Tại sao trục Trái đất không thay đổi trong năm?

Tôi hiểu rằng trục của Trái đất chỉ cùng hướng trong không gian trong toàn bộ quỹ đạo của nó quanh mặt trời. Và đây là những gì gây ra mùa của chúng tôi.

Câu hỏi của tôi là tại sao trục không đi theo đường quỹ đạo (giống như một chiếc xe hơi chạy quanh một vòng tròn)?

Tôi tưởng tượng Mặt trăng đóng một phần trong này.

Như một câu hỏi phụ, các hành tinh khác trong hệ mặt trời của chúng ta có cùng quỹ đạo với Trái đất không (trục của nó chỉ cùng hướng trong không gian cho toàn bộ quỹ đạo của nó)?

Tôi hiểu rằng trục của Trái đất chỉ cùng hướng trong không gian trong toàn bộ quỹ đạo của nó quanh mặt trời. Và đây là những gì gây ra mùa của chúng tôi.

Phát biểu thứ hai là chính xác. Độ nghiêng trục là trình điều khiển chính của các mùa.

Phát biểu đầu tiên không chính xác. Có một sự thay đổi nhỏ nhưng liên tục trong hướng của trục Trái đất. Sự thay đổi trong quá trình một năm là nhỏ. Sự thay đổi trong quá trình 13.000 năm là lớn. Trong 13.000 năm nữa, trục của Trái đất sẽ bị nghiêng khoảng 47 độ so với hướng hiện tại. Trong 13.000 năm nữa, Trái đất sẽ được định hướng rất giống với cách định hướng của nó bây giờ. Tôi sẽ viết thêm về điều này sau.

Câu hỏi của tôi là tại sao trục không đi theo đường quỹ đạo (giống như một chiếc xe hơi chạy quanh một vòng tròn)?

Đó không phải là một mô hình tinh thần tốt. Liên hệ duy nhất giữa xe của bạn và mặt đất là đáy của bốn bánh xe trên xe của bạn. Các lực tại bốn khu vực tiếp xúc nhỏ này là những gì thay đổi hướng xe của bạn và thay đổi véc tơ vận tốc của xe. Điều này có nghĩa là mô-men xoắn trên xe của bạn khi bạn quay vô lăng và lực hướng tâm lên xe khiến cho sự chăm sóc của bạn đàm phán rẽ được kết nối mật thiết. Xoay vô lăng nhẹ nhàng và phần đầu xe nặng nề của bạn theo sau. Giả sử rẽ nhẹ nhàng, phần đuôi xe phía sau nhẹ nhàng theo sau. Nếu bạn rẽ quá mạnh, xe của bạn bắt đầu trượt thay vì rẽ. Quay thậm chí còn khó hơn và bạn có nguy cơ lật xe. Chuyển động của chiếc xe của bạn phụ thuộc vào sự kết hợp mật thiết giữa lực và mô-men xoắn.

Trọng lực không hoạt động như thế. Nó thay vào đó hành động trên từng bit của Trái đất, tất cả cùng nhau, tất cả cùng một lúc, mọi lúc. Có một sự thay đổi nhỏ trong gia tốc gây ra bởi lực hấp dẫn trên Trái đất do sự thay đổi về khoảng cách đến Mặt trăng (hoặc Mặt trời), nhưng những biến thể này là nhỏ. Lực hấp dẫn ròng trên Trái đất bị tách rời rất nhiều so với mô-men xoắn gradient trọng lực ròng nhỏ trên Trái đất.

Kết quả chính của mô-men xoắn gradient trọng lực do Mặt trăng và Mặt trời trên Trái đất gây ra là một suy đoán rất chậm nhưng lớn của trục quay của Trái đất (để biết thêm, hãy đọc bài viết trên wikipedia này về suy đoán trục ). Dự đoán này làm cho trục quay của Trái đất xoay quanh mức bình thường đối với nhật thực với tốc độ một vòng quay trong 25772 năm. Có các hiệu ứng nhỏ hơn gọi chung là các hạt và chuyển động cực do kết quả của mô men xoắn trọng lực. Những hiệu ứng nhỏ hơn này rất nhiều, nhỏ hơn nhiều về cường độ nhưng có thời gian ngắn hơn nhiều. Hiệu ứng lớn nhất trong số các hiệu ứng nhỏ hơn này là kết quả của các biến thể theo chu kỳ 18,61 năm trong nút mặt trăng. Ngay cả thành phần lớn nhất của dinh dưỡng này là nhỏ, hai bậc độ lớn nhỏ hơn so với suy đoán lớn nhưng chậm.

