Astronomie

L'écliptique précesse-t-elle ? La rotation du Soleil précède-t-elle ?

L'écliptique précesse-t-elle ? La rotation du Soleil précède-t-elle ?

Nous savons que la Terre, comme une toupie, précession lentement en tournant. Nous savons que le Soleil tourne, mais est-ce qu'il précesse aussi ? Et les orbites planétaires ? L'orientation de l'écliptique est-elle stable ou son inclinaison changera-t-elle avec le temps ? Si oui, les inclinaisons orbitales des planètes actuellement dans l'écliptique changeraient-elles indépendamment ou à l'unisson ? Nous savons que l'écliptique est inclinée par rapport au plan galactique. Cela aurait-il été une conséquence du moment angulaire "résiduel" lorsque le système solaire s'est formé, ou a-t-il progressivement repris son orientation actuelle ?


Comme vous l'avez mentionné, l'axe de rotation de la Terre subit une lente précession. Cela résulte des couples de marée causés en grande partie par le Soleil et la Lune. Il n'y aurait pas de précession si l'inclinaison axiale par rapport aux vecteurs de moment angulaire orbitaux était nulle ou si la Terre était sphérique.

Le Soleil est presque sphérique, il est aplati à environ 10$^{-6}$, et est presque parfaitement aligné avec l'écliptique, il a un taux de rotation relativement lent, et tous les corps qui pourraient provoquer une précession sont loin du Soleil , et parce que le couple de gradient gravitationnel est une relation cubique inverse. Tous ces facteurs combinés signifient que le taux de précession du Soleil est ridiculement faible. La réponse courte à votre question est donc :

Oui, le Soleil précesse.

Les orbites planétaires sont un peu différentes, je ne sais pas exactement comment énoncer le processus de leur précession sans agiter les mains dans la pièce, donc je ne le tenterai pas. Cependant, je dirai que, comme toutes les choses dans l'univers, je suis sûr que l'écliptique est un système dynamique en soi.

A propos de l'écliptique (ligne pointillée) et du plan galactique (bande tachetée) voir l'image ci-jointe. Si l'écliptique et le plan galactique étaient alignés, les deux s'aligneraient l'un sur l'autre, car les trajectoires du Soleil et des autres planètes seraient à peu près la même.

Il y a encore un moment angulaire résiduel dans le système solaire, c'est ainsi que nous sommes arrivés à notre orientation actuelle parmi les étoiles.


Précession des équinoxes

La précession des équinoxes (parfois simplement appelée précession), est un mouvement de l'équateur céleste, la projection de l'équateur terrestre dans espace, par rapport aux étoiles fixes et à l'écliptique, la trajectoire du Soleil mouvement dans l'espace vu du Terre. Ces deux grands cercles dans l'espace sont inclinés l'un vers l'autre par un angle d'environ 23,5°, appelé l'obliquité. Leur intersection définit le équinoxe. L'équateur se déplace d'est en ouest&mdashin dans la même direction que le mouvement quotidien du Soleil&mdashat a taux d'environ 50.°2 par an.

L'astronome de la cupidité antique Hipparque (ca. 150 B.C.) a découvert la précession lorsqu'il a comparé les positions des étoiles pour son époque avec des observations faites 150 ans plus tôt par Timocharis (début du IIIe siècle B.C.). Hipparque a déterminé que la précession était d'au moins 36" par an et probablement de l'ordre de 45-46", proche de la valeur moderne (bien que la valeur ne soit pas la même dans toutes les parties du ciel).

Bien que la précession ait été découverte dans l'Antiquité, sa cause était inexpliquée jusqu'à ce qu'elle soit formulée au XVIIe siècle. Dans son Principia Mathematica, Sir Issac Newton (1643-1727) a démontré que la précession résulte de la forme non sphérique de la terre. Considérez le mouvement d'un autre objet non sphérique, une toupie. Si la toupie ne tournait pas, mais simplement en équilibre sur son axe, une légère poussée la ferait basculer car l'attraction gravitationnelle d'un côté dépasserait celle de l'autre Figure 1. Le mouvement de précession d'une toupie. Illustration par Hans & Cassidy. Avec l'aimable autorisation du groupe Gale.


Figure 2. Le mouvement de précession de la terre. Illustration par Hans & Cassidy. Avec l'aimable autorisation du groupe Gale. autre. Mais avec la toupie qui tourne, le Obliger généré par la rotation empêche la toupie de tomber, la déplaçant dans une direction perpendiculaire à la ligne d'attraction gravitationnelle. L'axe du sommet précède alors et trace un cône dans l'espace.

La même chose se produit avec la terre. La terre est légèrement aplatie, la distance de son centre à l'équateur étant de 0,3% supérieure à la distance de son centre aux pôles. Les deux Soleil, se déplaçant dans l'écliptique, et le Lune, à qui orbite est incliné de 5° par rapport à l'écliptique, génère des forces gravitationnelles sur le renflement équatorial. Si la Terre ne tournait pas, son équateur finirait par s'aligner près de l'écliptique. Mais à cause de son quotidien rotation, la terre, comme une toupie, précède son axe de rotation trace un cône dans l'espace avec une période de (360° × 60' × 60")/50,2" par an ou 25,800 ans (également appelée année platonicienne). La précession générée par l'attraction gravitationnelle du Soleil et de la Lune est appelée précession luni-solaire et s'élève à environ 50,3" par an, dont les deux tiers sont causés par la Lune.

Mais la motion précessionnelle est en réalité plus compliquée. La terre se déplace sur son orbite, coïncidant avec l'écliptique, mais elle est soumise à l'attraction gravitationnelle des autres planètes appelée précession planétaire. Ces forces gravitationnelles font précéder l'écliptique, et donc l'équinoxe, à un taux de 0,12" par an, beaucoup plus petit que la précession luni-solaire. La précession luni-solaire et planétaire constituent ensemble la précession générale. avion de l'orbite de la Lune ne reste pas stationnaire dans l'espace, elle oscille autour d'une valeur moyenne et tourne avec une période de 18,6 ans. Ces changements entraînent de petites oscillations dans la précession, constituant une nutation astronomique, avec une amplitude de 9,2" et une période de 18,6 ans. L'astronome anglais James Bradley (1693-1762) a annoncé la découverte de la nutation en 1748.

Les observations astronomiques des positions des corps célestes doivent être corrigées pour tenir compte des effets de précession et de nutation. Le déplacement causé par la précession apparaît négligeable au cours d'une vie humaine, mais les mouvements qui en résultent deviennent significatifs au cours de plusieurs siècles. A notre époque le brillant Star Polaris dans le constellation Ursa Minor se trouve à 1° du pôle nord céleste et offre un guide pratique, comme dans la navigation céleste, pour déterminer la direction nord. Mais à l'époque de la deuxième dynastie égyptienne (ca. 2800 B.C.) Polaris était à plus de 26° du pôle, alors que l'étoile Thuban dans la constellation de Draco (actuellement à 25° du pôle), était située à moins de 2' du pôle. Dans l'année UNE.. 13 400 l'étoile très brillante Vega dans la constellation de la Lyre, actuellement à plus de 61 degrés du pôle, sera située à moins de 5 degrés du pôle. A cette époque le saisons dans les deux hémisphères sera inversé. L'hémisphère nord recevra le plus de soleil en décembre et le moins en juin. Décembre, janvier et février deviendront des mois d'été et juin, juillet et août des mois d'hiver, l'inverse sera vrai dans l'hémisphère sud. Décembre, janvier et février, actuellement des mois d'été, deviendront des mois d'hiver.


L'écliptique précesse-t-elle ? La rotation du Soleil précède-t-elle ? - Astronomie

EnchantedLearning.com est un site soutenu par les utilisateurs.
En prime, les membres du site ont accès à une version du site sans bannière publicitaire, avec des pages imprimables.
Cliquez ici pour en savoir plus.
(Déjà membre ? Cliquez ici.)

Vous pourriez aussi aimer:
Taille du Soleil - Zoom AstronomieÉruptions solaires, proéminences et vent solaireMort du Soleil - Zoom AstronomieNaissance du Soleil - Zoom AstronomieTaches solairesPage en vedette du jour : Écrire des parties du discours : feuille de travail imprimable
Table des matières Apprentissage enchanté
Tout sur l'astronomie
Index du site
Notre système solaire Étoiles Glossaire Imprimables, feuilles de travail et activités
Le soleil Les planètes La lune Astéroïdes Ceinture de Kuiper Comètes Météores Astronomes

LE SOLEIL
Introduction au Soleil Structure solaire Taille, masse Fusées éclairantes, , Proéminences Naissance du soleil Éclipses solaires Activités,
Liens web
Rotation solaire Taches solaires La mort du soleil

Rotation solaire
Le Soleil tourne autour d'un axe qui est à peu près perpendiculaire au plan de l'écliptique. L'axe de rotation du Soleil est incliné de 7,25 degrés par rapport à la perpendiculaire à l'écliptique. Il tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre (vu du nord), le même sens que les planètes tournent (et orbitent autour du Soleil).

