Nếu Trái đất bị nghiêng, tại sao Polaris luôn ở trên cùng một vị trí?

Tại sao Polaris, Sao Bắc Đẩu, luôn ở trên (hoặc gần) Bắc Cực? Nếu Trái đất bị nghiêng, con đường của Polaris có nên vào mùa đông cách 23 độ so với đường đi của nó vào mùa hè hay không?

Bạn đã đúng rằng trục quay của Trái đất nghiêng so với mặt phẳng quỹ đạo của nó là 23 độ. Nhưng điều không chính xác là hướng của các điểm trục thay đổi một lượng lớn (nên là 2 * 23 độ) trong khoảng thời gian 6 tháng.

Giả định của bạn : Nếu trục nó chỉ vào Polaris tại (1), thì nó nên được chỉ vào một ngôi sao khác tại (2).

Trục vẫn chỉ cùng hướng trong suốt cả năm bởi vì các định luật vật lý là trục của vật thể quay vẫn chỉ theo cùng một hướng trừ khi mô-men xoắn tác động lên cơ thể để thay đổi hướng. Có những viên đạn hành động trên Trái đất (cụ thể là Mặt trời và Mặt trăng), nhưng phải mất 13000 năm để thay đổi hướng từ "một chiều sang ngược lại", chứ không phải 6 tháng.

Chính xác : Hướng của trục quay của Trái đất vẫn chỉ vào cùng một ngôi sao trong suốt cả năm (bỏ qua chu kỳ suy thoái chậm, 26000 năm).

Bạn có thể nghe về một thứ gọi là thiên cầu . Mặc dù bây giờ chúng ta biết Trái đất đang quay trên trục của nó, nhưng đối với người cổ đại, nó xuất hiện như thể các ngôi sao đang quay xung quanh chúng ta (và chúng theo khung tham chiếu của chính chúng ta). Quả cầu sao xoay này có thể được lập bản đồ trên một quả địa cầu theo cùng một cách mà chúng ta có thể lập bản đồ đất và nước của Trái đất.

Có một vài lý do tại sao Polaris luôn được nhìn thấy ở cùng một vị trí trên quả cầu thiên thể này.

1. Khi địa cầu của Trái đất và thiên cầu quay tương đối với nhau, chúng có chung một trục. Trung tâm xoay này không di chuyển.
2. Trong khi một số hành tinh (như Sao Hỏa) quay trên một trục tự lắc lư so với nhật thực , Trái đất có trục ổn định nhờ mặt trăng lớn của chúng ta . Trục này luôn luôn chỉ cùng hướng và do đó, nó luôn thẳng hàng với các ngôi sao giống nhau trong thiên hà của chúng ta.
3. Các ngôi sao trong thiên hà của chúng ta đang quay quanh trung tâm thiên hà rất chậm từ góc nhìn của chúng ta, vì vậy nền văn minh của loài người sẽ không quan sát thấy bất kỳ thay đổi đáng kể nào về vị trí của các ngôi sao trong suốt vòng đời của nó.
4. Trong quỹ đạo của Trái đất quanh Mặt trời, sự thay đổi vị trí của nó rất nhỏ so với quy mô thiên hà đến mức không thể có thị sai sao đáng kể .

Đá (hoặc ném) một quả bóng AFL / bóng bầu dục (một quả cầu prolate) để nó quay nhanh (xung quanh trục dài của nó) giống như khi nó đi qua một vòng cung (rơi dưới trọng lực). Bạn sẽ có thể quan sát rằng trục quay được vận chuyển song song (ít nhất là nếu nhiễu loạn do sức cản của không khí đủ yếu để bỏ qua).

Trái đất đang quay. Để thay đổi hướng mà nó quay tròn (đối với khung quán tính của các ngôi sao ở xa), cần phải áp dụng một số mô-men xoắn cho trái đất. Trọng lực của mặt trời không áp dụng bất kỳ mô-men xoắn nào cho một hành tinh hình cầu (do các đối xứng của lực Newton được áp dụng).

Do trái đất không hoàn toàn là một hình cầu hoàn hảo (ví dụ hơi nghiêng), có một mô-men xoắn nhỏ được áp dụng bởi độ dốc trường hấp dẫn của mặt trời, do đó, qua hàng thiên niên kỷ, trục phía bắc của hành tinh dần dần hướng về các chòm sao khác nhau.