¿Dirían ellos dos que la Tierra gira alrededor del Sol una vez al año? ——También habla de precesión.
Esta vez quiero preguntar: ¿La tierra da la vuelta al sol una vez al año?
Creo que esta vez todos tendrán cuidado, por temor a caer accidentalmente en el hoyo que cavé. Pero supongo que mucha gente dirá: ¿No le toma a la Tierra un año dar una vuelta alrededor del Sol?
Entonces, primero averigüemos cuál es el concepto de “un año” aquí.
Por supuesto, el año mencionado aquí no debe ser un año del calendario gregoriano, porque hay años ordinarios y años bisiestos. Un año ordinario tiene 365 días y un año bisiesto tiene 366 días.
De hecho, así como "día" tiene días solares y días sidéreos, "año" también tiene años sidéreos y años solares.
Un año sidéreo es el tiempo que tarda la Tierra en girar alrededor del Sol en su órbita, tomando como referencia el astro. Entonces, un año sideral después, la Tierra está efectivamente orbitando alrededor del Sol. Un año sidéreo equivale actualmente a 365,25636 días solares o 365 6:09 10 segundos.
El año solar, también conocido como año tropical, utiliza el sol como objeto de referencia. Es el intervalo de tiempo entre el paso del sol por un determinado punto de la eclíptica dos veces, normalmente uno o ambos. dos equinoccios de primavera (equinoccios de primavera y de otoño). Uno de los puntos de valor (solsticio de verano y solsticio de invierno). Se les llama Años Tropicales porque estos puntos específicos están relacionados con las propiedades de retorno del Sol. Entre ellos, el año trópico basado en el equinoccio de primavera, también llamado año trópico del equinoccio de primavera, es el más utilizado.
Ya hemos dicho que la eclíptica es el camino que recorre el sol sobre la esfera celeste durante un año cuando lo observamos desde la tierra. O en términos modernos, la eclíptica es la proyección del plano orbital de la Tierra alrededor del Sol sobre la esfera celeste. El equinoccio de primavera es uno de los dos puntos de intersección en la esfera celeste donde se cruzan el plano de la eclíptica y el plano ecuatorial. Como se muestra en la siguiente figura:
Dicho esto, puedes pensar que en este caso, el intervalo de tiempo entre el paso del sol por un determinado punto, como el equinoccio de primavera, dos veces seguidas, es decir, un año tropical, no debe estar relacionado con las estrellas ¿Tienen los años la misma duración? Sin embargo, el hecho es que la duración del año tropical varía ligeramente de un año a otro y también está relacionada con el punto específico seleccionado (como el equinoccio de primavera u otros puntos). Un año tropical (año tropical) tiene un promedio de sólo 365,38 09 días solares, que son 365 días, 5 horas, 48 minutos y 45 segundos. Comparando los dos, el año medio (año del Trópico de Cáncer) es 20 minutos y 24 segundos más corto que el año sidéreo.
Entonces, ¿por qué se produce tal desviación? La razón es que un año tropical se define como el tiempo entre dos pasos del Sol por un punto de la eclíptica, como el equinoccio de primavera. Lo que no se puede esperar es que cuando el sol sale del equinoccio en la eclíptica y se mueve en sentido antihorario hacia el este, el equinoccio se mueve silenciosamente en la dirección opuesta, es decir, en el sentido de las agujas del reloj hacia el oeste. Cuando el sol pasa nuevamente por el equinoccio de primavera en la eclíptica (el año tropical), el equinoccio de primavera se ha movido hacia el oeste durante aproximadamente 50,266 segundos. En este momento, el movimiento del Sol en la eclíptica es en realidad de menos de una semana, lo que representa aproximadamente 50,266 segundos de una semana (360). Lo mismo ocurre si los puntos concretos elegidos son otros puntos (equinoccios, solsticios de verano y solsticios de invierno). (Nota: A juzgar por la relación entre la posición del sol en la eclíptica y el equinoccio de primavera, en un año tropical, al sol todavía le falta una semana para el equinoccio de primavera, 360 grados, pero parte de esta semana se completa con el movimiento de el propio equinoccio de primavera Por lo tanto, el sol también se puede definir. Un año de retorno está a 360 grados del equinoccio en la eclíptica. Solo tenga en cuenta que "a 360° del equinoccio" aquí no significa que el sol se mueve 360° en la eclíptica. eclíptica.)
