נקיפת ציר כדור הארץ

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
איור להמחשת תנועת הנקיפה של ציר הסיבוב

נקיפת כדור הארץ, או פרצסיית כדור הארץ (Earth precession), היא תופעה שבה כיוונו של ציר סיבוב כדור הארץ סביב עצמו משתנה במרחב ביחס לגרמי השמים אחרים. תנועה זו מכונה גם התנועה השלישית של כדור הארץ.

נקיפה מומחשת באמצעות סביבון. כל סביבון משנה בשעת סיבובו סביב צירו גם את הכיוון שאליו נוטה ראשו, ובעשותו זאת הוא מצייר מעין חרוט דמיוני. תנועה זו נקראת פרצסיה, או בעברית נקיפה.

מנגנון דומה גורם לנקיפת ציר כדור הארץ. הנקיפה נגרמת כתוצאה מכוחות המשיכה של השמש והירח, מכך שכדור הארץ אליפטי מעט, ומכך שהוא נוטה על צידו. כדור הארץ מבצע תנועת נקיפה בשיעור של 0.01396 מעלות בשנה, והוא משלים מחזור שלם כל 25,788 שנים בקירוב.

בזמן ההקפה, רק נטיית ציר הסיבוב של כדור הארץ ביחס לאנך למישור המילקה נשארת כמעט קבועה‏[1], 23.4 מעלות בערך. כל שאר הקואורדינטות משתנות. כנראה שכבר במאה השנייה לפני הספירה גילה האסטרונום היווני היפרכוס (Hipparchus) את מחזור הנקיפה, ואף הצליח לחשבו בדיוק כמעט מרבי. מכיוון שהנקיפה גורמת לשינוי מיקום קבוצות הכוכבים ביחס לעונות השנה, אם לפני 4,000 שנה חל יום שוויון האביב כשהשמש בראש קבוצת טלה, הרי שכיום נמצאת השמש ביום שוויון האביב בראש קבוצת דגים, ובשל הנקיפה תהיה השמש בעוד 600 שנה באותו יום בראש קבוצת דלי. כמו כן השתנתה בשל הנקיפה זהות הכוכב הקרוב ביותר לציר כדור הארץ. כיום משמש בתפקיד זה כוכב הצפון, בעוד בעתיד יהיה הכוכב שעליו יורה ציר כדור הארץ הכוכב וגה שבקבוצת נבל, ובעבר שימש בתפקיד כוכב הספנים הכוכב תובאן שבקבוצת דרקון.

בשל הנקיפה אין המזל הקרוי על שם קבוצת הכוכבים העולה ברקיע ביום ההולדת זהה לקבוצת הכוכבים שעולה בפועל באותו היום. למעשה מי שנולד בימינו במזל שור המזל שלו למעשה הוא מזל טלה.

הסבר פיזיקלי[עריכת קוד מקור | עריכה]

Precession torque.jpg
נקיפת ציר כדור הארץ ביחס לקבוצות הכוכבים, בשמי חצי הכדור הצפוני. (הכוכב הבוהק בנקודה העליונה של המעגל הוא כמובן פולאריס - כוכב הצפון.)

נקיפת הציר נגרמת כתוצאה מכך שכדור הארץ אינו כדור מושלם, אלא ספרואיד. מכיוון שכדור הארץ סובב סביב צירו, הקוטר בקו המשווה ארוך יותר בכ 44 קילומטרים מהקוטר שעובר דרך הקטבים. השמש (ובמידה פחותה הירח) מפעילה את כוח המשיכה שלה על כדור הארץ. כוח שאינו שווה בכל חלקי כדור הארץ, ומכאן נגרמת סטיה בצירו של כדור הארץ.

אם כדור הארץ היה כדור מושלם, לא הייתה נקיפה כלל.

לשם ההסבר, נדמה כי כדור הארץ הוא כדור מושלם, שעל קו המשווה שלו מודבקת "סופגנייה" (טורוס). בציור (מומלץ לראות ברזולוציה מלאה) מתוארת הסופגנייה בכחול, והכוחות הכבידתיים הפועלים עלייה בנקודות הקיצון מסומנים בחצים ירוקים. מכיוון שכדור הארץ נוטה על צידו, הנקודות המסומנות לא נמצאות על מישור התנועה של כדור הארץ סביב השמש. מצד שני, כוחות אלה מכוונים אל מרכז השמש, ולכן יש להם בהכרח רכיב הניצב למישור התנועה. רכיבים אלה מפעילים מומנט סיבוב על כדור הארץ (מסומן בכתום), שגורם לציר הסיבוב (סגול) לשנות מעט את כיוונו (צהוב).

בנוסף, קיים מומנט הנגרם מדעיכת שדה הכבידה עם המרחק. קל לראות זאת באיור בנקודה הימנית ביותר ובנקודה השמאלית ביותר. בנקודות אלה החלק הפנימי של הטורוס קרוב יותר לשמש, ולכן נמשך בכוח גדול יותר. הפרש זה יוצר מומנט באותו הכיוון. יש לציין כי מומנט זה היה נותר גם אם הכוחות היו מקבילים.

ניתן לראות כי לאורך כל ההקפה האפקט הוא לאותו כיוון, ולא מתבטל. בנוסף, כיוון המומנט תמיד ניצב לציר סיבוב כדור הארץ ומקביל למישור המילקה, ולכן לא משנה את זווית נטיית הציר מהאנך למישור (כ-23.4°).

ההסבר ניתן לגבי תנועת כדור הארץ סביב השמש, אך הוא תקף לכל גוף המקיף את כדור הארץ במישור הקרוב למישור קו המשווה, ובפרט לירח. שילוב השפעת הירח והשמש נותן את נקיפת ציר כדור הארץ.

בנוסף, כיוון שמיקומם היחסי של הירח והשמש משתנה, נוצרות תנודות קטנות בתדירות הנקיפה ובנטיית הציר. תנודות אלה נקראות נוטציה. הנוטציה מורכבת ממספר תנועות, כשהגדולה בהן היא מסדר גודל של 20 שניות מעלה, ובעלת זמן מחזור של 18.6 שנים.

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]


הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ ישנה השתנות מחזורית אטית בזווית הנטייה הלוך ושוב בין הערכים 24.5 ל-22 מעלות בקירוב, במחזור כ-41,000 שנה