Таким образом, за 23 часа 56 минут 4 секунды Земля делает ровно один оборот вокруг своей оси. А за 24 часа она поворачивается тем же боком к Солнцу с учетом вращения вокруг него. Соответственно, за 24 часа Земля делает чуть больше одного оборота. За один год набегает ровно еще один оборот, то есть Земля за 365 дней делает 366 оборотов вокруг своей оси относительно звездного пространства.
Если быть точным, земной год состоит из 365,2422 солнечных суток. Эти 0,2422 солнечных суток вычитают в течение четырех лет и выдают целым днем в високосном году. Так какое количество звездных суток содержится в одном звездном году? Ответ очень прост – ровно на одни сутки больше, то есть 366,2422 звездных суток.
Астрономы привыкли пользоваться особыми, звездными часами, которые отмеряют сидерическое время: 24 сидерических часа равны 23 часам 56 минутам 4 секундам солнечного времени. Сидерические часы, минуты и секунды немного короче соответствующих им единиц измерения солнечного времени. Использование сидерических часов позволяет астрономам следить за звездами и правильно направлять телескопы. Если бы наблюдатель использовал сидерические часы и по ним в 22 часа выходил наблюдать за Большой Медведицей, то он видел бы Большую Медведицу и другие созвездия всегда в одном и том же положении, и изучение звездного неба было бы намного проще. Но теперь ни астрономам, ни вам больше нет необходимости самим следить за звездными часами. Компьютерные программы-планетарии сделают за вас все вычисления. В современных обсерваториях компьютерные программы проводят вычисления и устанавливают телескопы на заданный участок неба, поэтому сидерические часы как устройство стали не нужны в работе астрономов.
2.5. Движение полюсов мира, изменения климата и как долго Полярная звезда будет полярной
В предыдущих разделах говорилось, что полюсы мира не смещаются на небосводе не только в течение суток, но и при полном обороте Земли вокруг Солнца за год, потому что ось вращения Земли сохраняет свое направление при движении Земли вокруг Солнца в соответствии с законом сохранения момента импульса, который в данном случае для упрощения можно рассматривать как первый закон Ньютона применительно к вращающимся телам. Этот закон является фундаментальным для понимания, что происходит с различными космическими объектами на просторах Вселенной. Космические объекты – это галактики, звезды, планеты, астероиды, кометы и другие объекты, находящиеся в космосе. Поэтому повторим этот важный закон применительно к вращающимся телам: если нет моментов сил, которые изменяют угловую скорость вращения (вектор которой совпадает с осью вращения), то тело продолжает вращаться с постоянной угловой скоростью, вектор которой будет постоянным как по величине, так и по направлению. Отсюда ось вращения Земли не меняет своего направления в пространстве при движении вокруг Солнца.
При более точном рассмотрении на Землю все-таки действуют моменты суммарных гравитационных сил от Солнца и Луны и ось вращения Земли медленно смещается и описывает окружность с максимальным смещением 23,5 градуса. Опять 23,5 градуса! С прохождением по всей окружности за 26 тысяч лет. Это явление движения Северного и Южного полюсов мира по небесной сфере называется прецессией Земли (рис. 2.19).
Под действием ряда факторов, в первую очередь связанных с особенностями орбит Луны и Земли, в процессе медленного прецессионного движения ось вращения Земли испытывает периодические колебания – нутацию, с гармониками, основные из которых имеют периоды 13,7 суток, 27,6 суток, 6 месяцев, 1 год, 18,6 года. По сравнению с тысячелетним прецессионным движением земной оси, нутационные колебания быстрые и имеют очень маленькую амплитуду, как дрожание оси. Гармоника с периодом 18,6 года имеет максимальную амплитуду 0,025 градуса. Остальные нутационные гармоники имеют еще меньшие амплитуды. В результате нутационного движения ось вращения описывает сложные петли в пространстве (рис. 2.20).
