Осевой параллелизм (также называемый гироскопической жесткостью , инерцией или жесткостью , или « жесткостью в пространстве ») — это характеристика вращающегося тела, при которой направление оси вращения остается фиксированным при движении объекта в пространстве . В астрономии эта характеристика обнаруживается у астрономических тел на орбите . Это тот же эффект, который заставляет ось вращения гироскопа оставаться постоянной при вращении Земли , позволяя устройствам измерять вращение Земли . [1]
Орбита Земли с ее осью, наклоненной на 23,5 градуса , демонстрирует приблизительный осевой параллелизм, сохраняя свое направление на Полярную звезду («Полярную звезду») круглый год. Вместе с наклоном оси Земли это является одной из основных причин смены времен года на Земле , как показано на диаграмме справа. [2] [3] [4] [5] Это также причина того, что звезды кажутся неподвижными в ночном небе , например, «неподвижная» полярная звезда , на протяжении всей орбиты Земли вокруг Солнца. [6]
Незначительное изменение направления оси, известное как осевая прецессия , происходит в течение 26 000 лет. В результате в течение следующих 11 000 лет земная ось сместится и будет указывать на Вегу , а не на Полярную звезду. [7]
Осевой параллелизм широко наблюдается в астрономии. Например, осевой параллелизм плоскости орбиты Луны [8] является ключевым фактором явления затмений . Орбитальная ось Луны проходит полный круг в течение 18-летнего 10-дневного цикла сароса . Когда наклон орбиты Луны выровнен с наклоном эклиптики, он составляет 29 градусов от эклиптики, а когда они выровнены против (9 лет спустя), наклонение орбиты составляет всего 18 градусов.
Кроме того, кольца Сатурна остаются в фиксированном направлении, поскольку эта планета вращается вокруг Солнца. [9]
Ранние гироскопы использовались для демонстрации принципа, в первую очередь эксперимент с гироскопом Фуко . [10] До изобретения гироскопа ученые объясняли его по-разному. [9] Астроном раннего Нового времени Дэвид Грегори , современник Исаака Ньютона , писал: