ถ้าเอียงโลกเหตุใด Polaris จึงอยู่เหนือจุดเดียวกันเสมอ


46

ทำไมดาวเหนือจึงอยู่เหนือ (หรือใกล้) ขั้วโลกเหนือเสมอ ถ้าโลกเอียง, เส้นทางของ Polaris ควรอยู่ในฤดูหนาว 23 องศาห่างจากเส้นทางในฤดูร้อนหรือไม่?


อย่าลืมระยะทาง เป็นเพียงจุดแตกต่างเมื่อเทียบกับสถานการณ์ที่เกี่ยวข้องกับดวงอาทิตย์
Alchimista

ฉันหวังว่าสิ่งนี้จะไม่ทำให้เกิดความสับสน แต่ควรสังเกตว่าโพลาริสไม่ได้อยู่ในสถานที่เดียวกันแม้ในช่วงเวลาหนึ่งวัน ดังที่วิกิพีเดียอธิบายว่า : "ในปี 2018 ดาวเหนืออยู่ห่างจากขั้วหมุน 0.66 ° ... และหมุนรอบเสาเป็นวงกลมขนาดเล็ก 1.3 °เส้นผ่านศูนย์กลาง" แต่เราสามารถจินตนาการได้ว่าดาวขั้วโลก "ของจริง" ที่จะนิ่งงันซึ่งในกรณีนี้คำถามก็คือ
Mike

โปรดจำไว้ว่าฤดูกาลนั้นแตกต่างกันในแต่ละซีกโลก (เกิดจากการที่ซีกโลกกำลังเผชิญหน้ากับการหันหน้าเข้าหาหรือออกห่างจากดวงอาทิตย์มากขึ้นในช่วงเวลาที่ต่างกันระหว่างการโคจร)
benjimin

คำตอบ:


104

คุณถูกต้องแล้วว่าแกนของการหมุนของโลกเอียงไปตามระนาบของวงโคจรของมันที่ 23 องศา แต่มันไม่ถูกต้องที่ทิศทางที่แกนชี้เปลี่ยนไปเป็นจำนวนมาก (ควรเป็น 2 * 23 องศา) ในช่วงเวลา 6 เดือน

การวางแนวของแกนไม่ถูกต้อง

สมมติฐานของคุณ : หากแกนมันชี้ไปที่ Polaris ที่ (1) ก็ควรชี้ไปที่ดาวอื่นที่ (2)

แกนยังคงชี้ไปในทิศทางเดียวกันตลอดทั้งปีเพราะกฎของฟิสิกส์คือแกนของวัตถุหมุนยังคงชี้ไปในทิศทางเดียวกันเว้นแต่แรงบิดกระทำต่อร่างกายเพื่อเปลี่ยนทิศทางของมัน มีแรงบิดกระทำบนโลก (คือดวงอาทิตย์และดวงจันทร์) แต่ใช้เวลา 13,000 ปีในการเปลี่ยนทิศทางจาก "ทางเดียวเป็นทางตรงกันข้าม" ไม่ใช่ 6 เดือน

การวางแนวที่ถูกต้องของแกน

ถูกต้อง : การวางแนวของแกนหมุนของโลกยังคงชี้ไปที่ดาวดวงเดียวกันตลอดทั้งปี (โดยไม่สนใจวงจรการหมุนช้าที่ 26000 ปี)


2
ขอบคุณมาก! ตอนนี้ฉันเข้าใจแล้วว่าทำไมดวงดาวถึงปรากฏบนเส้นทางเดียวกัน
บุคคลทั่วไป 55

40
และเพื่อให้ทราบว่าหากแกนเปลี่ยนในเวลาเพียง 6 เดือนเราจะติดอยู่ในฤดูกาลเดียวกันตลอดเวลา
Michael

5
สำหรับการอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับบิต "เพิกเฉย": ดาวนับพันปีจะเปลี่ยนไป ดูแกนการหมุนควง
gerrit