La période de rotation du Soleil varie avec la latitude du Soleil puisqu'il est composé de gaz. Les régions équatoriales tournent plus vite que les régions polaires. Les régions équatoriales (latitude = 0 degré) tournent en environ 25,6 jours. Les régions à 60 degrés de latitude tournent en environ 30,9 jours. Les régions polaires tournent en environ 36 jours.


Réponses et réponses

Premièrement, ce ne sont pas des questions de devoirs.

J'ai besoin de faire un guide d'étude "rapide" (comme pour enseigner à quelqu'un les bases de l'astronomie) un peu comme une référence de poche

Quelqu'un peut-il y répondre sous la forme "SHORT" ? Aussi simple et précis que possible. ?

Quel effet la rotation de la Terre a-t-elle sur le mouvement des étoiles dans le ciel ?
Comment votre position sur Terre affecte-t-elle ce que vous voyez dans le ciel ?
Définir/expliquer : l'Arctique et les cercles antarctiques, les tropiques du Cancer et le Capricorne
Sachez où se trouve le Soleil (vu de la Terre) aux solstices et aux équinoxes.
Qu'est-ce que la précession ? Comment cela affecte-t-il notre vision du ciel ?
Détailler l'évolution du modèle géocentrique à héliocentrique pour notre système solaire.
Pourquoi les planètes terrestres (rocheuses) sont-elles plus proches du Soleil ?
Être capable d'expliquer la chronologie de la formation planétaire : des planétésimaux aux planètes.
Comment la façon dont les planètes se forment a-t-elle affecté des choses comme la forme des orbites et l'écliptique ?
Comment connaît-on l'âge du système solaire ?


Quelqu'un peut-il s'y attaquer ?

Vous devez commencer par y répondre. Cela ressemble trop au travail scolaire. Donnez-nous simplement votre meilleure réponse à chaque question, et nous pourrons vous faire savoir si c'est la meilleure/la réponse la plus courte.

Quel est le groupe cible de ce guide d'étude?

J'ai quelques 10 minutes de libre, donc je vais répondre à vos questions, mais s'il vous plaît suivez TOUS les liens que j'ai fournis et lisez par vous-même, ou vous n'apprendrez jamais.

Quel effet la rotation de la Terre a-t-elle sur le mouvement des étoiles dans le ciel ?

L'altitude et l'azimut d'une étoile changent au fur et à mesure que la Terre tourne. Si vous regardez une étoile avec un télescope, elle s'éloignera lentement de son mouvement à cause de cela. Les étoiles se déplacent constamment à travers votre méridien et dans ou hors de votre zénith.

Comment votre position sur Terre affecte-t-elle ce que vous voyez dans le ciel ?

Quelques éléments peuvent définir cela, mais essayez de regarder la pollution lumineuse. Pour quelqu'un dans une grande ville, ils ne pourront pas voir ce que quelqu'un au pôle Nord va voir.

Définir/expliquer : l'Arctique et les cercles antarctiques, les tropiques du Cancer et le Capricorne

L'Arctique se compose d'un océan entouré de masses continentales et d'îles. Le centre de l'océan Arctique est couvert de glace toute l'année, et la neige et la glace sont présentes sur terre presque toute l'année.

Le cercle antarctique est l'un des cinq grands cercles (ou parallèles) de latitude qui marquent les cartes de la Terre. En 2000, il se situe à 66° 33′ 39″ de latitude au sud de l'équateur.

Le tropique du Cancer, également appelé tropique nord, est le cercle de latitude sur la Terre qui marque la position la plus au nord à laquelle le Soleil peut apparaître directement au-dessus de son zénith.

Le tropique du Capricorne, ou tropique austral, marque la latitude la plus au sud à laquelle le soleil peut apparaître directement au-dessus de votre tête à midi.

Sachez où se trouve le Soleil (vu de la Terre) aux solstices et aux équinoxes.

Je ne sais pas trop ce que vous demandez ici, mais pas moins : lorsque la Terre se déplace autour du Soleil sur son orbite, la position nord-sud du Soleil change au cours de l'année en raison du changement d'orientation de la rotation inclinée de la Terre. haches. Les dates d'inclinaison maximale de l'équateur terrestre correspondent au solstice d'été et au solstice d'hiver.

Un équinoxe se produit deux fois par an, lorsque l'inclinaison de l'axe de la Terre n'est inclinée ni en s'éloignant ni en direction du Soleil, le centre du Soleil étant dans le même plan que l'équateur de la Terre.

Qu'est-ce que la précession ? Comment cela affecte-t-il notre vision du ciel ?

Les astronomes ont identifié trois mouvements distincts de la Terre qui jouent un rôle important dans leurs calculs et observations. Ces mouvements sont la rotation quotidienne de la Terre autour de son axe, le mouvement annuel de la Terre sur son orbite autour du Soleil et la précession de l'axe de rotation.

Détailler l'évolution du modèle géocentrique à héliocentrique pour notre système solaire.

Il serait sage que vous examiniez d'abord la différence. Essayez ici :

Pourquoi les planètes terrestres (rocheuses) sont-elles plus proches du Soleil ?

Cela est dû au fait que le Soleil a soufflé sa nébuleuse lorsqu'il a commencé la fusion nucléaire. Les planètes extérieures ont capté la plupart de ce gaz, c'est pourquoi elles sont si grosses. Il est même possible qu'ils aient aussi des noyaux solides.

Essayez ici pour plus d'informations : http://lasp.colorado.edu/education/outerplanets/solsys_planets.php" [Broken]

Être capable d'expliquer la chronologie de la formation planétaire : des planétésimaux aux planètes.

Ces 3 liens fantastiques vous donneront la réponse :

Comment la façon dont les planètes se forment a-t-elle affecté des choses comme la forme des orbites et l'écliptique ?


L'écliptique précesse-t-elle ? La rotation du Soleil précède-t-elle ? - Astronomie

L'axe de la terre est l'axe autour duquel la sphère céleste semble tourner. Les prolongements de l'axe de la Terre à travers le pôle nord (NP) et le pôle sud (SP) de la Terre se croisent avec le pôle nord céleste (NCP) et le pôle sud céleste (SCP), respectivement. La projection de l'équateur terrestre sur la sphère céleste définit le équateur céleste (EC). La sphère céleste peut alors être divisée en une grille de la même manière que la Terre est divisée en une grille de latitude et de longitude. Sur la sphère céleste, nous appelons cette "longitude" ascension droite (RA) qui se mesure en unités de temps (heures, minutes, secondes). Il faut environ une heure pour qu'une heure d'ascension droite passe au-dessus. La latitude céleste est appelée déclinaison (décl.) qui se mesure en degrés. Voir la page sur les systèmes de coordonnées.

Au fur et à mesure que l'observateur se déplace vers le nord en latitude, le pôle nord céleste se rapproche du zénith jusqu'à ce qu'ils coïncident lorsque l'observateur est au pôle nord. Au pôle nord, l'équateur céleste se trouve à l'horizon. Au fur et à mesure que l'observateur se déplace vers le sud en latitude, le pôle nord céleste s'éloigne du zénith jusqu'à ce qu'il se trouve à l'horizon lorsque l'observateur est à l'équateur terrestre. A l'équateur terrestre, l'équateur céleste passe par le zénith.

Résumé (voir aussi Fig. 2-9, page 17 du texte) :

  • En Ontario, le NCP est à 34 au-dessus de l'horizon nord (parce que la latitude de l'Ontario est de 34 ° N), le CE est un cercle à 90 34 = 56 ° au-dessus de l'horizon sud et rencontre l'horizon aux points pleins est et ouest. Le SCP est à 34° sous l'horizon sud et n'est pas visible.
  • Au NP, le NCP est au zénith, et le CE est à l'horizon. Le SCP est au nadir.
  • Au SP, le SCP est au zénith et le CE est à l'horizon. Le PCN est au nadir.
  • Sur l'équateur, le NCP est à l'horizon nord, le SCP est à l'horizon sud et le CE est un cercle passant par le zénith et rencontrant l'horizon aux points pleins est et ouest.
  • À Buenos Aires, en Argentine (latitude 35 S), le SCP est à 35 au-dessus de l'horizon sud, le CE est un cercle à 90 35 = 55 au-dessus de l'horizon nord et rencontre l'horizon aux points plein est et plein ouest. Le NCP est à 34° sous l'horizon nord et n'est pas visible.

