Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...=Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...
DOMŮ   ARCHIV   IBT   IAN 1-50   IAN 50-226   IAN 227-500   RÁDIO   PŘEKVAPENÍ  
STALO SE

inAstroPoradna: pravý a střední rovník

Chtěla bych vás poprosit o vysvětlení pojmu pravdivý a domnělý rovník. Má to souviset s libracemi Měsíce.

Lepší označení jsou asi ,,pravý`` a ,,střední`` rovník (true equator and mean equator). V každém případě se nijak netýkají pozemského zeměpisu, ale jen vyjadřování poloh objektů na nebi. Ty se zpravidla vztahují:

1) k rotační ose Země (či ke směrům, kam míří, tj. k tzv. světovým pólům, výmluvněji asi nebeským zemským pólům, z nichž severní je od konce války až do roku 2260 necelý jeden stupeň od Polárky, v letech 2068 až 2137 to bude dokonce necelého půl stupně)

2) a dále k rovině, v níž obíhá kolem Slunce (k ekliptice), či ke kolmici na ekliptiku (vyjádřené opět např. póly ekliptiky).

Nebeský rovník, nebeské póly

Rotační osa Země se pomalu stáčí, severní nebeský zemský pól opisuje mezi stálicemi přibližně kružnici o poloměru 22 až 24 stupňů (středem kružnice je pól ekliptiky, který leží ,,v krku Draka``), tomu se říká precese. Zasto tisíc let opíše severní pól mezi stálicemi takovou zhruba kružnici asi čtyřikrát. Je to působeno gravitační interakcí Země (která je na rovníku tlustší vlivem své rotace) s Měsícem a Sluncem (a je to obdoba nakláněníosy káči, kterou roztočíme nakloněnou). (,,Mezi stálicemi``: v nerotující soustavě, v níž je střed hmotnosti Země na místě.)

Kromě toho ale je zemská rotační osa vychylována v rytmu tisícinásobně kratším a s odklonem ne dvou desítek stupňů, ale jen čtvrt setiny stupně (tomu se říká nevhodně nutace). To je způsobeno tím, že Měsíc neobíhákolem země v rovině ekliptiky, ale v rovině skloněné k ní o pět stupňů; kolmice k této rovině se stáčí kolem pólu ekliptiky s periodou devatenácti let (to je vlastně taky precese, v tomto případě orbity Měsíce).

Zemská osa je touto tzv. nutací od své střední polohy (dané jen precesí) nakloněná vždy opačně, než je oběžná rovina Měsíce nakloněná od ekliptiky. Lze si to představit tak, že jde o střídavě silnější a slabší precesnínaklánění Země. To je dané tím, že naklápěcí moment síly od Měsíce je střídavě větší nebo menší, podle toho, jak daleko se dostává Měsíc na sever či na jih od rovníku (někdy se pohybuje jen v rozmezí plus mínus 18stupňů, devět let poté až plus mínus 28 stupňů).

S libracemi Měsíce hlavní složka tzv. nutace přímo nesouvisí. Teprve stokrát menší složka nutace má rytmus shodný s libracemi, tj. měsíční -- když je Měsíc nakloněn nějakým pólem dost (šest stupňů) k nám, je téžnejdál od ekliptiky a může na Zemi působit větším momentem síly.

Astronomická terminologie ohledně rovníku a souřadnic je hodně zmatená, používá také adjektivum ,,zdánlivý``, to většinou musím dost zkoumat, co se tím zrovna myslí. Např. ,,zdánlivé polohy`` jsou asi vztažené k pravému rovníku, toho, který spolu s osou Země koná tu tzv. nutaci. Precese a tzv. nutace je pěkně popsaná ve článku Precession of a Gyroscope and Precession of the Earth's Axis -- jen je v něm hrubá chyba v tom, že se domnívá, že nutace ovlivňuje i polohu zemského rotačního pólu na povrchu Země. Neovlivňuje, prostě hýbe celou Zemí vůči hvězdám (tedy, jejím momentem hybnosti v nerotující soustavě, kde je střed Země na místě).

Pozemské póly a rovník

Přesto se rotační pól Země vůči jejímu povrchu hýbe. To znamená, že se mění i naše zeměpisná šířka. Není to o moc, během let kolísá s amplitudou nejvýš dvou desetin vteřiny (což odpovídá celkovému rozmezí tak dvanáctimetrů). Jde o dva rytmy současně, jeden roční (daný sezónními změnami atmosféry a oceánů), druhý s periodou asi 433 dní představuje vlastní malinkou nutaci Země (jako volného, ne zcela tuhého setrvačníku, bez ohledu na Měsíc, Slunce a planety) danou tím, že její rotační osa a směr volné osy (kolem které má maximální moment setrvačnosti) nejsou zcela totožné. Ve skutečnosti by se ztotožnit měly už v průběhu staletí, vlivemtření v oceánech i v nitru Země. To, že totožné nejsou, je záhada, kterou badatelé řeší (možná jsou tyto kmity živeny zemětřeseními, možná nějakými cykly slanosti v oceánech). Vlastní kmity tělesa Země vůči její rotačníose se označují jako ,,Chandler wobble`, viz např. zde nebo zde.

Kromě toho se rotační póly Země posouvají systematicky, snad o dvacet metrů za poslední století. To zmiňuje např. Polar motion - Wikipedia, the free encyclopedia (Během stamiliónů let se mohou posunout libovolně mnoho, v závislosti na tom, kde se nahromadí materiál litosférických desek -- polární zploštění a rovníkové vyboulení se na plastické Zemi podle toho přesouvá, výsledkem je vždy rotace téměř podle volné osy, kolem níž je maximální moment setrvačnosti. Zatímco směr momentu hybnosti Země je v inerciální vztažné soustavě stabilizován Měsícem a Sluncem, ve smyslu že precesní kužel se s miliardami let moc nemění, Země se vůči svému momentu hybnosti může bez omezení naklápět; pravda, velmi pomalu, ale přece asi rychleji, než se vůči sobě posouvají kontinenty.)