Debido a que el movimiento del sol en la eclíptica es en realidad Lo anterior es el resultado de la revolución de la Tierra alrededor del Sol, entonces decimos que la Tierra orbita alrededor del Sol menos de una vez en un año tropical, lo que está a 50,266 segundos de una revolución (360). La Tierra tarda 20 minutos y 24 segundos en completar una revolución.
Sí, dijo un sitio web de divulgación científica nacional al presentar el Retorno del Año. que "la tierra gira 360 grados en sentido antihorario desde el equinoccio de primavera hasta el equinoccio de primavera".
El movimiento hacia el oeste del equinoccio de primavera y otros equinoccios, llamado precesión en chino. También se le llama precesión del equinoccio de primavera. La precesión hace que la Tierra gire alrededor de la Tierra en menos de una semana en el año tropical, por lo que el año tropical es más corto que el año sideral.
Algunas personas pueden preguntar, dado que el equinoccio de primavera siempre está en movimiento, ¿por qué seguimos usando el año del Trópico? Porque el Año del Retorno es muy importante para las actividades humanas. De hecho, el Trópico de Cáncer es el año más temprano conocido por los humanos.
La comprensión del tiempo por parte del ser humano comienza con la observación de algunos fenómenos naturales. Por ejemplo, el ciclo de salida y puesta del sol es de un día, el ciclo de luna nueva (luna llena) es de un mes, el ciclo de primavera, verano, otoño e invierno es de un año, y así sucesivamente. Estos fenómenos naturales relacionados con el tiempo pueden denominarse relojes naturales. Un año tropical es un año medido según el reloj natural. En la antigua China, el solsticio de invierno era el comienzo del año porque era el día más corto. En las antiguas civilizaciones occidentales, la primavera era el comienzo del año, cuando el día era tan largo como el día y la noche. Los años definidos por los relojes naturales coinciden con la vida humana, especialmente con las actividades de producción agrícola. Un ciclo de los 24 términos solares chinos es un año de retorno. Por ello, el año tropical, también conocido como año solar, es la base para formular diversos calendarios solares (incluido el actual calendario solar) y calendarios lunisolar, que es como solemos llamar año. Los años siderales se utilizan sólo en astronomía.
A estas alturas, podemos decir que la Tierra orbita alrededor del Sol una vez al año, en el mejor de los casos a mitad de camino. ¡Para nuestra vida diaria, la Tierra gira alrededor del sol menos de una vez al año (año tropical)!
Cuando introdujimos la eclíptica, dijimos que el equinoccio de primavera es el punto cero de longitud en el sistema de coordenadas de la eclíptica. El desplazamiento hacia el oeste del equinoccio de primavera significa que el meridiano cero del sistema de coordenadas de la eclíptica se mueve hacia el oeste, por lo que las posiciones de las estrellas representadas por el sistema de coordenadas de la eclíptica cambiarán lentamente con el tiempo. Así se descubrió la precesión.
El ser humano lleva mucho tiempo observando el sol, la luna y las estrellas, y en las civilizaciones antiguas se ha registrado el equinoccio o desplazamiento del sistema de coordenadas de la eclíptica. El descubrimiento más antiguo registrado actualmente lo reconoce el antiguo astrónomo y matemático griego Hiparco en el siglo II a.C. Cuando Hiparco compiló un catálogo que contenía 1.022 estrellas, comparó las posiciones de las estrellas que midió con las de hace más de 150 años y descubrió que la longitud de las estrellas había cambiado significativamente, pero la latitud amarilla no era obvia. Entre ellos, el cuerno (la estrella más brillante de Virgo) se mueve 2 grados con respecto al equinoccio de otoño. También comparó la duración de los años tropicales y sidéreos y descubrió que los años tropicales eran ligeramente más cortos que los años sidéreos. Hiparco creía que esto se debía a que el equinoccio retrocedía a lo largo de la eclíptica, y calculó que el equinoccio se movía hacia el oeste no menos de 1 cada 100 años.