Hình ảnh Trái đất như một quả bóng nhỏ lơ lửng giữa không trung, không di chuyển, mặc dù nó đang quay trên trục của nó. Trừ khi các lực lượng được áp dụng cho nó, hoàn toàn sẽ không có gì xảy ra. Đó là bảo tồn năng lượng (hoặc động lượng; bạn có thể làm việc với nó theo cách nào). Trái đất sẽ không tự phát bắt đầu di chuyển theo một hướng vì điều đó sẽ vi phạm bảo tồn năng lượng tịnh tiến và bảo toàn động lượng tuyến tính. Nếu điều đó xảy ra, năng lượng sẽ được lấy từ hư không.

Vì lý do tương tự, Trái đất sẽ không bắt đầu nghiêng sang một bên. Đây là bảo tồn động năng quay và bảo toàn động lượng góc tại nơi làm việc. Hiểu?

Vì vậy, vâng, Keith là tại chỗ. Bạn sẽ cần một số loại mô-men xoắn để xoay trục Trái đất như thế.

Vậy tại sao không trục của Trái đất di chuyển hơn 26.000 năm (nó, bằng cách này, chỉ cần không phải là một chu kỳ mỗi năm)? Giống như thủy triều, cũng như tốc độ quay của Trái đất đang chậm lại, chủ yếu là lực thủy triều của Mặt trăng và Mặt trời hoạt động, mặc dù các hành tinh khác có đóng góp cho những thay đổi chung.

Tôi có thể thêm vào một số phép toán nếu bạn muốn, nhưng được cảnh báo, tôi đang tự học nó, vì vậy nó sẽ không được giải thích cũng như bạn có thể muốn.

Các hành tinh khác tuân theo các định luật tương tự như Trái đất, do đó, các trục của chúng phải cùng hướng trong suốt cả năm, bỏ qua các tác động của suy đoán trục.

Góc thay đổi giữa mặt trời và mặt trăng không gây ra một số hạt nhỏ trong trục quay của trái đất trong khoảng thời gian 18,6 năm .

Trong trường hợp Trái đất, các nguồn chính của lực thủy triều là Mặt trời và Mặt trăng, chúng liên tục thay đổi vị trí so với nhau và do đó gây ra hiện tượng hạt trong trục Trái đất. Thành phần lớn nhất của dinh dưỡng Trái đất có thời gian 18,6 năm, giống như giai đoạn trước của các nút quỹ đạo của Mặt trăng. 1 Tuy nhiên, có các thuật ngữ định kỳ quan trọng khác phải được tính toán tùy thuộc vào độ chính xác mong muốn của kết quả.

Thuật ngữ chính của dinh dưỡng là do hồi quy của đường nút của mặt trăng và có cùng thời gian là 6798 ngày (18,61 năm). Nó đạt tới cộng hoặc trừ 17 theo kinh độ và 9 ở độ xiên. Tất cả các điều khoản khác nhỏ hơn nhiều; lớn nhất tiếp theo, với thời gian là 183 ngày (0,5 năm), có biên độ lần lượt là 1,3 và 0,6..

Đó không phải là một hiệu ứng lớn (từ liên kết):

Trái đất hoạt động như một con quay hồi chuyển khổng lồ. Một lực cực lớn sẽ được yêu cầu để thay đổi hướng của trục. Trong khi các lực chắc chắn được tác dụng, chúng không đủ lớn để gây ra sự thay đổi đáng kể về hướng của trục khi Trái đất rơi / quỹ đạo về Mặt trời. Như bạn chỉ ra, hướng của trục chịu trách nhiệm cho sự thay đổi trong mùa. Các khu vực tiếp xúc trực tiếp nhất với ánh sáng mặt trời là vào mùa hè; khu vực nhận được ánh sáng mặt trời liếc vào mùa đông.

Vòng quay của Trái đất về Mặt trời không phải là hình tròn mà là hình elip. Trong quỹ đạo của nó, khoảng cách Trái đất từ ​​Mặt trời thay đổi. Nhiều nguồn tin cho biết trong khi điều này là đúng, nó ít ảnh hưởng đến mùa giải. Các nguồn này chỉ ra rằng hướng của trục Trái đất kết hợp với "độ nghiêng" của quỹ đạo Trái đất ở trên hoặc dưới đường xích đạo của Mặt trời quyết định các mùa.

Hãy giữ mọi thứ đơn giản. Dưới đây là hình ảnh quỹ đạo của Trái đất.

Tôi đặt câu hỏi có nghĩa là tại sao trục không luôn hướng về Mặt trời. Câu trả lời so sánh Trái đất với Con quay hồi chuyển là dễ sử dụng nhất. Hiệu ứng quay tròn trên trục không gây ra một lực giúp giữ cho trục Trái đất ở góc 23,5 ° (xấp xỉ) có một chút lắc lư vài mét trong trục trái đất. Hãy thử nhìn từ trên cao có thể làm cho nó rõ ràng hơn. Có một vòng tròn màu đỏ ở cực nếu bạn nhìn kỹ.

Trái đất không lái xung quanh Mặt trời, nó có hiệu lực bị kéo về Mặt trời nhưng đang đi đủ nhanh xung quanh nó để chống lại trọng lực và không đến gần hơn, giống như cách các vệ tinh quay quanh không gian. Chiếc xe sẽ giống như một con tàu vũ trụ vì nó sẽ có một lực / lực đẩy nó xung quanh Mặt trời.

Đối với câu hỏi thứ hai, các hành tinh khác cũng làm như vậy nhưng ở các góc độ khác nhau.

Bởi vì lực hấp dẫn của Mặt trời trên Trái đất là (gần như), nó không nghiêng Trái đất, nó chỉ kéo toàn bộ nó, mà không ảnh hưởng đến Trái đất quay quanh trục của chính nó.

Bán kính của Trái đất là ~ 6.400 km, khoảng cách tới Mặt trời là ~ 150.000.000 km và lực hấp dẫn giảm dần theo một hình vuông của một khoảng cách, do đó tỷ lệ kéo theo hai khối lượng nhỏ của Trái đất, gần nhất và xa nhất Mặt trời tại một thời điểm nhất định, là

do đó lực nghiêng rất nhỏ.

Nếu biến thể chính xác là 0 (tức là tỷ lệ chính xác 1) thì lực nghiêng sẽ chính xác là 0 và sự quay tròn của Trái đất hoàn toàn không bị ảnh hưởng. Để có được điều đó, loại bỏ Mặt trời khỏi hình ảnh.

Và theo lý thuyết tương đối tổng quát, nếu Trái đất đang chuyển động trong một lực đồng nhất, thì sẽ như thể không có lực nào cả, theo quan điểm của Trái đất.

Nếu trục của Trái đất luôn hướng về Polaris thì trục của Trái đất phải liên tục thay đổi trong suốt cả năm qua sự thay đổi khoảng cách quỹ đạo 186.000.000 dặm.

Nếu độ nghiêng trong tháng 12 là 23,4 độ thì tháng 3 sẽ nghiêng ít hơn và nghiêng thêm về phía mặt trời, tháng 6 sẽ là độ nghiêng nhỏ nhất của Trái đất, tháng 10 sẽ ít nghiêng hơn và thêm độ nghiêng về phía mặt trời. Nếu không có sự thay đổi độ nghiêng Trái đất này, Polaris sẽ chỉ được căn chỉnh một ngày một năm vào tháng 12.

Bạn có thể dễ dàng chứng minh điều này cho mình.