Mouvements sur la sphère céleste : Les étoiles sont suffisamment éloignées pour que, pour notre propos, nous puissions supposer qu'elles sont fixées à la sphère céleste. Ce n'est pas le cas des objets du système solaire (par exemple le Soleil, la Lune, les planètes, les comètes, les astéroïdes et les engins spatiaux) qui se déplacent (quoique lentement) par rapport à la sphère céleste. Nous allons maintenant aborder le mouvement de ces objets.

Le "Mouvement" du Soleil : Le Soleil a deux principaux mouvements apparents dans le ciel. Le premier est son lever et son coucher diurnes qui ne sont, on le sait, que le reflet de la rotation de la terre. La deuxième motion est un peu plus subtile.

Alors que la Terre tourne autour du Soleil, un processus qui prend un an, nous voyons le Soleil sur fond d'étoiles et de constellations différentes (ou nous le ferions, si le Soleil n'était pas aussi brillant !). Par exemple, en janvier, le Soleil se couche dans le même sens que la constellation du Sagittaire (abréviation : le Soleil est dans la constellation du Sagittaire), tandis qu'en février le mouvement de la Terre autour du Soleil a suffisamment changé les choses pour que le Soleil se trouve dans la constellation du Capricorne. Lorsque l'école commence en septembre, le Soleil est dans la constellation du Lion.

Cette trajectoire apparente que le Soleil balaie dans le ciel au cours d'une année s'appelle l'écliptique. Une bande 9 de chaque côté de l'écliptique s'appelle le zodiaque, et les constellations que le Soleil traverse au cours de l'année s'appellent les constellations zodiacales. Ce sont celles que les astrologues utilisent pour lancer des horoscopes (ou presque : l'écliptique passe par une treizième constellation (Ophiuchus) entre le Scorpion et le Sagittaire que les astrologues ne semblent jamais inclure). Puisqu'il y a 365,25 jours dans une année et que le soleil fait le tour de toute la sphère céleste cette année-là (un angle de 360 ​​°), il va de soi que le soleil se déplace vers l'est d'environ 1 ° par jour.

Une autre façon de penser l'écliptique est qu'elle est l'intersection du plan de l'orbite terrestre autour du Soleil et de la sphère céleste. La plupart des autres planètes (à l'exception de Pluton) se situent à peu près dans le même plan et se trouvent donc toujours près de l'écliptique et dans le zodiaque. De même, la lune est toujours à moins de 5 ° de l'écliptique. La raison pour laquelle tous ces objets sont proches de l'écliptique est que tous les principaux objets du système solaire sont à peu près dans le même plan.

Le "Mouvement" des Planètes : Planète vient du grec qui signifie vagabond. Comme indiqué ci-dessus, toutes les planètes sauf Pluton peuvent toujours être trouvées près de l'écliptique. L'ordre des planètes, à l'extérieur du Soleil, est Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter Saturne, Uranus, Neptune, Pluton. De plus, vous avez peut-être entendu dire que Pluton est actuellement plus proche du Soleil que Neptune, mais ce n'est plus vrai : le mouvement de Pluton le long de son orbite l'a amené au-delà de l'orbite de Neptune en 1999.

Vus de la Terre, Mercure et Vénus ne peuvent jamais s'éloigner très loin du Soleil. C'est parce que leurs orbites sont plus petites que celle de la Terre. Dessinez-le et voyez! Ces deux planètes, appelées planètes inférieures car leurs orbites se situent à l'intérieur de l'orbite terrestre, ne peuvent donc être vues qu'aux alentours du lever et du coucher du soleil, alors qu'elles sont traditionnellement appelées étoiles du matin ou étoiles du soir. Ils n'ont pas besoin d'être tous les deux des "étoiles du matin" en même temps, car leurs orbites ont des périodes différentes.


Les saisons : L'axe de la Terre n'est pas perpendiculaire à l'écliptique, mais est incliné à un angle d'environ 23,5 ° . L'angle est connu sous le nom de obliquité de l'écliptique et est actuellement 23°27'. L'écliptique et l'équateur céleste se coupent en deux points, associés aux constellations zodiacales du Bélier et de la Balance. Le premier point du Bélier est défini comme le point où le Soleil, se déplaçant le long de l'écliptique, traverse l'équateur céleste du sud au nord et constitue la base du système de coordonnées célestes le plus souvent utilisé. Cela se produit au Equinoxe de Printemps (ou alors équinoxe vernal), le 21 mars, lorsque le jour et la nuit sont de durée égale (d'où le nom) et marque le début du printemps dans l'hémisphère nord. Le jour et la nuit sont également de durée égale au équinoxe d'automne, le 21 septembre, lorsque le Soleil traverse l'équateur céleste du nord au sud dans la constellation de la Balance. L'équinoxe d'automne marque le début de l'automne dans l'hémisphère nord. A mi-chemin entre les équinoxes se trouvent les solstices (l'été et l'hiver), qui définissent le début de l'été et de l'hiver.

L'altitude maximale du Soleil dans le ciel, vue de l'hémisphère nord, augmente progressivement à partir de l'équinoxe de printemps jusqu'à ce qu'elle atteigne un maximum le 21 juin - le solstice d'été (lorsque le Soleil semble "s'arrêter" dans le ciel avant de commencer à reculer vers l'équateur céleste). Aux solstices d'été et d'hiver, le Soleil est directement au-dessus à midi aux tropiques du Cancer et du Capricorne, respectivement, ce sont les constellations zodiacales associées aux parties de l'écliptique où se trouve le Soleil à ces moments-là. Le solstice d'été marque le début de l'été de l'hémisphère nord. De même, le Soleil atteint son altitude minimale dans le ciel lorsqu'il est vu depuis l'hémisphère nord le 21 décembre - le solstice d'hiver - qui marque le début de l'hiver de l'hémisphère nord. Notez que tout cela est du point de vue de quelqu'un de l'hémisphère nord : une personne vivant en Australie, par exemple, a toutes ses saisons inversées par rapport à la nôtre.

Climat: L'inclinaison de l'axe terrestre est responsable du climat associé à nos saisons. Regardez la figure 2-15 à la page 22 et la figure 2-16 à la page 23 dans le texte et considérez un observateur dans l'hémisphère nord. En été, de son point de vue, le Soleil se lève tôt, atteint un point très haut dans le ciel, et se couche tard, tandis qu'en hiver le Soleil se lève tard (ou pas du tout), ne dépasse pas très loin l'horizon, et se couche tôt. La quantité de chaleur délivrée à l'hémisphère nord est ainsi bien moindre en hiver qu'en été pour deux raisons :

1) Le soleil passe beaucoup moins de temps au-dessus de l'horizon en hiver qu'en été.

2) L'angle avec lequel les rayons du Soleil frappent la surface est beaucoup moins raide en hiver qu'en été, de sorte que l'énergie entrante est répartie sur une zone beaucoup plus grande (voir Fig. 2-17, page 24 du texte) .

N'oubliez pas que les saisons ne sont PAS dues aux variations de la distance Terre-Soleil ! (Si c'était le cas, comment expliqueriez-vous l'inversion des saisons dans l'hémisphère sud ??) En fait, le Soleil est au périhélie (approche la plus proche du Soleil) vers le 2 janvier, et à l'aphélie (distance la plus éloignée du Soleil) dans la première semaine de juillet. L'orbite de la Terre étant presque circulaire, ces distances ne varient que d'environ 2 %. Il est intéressant de noter que lorsque la Terre est plus proche du Soleil en janvier, elle reçoit environ 4 % d'énergie en plus du Soleil qu'en juillet. En janvier, l'hémisphère avec la plus grande couverture océanique reçoit le rayonnement solaire le plus direct. En juillet, l'hémisphère avec la plus grande couverture terrestre reçoit le rayonnement solaire le plus direct.

