Задание №178053: Турнир Ломоносова 2007

5. Вокруг чего вращается небо?
Ответ. «Вращение неба» — видимый эффект, обусловленный дви-
жением Земли, на которой находится наблюдатель.
Основной вклад в этот эффект вносит суточное вращение Земли
вокруг своей оси. Соответственно, при наблюдении звёздного неба
кажущимися центрами вращения неба являются точки, расположен-
ные на небе точно над Северным и Южным географическими полюсами
Земли.
На очень близком угловом расстоянии от центра вращения, наблю-
даемого в Северном полушарии, расположена (в современную эпоху)
Полярная звезда, которая по этой причине иногда и указывается как
центр вращения.
Кроме суточного вращения, существует несколько более тонких
эффектов движения Земли, которые вносят соответствующие поправки
при определении положения кажущегося центра вращения неба.
Комментарий. Это типичный пример вопроса, который поставлен
слегка некорректно (может быть), но именно для того, чтобы участники
140

могли подумать и немножко шире взглянуть на вопрос. Вопрос, как вы
теперь можете догадаться, вообще о понимании того, что любое движе-
ние относительно, любая система координат, в которой мы находимся,
является подвижной.
Поэтому, когда говорят, кто относительно кого движется, или кто
относительно чего вращается — нужно понимать, что все мы так или
иначе находимся в движении. В частности, на движущейся планете.
Наверное, по этому вопросу больше и нечего добавить — за одним
исключением. Любой простой вопрос на самом деле не простой, а мно-
гослойный.
Есть эффект движения полюса Земли. То есть ось вращения Земли,
которая условно проводится через нашу планету, непостоянна в её теле.
И Земля вращается таким образом, что тело Земли относительно этой
динамической оси вращения немножечко «пробалтывается». Это так
называемый эффект движения полюса. Эффект, к счастью, малень-
кий. Траектории движение полюсов (имеются ввиду географические
полюса, связанные с осью вращения Земли — не путать с магнитными
полюсами) по поверхности Земли представляет собой примерно неза-
мкнутый эллипс около 30 метров размером.
На бытовом уровне это, конечно, не имеет никакого значения. Но
для современных навигационных систем, а также для всех современ-
ных измерительных систем, которые работают на нашей планете — это
вполне измеряемый известный эффект движения полюса.
Динамические эффекты поведения оси вращения Земли относи-
тельно звёздного неба. Ось вращения Земли непостоянна в про-
странстве, она совершает прецессионные движения по конусу равного
◦
наклона 23 и период этого прецессионного движения составляет около
26 тысяч лет. Поэтому на небе Полюс мира у нас непостоянен. Сей-
час мы живём в такую эпоху, когда Полюс мира расположен примерно
около Полярной звезды, почему собственно эту звезду — β Малой Мед-
ведицы — мы и называем Полярной. На самом деле угловое расстояние
◦
от Полюса мира до Полярной звезды в современную эпоху больше 0,5 .
А в другие эпохи (другие тысячелетия) полярными звёздами были
совсем другие звёзды. Например, 12 тысяч лет назад (и, соответственно,
12 тысяч лет вперёд) это будет звезда Вега — яркая звезда нынеш-
него Северного полушария. В некоторые исторические эпохи «поляр-
ной звезды» вообще не было — Полюс Мира находился в относительно
пустом месте.
И второй, более маленький эффект — это периодические колеба-
ния оси вращения Земли вокруг своего среднего положения, связанные
141

с движением Луны вокруг Земли. Это так называемый эффект нутации.
Амплитуда этих отклонений составляет примерно от 4 до 9 градусов по
разным направлениям отклонения.