Precessie

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Een precederende gyroscoop

Precessie is de beweging die de draaias van een roterend voorwerp maakt onder invloed van een uitwendige kracht. Zonder zo'n uitwendige kracht wijst de as steeds in dezelfde richting (zie ook: Gyroscopisch kompas). Het eenvoudigste voorbeeld van precessie kan men zien aan een draaiende draaitol. Als de tol niet precies rechtop staat, zal de zwaartekracht proberen om de rotatieas 'om te laten vallen'. Dat gebeurt echter niet: in plaats daarvan draait de rotatieas rond om de verticaal.

Formule[bewerken]

De beweging van de tol wordt bepaald door de wet van behoud van impulsmoment:

\frac{\mathrm{d}\vec{L}}{\mathrm{d}t} = \vec{r} \times \vec{F} = \vec{\tau},

met \vec{\tau} het uitgeoefende moment. Deze formule zegt dat de verandering van de richting van L en dus van de rotatieas zal liggen volgens het moment dat men erop uitoefent. Een moment staat altijd loodrecht op de kracht. De zwaartekracht levert hier een moment dat in een horizontaal vlak ligt. De richtingsverandering van de rotatieas is dus voortdurend horizontaal: de top van de rotatieas beschrijft een cirkel in een horizontaal vlak. De verandering is dus niet, zoals men spontaan verwacht, verticaal volgens de kracht.

Precessie van de aardas[bewerken]

Precessie

Praezession.svg

Beweging van een tol of een planeet:

R=Rotatie P=Precessie N=Nutatie

De aarde is te vergelijken met een tol die niet precies rechtop staat.
De aardequator maakt tegenwoordig een hoek van ongeveer 23,5 graden met de ecliptica. Gedurende de geologische geschiedenis schommelt die inclinatie tussen 21,5 en 24,5 graden. De zon oefent daardoor een kracht uit op het massaoverschot dat zich door de afplatting der aarde rondom de evenaar bevindt. Deze kracht zal proberen de aardas loodrecht op de ecliptica te stellen. Omdat de aarde om haar as draait, is het resultaat dat de aardas zelf een kegel rondom de pool van de ecliptica beschrijft. Dit uit zich in een verplaatsing van de noordpool aan de hemel, zij beschrijft een cirkel van 23,5 graden rondom de pool van de ecliptica. De periode van de precessie is 26.000 jaar. De precessieperiode zou volgens Milankovitch ook een rol spelen in de periodieke klimaatwisselingen van de aarde, hij vond echter een periodiciteit van 23.000 jaar, wat te maken heeft met de precessie van het perihelium, het verschijnsel dat de excentrische baan die de aarde om de zon beschrijft geleidelijk verdraait.

Op het ogenblik is de noordelijke hemelpool minder dan één graad van de ster Polaris (alpha Ursae Minoris) verwijderd; deze ster noemen we daarom (noord)poolster. Omstreeks 2800 v.Chr. was Thuban (alpha Draconis) noordpoolster, toekomstige noordelijke poolsterren zijn gamma Cephei (4145) en Adleramin (alpha Cephei, 7530), over 25 770 jaar zal de hemelpool weer ongeveer met Polaris samenvallen.

De toekomstige zuidelijke poolsterren zullen zijn: omega Carinae (in 5770), upsilon Carinae (6850), Turais (iota Carinae, 8075) en delta Velorum (9240).

De verandering van de plaats van de hemelpolen brengt ook een verschuiving van het lentepunt en het herfstpunt met zich mee: elk jaar gaat het lentepunt de zon 50 boogseconden tegemoet. Daardoor veranderen ook de declinatie en rechte klimming van de sterren. Om de juiste plaats van een ster aan te kunnen geven, moet men weten voor welk tijdstip (Epoche) de opgegeven declinatie en rechte klimming (coördinaten) gelden en deze zo nodig met behulp van de precessie-tabellen corrigeren.

Precessie van de equinoxen[bewerken]

De data waarop de winter overgaat in de zomer en omgekeerd, de equinoxen, vallen samen met de momenten waarop de aardas noch naar de zon toe, noch van de zon af wijst. De dagen en nachten zijn dan overal even lang. De verschuiving van deze punten door de precessie van de aardas en de precessie van het perihelium heet de precessie van de equinoxen.

Doordat de baan van de aarde om de zon enigszins excentrisch is (tussen 1 en 6%), betekent die precessie ook dat de lengte van de zomers ten opzichte van die van de winters varieert. Tegenwoordig is op het Noordelijk halfrond de zomer daardoor 7 dagen langer dan de winter, maar over 10.000 jaar is dat als gevolg van de precessie net andersom, dan zijn de zomers op het Zuidelijk halfrond juist langer.

De periode van de precessie van de equinoxen bedraagt ongeveer 26.000 jaar. Die is als gevolg van de precessie van het perihelium korter dan de periode van de precessie van de aardas.

MRI-scan[bewerken]

Precessie van een vrije wenteling in een magnetisch veld

Zie ook[bewerken]