Précession (voir Fig. 2-12, page 19 du texte) : Hipparcos (le gars de la magnitude) a également comparé ses observations avec celles faites par une culture plus ancienne, les Babyloniens, et a établi que l'axe de la terre ne pointe pas dans un direction constante mais tourne lentement avec le temps. Ce phénomène est similaire à ce que vous observeriez avec un gyroscope en rotation : l'axe oscille dans un mouvement conique, appelé précession. Parce que la Terre n'est pas une sphère parfaite mais qu'elle est bombée à l'équateur, la gravité de la Lune a tendance à faire vaciller la Terre comme un gyroscope. Comme la terre est très massive, la période pour qu'elle complète une oscillation est très longue : environ 26 000 ans. Cela signifie qu'il y a plusieurs milliers d'années, l'axe de la Terre ne pointait pas vers Polaris et qu'aucune étoile ne marquait le pôle nord céleste.

Climat et périodes glaciaires : Dans le passé, la terre a connu de nombreuses glaciations, lorsque la température moyenne baisse et que des plaques de glace engloutissent une grande partie des deux hémisphères. Le processus semble être périodique, de la manière suivante :


Il y a des périodes glaciaires qui se produisent environ tous les 250 millions d'années. Le dernier a commencé il y a seulement environ 3 à 5 millions d'années. Cependant, ce n'est pas parce que nous sommes dans une ère glaciaire qu'il y a toujours des plaques de glace recouvrant la terre.

Au cours d'une période glaciaire, il y a des périodes de glaciation, se produisant environ tous les 40 000 ans et durant environ 20 000 ans. Entre ces périodes, il y a une période interglaciaire, lorsque les calottes glaciaires fondent. Nous vivons une telle période.

1) La forme changeante de l'orbite terrestre. L'ellipticité de l'orbite terrestre varie avec une période d'environ 93 000 ans.

2) Précession de l'axe de rotation de la Terre, avec une période d'environ 26 000 ans

3) L'inclinaison changeante de l'axe de la terre. L'inclinaison (maintenant 23,5 degrés) varie de 22 à 28 degrés avec une période d'environ 41 000 ans.

4) Passage de la Terre et du Soleil à travers des nuages ​​moléculaires géants situés autour de notre Galaxie, provoquant une atténuation apparente du Soleil. C'est une coïncidence intéressante que la période de révolution de notre Soleil autour du centre galactique soit d'environ 250 millions d'années.


L'écliptique précesse-t-elle ? La rotation du Soleil précède-t-elle ? - Astronomie

Ci-dessus : 31 août 2012 - une proéminence géante éclate, envoyant des particules et une onde de choc qui a voyagé près de la Terre.

Dossier d'information :
Âge : 4,5 milliards d'années

Période de rotation : 25 à 36 jours

Notre Soleil est maintenant (2013) au sommet d'un maximum solaire très timide, comme s'il n'avait pas tout à fait l'énergie pour le faire correctement ! Son immense champ magnétique Nord-Sud est en train de disparaître, puis peu de temps après, il réapparaîtra en polarité inversée et se développera à nouveau. Tout son champ s'inverse tous les 11 ans, aux maxima solaires. Après ce maximum, ses éruptions solaires et taches solaires diminueront et sa chromosphère se rétrécira, à mesure que le champ magnétique solaire nord-sud augmentera et s'accumulera jusqu'à son maximum. Le rythme cardiaque majestueux de notre Soleil a vingt-deux ans. Le précédent maximum solaire avait deux pics, l'un en 2000 et l'autre en 2002.

Sol est le centre cardiaque ardent et palpitant du système solaire, qui est quelque chose de plus que la « naine jaune » brûlée comme le considèrent les astronomes. Tout comme la fibre cardiaque a une contraction périodique intégrée, de même la surface du Soleil contient un champ magnétique auto-inversant, qui se retourne tous les onze ans. C'est quelque chose de très surnaturel ! Le mot 'plasma' fait référence à la fois au fluide de la circulation sanguine et à la matière solaire qui s'écoule avec le vent solaire, baignant la Terre.

À un maximum de taches solaires, le champ magnétique du Soleil s'étend autour de son équateur. Il est dans un état fortement sollicité, de sorte que les taches solaires sont progressivement attirées plus près de l'équateur solaire par ce processus d'étirement. Les tubes de champ magnétique émergent à travers une tache solaire, puis rentrent dans le Soleil par une autre. Ce champ à l'équateur se retourne à chaque tache solaire le minimum. En revanche, le champ magnétique solaire à ses pôles s'inverse à chaque tache solaire maximum. Lentement, nous commençons à ressentir le fonctionnement semblable au cœur de cette formidable magnétosphère solaire.

Les taches solaires ont une symétrie au-dessus et au-dessous de l'équateur solaire, et le flux magnétique sort du Soleil d'une tache solaire et revient à travers une autre, ce que nous pouvons comparer avec le système artériel et veineux du sang. Les taches solaires sont des orifices magnétiques dont la polarité exprime si un filament magnétique sort ou revient dans le Soleil. Ils se déplacent différemment sur la surface solaire, à des vitesses différentes à différentes latitudes, et ce gradient fait que le champ magnétique équatorial s'allonge et s'emmêle. Oui, c'est assez compliqué. Ce champ qui s'étend « attire » les taches solaires plus près de l'équateur, de sorte qu'elles se déplacent vers des latitudes solaires plus basses au fur et à mesure que le cycle progresse. Puis, à la tache solaire le minimum tout ce champ magnétique solaire équatorial se retourne et le cycle des taches solaires recommence. (1)

Au début de 2001, les sites Web de la NASA ont annoncé que le champ magnétique nord-sud du Soleil inversait sa polarité, se renversait, comme il le fait tous les onze ans. Ce rythme constitue le cycle bien connu des 22 ans. Les satellites solaires ont enregistré l'événement tel qu'il s'est produit, ce qui en fait la toute première fois que l'événement a été suivi en temps réel. Il y a quatre étapes dans ce cycle, tout comme il y en a dans un battement de cœur, et passons en revue. Le champ magnétique Nord-Sud émerge de ses pôles, s'étendant au-dessus et au-dessous de l'écliptique. Comme l'équateur solaire n'est incliné que de six degrés par rapport à l'écliptique, ce champ lui est plus ou moins perpendiculaire. Ça grandit le plus fort comme les taches solaires sont à leur le minimum (les taches solaires sont alors petites, et il n'y en a que quelques-unes autour de l'équateur solaire) puis s'affaiblit à mesure que le maximum des taches solaires approche - quand, de façon spectaculaire, il se retourne, entre le nord et le sud, puis recommence à augmenter avec la polarité inversée. Puis comme nous l'avons vu, autour de l'équateur solaire, le champ magnétique s'étire et s'accentue au niveau des taches solaires. maximum, avec des brins s'enfilant dans et hors des taches solaires. Les astronomes parlent d'une « dynamo » solaire comme ayant un « champ magnétique à inversion automatique » et c'est quelque chose de surnaturel - aucun champ magnétique ne s'inverse ici sur Terre.

Nous sommes habitués à penser au cycle des taches solaires de 11 ans, mais essayons plutôt de visualiser deux cycles de 22 ans, en déphasage aux pôles et à l'équateur. Ainsi, le rythme cardiaque solaire complet est un processus en quatre étapes, qui pourrait nous rappeler le rythme cardiaque humain. Entre les artères et les veines, cela passe par son processus systole-diastole en quatre étapes. Ainsi, l'image moderne émergente confirme la vision du Soleil de Galilée, selon laquelle :

". C'est un peu comme le cœur d'un animal, dans lequel
il y a une régénération continuelle des esprits vitaux,
qui soutiennent et donnent vie à tous ses membres." (2)

Le vent solaire sort du Soleil en spirale et se divise normalement en quatre secteurs, de polarité magnétique alternée. Mais, ceux-ci se fragmentent en un plus grand nombre de flux, environ huit, pendant un maximum de taches solaires. Ainsi, dans l'écliptique, il y a normalement une quadruple « structure en secteurs tournants » du plasma solaire. La spirale est causée par la rotation du Soleil. Le vent solaire circule le long d'un secteur vers les planètes, puis revient dans le Soleil via un autre. Cela indique-t-il que le Soleil a une structure interne différenciée par secteurs, et, si oui, serait-elle comparable aux quatre ventricules du cœur ?

Nous expérimentons la période de rotation moyenne du plasma solaire (3) comme 27,3 jours, plus ou moins. C'est la période de rotation moyenne des taches solaires telles que nous les voyons - et il se trouve également que c'est la période de l'orbite lunaire. S'il y a quatre secteurs de plasma, alors cela donne un changement de secteurs baignant la Terre, une fois par semaine. Ainsi la Terre obtient une quadruple expérience du Soleil par mois lunaire sidéral ! La polarité s'inverse, chaque semaine. Il y a beaucoup d'effets biologiques et climatologiques qui résultent de ce changement de vent solaire.

