Divulgación ¿A que se debe la precesión de la tierra?

[inakigarber]

Buenas tardes;
Hace un tiempo que estoy tratando de entender por curiosidad el porque la tierra tiene un movimiento de precesión (con un periodo de 25766 años) pero no lo entiendo. Uno de los factores que afecta, por lo que tengo entendido es el hecho de que la tierra no sea exactamente esférica, es más bien eclíptica y el plano con el que gira es de unos 23.27º respecto a la eclíptica. Esto va determinar que el sol va a tender a crear sobre la tierra un momento de fuerza que tendera "enderezar" el plano de rotación de la tierra. Esto a su vez tenderá a crear un movimiento de giro que será perpendicular a ambos debido al efecto giroscópico (al igual que ocurre cuando dejamos libre un extremo de la peonza que previamente hemos hecho girar alrededor de su eje de simetría) pero este giro de precesión como mucho tendría un periodo de un año, no justificándose por tanto un periodo de 25766 años. Por otra parte, la luna debería producir también un efecto a este respecto. Desconozco además si el plano de traslación de la luna respecto a la tierra es paralelo o no al plano de la eclíptica. ¿Dónde podría conseguir información para satisfacer mi curiosidad?
Saludos y gracias.

[Richard R Richard]

Re: ¿A que se debe la precesión de la tierra?

pero este giro de precesión como mucho tendría un periodo de un año,

evidentemente no es de un año el periodo, ademas esta presente la nutación otro movimiento de oscilacion del angulo de inclinación del plano ecuatorial con el de la ecliptica.
https://es.wikipedia.org/wiki/Preces...os_equinoccios

la luna debería producir también un efecto a este respecto.

Claro la nutación.

Desconozco además si el plano de traslación de la luna respecto a la tierra es paralelo o no al plano de la eclíptica

No no lo es, sino cada 14 días habría eclipses de sol y luna altenardamente.

¿Dónde podría conseguir información para satisfacer mi curiosidad?

pregunta en el club de astronomia

o

consulta el diccionario astronomico

Este foro es muy bueno y en castellano

mira también la definición de Punto Aries el que ya no debería llamarse así

hay varios PDF de cursos de astronomía que puedes conseguir googleando, pero no puedo recomendartelos en esta web, pues no puedo saber a ciencia cierta si infrinjo los derechos del autor...


Saludos y gracias.

[Jaime Rudas]

Re: ¿A que se debe la precesión de la tierra?

Hace un tiempo que estoy tratando de entender por curiosidad el porque la tierra tiene un movimiento de precesión (con un periodo de 25766 años) pero no lo entiendo. Uno de los factores que afecta, por lo que tengo entendido es el hecho de que la tierra no sea exactamente esférica, es más bien eclíptica y el plano con el que gira es de unos 23.27º respecto a la eclíptica. Esto va determinar que el sol va a tender a crear sobre la tierra un momento de fuerza que tendera "enderezar" el plano de rotación de la tierra. Esto a su vez tenderá a crear un movimiento de giro que será perpendicular a ambos debido al efecto giroscópico (al igual que ocurre cuando dejamos libre un extremo de la peonza que previamente hemos hecho girar alrededor de su eje de simetría)

Sí, más o menos es lo que ocurre.

pero este giro de precesión como mucho tendría un periodo de un año, no justificándose por tanto un periodo de 25766 años.

No, no hay razón para que tenga que ser un año.

Por otra parte, la luna debería producir también un efecto a este respecto.

No solo lo produce, sino que el efecto de la Luna es es doble que el del Sol; o sea, las fuerzas que producen la precesión son debidas casi en dos terceras partes a la Luna, una tercera parte al Sol y una pequeña influencia de los otros planetas, en especial, Júpiter. Lo anterior debido a que la precesión está relacionada con las fuerzas de marea que disminuyen, no con el cuadrado, sino cono el cubo de la distancia.

