжения от Луны и от Солнца. В результате ось вращения Земли совершает очень сложное движение в пространстве.

Прежде всего, она медленно описывает вокруг оси эклиптики конус, оставаясь все время наклоненной к плоскости движения Земли под углом около 66° 34" (рис. 3.5). Это движение земной оси называется прецессионным , период его около 26 000 лет. Вследствие прецессии земной оси полюсы мира за тот же период описывают вокруг полюсов эклиптики малые круги радиусом около 23° 26". Прецессия, вызываемая действием Солнца и Луны, называется лунно-солнечной прецессией.

Кроме того, ось вращения Земли совершает различные мелкие колебания около своего среднего положения, которые называются нутацией земной оси . Нутационные колебания возникают потому, что прецессионные силы Солнца и Луны (силы F 1 и F 2) непрерывно меняют свою величину и направление; они равны нулю, когда Солнце и Луна находятся в плоскости экватора Земли и достигают максимума при наибольшем удалении от него этих светил.

В результате прецессии и нутации земной оси полюсы мира в действительности описывают на небе сложные волнистые линии.

Притяжение планет слишком мало, чтобы вызвать изменения в положении оси вращения Земли, но оно действует на движение Земли вокруг Солнца, изменяя положение в пространстве плоскости земной орбиты, т.е. плоскости эклиптики. Эти изменения положения плоскости эклиптики называются планетной прецессией , которая смещает точку весеннего равноденствия к востоку на 0”, 114 в год.