La couronne solaire est bien plus chaude que la surface du Soleil, ce qui a plutôt intrigué les astronomes, atteignant plusieurs millions de degrés de température. Des images aux rayons X de cette couronne solaire sont obtenues à partir de satellites. La couronne qui s'écoule loin du Soleil est visible lors d'une éclipse solaire. Les taches solaires en revanche sont plus froides que leur environnement, ce qui les rend plus sombres. Les études modernes ont parcouru un long chemin vers une image plus biologique de notre Soleil. Même Eudoxos, qui a écrit :

". Volontièrement je brûlerais à mort comme Phaéton, fût-ce le prix à payer pour atteindre le Soleil et apprendre sa forme, sa taille et sa substance."

Une éclipse solaire se produit, lorsque la Lune vient exactement devant le Soleil. Nous pouvons vivre cela comme un miracle primordial de Mère Nature, alors que Luna éclipse la lumière du Soleil. En 2005, une éclipse "annulaire" s'est produite, ce qui signifie que la Lune était alors proche de son apogée (plus loin) et n'a donc pas pu couvrir tout le Soleil, laissant un anneau. Le "chemin de la totalité" de cette éclipse s'est déplacé à travers l'Espagne, où ces photos ont été prises. On peut voir des éruptions solaires tout autour de son bord.

Cliquez sur ce lien pour voir la série complète de ces images d'éclipse solaire annulaire (avec l'aimable autorisation de Ben Cavenn) prises le 3 octobre 2005, en Espagne.'


A midi, le soleil projette une ombre. From some high building, say a church steeple, one plots the shadow of its tip on the ground, and that shadow at noon slowly weaves out a figure of eight, during one year. Astronomers used to call this the ‘Equation of Time’ because it indicates a difference between mean and apparent time. Set an astrology chart to noon, and see how far away the Sun is from the MC: up to 18 minutes away, this will vary through the course of a year and is in essence the 'Equation of Time.' For the first time ever, astronomer-photographer Tunc Tezel has recorded this not as a shadow, but as the sun’s position in the sky at noon. He is here viewing it from the shores of the Caspian Sea, during a year 2011-12, using a wide-angle lens so we can see the horizon. Many thanks to Tunc for permission to use this image. For more info click on the photo above to go to Tunc's page.

( 1) - See it on Video:
www.slingshotent.com/index_flash.htm
Solar Max : 'Every 11 years the sun's poles reverse with unimaginable violence. experience the sun's severe force and beauty'

(3) - Frazier, 1982, p151:
The solar wind is 'divided into roughly four sectors.'


Does the Milky Way move like a spinning top?

Graphic representation of the precessing warp of the Milky Way disc. Credit: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC).

An investigation carried out by the astrophysicists of the Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) Žofia Chrobáková, a doctoral student at the IAC and the University of La Laguna (ULL), and Martín López Corredoira, questions one of the most interesting findings about the dynamics of the Milky Way in recent years: the precession, or the wobble in the axis of rotation of the disc warp is incorrect. The results have just been published in Le Journal d'Astrophysique.

The Milky Way is a spiral galaxy, which means that it is composed, among other components, of a disc of stars, gas and dust, in which the spiral arms are contained. At first, it was thought that the disc was completely flat, but for some decades now it is known that the outermost part of the disc is distorted into what is called a "warp": in one direction it is twisted upwards, and in the opposite direction downwards. The stars, the gas, and the dust are all warped, and so are not in the same plane as the extended inner part of the disc, and an axis perpendicular to the planes of the warp defines their rotation.

In 2020, an investigation announced the detection of the precession of the warp of the Milky Way disc, which means that the deformation in this outer region is not static, but that just like a spinning top the orientation of its axis is itself rotating with time. Furthermore, these researchers found that it was quicker than the theories predicted, a cycle every 600-700 million years, some three times the time it takes the Sun to travel once round the centre of the Galaxy.

Credit: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC)

Precession is not a phenomenon which occurs only in galaxies, it also happens to our planet. As well as its annual revolution around the Sun, and its rotation period of 24 hours, the axis of the Earth precesses, which implies that the celestial pole is not always close to the present pole star, but that (as an example) 14,000 years ago it was close to the star Vega.

Now, a new study by Žofia Chrobáková and Martín López Corredoira has taken into account the variation of the amplitude of the warp with the ages of the stars. The study concludes that, using the warp of the old stars whose velocities have been measured, it is possible that the precession can disappear, or at least become slower than what is presently believed. To arrive at this result the researchers have used data from the Gaia Mission of the European Space Agency (ESA), analysing the positions and velocities of hundreds of millions of stars in the outer disc.

"In previous studies it had not been noticed," explains Žofia Chrobáková, a predoctoral researcher at the IAC and the first author of the article, "that the stars which are a few tens of millions of years old, such as the Cepheids, have a much larger warp than that of the stars visible with the Gaia mission, which are thousands of millions of years old."

"This does not necessarily mean that the warp does not precess at all, it could do so, but much more slowly, and we are probably unable to measure this motion until we obtain better data," concludes Martín López Corredoira, and IAC researcher and co-author of the article.


Obtenez une réponse directe


Qu'est-ce qu'une orbite « Soleil synchrone » ?
(b) Pourquoi les satellites sont-ils lancés près de l'équateur ?

(1) Pourquoi ses particules ne se séparent-elles pas en poids ?
(2) Qu'est-ce qui accélère le vent solaire ?

Si vous avez une question pertinente, vous pouvez l'envoyer à
observation des étoiles [symbole "at"] phy6.org
Avant de le faire, cependant, veuillez lire les instructions

125. Re-entry from Space

I am taking an Introduction to Astronomy course and the question of manned space flight came up as we studied atmosphere. Supposedly, upon re-entering the Earth's atmosphere, the re-entry vehicle, say the Command Module from a Saturn V rocket, had to do so within the arc of a precise angle or else it would bounce off of the atmosphere helplessly into space.

The instructor for this class, a Ph.D. in Physics, seems to think that the Van Allen Belt is the reason for this need for precision, but I believe it has something to with the ionosphere. . He also told the class that upon launching, all rockets must tend toward the path of least resistance in the Van Allen Belts, which he surmised is near the poles, where, as he put it, "the hole in the donut" is. This to me sounds fishy. As you suggest, plenty of missions, both manned and unmanned have passed through the Van Allen Belts unscathed (or at least at this writing I presume they have.)

But I ask you, and I beg you for a reply, what is it exactly that causes so much trouble to reentering manned space vehicles to earth? And what part of the atmosphere is it that they must hit at precisely the correct angle in order to avoid bouncing off of it and deflecting back into space?

I hope you will answer this so that I can at least set my mind and that of the class and the Instructor to rest.

Réponse

The main factor dictating the mode of reentry is the need to dissipate a large amount of kinetic energy, without burning up in the process. Orbital velocity is about 8 km/sec, whereas a typical rifle bullet has about 1 km/sec, so mass for mass, a reentering space vehicle has 64 times more kinetic energy. Dissipating it safely is not easy.

It is done mostly by forming a shock wave in the rarefied high atmosphere, which heats the air passing through it, heating which extracts energy from the motion. Hot air still hits the vehicle, also the shock wave glows and radiates infra red and visible light, and these heat the vehicle, all reasons why a heat shield is needed--e.g. the tiles on the underside of the shuttle, which faces forward during reentry.

In order not to overload the heat shield, the descent angle is shallow, so that the shock forms where the atmosphere is not too dense. As the shuttle slows down, it needs (I guess) some lift to keep its trajectory from getting too steep if the lift were somehow to get too big, it could in principle bounce the shuttle back into space, which would be bad, since it then comes down again far from the planned area, and probably at a bad angle.

Going through the "hole in the doughnut" is hardly ever done (if at all), because the result is an orbit steeply inclined to the equator and the ecliptic. Most orbits we want are close to those planes. Once you launch into a steeply inclined orbit, it costs far too much to change the inclination. The way manned missions pass the inner radiation belt (that's the intense one) is go through it quickly, it may take just 15-20 minutes to cross.