Desconozco además si el plano de traslación de la luna respecto a la tierra es paralelo o no al plano de la eclíptica.

No, está a 5° de la eclíptica.

¿Dónde podría conseguir información para satisfacer mi curiosidad?

En la web se consigue muchísima información al respecto.

[Richard R Richard]

Re: ¿A que se debe la precesión de la tierra?

fijate aqui

http://www.mailxmail.com/curso-inici...erra-precesion

saludos

[inakigarber]

Re: ¿A que se debe la precesión de la tierra?

Gracias por vuestras respuestas.

....No, no hay razón para que tenga que ser un año.

No entiendo muy bien el porque...

....No solo lo produce, sino que el efecto de la Luna es es doble que el del Sol; o sea, las fuerzas que producen la precesión son debidas casi en dos terceras partes a la Luna, una tercera parte al Sol y una pequeña influencia de los otros planetas, en especial, Júpiter. Lo anterior debido a que la precesión está relacionada con las fuerzas de marea que disminuyen, no con el cuadrado, sino cono el cubo de la distancia....

Me causa extrañeza lo del cubo de la distancia. Supongo que es por mi ignorancia

No, está a 5° de la eclíptica.

De manera que si la eclíptica está a 23º 27´la órbita de la luna estaría a 31º 27´ respecto al plano de la orbita de la tierra respecto al sol, ¿Es así?
No sé si estoy entendiendo bien el tema.
¿Es correcto lo que dibujo a continuación?


Si es así, la luna tendería a "levantar" plano de la eclíptica respecto al plano de la orbita tierra sol (al contrario que el sol que hace el efecto contrario). Por otra parte eje de rotación de la tierra tendería a girar hacia el polo norte hacia el oeste (tendiendo a quedar en la parte no visible) y el polo sur hacia es este (que quedaría mas visible). Por otra parte, según las leyes de Kepler la tierra estará en uno de los focos. De manera que la distancia no es uniforme y las fuerzas de marea serán mayores en el afelio que en el perihelio.
No estoy muy seguro de estar volviendo a errar el tiro. ¿Hay algo de cierto en lo que he escrito?
Saludos y gracias.
P.D. Creo que la imagen que he anexado esta invertida.

[Jaime Rudas]

Re: ¿A que se debe la precesión de la tierra?

No entiendo muy bien el porque...

Trataré de explicarlo en forma muy, muy poco rigurosa: si la Tierra fuera perfectamente esférica, no habría precesión. Si la desviación de la esfera fuera muy, muy pequeña, habría precesión, pero sería muy lenta. Para que el ciclo de la precisión durara exactamente un año la combinación de deformación y fuerzas de marea tendría que estar perfectamente ajustada, lo que resulta bastante improbable.

Me causa extrañeza lo del cubo de la distancia.

Bueno, en realidad, no es algo fácil de explicar, pero, como te dije antes, la precesión está relacionada con las fuerzas de marea y estas decrecen con el cubo de la distencia, como se explica aquí. Cómo se relaciona precesión con las fuerzas de marea, se explica aquí.

De manera que si la eclíptica está a 23º 27´la órbita de la luna estaría a 31º 27´ respecto al plano de la orbita de la tierra respecto al sol, ¿Es así?
No sé si estoy entendiendo bien el tema.
¿Es correcto lo que dibujo a continuación?
[ATTACH=CONFIG]11659[/ATTACH]

A ver, el plano de la eclíptica es el mismo plano de la órbita de la Tierra y, por tanto, lo que señalas como plano de la eclíptica en realidad sería el plano del ecuador.

Si es así, la luna tendería a "levantar" plano de la eclíptica respecto al plano de la orbita tierra sol (al contrario que el sol que hace el efecto contrario). Por otra parte eje de rotación de la tierra tendería a girar hacia el polo norte hacia el oeste (tendiendo a quedar en la parte no visible) y el polo sur hacia es este (que quedaría mas visible). Por otra parte, según las leyes de Kepler la tierra estará en uno de los focos. De manera que la distancia no es uniforme y las fuerzas de marea serán mayores en el afelio que en el perihelio.

