宇宙之歲差和章動

像轉動中的陀螺一樣，地球的自轉軸在太空中其實並不固定，而是以26000年的周期在轉動，這個運動稱為歲差，所以，春分點和天球北極的位置亦會非常緩慢地移動。

歲差和章動（precession and nutation)

在外力作用下，地球自轉軸在空間並不保持固定的方向,而是不斷發生變化。地軸的長期運動稱為歲差,而其周期運動則稱為章動。歲差和章動引起天極和春分點在天球上的運動，對恆星的位置有所影響。公元前二世紀，古希臘天文學家喜帕恰斯在編製一本包含1,022顆恆星的星表時，把他測出的星位與150多年前阿里斯提留斯和提莫恰里斯測定的星位進行比較，發現恆星的黃經有較顯著的改變，而黃緯的變化則不明顯。在這150年間，所有恆星的黃經都增加約1°5。喜帕恰斯認為，這是春分點沿黃道後退所造成的，並推算出春分點每100年西移1°。這是歲差現象的最早發現。公元四世紀，中國晉代天文學家虞喜，根據對冬至日恆星的中天觀測，獨立地發現歲差，並定出冬至點每50年後退1°。《宋史·律曆志》記載:「虞喜云：『堯時冬至日短星昴，今二千七百餘年，乃東壁中，則知每歲漸差之所至。』」歲差這個名詞即由此而來。牛頓第一個指出產生歲差的原因是太陽和月球對地球赤道隆起部分的吸引。在太陽和月球的引力作用下，地球自轉軸繞著黃道面的垂直軸（黃道軸）旋轉，在空間描繪出一個圓錐面，繞行一周約需26,000年。在天球上天極繞黃極描繪出一個半徑約為23°5(黃赤交角)的小圓，即春分點沿黃道每26,000年旋轉一周。這種由太陽和月球引起的地軸的長期運動稱為日月歲差。德國天文學家貝塞耳在1818年首次得出日月歲差為5,034".05（曆元1755.0），今值為5,025".64。地球自轉軸在空間繞著黃道軸轉動的同時，還伴隨有許多短周期的微小變化。英國天文學家布拉得雷曾在1748年分析了20年(1727～1747)的恆星位置的觀測資料後，發現了另一重要的天文現象──章動。月球軌道面（白道面）位置的變化是引起章動的主要原因。白道的升交點沿黃道向西運動，約18.6年繞行一周，因而月球對地球的引力作用也有同一周期的變化。在天球上，表現為天極（真天極）在繞黃極運動的同時，還圍繞其平均位置（平天極）作周期為18.6年的運動。同樣，太陽對地球的引力作用也具有周期性變化，並引起相應周期的章動。歲差和章動的共同影響，使得真天極繞著黃極在天球上描繪出一條波狀曲線。除太陽和月球的引力外，地球還受到太陽系內其他行星的吸引，從而引起黃道面位置的不斷變化，這不僅使黃赤交角改變，而且還使春分點沿赤道產生一個微小的位移（其方向與日月歲差相反），春分點的這種位移稱為行星歲差。它可根據天體力學理論精確地計算出來，由已知的行星質量和行星軌道要素的數據可算出，行星歲差使春分點沿赤道每年東進約0".13。

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