The international space station is well below the radiation belt. However, because Russia has no launch station close to the equator (as we do), in order to allow Russian resupply ships to reach it, the station's orbit has a fairly steep inclination to the equator, about 57 degrees. That brings it closer to the magnetic poles as you have suggested, but actually increases the risk, because it now skirts the auroral zone, and electrons of the polar aurora can create x-rays when hitting the station. Also, at high latitudes the protection by the Earth's magnetic field, against (rare) solar outbursts, is much reduced. By the way, space launches from near the equator are preferable, because spacecraft then get some (small) help from the rotation of the Earth. Voir
http://www.phy6.org/stargaze/StarFAQ3.htm#q62 .

126. Balancing a Bicycle

Subject: QUESTION FOR DR. STERN - HOW A BICYCLES WHEEL KEEP IT UPRIGHT

Please explain how the spinning wheels of a bicycle help the rider keep the bike upright? My daughter (13 yrs old) and I have tried to research this but seem not to be able explain the complete relationship between centripetal force, angular velocity of the wheel and precession. Thanks in advance of your help.

Réponse

Your question was addressed in
http://www.phy6.org/stargaze/Snewton3.htm

I copy that section below, but please note this is jus one factor in bicycle stability:
===============================================
The Bicycle

A more subtle example is afforded by the bicycle . It is well known that balancing a bicycle standing still is almost impossible, while on a rolling bike it is quite easy. Pourquoi?

Different principles are at work in each case. Suppose you sit on a bike that stands still, and find it is leaning to the left. Que fais-tu? The natural tendency is to lean to the right , to counterbalance the lean with your weight. But in moving the top of your body to the right, by Newton's 3rd law you are actually pushing the bike to lean more to the left. Maybe you should lean to the left and push the bike back? It might work for a fraction of a second, but now you are really out of balance. No way!

On a rolling bike, balance is kept by a completely different mechanism. By slightly turning the handlebars right or left, you impart some of the rotation of the front wheel ("angular momentum") to rotate the bike around its long axis, the direction in which it rolls. That way the rider can counteract any tendency of the bike to topple to one side or the other, without getting into the vicious circle of action and reaction.
===============================================

You may note that when the bike is rolling slowly, you have to turn the handlebars by quite large angles to keep balance, but when its speed it up, little twists are sufficient. That is because at slow speed, the front wheel has less angular momentum. However, some turning is always essential. About 50 years ago I owned a British "Raleigh" bicycle which had a lock built into its handlebar pivot. When it was locked, the bike would still roll, but only absolutely straight ahead. Neither I nor any of my friends managed to ride it and keep it balanced when the handlebars were locked.

The design of the front wheel "fork" is quite interesting, turning forward like the letter j. This is an "inverse caster" which makes the ride less stable--but allows a skilled rider nimble moves. If you ever look at a motorcycle, or at the bikes used in a circus on the high wire, they lack this "letter j" feature, the wheel axis is always in line with the handlebar shaft. That helps stability but reduces agility.

127. Is Absolute Zero reached on the Moon?

Réponse

Probably not, though it does get mighty cold on the Moon during lunar night.

It has to be the night, because during the day it is hard to avoid the Sun's heat. Suppose you build a dome and place your equipment under it, in the shade. The Sun will heat the dome, and the dome will warm up, but after a while it will reach equilibrium (like any object in sunlight)--as much heat is radiated out as infra-red as is received from the Sun as regular sunlight.

Where is it radiated to? I would guess, about half goes up, half goes down. Thus the shade won't be cool: if the equipment under it cannot get rid of heat, it will gradually become as hot as the roof. Similarly, it can get pretty hot in a closed car standing in the sunlight--even in a closed van, without windows for light to enter!

Nights are cold, very cold, but 14 days are not enough to reach absolute zero. Some heat still comes in from earthlight, and I suspect the Moon contains enough radioactive elements to generate a little heat of its own, the way the solid Earth does. Also, some heat is always left over from the lunar day.

128. Why isn't Longitude measured from 0° to 360°?

Réponse

129. "Constellation" or "Asterism"?

Réponse

I don't know, but let me guess. I think astronomers are to blame. When star charts were first made, all stars had to be assigned in some way, so astronomers divided the sky into areas, and naturally, they chose the areas to correspond to constellation. If you look at a star atlas, you will see the sky divided into rectangles and pie shapes, a bit like the map of the states in the western USA. This lets an astronomer state that a nova, or a comet, appeared in (say) Aries, or assign some distant galaxy to the constellation. That too is why, for instance, Section 10 on "Kepler and his Laws" mentions "Tycho's nova in Cassiopeia."

Astronomers therefore use the word "constellation" to refer to an area in the sky. A new term was now needed for those conspicuous formations involving a few bright stars, and that was"asterism."

I did not use "asterism" on my web site, though. Most users are not astronomers, and might not even have known Cassiopeia before reading about it. So I stick to common English usage and talk about the "constellation Cassiopeia." In general, given choice of a technical term and plain language, I stick to plain language, which is more user friendly. Amateurs with telescopes and star charts will know what I mean even if I'm not completely technical.

Look over the site. There's a lot more there, about 100 files.

130. "Position of the Stars when I was Born"

Today is my birthday, and I heard that if I got up early and looked outside, that I would see the stars in the position of when I was born, I'm 48 today. Would you please send me a picture of these positions. I live in northwest suburbs of Chicago. I need an explanation too?

Réponse

I have no star charts available--that is not something I work with. You should really go back to whoever told you what you wrote. Keep in mind two things, however:

(1)     The positions of "proper" stars do not change. Any motion they have relative to us appears so slow (because of the distance) that the eye does not notice. The constellations we see are essentially the same as the ones observed by ancient Greeks. Over the year, the times they rise and set wander over 24 hours, and on your birthday they indeed occupy the same positions (more or less) as they did at the SAME TIME on the day you were born. On any birthday.

(2)     The planets move all the time (and it's the planets which astrologers track). However, none of their motion is commensurate with the motion of the Earth--that is, with the length of the year. After exactly 48 Earth-years, they will not occupy the same positions in the sky.

Oh to be 48 again! (I'm 72). Toutes nos félicitations!

131. Rotation of the Earth's Core

Réponse

We now know that the Earth has a core of about half its radius, made mostly of iron -- molten iron, though in its middle is a smaller solid "inner core." (We know all that by studying the distribution of earthquake waves, reaching us from earthquakes on the opposite side of the Earth. On their way they pass near or through the core, and studying their arrival tells about what they passed through).

So, does the core rotate at the same rate as the outer part of the Earth-one turn per day-- or not?

The two MUST rotate together. If there is an inner ball and an outer ball, somewhere there must be a boundary between the two, at which they touch each other.

(In fact, they do not just touch, but press very hard. Any point on the boundary has above it the weight of 2000 miles or rock, pressing down!)

If they do not rotate together, one must slide past the other, and they will rub together. There will be friction.

The faster one will try to get the slower one to speed up.
The slower one will get the faster one to slow down.
And this goes on until they move together.

Are you with me, third grade?

132. How hot is the Sun?

My name is Brendan. I really like to learn about things like space and geography. When I talk about the temperature of the sun, people always ask me, How do you know? So, how do you know the temperature of the sun?

Réponse

You ask a very good question. First of all, it shows you think like a scientist. Most people--students in schools, too, even teachers--ask " what is the answer? " How many years is the age of the universe? How far from Earth is the Moon? What is the highest mountain on Earth? Answers like that can be read in books, but once you have them, you really haven't added to your understanding. The meaningful question is usually " How do we know "?

The temperature of the Sun can be inferred from its color . All hot objects emit light, or radiations similar to light, and the hotter they are, the further their light is to the blue end of the rainbow sequence. A hot pot radiates in infra-red (your eye cannot see it, but your hand can sense it if held close). A red-hot piece of iron glows dark-red , a lightbulb glows yellow (and in a flashlight with a weak battery, orange --the wire in it is not as hot). The very hot star Sirius (brightest non-planet in the sky) emits light near the blue , but since it emits other colors too, to the eye it is bright white.

The Sun is sort of yellow. Not just that: spectrographs can measure how much light is emitted in each color, and verify that its colors are distributed as you would expect in a hot object. (Light from a rarefied gas would be different, it gets its color not from heat but from the properties of the atoms that emit is the colors of neon lights for instance--also fluorescent lamps). More than that, the distribution tells what the temperature is. I believe it is 5780 degrees above absolute zero, give or take 10 degrees.

