ทำไมดาวเหนือจึงอยู่เหนือ (หรือใกล้) ขั้วโลกเหนือเสมอ ถ้าโลกเอียง, เส้นทางของ Polaris ควรอยู่ในฤดูหนาว 23 องศาห่างจากเส้นทางในฤดูร้อนหรือไม่?
ทำไมดาวเหนือจึงอยู่เหนือ (หรือใกล้) ขั้วโลกเหนือเสมอ ถ้าโลกเอียง, เส้นทางของ Polaris ควรอยู่ในฤดูหนาว 23 องศาห่างจากเส้นทางในฤดูร้อนหรือไม่?
คำตอบ:
คุณถูกต้องแล้วว่าแกนของการหมุนของโลกเอียงไปตามระนาบของวงโคจรของมันที่ 23 องศา แต่มันไม่ถูกต้องที่ทิศทางที่แกนชี้เปลี่ยนไปเป็นจำนวนมาก (ควรเป็น 2 * 23 องศา) ในช่วงเวลา 6 เดือน
สมมติฐานของคุณ : หากแกนมันชี้ไปที่ Polaris ที่ (1) ก็ควรชี้ไปที่ดาวอื่นที่ (2)
แกนยังคงชี้ไปในทิศทางเดียวกันตลอดทั้งปีเพราะกฎของฟิสิกส์คือแกนของวัตถุหมุนยังคงชี้ไปในทิศทางเดียวกันเว้นแต่แรงบิดกระทำต่อร่างกายเพื่อเปลี่ยนทิศทางของมัน มีแรงบิดกระทำบนโลก (คือดวงอาทิตย์และดวงจันทร์) แต่ใช้เวลา 13,000 ปีในการเปลี่ยนทิศทางจาก "ทางเดียวเป็นทางตรงกันข้าม" ไม่ใช่ 6 เดือน
ถูกต้อง : การวางแนวของแกนหมุนของโลกยังคงชี้ไปที่ดาวดวงเดียวกันตลอดทั้งปี (โดยไม่สนใจวงจรการหมุนช้าที่ 26000 ปี)
คุณอาจจะได้ยินเกี่ยวกับสิ่งที่เรียกว่าทรงกลมฟ้า ขณะที่เรารู้ว่าโลกหมุนรอบแกนของมันสำหรับคนโบราณมันปรากฏราวกับว่าดาวหมุนรอบตัวเรา (และพวกมันเป็นไปตามกรอบอ้างอิงของเราเอง) โลกของดาวหมุนรอบตัวนี้สามารถถูกแมปบนโลกในแบบเดียวกับที่เราสามารถทำแผนที่พื้นดินและน้ำของโลก
มีเหตุผลบางประการที่ทำให้ Polaris มองเห็นอยู่เสมอในตำแหน่งเดียวกันบนทรงกลมท้องฟ้า
เตะ (หรือโยน) ฟุตบอลแอฟ / รักบี้ (ลูกกลมที่มีการขยาย) เพื่อให้มันหมุนอย่างรวดเร็ว (รอบแกนยาว) ในเวลาเดียวกับที่มันเคลื่อนที่เป็นวงกลม (ตกอยู่ภายใต้แรงโน้มถ่วง) คุณควรสังเกตได้ว่าแกนหมุนนั้นเคลื่อนย้ายแบบขนาน (อย่างน้อยถ้าการก่อกวนด้วยความต้านทานอากาศอ่อนแอพอที่จะละเลย)
โลกกำลังหมุน ในการเปลี่ยนทิศทางที่มันหมุน (ด้วยความเคารพต่อกรอบเฉื่อยของดาวฤกษ์ไกลโพ้น) มันจำเป็นที่จะต้องใช้แรงบิดกับโลก แรงดึงดูดของดวงอาทิตย์ไม่ได้ใช้แรงบิดใด ๆ กับดาวเคราะห์ทรงกลม (เนื่องจากสมมาตรของกองกำลังของนิวตันใช้)
เนื่องจากโลกนี้ไม่ได้เป็นทรงกลมที่สมบูรณ์แบบ (เช่นเป็นวงกว้างเล็กน้อย) จึงมีแรงบิดขนาดเล็กที่ใช้ในการไล่ระดับสนามแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ดังนั้นแกนทางทิศเหนือของดาวเคราะห์นับพันปีก่อนจะชี้ไปที่กลุ่มดาวต่าง ๆ