Spolu póly se samozřejmě v Chandlerově rytmu posouvá či naklání i rovník na zemském povrchu. Je to ale o méně než deset metrů, čili zlomky úhlových vteřin. Hlavní pozvolné naklánění rovníku Země (spolu se Zemí samou) vůči stálicím je skoro miliónkrát větší (precese), podrobnější průběh tohoto naklánění, zvlnění nazývané nutace, je stokrát větší. Ve skutečnosti by se tomu zvlnění nemělo říkat nutace, ale ,,proměnná složka precese``, a slovo nutace nechat pro pohyb rotační osy pevného tělesa, na nějž žádný moment síly nepůsobí, čili volného setrvačníku. Viz text Revision of the physical backgrounds of Earth's rotation.

Názvosloví ohledně pohybu volného setrvačníku (pohybujícího vesmírem daleko od jiných těles) je totiž zmatené. Někdy se pohybu danému tím, že moment hybnosti není rovnoběžný s volnou osou setrvačníku, říká nutace, jindy regulární precese. Když jsem se teď vrátil k takovýmto základům fyziky, vzpomínaje, že se pohyb volného setrvačníku dá vyjádřit nějak pěkně geometricky, byl jsem z toho až udiven.

To pěkné geometrické vyjádření vymyslel v r. 1834 Louis Poinsot. Spočívá v tom, že pohyb rotační osy vůči tělesu samému se dá popsat tak, že opisuje tzv. pohodiový kužel. Tento kužel se bez prokluzu valí po tzv.herpolhodiovém kuželu, který je nerotující v inerciální soustavě (v inerciální soustavě spojené se středem hmotnosti rotujícího tělesa je tedy nehybný). Ve slavné Horákově učebnici fyziky je to pěkně popsáno, ale je ktomu chybný obrázek, polhodiový kužel na něm má být mnohem širší, herpolhodiový kužel se jej ve skutečnosti dotýká zevnitř. Pohyb rotačního pólu po zemském povrchu je právě takový polhodiový kužel, uprostřed tohoto kužele je momentální volná osa Země (ta, vůči níž je země v pase tlustší), polhodiový kužel se valí po čtyřistakrát užším kuželu herpolhodiovém, jehož osou je moment hybnosti Země, ten, který dělá tu velkou precesi vůči hvězdám. Poměr čtyři sta je dán tím, že se momenty setrvačnosti Země vůči jejím rozhodujícím osám (ose přibližně rotační a libovolné ose k ní kolmé) liší ,,tak nějak o čtyřsetinu`` (vlastně je to až o třísetinu, prý netuhost Země to jakoby zmenšuje, tomu zatím kloudně nerozumím) . Ještě, pro googlování, anglicky se místo adjektiv říká rovnou těm kuželům polhode a herpolhode.

(Puntičkářsky vzato, existuje i pohyb rotační osy Země jako volného setrvačníku vůči stálicím, to je ono její kroužení po herpolhodiovém kuželu. To má ale amplitudu jen desetitisícin vteřiny a je samo zcela neměřitelné, o jeho existenci víme jen z teorie. Připomeňme, že měřeno na povrchu Země odpovídá vteřina 31 metrům, poloměr herpolhodiového kužele tedy stěží přesahuje jeden centimetr.)

Nějaká URL k polhode a herpolhode i Zemi (nejdůkladnější je ta třetí, tam je i Toutatis):

PS. Dotaz se ve skutečnosti týkal Měsíce, což mi nebylo zřejmé, nicméně ponoukl mě k tomu, abych se nad ,,pohyby Země`` důkladněji zamyslel a sepsal to. To i proto, že mám nerad přednewtonovské vyjadřováníjakýchkoliv poloh adjektivy. Zejména pak přívlastky typu ,,zdánlivý`` (anglický ,,apparent`` tak hrozný není, bereme-li jej tak, že vyjadřuje to, co bychom zjistili momentálním pozorováním). Pro vyjádření polohy jezkrátka potřeba vědět, a posluchačům ozřejmit, jakou užíváme vztažnou soustavu, dle potřeby i to, jakou pak v ní soustavu souřadnic. Od Galileových dob by to tak už měli dělat i hvězdáři. Já to v textu dělalpro hladší vyjadřování většinou jen implicitně (,,vůči povrchu Země`` a ,,vůči stálicím`` -- v tomto případě často nezáleží na tom, jestli se v takové soustavě střed hmotnosti Země či barycentrum soustavy Země-Měsícpohybuje nebo ne, podstatné že nerotuje vůči inerciálním soustavám).

Jan Hollan

 IAN.cz
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...
archiv zdroj
RULETA
Taki's 8.5 Magnitude Star Atlas
Ilustrační foto...
Instantní pozorovatelna 87
Ilustrační foto...
Zasypaný Marco Polo
Ilustrační foto...
Žeň objevů 1999 -- díl pátý
Ilustrační foto...
Titan - díl sedmý a poslední (Kryovulkanismus a
Ilustrační foto...
STALO SE
4.12.2012 -
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...

WEBKAMERA
 Upice webcam / widecam
UPICE WEBCAM

Add to Google

 

Pridej na Seznam
 

  © 1997 - 2017 IAN :: RSS - novinky z astronomie a kosmonautiky SiteMap :: www :: ISSN 1212-6691