Now about the height of the tallest mountain. voir
http://www.phy6.org/stargaze/Strig1.htm
and the distance of the Moon:
http://www.phy6.org/stargaze/Shipprc2.htm

133. How much weaker is gravity higher up?

I'm from Mexico, and I'm studying mechanical engineering. I was reading the FAQs and I didn't find an answer suitable for my problem. I seek everywhere I can, and haven't found an equation describing gravity for my needs. I've found one that describes gravity depending on the latitude, but I need one depending on altitude. I know gravity has an accepted value of 9.81 m/s 2 at sea level, but as I get higher and higher in the atmosphere or as I take my car and reach my city 2000 meter above sea level, which is the gravity there?

Réponse

If the Earth were an exact sphere, with density everywhere varying the same way with depth (a good approximation), gravity would only depend on the distance r from the Earth's center, and would decrease with distance like 1/r 2 . That was first proposed by Newton (the story and calculation are in section #20 of "stargazers") and has been confirmed with great accuracy since then. The equatorial bulge of the Earth and variations of valleys and mountains modify this only slightly (and the effects of rotating with the Earth need always be added, too) see section 24a).

Rising 2 kilometers means about 1/3000 of the Earth's radius r, so gravity at that altitude is weaker by about 1/1500. You will need an accurate instrument to observe the difference. A good pendulum clock should vary by about 1 minute/day from one at sea level at the same altitude (unless the attraction of the mountains reduces the difference, about which I am not sure.)

134. Eclipse of Venus?

Just visited a web site and a mail address of yours appeared. My question: There appears to be a partial eclipse of Venus when you use the backyard telescope. Is this a normal event, or is it connected to the transit-of-Venus expected in June?

Réponse

No, no no! There cannot be an eclipse of Venus, because no dark object is close enough to block its light, or shade it from the Sun. What you are seeing are the phases of Venus, similar to those of the Moon. Like the Moon, Venus shines in reflected sunlight, but unlike the Moon, we never see all of its sunlit face (it would have to be exactly on the opposite side of the Sun). Usually we see part of the sunlit side--often just a thin crescent--and part of the dark one. What you saw through your telescope was also seen by Galileo (1609 or so) with the first-ever astronomical telescopes, and once he understood it, he realized Venus must be a planet orbiting the Sun, strong evidence that Copernicus was right.

The transit of Venus occurs when the planet comes between us and the Sun, when it appears to be a dark spot crawling across the Sun's disk. At that time, in a little over two months, Venus will present to us only its dark side. As it is now approaching that position, the side we now see is mostly dark and it appears as a crescent.

135. The Big Bang

There are several aspects of the Big Bang theory that puzzle me greatly, none more than the consequences of expansion.

As explained by current theory, we are not at the centre of the expansion. Since the whole universe is expanding, we would not remain at the origin. Therefore the universe should appear asymmetrical to us. i.e. there should be more of it in one direction than the other. As matter in the universe is emitting light, one side of the view from Earth should appear brighter than the other, all else being equal.

If we are not at the centre of the universe then as we look further into space and hence back in time, when the universe was smaller, one part of the sky should appear older than all the rest. The further we look and the further back in time we go that area should be smaller still. If we could see right back to the big bang it would be the oldest point in the sky.

Finally the universe is not expanding at the speed of light so the light emitted from the early universe should have simply rushed past us long ago and become undetectable. How do we see it now?

Réponse

Cosmology is not my field, so I limit myself to just a few observations. Your view of the expanding universe has a basic problem, being rooted in concepts of the era before Einstein. Namely, you view as space being infinite and eternal , and regard the universe as a collection of matter and energy expanding in this space, starting from some initial instant which was the big bang, and from some initial location.

Current thinking is different. The matter and energy of the universe are filling all the space available to them, and have always done so. That space, however, is itself expanding. The big bang is not an explosion in space, like that of a bomb, but an expansion of space itself.

A common analogy is the surface of an expanding rubber balloon. The rubber is filling all the area available to it, but that area is itself growing, and as it grows, the thickness (in our case, the density of matter in the universe) is gradually decreasing. The way 3-dimensional space is expanding can be described mathematically, but it is not otherwise intuitively graspable, except by that analogy--or perhaps (not sure how well that works) as expansion inside a higher dimensionality.

Look at it another way. If the universe started 13.5 billion years ago (a good guess), as we look into space, no place we see is more distant that 13.5 billion light years. The volume available is thus limited, though any point sees the same expansion, just as on the balloon.

Ball lightning

Could you please explain to me exactly what ball lightning is and whether it has been reproduced in any experiment?

Réponse

No one knows what ball lightning is. There exist many eyewitness accounts, and most seem to associate ball lightning with thunderstorms, but the phenomenon is so transitory that no one ever managed to make useful measurements. (Except once, perhaps. I vaguely recall reading somewhere that on one occasion the thing fell into a bucket of water and burst there, and by estimating the temperature of the water-and how much of it boiled away, I guess-an estimate of the energy was made)

No lab phenomenon has come close. "Plasmoids" made of plasma generally need low pressure and last only a tiny fraction of a second. --------------------


Answers and Replies

Originally posted by Glenn
Salut,

What is the orientation of the ecliptic plane of our solar system in relation to the plane of the galaxy?

One source I found said they were aligned to within 5.5 degrees. http://www.earthsky.com/2000/es000304.html [Broken]

Another source I found stated that the orbital planes were 63 degrees apart. http://www.essex1.com/people/stauffer/MLS/solarsys.html [Broken]

Does anyone know for sure?

Also, are all of the orbital parameters of our solar system around the galactic core known?

The nearest bright star to the North Galactic Pole is Arcturus, in the constellation Bootes. I haven't made a measurement, but this is far more than 5.5 degrees sounds like the 63 degrees is about right.

"North galactic pole is a part of Coma Berenices
has galactic latitude 90 degrees
is opposite of south galactic pole
has acronym NGP
has definition A point in the constellation Coma Berenices where we look perpendicular to and above the Galactic Plane. The nearest bright star to the North Galactic Pole is Arcturus, in the neighboring constellation Bootes."

I don't know who these guys are, but I don't think either of those statements is correct.

An all-sky summary of the IRAS (infrared astronomy satellite) observations:
http://coolcosmos.ipac.caltech.edu/image_galleries/IRAS/allsky.html
This is an Aitoff projection, in galactic coordinates. See the blue band running across the middle, at an angle of

60 o ? That's the ecliptic plane, blue because the fine particles which lie in the ecliptic plane (and give us the zodiacal light) are hot compared with the dust etc which gives rise to the galactic emission.

Do we know the inclination? Is there an inclination or does our solar system maintain a fixed distance above the mid-plane of the galactic disk?

Basically I am asking if the solar system actually "orbits" the center of the galaxy?

not that kind of orbit!

Originally posted by Glenn
Do we know the inclination? Is there an inclination or does our solar system maintain a fixed distance above the mid-plane of the galactic disk?

Basically I am asking if the solar system actually "orbits" the center of the galaxy?

AFAIK, the motion isn't a simple ellipse.

For example, there is a 'vertical' oscillation, about the mid-plane of the disk. I don't remember what the period of this oscillation is, but it's unlikely to be a simple fraction of the rotation period. The amplitude is modest, only a few tens of parsecs, IIRC.

Then there are encounters with giant molecular clouds, which don't necessarily orbit the centre of the galaxy in the same way the Sun does.

Lately nearby galaxies in the process of being canabalised by the Milky Way have been discovered (Saggitarius, Carina) the extent to which they affect the orbit of the Sun is, as yet, unknown.

Originally posted by Nereid
AFAIK, the motion isn't a simple ellipse.

For example, there is a 'vertical' oscillation, about the mid-plane of the disk. I don't remember what the period of this oscillation is, but it's unlikely to be a simple fraction of the rotation period. The amplitude is modest, only a few tens of parsecs, IIRC.

Then there are encounters with giant molecular clouds, which don't necessarily orbit the centre of the galaxy in the same way the Sun does.

Lately nearby galaxies in the process of being canabalised by the Milky Way have been discovered (Saggitarius, Carina) the extent to which they affect the orbit of the Sun is, as yet, unknown.

There are a bunch of interactions (pertubations) as you say, but most sites quote a 225 to 250 million year "orbit" for our solar system around the galaxy. That's a long time, but still very short on the time scale of galactic collisions.


Does the ecliptic precess? Does the Sun's rotation precess? - Astronomie

What is the difference between a solar system and a galaxy?

How is an astronomical unit (AU) defined? Give an example of a situation in which this unit of measure would be convenient to use.

What is the advantage to the astronomer of using the light-year as a unit of distance?