Así que el astrónomo chino fue el primero en proponer la precesión de la dinastía Jin del Este. Estudió las observaciones históricas del solsticio de invierno y las comparó con sus propias observaciones de campo y descubrió que el solsticio de invierno se mueve hacia el oeste cada 50 años. En este sentido, Yu audazmente llegó a la conclusión de que "el año es el año y el cielo es el cielo" (también conocido como las estrellas se mueven hacia el este y los términos solares se retiran hacia el oeste). Al observar que el año tropical medido en el solsticio de invierno se llama "año" en el calendario tradicional chino, la conclusión de Yu se basa en una comprensión de la diferencia entre los años tropicales y siderales. La palabra "precesión" en chino proviene de "La ubicación del invierno es ligeramente diferente de un año a otro" registrada en "Xia" de la dinastía Song, lo que significa que la ubicación del invierno es ligeramente diferente cada año.
Al escribir esto, el autor no puede evitar quedar impresionado por la capacidad y el espíritu de los científicos antiguos. Imagínense, en su época, los instrumentos para observar y registrar el tiempo eran muy limitados y sencillos. ¿Cómo era posible detectar una diferencia de uno o dos grados a simple vista? ¡Cuán meticuloso requiere eso! Al mismo tiempo, también lo siento por Hipachas. ¡Si pudiera calcular un ejercicio cada 75 años a partir de 150, estaría muy cerca del resultado actual (71,6 años)! Lamentablemente, todos los documentos de Hiparco, incluido su trabajo sobre la precesión de los equinoccios, se han perdido y no es posible localizarlos. Cientos de años después, Ptolomeo (el proponente de la teoría geocéntrica) mencionó su contribución cuando continuó con sus cálculos de precesión.
La gente naturalmente preguntará: ¿por qué el equinoccio de primavera se mueve hacia el oeste? Como se mencionó anteriormente, el equinoccio de primavera existe porque el eje de rotación de la Tierra está inclinado 23,4° con respecto al eje polar de la eclíptica. Esta inclinación determina el ángulo entre el plano de la eclíptica y el plano ecuatorial. Una de las dos proyecciones (puntos de intersección) de la intersección de los planos de la eclíptica y el rojo en la esfera celeste es el equinoccio de primavera.
Debido al principio giroscópico de un cuerpo en rotación, la dirección del eje de rotación de la Tierra en el espacio básicamente permanece sin cambios en su órbita. Sin embargo, si la dirección del eje de rotación de la Tierra en el espacio en su órbita permanece absolutamente sin cambios, y los planos de la eclíptica y ecuatorial tampoco cambian, entonces no habrá desplazamiento en el equinoccio de primavera.
De hecho, el eje de rotación de la Tierra, además de estar inclinado en un ángulo de 23,4° con respecto al eje polar de la eclíptica, también gira lentamente en el sentido de las agujas del reloj alrededor del polo de la eclíptica, como se muestra en la siguiente figura.
Esta lenta rotación del eje de la Tierra se llama precesión axial. Durante la precesión, el ángulo entre el eje de la Tierra y la eclíptica permanece básicamente sin cambios, pero la longitud del eje de la Tierra en el sistema de coordenadas de la eclíptica se mueve hacia el oeste. Como resultado, la intersección del plano ecuatorial celeste y el plano de la eclíptica gira hacia el oeste en el plano de la eclíptica, y el equinoccio de primavera, como proyección de esta intersección en la esfera celeste, también se mueve hacia el oeste. Como se muestra a continuación.