La verdad, no entiendo bien lo que dices, pero las fuerzas de marea son mayores en el perihelio (o el perigeo, para el caso de la Luna).

[Richard R Richard]

Re: ¿A que se debe la precesión de la tierra?

Te diré con mis palabras lo que entiendo del tema.
La tierra gira sobre su eje con un ángulo de 23.5°con respecto al plano de la eclíptica, la dirección del eje de giro debería conservarse si la tierra fuera una esfera de densidad constante. Ahora bien a causa de su forma geoide la fuerza que provoca el sol sobre la tierra crea un momento que tiende a cambiar el eje de rotación de forma que sea perpendicular al plano de la eclíptica. Para resistir a dicho momento el levemente se inclina retrogradamente y a este movimiento se le dice precesión. Pero la luna también con su masa provoca también momento generando un bamboleo o nutación. También es sabido que la eclíptica esta inclinada 0.5° con respecto a un plano teórico donde se ubicarían los centros de masa de los planetas de sistema solar,entonces estos también influyen levemente en el cambio de dirección del eje de giro .Pero también lo hacen.
El momento que genera el sol es nulo en los equinoccios y tiene 2 picos 1 en el perihelio y otro en el afelio pero de distinta intensidad, debido a la excentricidad de la órbita de la Tierra.
Como verás la suma de todos los efectos es imposible que coincida en periodicidad con el lapso de un año o una revolución luna no da un número exacto de giros en un año por ejemplo.

[Alriga]

Re: ¿A que se debe la precesión de la tierra?

Hola, perdonad que llegue tarde al hilo, pero estoy sin conexión fija a Internet durante algunas semanas.

El fenómeno de la precesión es complicado, pues intervienen muchas causas, (que han sido explicadas por Jaime y Richard) y por lo tanto su cálculo también es complicado.
Adjunto dos enlaces que calculan que con solo la influencia del Sol, la Precesión sería de unos 80.000 años, y como al añadir la Luna el periodo se reduce a 26.000 años.

Precession and Forced Nutation of the Earth

Este otro además, proporciona valores para la Precesión de otros astros del Sistema Solar:

Physics of the Planets. Precession: Free and Forced

Finalmente, aquí hay un cálculo muy simplificado que mediante aproximaciones sencillas, (por ejemplo simula el achatamiento de la Tierra modelándola mediante una esfera de radio el polar a la que se añade un cinturón de masa en el ecuador hasta llegar al radio ecuatorial), y obtiene el valor aproximado de unos 25.000 años.

The Precession of the Earth’s Axis

Saludos.

[Jaime Rudas]

Re: ¿A que se debe la precesión de la tierra?

Ahora bien a causa de su forma geoide la fuerza que provoca el sol sobre la tierra crea un momento que tiende a cambiar el eje de rotación de forma que sea perpendicular al plano de la eclíptica.

Es importante insistir en que a esto también contribuye la Luna e, incluso, los otros planetas. De hecho, la contribución de la Luna es el doble de la del Sol. Tanto es así que hasta hace poco se la llamaba precesión lunisolar (hoy se la llama precesión ecuatorial, porque se refiere al bamboleo del plano ecuatorial).

Pero la luna también con su masa provoca también momento generando un bamboleo o nutación.

Así es: además de la precesión, la Luna también es responsable de la nutación.

También es sabido que la eclíptica esta inclinada 0.5° con respecto a un plano teórico donde se ubicarían los centros de masa de los planetas de sistema solar,entonces estos también influyen levemente en el cambio de dirección del eje de giro .

Es lo que antes se llamaba precesión planetaria y hoy se llama precesión eclíptica porque se refiere al bamboleo del plano de la eclíptica.

