Presesjon

Presesjon er et fysisk fenomen som viser seg når et roterende objekts akse «slingrer» mens det utsettes for en utenfrakommende kraftpåvirkning. Fenomenet ses vanligvis med en snurrende snurrebass, men faktisk kan alle roterende objekter vise presesjon. Det samme fenomenet gjelder også for objekter i verdensrommet, det være seg jorden, eller andre planeter. Presesjonen kan anses som et første ordens avvik fra det roterende objektets grunnbevegelse.

Med andre ord kan man si at presesjon er en langsom retningsendring av rotasjonsaksen for et roterende legeme under påvirkning av en konstant kraft, f.eks. tyngdekraften. Man kan se presesjon når en snurrebass roterer med sin rotasjonsakse noe utenfor loddlinjen. Da vil aksen bevege seg med konstant skråning rundt loddlinjen i en konusformet figur.

Et roterende gyroskop som er understøttet i bare den ene enden av rotasjonsaksen, vil utføre en presesjonsbevegelse, hvis aksen ikke er nøyaktig loddrett.

Astronomi

Innen astronomien refererer presesjon til en rekke langsomme og kontinuerlige endringer i et astronomisk legemes rotasjonsakse eller omløpsbane, indusert av tyngdekraft.

Aksial presesjon (presesjon av jevndøgn)

Jordens presesjon.

Aksial presesjon er bevegelse av rotasjonsaksen for et astronomisk legeme, hvor aksen sakte sporer ut en kjegle. I tilfelle med Jorden er dette også kjent som presesjon av jevndøgn eller presesjon av ekvator. Dens rotasjonsakse heller omkring 23,5° i forhold til normalen til solbanen, men aksen preseserer med en periode på ca. 25 800 år. Det betyr at himmelens nordpol og sørpol, samt himmelekvator, ser ut til å flytte seg i forhold til fiksstjernene i løpet av århundrene.

Sagt på en annen måte, forårsaker rotasjonen og presesjonen at himmelpolen i løpet av 25 800 år beskriver en sirkel rundt solbanen. Dette innebærer at Nordstjernen ikke var nordstjerne da egypterne bygget pyramidene for ca. 5 000 år siden, og at den heller ikke vil være nordstjerne en gang i fremtiden. Alle stjerneposisjoner endres langsomt pga. presesjonen, og det er derfor nødvendig å føre posisjonene i stjernekatalogene til et bestemt år.

Presesjonen har også betydning for vårjevndøgnets plassering fordi vårjevndøgnet er avhengig av himmelekvatorens beliggenhet. I antikken befant vårjevndøgnet seg i stjernebildet Væren, men i dag er det flyttet langt inn i Fiskene. I fremtiden vil det komme til å befinne seg i Vannmannen (Vannmannens tidsalder) osv.

Vestlig astrologi tar utgangspunkt i vårjevndøgnet ved inndelingen av ekliptikken i stjernetegn. Presesjonen fra antikken frem til i dag har betydd at det ikke er overrensstemmelse mellom stjernetegnene og de synlige stjernebildene på himmelen som tegnene opprinnelig ble oppkalt etter. Denne forskjellen blir større i fremtiden, og først om 20 000 år vil stjernetegn og stjernebilder igjen "passe sammen".

Presesjon av ekliptikken

Inklinasjonen for jordens bane driver opp og ned. I forhold til den nåværende banen har denne driften en periode på rundt 70 000 år. I forhold til det konstante planet har den en periode på 100 000 år. Det konstante planet representerer solsystemets drivmoment, og er omtrent baneplanet til Jupiter.

Perihelpresesjon

Planeter som går i ring rundt solen følger elliptiske (ovale) baner som gradvis roterer over tid (apsidepresesjon). Eksentrisiteten for denne ellipsen er overdrevet for visualisering. De fleste baner i solsystemet har en mye mindre eksentrisitet, noe som gjør den nesten sirkulær

En planets bane rundt solen er i virkeligheten ikke en ellipse, men en blomst/kronblad-form fordi størstedelen av aksen til hver planets elliptiske bane også preseserer innenfor baneplanet, delvis på grunn av perturbasjon i form av endrede gravitasjonskrefter som utøves av andre planeter. Dette kalles perihelpresesjon eller apsidepresesjon.

Avvik mellom den observerte størrelsen på perihelpresesjonen for Merkur og den spådd av den klassiske mekanikken var fremtredende blant de former for eksperimentelle bevis som førte til aksept av Einsteins relativitetsteori (spesielt hans generelle relativitetsteori) som nøyaktig spådde anomaliene.^[1]^[2]

Disse periodiske endringene i jordens baneparametre, kombinert med presesjon av jevndøgn og av jordaksens inklinasjon på dens bane, er en viktig del av en astronomisk teori om istider, kjent som Milanković-syklusene.

Referanser

^ Max Born (1924), Einstein's Theory of Relativity (Dover-utgaven fra 1962, side 348 lister en tabell som viser de observerte og kalkulerte verdiene for perihelpresesjonene for Merkur, Venus og jorden.)
^ An even larger value for a precession has been found, for a black hole in orbit around a much more massive black hole, amounting to 39 degrees each orbit.

Se også

Eksterne lenker

(en) Precession – kategori av bilder, video eller lyd på Commons
The Department of Physics at the University of Virginia: Precession of Spinning Wheel (film 1), Hoved adresse: Lecture Demonstrations Laboratory Arkivert 4. juli 2003 hos Wayback Machine.
Georgia State University, Departement of Physics and Astronomy: Precession of Spinning Wheel (film 2), Hoved adresse: Carl Rod Nave: HyperPhysics Concepts
Gyroscopic Precessions and Gravitomagnetic
Presesjon med animerte bilder

[1] Max Born (1924), Einstein's Theory of Relativity (Dover-utgaven fra 1962, side 348 lister en tabell som viser de observerte og kalkulerte verdiene for perihelpresesjonene for Merkur, Venus og jorden.)

[2] An even larger value for a precession has been found, for a black hole in orbit around a much more massive black hole, amounting to 39 degrees each orbit.

[1]

[2]