El comienzo de la línea de puntos negra en la imagen es el eje de la Tierra, y el comienzo del punto rojo es el equinoccio de primavera. La Tierra gira en sentido antihorario (de oeste a este) alrededor de su eje, y su eje gira en el sentido de las agujas del reloj (de este a oeste) alrededor del polo de la eclíptica (precesión). Después de un año tropical, el eje de la Tierra precede a la posición de la línea recta violeta, la intersección del plano de la eclíptica y el plano ecuatorial gira a la posición de la línea recta violeta y el equinoccio de primavera se mueve a la posición del punto violeta. en consecuencia (nota: la distancia entre los dos puntos en la imagen es exagerada; de hecho, es solo 50 segundos).
Entonces, precesión es la precesión del equinoccio en inglés. La precesión del equinoccio de primavera también se llama precesión del equinoccio de primavera. La precesión del eje de la Tierra explica bien el descubrimiento de Hiparco de que "la eclíptica estelar cambia significativamente pero la latitud de la eclíptica no cambia significativamente" cuando cambian las coordenadas de la eclíptica.
Cabe señalar que el término "precesión" aquí está tomado de la física por la astronomía, y se refiere a la lenta rotación del eje de la Tierra alrededor del polo de la eclíptica, que es muy similar a la precesión de una giroscopio. Pero la precesión del giroscopio es en la misma dirección que su rotación, mientras que el eje de la Tierra precede en la dirección opuesta. Por tanto, la precesión del eje terrestre no puede explicarse simplemente mediante la teoría de la precesión giroscópica. Ahora se cree que la razón principal de la precesión del eje de la Tierra es la fuerza gravitacional (de marea) del Sol y la Luna que actúan sobre la distribución desigual de la masa de la Tierra. La implicación es que si no hubiera efectos gravitacionales (de marea) del Sol y la Luna, o si la Tierra fuera una esfera perfecta con masa uniforme, no habría precesión del eje de la Tierra.
Podemos ver que la precesión del eje terrestre provoca la precesión de los equinoccios de primavera (y otros equinoccios). Los veinticuatro términos solares también tienen precesión, y existe precesión. Esta es la llamada retirada de los términos solares hacia el oeste. El tamaño de la precesión es la tasa de precesión del eje de la Tierra, que es de 50,266 segundos de arco por año. Según este cálculo, cada 71,6 años es 1, y 25.783 años (normalmente unos 26.000 años) es un círculo completo (360).
Para entender el efecto de la precesión, observemos las posiciones de los dos equinoccios y los dos solsticios en la órbita terrestre:
Podemos ver que la Tierra llega al solsticio de invierno. en el hemisferio norte La posición del sol (círculo azul) está a trece días de la posición donde la Tierra alcanza el perihelio (círculo rojo), lo que equivale a unos 13 días al oeste del perihelio. De esto se puede deducir que el solsticio de invierno en el hemisferio norte hace más de 900 años estuvo cerca del perihelio. También se puede predecir que si la tasa de precesión del eje de rotación de la Tierra permanece sin cambios, entonces el solsticio de invierno en el hemisferio norte se acercará al afelio de la Tierra (la posición del círculo verde) en más de 12.000 años. Por supuesto, este día todavía está lejos de nosotros. Imaginemos que nuestra historia registrada como humanos tiene menos de 10.000 años.
La rotación de la Tierra es desigual, por lo que debe describirse mediante un día solar medio. La revolución de la Tierra también es desigual, por lo que debe describirse mediante un día solar medio. De manera similar, el eje de rotación de la Tierra no es fijo. Tiene precesión y ligera nutación (se discutirá más adelante). La precesión del eje terrestre provoca la precesión de los veinticuatro términos solares, incluido el equinoccio de primavera hasta el equinoccio de otoño, y también provoca que el año tropical sea más corto que el año sidéreo. La tierra y el universo entero están siempre cambiando. El cambio es eterno, mientras que el cambio es temporal y relativo. No importa cuándo, dónde o bajo qué circunstancias, debemos reconocer y aceptar los cambios con una actitud positiva, y comprender y adaptarnos a los nuevos cambios lo antes posible.