@gerrit บทความที่น่าสนใจเกี่ยวกับ The Long Now เกี่ยวกับแกนนำหน้าและการติดตั้งปฏิทินที่เขื่อน Hoover: blog.longnow.org/02019/01/29/…
rbrtl

12
ขอแสดงความนับถือกับนักออกแบบกราฟิกของคุณ รอยบนสุดทำงานที่นั่น
corsiKa

5

คุณอาจจะได้ยินเกี่ยวกับสิ่งที่เรียกว่าทรงกลมฟ้า ขณะที่เรารู้ว่าโลกหมุนรอบแกนของมันสำหรับคนโบราณมันปรากฏราวกับว่าดาวหมุนรอบตัวเรา (และพวกมันเป็นไปตามกรอบอ้างอิงของเราเอง) โลกของดาวหมุนรอบตัวนี้สามารถถูกแมปบนโลกในแบบเดียวกับที่เราสามารถทำแผนที่พื้นดินและน้ำของโลก

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

มีเหตุผลบางประการที่ทำให้ Polaris มองเห็นอยู่เสมอในตำแหน่งเดียวกันบนทรงกลมท้องฟ้า

  1. ในขณะที่โลกของโลกและทรงกลมท้องฟ้าหมุนสัมพันธ์กันพวกมันแบ่งแกน ศูนย์กลางการหมุนนี้ไม่เคลื่อนที่
  2. ในขณะที่บางดาวเคราะห์ (เช่นดาวอังคาร) บนแกนหมุนที่เป็นตัวเองโยกเยกเทียบกับที่สุริยุปราคาโลกมีแกนเสถียรภาพขอบคุณไปยังดวงจันทร์ขนาดใหญ่ของเรา แกนนี้ชี้ไปในทิศทางเดียวกันเสมอดังนั้นมันจึงอยู่ในแนวเดียวกับดาวดวงเดียวกันในกาแลคซีของเรา
  3. ดาวในกาแลคซีของเรากำลังโคจรรอบใจกลางกาแลคซีอย่างช้ามากจากมุมมองของเราดังนั้นอารยธรรมมนุษย์จะไม่สังเกตการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญใด ๆ ในตำแหน่งของดาวตลอดช่วงอายุของมัน
  4. ระหว่างวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์การเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของมันเองนั้นค่อนข้างสัมพันธ์กับระดับกาแลคซีซึ่งไม่สามารถคาดหวังดาวฤกษ์ดวงสำคัญได้

4

เตะ (หรือโยน) ฟุตบอลแอฟ / รักบี้ (ลูกกลมที่มีการขยาย) เพื่อให้มันหมุนอย่างรวดเร็ว (รอบแกนยาว) ในเวลาเดียวกับที่มันเคลื่อนที่เป็นวงกลม (ตกอยู่ภายใต้แรงโน้มถ่วง) คุณควรสังเกตได้ว่าแกนหมุนนั้นเคลื่อนย้ายแบบขนาน (อย่างน้อยถ้าการก่อกวนด้วยความต้านทานอากาศอ่อนแอพอที่จะละเลย)

โลกกำลังหมุน ในการเปลี่ยนทิศทางที่มันหมุน (ด้วยความเคารพต่อกรอบเฉื่อยของดาวฤกษ์ไกลโพ้น) มันจำเป็นที่จะต้องใช้แรงบิดกับโลก แรงดึงดูดของดวงอาทิตย์ไม่ได้ใช้แรงบิดใด ๆ กับดาวเคราะห์ทรงกลม (เนื่องจากสมมาตรของกองกำลังของนิวตันใช้)

เนื่องจากโลกนี้ไม่ได้เป็นทรงกลมที่สมบูรณ์แบบ (เช่นเป็นวงกว้างเล็กน้อย) จึงมีแรงบิดขนาดเล็กที่ใช้ในการไล่ระดับสนามแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ดังนั้นแกนทางทิศเหนือของดาวเคราะห์นับพันปีก่อนจะชี้ไปที่กลุ่มดาวต่าง ๆ

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.