What is the celestial equator? How is it related to the Earth’s equator? How are the north and south celestial poles related to the Earth’s axis of rotation?

Where on Earth do you have to be in order to see the north celestial pole at the zenith? What is the maximum possible elevation of the Sun above the horizon at that location? On what date can this maximum elevation be observed?

What are the vernal and autumnal equinoxes? What are the summer and winter solstices? How are these four points related to the ecliptic and the celestial equator?

Where on Earth do you have to be in order to see the Sun at the zenith? Will it be at the zenith every day? Expliquer.

Explain why the Moon exhibits phases. Are they caused by the Earth’s shadow?

Suppose it is the first day of autumn in the northern hemisphere. What is the phase of the Moon if the Moon is located at (a) the vernal equinox, (b) the summer solstice, (c) the autumnal equinox, (d) the winter solstice? Explain your answers.

What are Kepler's three laws? Pourquoi sont-ils importants ?

What observations did Galileo make that reinforced the heliocentric model? Why did these observations contradict the older model of Ptolemy? Why could these observations not have been made before Galileo’s time?

What are Newton's three laws? Give an everyday example of each law.

What is the difference between weight and mass?

Using Wien's law and the Stefan-Boltzmann law, explain the color and intensity changes that are observed as the temperature of a hot, glowing object increases.

What is the Doppler effect, and why is it important to astronomers?

Do most professional astronomers actually look through their telescopes? Pourquoi ou pourquoi pas?

Why can radio astronomers make observations at any time during the day, whereas optical astronomers are mostly limited to observing at night?

In what ways does Pluto not fit the usual classification of either terrestrial or Jovian planets?

If hydrogen and helium account for 98% of the mass of all the atoms in the universe, why aren’t the Earth and Moon composed primarily of these two gasses?

Explain how our current understanding of the formation of the solar system can account for the following characteristics of the solar system: (a) All planetary orbits lie in nearly the same plane. (b) All planetary orbits are nearly circular. (c) The planets orbit the Sun in the same direction in which the Sun itself rotates.

What is the radial velocity method used to detect planets orbiting other stars? Why is it difficult to use this method to detect planets like Earth?

What are the different types of seismic waves? Why are seismic waves useful for probing the Earth’s interior?

The deepest wells and mines go down only a few kilometers. What, then, is the evidence that iron is abundant in the Earth’s core? That the Earth’s outer core is molten but the inner core is solid?

Describe the process of plate tectonics. Give specific examples of geographic features created by plate tectonics.

Why do most scientists favor the collisional ejection theory for the Moon's formation?

If you view the Moon through a telescope, you will find that details of its craters and mountains are more visible when the Moon is near first quarter phase or third quarter phase than when it is at full phase. Expliquer pourquoi.

Why is it best to view Mars near opposition? Why are some oppositions better than others?

Why do astronomers think that Mercury has a very large iron core?

What is a runaway greenhouse effect? What is a runaway icehouse effect?

Why is Mars red? Why is the Martian sky the color of butterscotch?

Explain why Saturn is more oblate than Jupiter, even though Saturn rotates more slowly.

What observations of Saturn’s rings proved that they are not solid?

The Space Shuttle and other spacecraft orbit the Earth well within the Earth’s Roche limit. Explain why these spacecraft are not torn apart by tidal forces.

As seen from Earth, the intervals between successive edge-on presentations of Saturn's rings alternate between about 13 years 9 months, and about 15 years 9 months. Why do you think these intervals are not equal?

What is the source of energy that powers Io’s volcanoes?

What aspects of Europa lead scientists to speculate that life may exist there?

Saturn’s equator is tilted 27 o from the ecliptic, while Jupiter’s equator is tilted by only 3 o . Use this data to explain why we see fewer transits, eclipses, and occultations of Saturn’s satellites than of the Galilean satellites.

Why do you suppose that the discovery of Neptune is rated as one of the great triumphs of science, whereas the discoveries of Uranus and Pluto are not?

How can astronomers distinguish a faint Solar System object like Pluto from background stars within the same field of view?

How do modern astronomers discover new asteroids?

Why is the phrase "dirty snowball" an appropriate characterization of a comet's nucleus?

Why are asteroids, meteorites, and comets all of special interest to astronomers who want to understand the early history and subsequent evolution of the Solar System?

When Olbers discovered Pallas in March 1802, the asteroid was moving from east to west relative to the stars. At what time of night was Pallas highest in the sky over Olbers’ observatory? Explain your reasoning.

What is hydrogen fusion? Why is hydrogen fusion fundamentally unlike the burning of a log in a fireplace?

Why do thermonuclear reactions occur only in the Sun’s core, not in its outer regions?

If thermonuclear fusion in the Sun were suddenly to stop, what would eventually to happen to the overall radius of the Sun? Justify your answer using the ideas of hydrostatic equilibrium and thermal equilibrium.

Describe the dangers in attempting to observe the Sun. How have astronomers learned to circumvent these observational problems?

What is the inverse-square law? Use it to explain why an ordinary light-bulb can appear brighter than a star, even though the light-bulb emits far less energy per second.

Sketch a Hertzsprung-Russell diagram. Indicate the regions on your diagram occupied by …

(a) main sequence stars, (b) red giants, (c) supergiants, (d) white dwarfs, and (e) the Sun.

What is the mass-luminosity relation? Does it apply to stars of all kinds?

Why is the daytime sky blue? Why are distant mountains purple? Why is the Sun red when seen near the horizon at sunrise or sunset? In what ways are your answers analogous to the explanations for the bluish color of reflection nebulae and the process of interstellar reddening?

What are giant molecular clouds? What role do these clouds play in the birth of stars?

Why do high-mass main-sequence stars have shorter lifetimes than those of lower mass?

Explain why the majority if stars visible through telescopes are main-sequence stars.

What is the difference between Population I and Population II stars? In what sense can the stars of one population be regarded as the “children” of the other population?

Why do Cepheid stars pulsate? Why are these stars important to astronomers who study galaxies beyond our own?

Why does the mass of a star play such an important role in determining the star’s evolution?

Why is the temperature in a star’s core so important in determining which nuclear reactions can occur there?

Is our own Sun likely to become a supernova? Pourquoi ou pourquoi pas?

Why do neutron stars rotate so much more rapidly than ordinary stars? Why do they have such strong magnetic fields?

Is our Sun likely to end up as a neutron star? Pourquoi ou pourquoi pas?

Serena flies past Michael in her spaceship at nearly the speed of light. According to Michael, Serena’s clock runs slow. According to Serena, does Michael’s clock run slow, fast, or at the normal rate? Expliquer.

All the stellar-mass black hole candidates mentioned in this text are members of very short-period binary systems. Explain how this makes it possible to detect the presence of the black hole.

In what way is a black hole blacker than black ink or a black piece of paper?

The galactic halo is dominated by Population II stars, whereas the galactic disk contains predominantly Population I stars. In which of these parts of the Galaxy has star formation taken place recently? Expliquer.

What is the evidence that there is a supermassive black hole at the center of our Galaxy?

What was the Shapley-Curtis debate all about? Was a winner declared at the end of the debate? Whose ideas turned out to be correct?

Are any galaxies besides our own visible to the naked eye from Earth? If so, which ones(s)?

What is the Hubble law? How can it be used to determine distances?

Some galaxies in the Local Group exhibit blueshifted spectral lines. Why aren’t these blueshifts violations of the Hubble law?

It was suggested in the 1960s that quasars might be compact objects ejected at high speeds from the centers of nearby ordinary galaxies. Explain why the absence of blueshifted quasars disproves this hypothesis.

How could a supermassive black hole, from which nothing - not even light - can escape, be responsible for the extraordinary luminosity of a quasar?

How does the unified model of active galaxies explain that quasars and blazars are the same kind of object viewed from different angles?

What does it mean when astronomers say that we live in an expanding universe? What is actually expanding?

How does modern cosmology preclude the possibility of a center or an edge to the universe?

Explain the difference between a Doppler shift and a cosmological redshift.

How was the Big Bang different from an ordinary explosion? Where in the universe did it occur?

Describe an example of each of the four basic types of interactions in the physical universe.

What is the Heisenberg uncertainty principle?

Describe the large-scale structure of the universe as revealed by the distribution of clusters and superclusters of galaxies.

What is meant by “life as we know it”?

Mercury, Venus, and the Moon are all considered unlikely places to find life. Suggest why this should be.

Why are most searches for extraterrestrial intelligence made using radio telescopes?


Voir la vidéo: Kuikka aamulla (Janvier 2022).