地球进动,我们在讲喜帕恰斯的时候提到过。地球进动,指的是地轴会绕着与黄道平面垂直的轴缓缓旋转,扫过一个圆锥面,旋转一周是26000年左右。喜帕恰斯制作星图时发现:所有的恒星都从西向东,呈现均匀的移动。喜帕恰斯推测这是恒星在空中作缓慢的圆周运动。其实,这个现象就是由于地球的进动造成的。
老爸,我有一个疑问。陀螺被轻轻推动一下以后,自转轴才会产生进动。那地球这么庞大的物体,是谁在触发了最初的那轻轻一推,才让地轴产生进动的呢?该不会是开天辟地的盘古吧?神话是美丽的,现实却是残酷的。
你一定不会猜到,地球进动的产生是因为——我们的地球啊,它有点儿胖!
17世纪的时候,笛卡尔根据漩涡理论推测出赤道扁平;牛顿又依据万有引力和离心力分析,预测地球两极扁平。18世纪,人们通过三角测量,证明牛顿的推测是正确的,即:地球是扁球形,并且赤道比两极要略微凸起几十公里。
你正在学习物理的运动学和力学,我们就一起来分析一下。由于地球的轴倾,赤道区域隆起的两个部分到月亮或太阳的距离不同,靠近的部分受到引力f1,远离的部分受到引力f2,引力与距离的平方成反比,所以f1>f2。根据引力方向与地轴夹角,可以看出:f1的作用是“扶正”地轴,f2的作用则是“拉倒”地轴。由于f1>f2,所以两力合成的作用是“扶正”。如果地球不自转,地轴就被扶正了。但地球自转产生的抗力使自转轴保持倾角不变,并绕黄道平面的垂直轴沿圆锥面运动,这就是地轴进动。
地球自身身材的“不完美“,引起了地球进动,造成了一连串的后果。首先是北天极和北极星的变化。地轴在缓慢地画圆锥面,造成黄道平面也随之变化,使得赤道平面与黄道平面的交线也以同一周期在黄道面上旋转,于是,春分点便自东向西移动,我们将这种现象称为“春分点西移“。
地轴绕一圈所需时间约为25722年。春分点在黄道平面上西移一圈,对应的是1年。那么春分点每一年西移时间为1/25722年,1/25722 x 365 x 24 x 60约为20分钟。所以每年春分点提前20分钟。
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