[inakigarber]

Re: ¿A que se debe la precesión de la tierra?

Trataré de explicarlo en forma muy, muy poco rigurosa: si la Tierra fuera perfectamente esférica, no habría precesión. Si la desviación de la esfera fuera muy, muy pequeña, habría precesión, pero sería muy lenta. Para que el ciclo de la precisión durara exactamente un año la combinación de deformación y fuerzas de marea tendría que estar perfectamente ajustada, lo que resulta bastante improbable.

De acuerdo en que si la tierra fuera esférica no habría precesión. Tampoco la habría si las órbitas del sol y la luna coincidieran con alguno de los ejes de simetría del "elipsoide" que forma la tierra. Pero no es así, ya que el plano de giro del ecuador terrestre tiene un ángulo de 23º 27´respecto al plano de la eclíptica (el plano de la órbita terrestre respecto al sol) y de unos 5º (creo) respecto al plano de la órbita lunar. Además el tiempo que tarda la luna en dar una vuelta respecto a la tierra (unos 28 días según creo) tampoco es múltiplo exacto del tiempo que tarda la tierra en girar respecto al sol. Creo que este aspecto queda bien entendido.

Bueno, en realidad, no es algo fácil de explicar, pero, como te dije antes, la precesión está relacionada con las fuerzas de marea y estas decrecen con el cubo de la distencia, como se explica aquí. Cómo se relaciona precesión con las fuerzas de marea, se explica aquí.

He vuelto a toparme con el ingles , pero bueno, me lo tomaré con calma. Algo entiendo, hay traductores y el lenguaje de las matemáticas es universal...

A ver, el plano de la eclíptica es el mismo plano de la órbita de la Tierra y, por tanto, lo que señalas como plano de la eclíptica en realidad sería el plano del ecuador.

En mi ignorancia había confundido el plano de la eclíptica (donde se producen los eclipses) con el plano del ecuador. También en mi ignorancia había confundido los términos de afelio y perihelio, de ahí el error que mencionas más adelante.

La verdad, no entiendo bien lo que dices, pero las fuerzas de marea son mayores en el perihelio (o el perigeo, para el caso de la Luna).

Voy a tomarme un tiempo para responder a esta cuestión. Vamos a ver si puedo explicarme claramente. Supongamos que desapareciera la luna, (cosa que no deseamos) dado que la tierra es una elipse y gira inicialmente con un ángulo de 23º 27´´ el sol tendería a enderezar la orbita de la tierra tratando de poner el eje de rotación en el mismo plano que el de la eclíptica. No quiero abusar de las figuras pero creo que es necesario introducir una.
Supongamos que la tierra gira respecto a su eje en el sentido de la flecha roja. El sol tendería a "levantar" el plano de giro flecha morada y como consecuencia de ello el eje de giro (negro) tiende a girar a la posición verde. Este efecto sería mayor en el perihelio y menor en el afelio. La luna producirá un efecto mas acusado, de sentido contrario (porque su órbita está ligeramente por encima del plano de rotación terrestre, el sol queda debajo) y más rápido porque ejerce una fuerza mayor sobre nosotros y porque su tiempo de rotación es menor. Este bamboleo sería de unos 28 días y sería el conocido por nutación ¿Estoy equivocado? ¿En que?
Saludos y gracias.

[Richard R Richard]

Re: ¿A que se debe la precesión de la tierra?

El sol tendería a "levantar" el plano de giro flecha morada y como consecuencia de ello el eje de giro (negro) tiende a girar a la posición verde.

No sería ese el efecto inakigarber, el efecto sería cambiar la dirección del deje de rotación

mira esta imagen http://asteromia.net/wp-content/uplo...ndapuntos2.jpg

Si imaginas a la tierra esférica perfecta y de densidad uniforme, entonces rotaría siempre con la misma inclinación 23° 27'(por ejemplo) con respecto al plano de la eclíptica y a la vez los polos Norte y Sur tendrían en el cenit a la misma estrella siempre.

