Ľudstvo má za sebou takmer štyri milióny rokov a počas tejto doby sme dosiahli pochopenie pohybu tektonických platní, naučili sme sa predpovedať počasie a ovládli vesmír. Ale naša planéta je stále plná mnohých tajomstiev a záhad. Jednou z nich, ktorá je spojená s globálnym otepľovaním a teóriou katastrof, je precesia osi planéty.
Historické pozadie
Pohyb rovnodenností na pozadí hviezd si všimol v 3. storočí pred Kristom Aristarchos zo Samosu. Ale prvý, kto opísal nárast dĺžky hviezd a rozdiely medzi hviezdnym a skutočným rokom, bol starogrécky astronóm Hipparchos v 2. storočí pred Kristom. A to aj napriek tomu, že sa v tom čase verilo, že všetky hviezdy sú upevnené na pevnej sfére a pohyb oblohy je pohybom tejto sféry okolo vlastnej osi. Potom nasledovali diela Ptolemaia, Theona Alexandrijského, Sabita ibn Kurra, Mikuláša Koperníka, Tycha Braheho a mnohých ďalších. Dôvod precesie zemskej osi vysvetlil a opísal Isaac Newton vo svojich „Princípoch“(1686). A precesný vzorecukázal americký astronóm Simon Newcomb (1896). Je to jeho vzorec, vylepšený v roku 1976 Medzinárodnou astronomickou úniou, ktorý popisuje rýchlosť precesie v závislosti od referenčného času.
Fyzika fenoménu
V elementárnej fyzike je precesia zmena momentu hybnosti telesa, keď sa mení smer jeho pohybu v priestore. Tento proces je pozorovaný na príklade zvršku a jeho spomalenia. Spočiatku vertikálna os vrcholu, keď sa spomalí, začne opisovať kužeľ - to je precesia vrcholovej osi. Hlavná fyzikálna vlastnosť precesie je bez zotrvačnosti. To znamená, že keď sila spôsobujúca precesiu prestane, teleso zaujme stacionárnu polohu. Vo vzťahu k nebeským telesám je takouto silou gravitácia. A keďže pôsobí neustále, pohyb ani precesia planét sa nikdy nezastavia.
Pohyb našej stacionárnej planéty
Každý vie, že planéta Zem sa točí okolo Slnka, otáča sa pozdĺž svojej osi a mení smer tejto osi. To však nie je všetko. Astronómia rozlišuje trinásť druhov pohybu nášho domu. Stručne ich vymenujme:
- Otáčanie okolo vlastnej osi (zmena dňa a noci).
- Rotácia okolo Slnka (zmena ročných období).
- „Chôdza vpred“alebo smerovanie k rovnodennostiam je precesia.
- Kmitanie zemskej osi - nutácia.
- Zmena zemskej osi k rovine jej obežnej dráhy (sklon ekliptiky).
- Zmena elipsy zemskej obežnej dráhy (excentricita).
- Zmeny v perihéliu (vzdialenosť odnajvzdialenejší bod obežnej dráhy od Slnka).
- Parallaktické nerovnosti Slnka (mesačné zmeny vzdialenosti medzi našou planétou a hviezdou).
- V čase prehliadky planét (planéty sa nachádzajú na jednej strane Slnka) presahuje ťažisko našej sústavy hranice slnečnej gule.
- Odchýlky od Zeme (poruchy a perturbácie) pod vplyvom príťažlivosti iných planét.
- Postupný pohyb celej slnečnej sústavy smerom k Vege.
- Pohyb systému okolo jadra Mliečnej dráhy.
- Pohyb galaxie Mliečna dráha okolo stredu zhluku podobných galaxií.
Je to všetko komplikované, ale matematicky dokázané. Zameriame sa na tretí pohyb našej planéty – precesiu.
Je to top?
Zvykli sme si myslieť, že os rotácie planéty okolo svojej osi sa nemení a jej severný koniec smeruje k bodu polárnej hviezdy. Ale nie je to celkom tak. Os planéty opisuje kužeľ, ako aj vrchnú časť detskej hračky alebo kolovrátok, čo je spôsobené príťažlivosťou nášho satelitu a nášho svietidla. V dôsledku toho sa póly planéty pomaly pohybujú vzhľadom na hviezdy s polomerom oblúka 23 stupňov a 26 minút.
Ako to vidieť?
