Валентина Турчанинова - Циклы, протекающие в пространстве и во времени

Одним из важных вопросов при решении задачи трех тел является вопрос о прецессии. Знания о прецессии широко применяются современными астрономами на практике. Прецессия оказывает существенное влияние на координаты звезд, поэтому ни один астроном не может грамотно пользоваться звездными картами и звездными каталогами, не учитывая прецессии.

В современном мире принято считать, что прецессию впервые обнаружил греческий астроном и математик Гиппарх, время жизни которого относится примерно к 162–126 годам до нашей эры. Долгое время Гиппарх проводил кропотливые наблюдения за положением звезд и Солнца. Гиппарху удалось составить непревзойденные по точности таблицы, позволяющие вычислять положение звезд и Солнца для любого дня года. Затем он сравнил свои наблюдения с таблицами древних вавилонян и с результатами наблюдений других астрономов, живших задолго до него, и обнаружил, что звездные долготы различались, причем разница превышала возможную погрешность наблюдения. Он объяснил эту разницу прецессией и оценил ее годичную величину в 45 или 46 угловых секунд.

На сегодняшний день большой объем научной информации, добытый астрономами за последние годы с использованием прогрессивных методов исследования космоса, позволяет сделать вывод, что ось вращения Земли не является стабильной. Под влиянием Солнца и Луны ось вращения Земли pp´ (рис. 7) отклонилась от оси эклиптики – перпендикуляра, восстановленного к плоскости ее орбиты, и описывает в мировом пространстве конус, осью которого является ось эклиптики EE´. Растворение этого конуса 47°. Полный обход земного конуса завершается примерно за 26000 лет.

Рис. 7. Объяснение прецессии.

В результате такого перемещения земной оси, называемого прецессионным, полюсы мира (Северный и Южный) – точки, куда на северном и южном небе упирается продолжение земной оси, медленно движутся вокруг полюсов эклиптики. На рисунке 8 наглядно показан путь северного полюса мира. Мы видим, что сейчас полюс мира находится около α (альфа) Малой Медведицы, которая называется Полярной звездой. Примерно через 12000 лет он подойдет к самой яркой звезде околополюсного созвездия Лиры – Веге, а 4500 лет назад он находился около α (альфа) Дракона. Северный полюс эклиптики расположен между звездами δ(дельта) и ζ (дзета) Дракона.

Вследствие прецессии перемещаются не только полюсы мира вокруг полюсов эклиптики среди приполярных созвездий, но и четыре ключевые точки Земли – весеннее и осеннее равноденствия, зимнее и летнее солнцестояния среди зодиакальных созвездий. В настоящее время, например, точка весеннего равноденствия – главная наблюдательная точка цикла прецессии – находится в созвездии Рыб, практически на границе между созвездиями Рыб и Водолея. Путь, пройденный точкой весеннего равноденствия по созвездию Рыб, оценивается примерно в 2160 лет. Этот исторический отрезок времени принято называть эрой Рыб.

В ближайшее время точка весеннего равноденствия переместится из созвездия Рыб в созвездие Водолея, и, как говорится, наступит новая эра Водолея. В предстоящие 2160 лет восход Солнца в день весеннего равноденствия будет наблюдаться на фоне созвездия Водолея, в следующие 2160 лет – на фоне созвездия Козерога, затем – на фоне созвездия Стрельца и т. д.

Поскольку путь Солнца в цикле прецессии проходит по зодиакальному кругу, то начало данного кругового пути определить не так-то просто. Но если, например, начало данного пути зафиксировать в созвездии Водолея, то тогда путь Солнца в цикле прецессии будет проходить на фоне следующих созвездий: Водолей – Козерог – Стрелец – Скорпион – Весы – Дева – Лев – Рак – Близнецы – Телец – Овен – Рыбы. За 25920 лет Солнце поочередно обойдет двенадцать созвездий зодиака – старый цикл завершится и начнется новый.

Как известно, путь Солнца в цикле прецессии диаметрально противоположен пути Солнца в обычном году, и начинаются эти пути от разных зодиакальных созвездий. Например, в уходящей эре Рыб двенадцатый месяц старого астрономического года завершается тогда, когда Солнце приходит в созвездие Рыб, а первый месяц нового года начинается тогда, когда Солнце приходит в созвездие Овна. Следовательно, годичный путь Солнца в эре Рыб проходит на фоне следующих созвездий: Овен – Телец – Близнецы – Рак – Лев – Дева – Весы – Скорпион – Стрелец – Козерог – Водолей – Рыбы. Каждое созвездие в году Солнце обходит примерно за 30 дней.

Рис. 8. Путь полюса мира на небесной сфере, описываемый вследствие прецессии. Числами указаны годы, соответствующие различным положениям полюса.

Совсем другая картина будет наблюдаться в новой эре Водолея. В эре Водолея двенадцатый месяц старого астрономического года будет завершаться тогда, когда Солнце будет приходить в созвездие Водолея, а первый месяц нового года будет начинаться тогда, когда Солнце будет приходить в созвездие Рыб. Следовательно, годичный путь Солнца в эре Водолея будет проходить на фоне следующих созвездий: Рыбы – Овен – Телец – Близнецы – Рак – Лев – Дева – Весы – Скорпион – Стрелец – Козерог – Водолей. Как видим, в эре Рыб «предводителем» астрономического года является Овен, а в эре Водолея «предводителями» года станут Рыбы.

Нестабильные проявления земной оси в теле Земли современными науками объясняются так: согласно закону механики, любое вращающееся тело меняет угол наклона оси вращения в том случае, если ось вращения тела не перпендикулярна плоскости движения тела. А как мы знаем, ось вращения Земли не перпендикулярна плоскости движения Земли – орбите. В настоящее время угол между земной осью и осью эклиптики составляет 23°27´17».

Помимо прецессии, земная ось совершает постоянные, хотя и очень медленные, колебательные движения, которые называются нутацией. В специальной литературе нутация – это колебательные движения оси собственного вращения тела, происходящие одновременно с прецессией, при котором изменяется угол между осью собственного вращения тела и осью, вокруг которой происходит прецессия. В астрономии нутация – небольшие колебания земной оси, налагающиеся на ее прецессионное движение и обусловленные притяжением Солнца и Луны. Амплитуда изменения угла наклона земной оси относительно оси эклиптики составляет 2,4°–2,6°. Минимальное значение угла между земной осью и осью эклиптики составляет примерно 22,2°–22,3°, а максимальное – 24,6°–24,7°. Полный период нутации примерно 41000 лет.