Pero debido a la forma real de la tierra ,la precesión y la nutación cambian de dirección al eje de rotación lentamente, no es cierto que se eleve el planeta con respecto al plano de la eclíptica.

[Jaime Rudas]

Re: ¿A que se debe la precesión de la tierra?

Muy ilustrativa, tanto la explicación, como la gráfica que nos presenta Richard.

Hagamos, como propones, abstracción del efecto de la Luna y sólo veamos lo que ocurre con el Sol.

Ante todo, identifiquemos lo que se ve en la figura:

El círculo verde representa la órbita de la Tierra y el plano que la contiene (horizontal, en este caso) es el plano de la eclíptica.

La línea blanca es el eje de rotación de la Tierra, que está inclinado con respecto a la vertical. Perpendicular al eje está el plano del ecuador (línea azul), que está inclinado 23° 27' con respecto al plano de la eclíptica.

El punto amarillo representa el Sol y el punto azul, las islas Galápagos, un punto de referencia sobre el ecuador.

Como hay un abultamiento en el ecuador, el Sol trata de halar de él en los solsticios: hacia 'abajo' en el de diciembre, hacia 'arriba' en el de junio (flechas rojas), o sea, trata de 'enderezar' el eje de rotación. Y lo lograría, de no ser porque la Tierra gira sobre sobre su eje. Resulta que cuando tratas de 'enderezar' el eje de rotación de algo que gira, se produce el efecto giroscópico que consiste en que el eje cambia de dirección, pero en forma perpendicular a la que querías, con lo que el ángulo de inclinación se mantiene. Con la Tierra sucede lo mismo: aunque el Sol trata de 'enderezar' el eje, este cambia de dirección, pero mantiene el ángulo de 23° 27' con respecto a la 'vertical'; o sea, es como si el eje se desplazara sobre la superficie de un cono con esa abertura, como se ve en esta figura y en esta otra.

[inakigarber]

Re: ¿A que se debe la precesión de la tierra?

...Como hay un abultamiento en el ecuador, el Sol trata de halar de él en los solsticios: hacia 'abajo' en el de diciembre, hacia 'arriba' en el de junio (flechas rojas), o sea, trata de 'enderezar' el eje de rotación. Y lo lograría, de no ser porque la Tierra gira sobre sobre su eje. Resulta que cuando tratas de 'enderezar' el eje de rotación de algo que gira, se produce el efecto giroscópico que consiste en que el eje cambia de dirección, pero en forma perpendicular a la que querías, con lo que el ángulo de inclinación se mantiene. Con la Tierra sucede lo mismo: aunque el Sol trata de 'enderezar' el eje, este cambia de dirección, pero mantiene el ángulo de 23° 27' con respecto a la 'vertical'; o sea, es como si el eje se desplazara sobre la superficie de un cono con esa abertura, como se ve en esta figura y en esta otra.

Esto es lo mismo que pretendía explicar en mi anterior post, pero mucho mejor explicado. La figura que añadí en mi post nº 10 puede inducir a error. De todos modos, creo que aún me queda mucho por aprender.
Saludos.

- - - Actualizado - - -

[inakigarber]

Re: ¿A que se debe la precesión de la tierra?

Buenas tardes;
Sigo reflexionando y recabando información sobre el sistema tierra luna para entender mejor el tema arriba expuesto. He encontrado algo que desconocía y que se conoce como ciclo de saros. Que dura unos 18 años. ¿Seria este ciclo el responsable de movimiento de nutación? o ¿es simplemente una casualidad que tengan una duración parecida?
Saludos y gracias.

[Richard R Richard]

Re: ¿A que se debe la precesión de la tierra?

Aunque parecen coincidir , son cosas diferentes el ciclo de saros tiene 18 años 11 dias 1/3 o 6585,3567 dias y la nutación tiene un periodo de 18.6 años