Sklon zemskej osi je spôsobený interakciami v gravitačnom systéme Slnko-Zem a Mesiac-iné planéty. Gravitačné sily sú také veľké, že nútia os planéty k precesu - pomalému vrteniu v smere hodinových ručičiek v opačnom smere rotácie planéty. Vidieť fenomén lunisolárnej precesie v akcii je dosť jednoduchépozri sa na kolovrátok. Ak odchýlite jeho rukoväť od vertikály, potom začne opisovať kruh v opačnom smere otáčania. Ak si predstavíme, že os planéty je pero a samotná planéta je vrchol, tak toto bude, aj keď hrubý, príklad precesie zemskej osi. Naša planéta prejde polovicou cyklu precesie za 25776 rokov.
Účinky precesií Slnka a komplexu Zem-Mesiac
Pomalý pohyb jarnej rovnodennosti (priesečník nebeského rovníka a ekliptiky), vyvolaný precesiou, vedie k dvom dôsledkom:
- Úprava nebeských súradníc.
- Zmeny v pobyte Slnka v súhvezdí zverokruhu.
Zmeny v jarnej rovnodennosti viedli k vzniku medzinárodnej dohody o súradniciach nebeských telies s povinnou fixáciou k určitému dátumu. V dôsledku precesie zemskej osi v staroveku bol tento bod v súhvezdí Barana a dnes sa nachádza v súhvezdí Rýb. Analogicky neexistuje žiadna zhoda medzi astrologickými znameniami súhvezdí zverokruhu. Napríklad znamenie Rýb naznačuje, že v období od 21. februára do 21. marca sa svietidlo nachádza v súhvezdí Ryby. Tak to bolo v staroveku. Ale dnes, v dôsledku precesie obežnej dráhy Zeme počas tohto časového obdobia, je Slnko v súhvezdí Vodnára.
Večná jar nebude
Precesia je precesia rovnodennosti, čo znamená posun bodov jesennej a jarnej rovnodennosti. Inými slovami, jar na planéte s každýmrok prichádza skôr (o 20 minút a 24 sekúnd) a jeseň neskôr. To nemá nič spoločné s kalendárom – náš gregoriánsky kalendár zohľadňuje dĺžku tropického roka (od rovnodennosti po rovnodennosť). Preto je v skutočnosti účinok precesie už zahrnutý v našom kalendári. Tento posun je periodický a jeho obdobie, ako už bolo spomenuté, je 25776 rokov.
Kedy začne ďalšia doba ľadová?
Zmena smeru zemskej osi každých asi 26 tisíc rokov (precesia) je zmenou jej severného smeru. Dnes bod severného pólu ukazuje na Polárku, o 13 tisíc rokov bude ukazovať na Vegu. A o 50 tisíc rokov prejde planéta dvoma cyklami precesie a vráti sa do súčasného stavu. Keď sa planéta nachádza „priamo“– množstvo prijatej slnečnej energie je minimálne a začína sa doba ľadová – väčšina pevniny je pokrytá ľadom a snehom. História planéty ukazuje, že doba ľadová trvá asi 100 tisíc rokov a interglaciál - 10 tisíc. Dnes zažívame taký medziľadový čas, ale o 50 tisíc rokov ľadová kôra pokryje planétu až po hranice pod New Yorkom.
Na vine nie je len precesia
Podľa Národnej agentúry pre letectvo a vesmír NASA sa geografický severný pól planéty od roku 2000 začal aktívne posúvať na východ. Za 115 rokov štúdia klímy na planéte sa odchýlil o 12 metrov. Do roku 2000 sa pól posúval smerom ku Kanade rýchlosťou niekoľkých centimetrov za rok. Po tomto dátume však zmenil smer aj rýchlosť. Dnes je v rýchlostiaž 17 centimetrov ročne sa pohybuje smerom k Británii. Príčinou tohto javu je topenie grónskych ľadovcov, nárast množstva ľadu na východe Antarktídy, suchá v povodí Kaspického mora a Hindustanu. A za týmito javmi je antropogénny faktor vplyvu na Zem.
Prečo zimy nie sú rovnaké?
Okrem toho, že naša planéta precesuje, počas tohto procesu aj osciluje. Toto je nutácia – rýchla v porovnaní s precesným obdobím „kývania pólov“. Práve ona mení počasie – niekedy je zima chladnejšia, potom je leto suchšie a horúcejšie. V rokoch obzvlášť silnej nutácie sa očakávajú horšie poveternostné podmienky.
