Стабильна ли продолжительность звездного года?

Это кое-что меняет. Солнечная энергия, давящая на Землю со стороны Солнца, кинетическая энергия корональных выбросов массы, падающих на Землю, приливные силы от связи Земля-Солнце и даже гравитационное притяжение, формирующее другие планеты, метеоры и космическая пыль, падающие на Землю, — все это изменяет земную жизнь. вращается на крошечном кусочке, а также изменяется масса Солнца либо из-за того, что Солнце накапливает массу из космической пыли или комет, либо теряет массу, что со временем происходит с большинством солнц. Каждое крошечное изменение орбиты немного меняет звездный год (и все остальные годы). Возможно, это всего лишь миллионные доли секунды в год, но некоторые из этих сил постоянны и могут привести к предсказуемым изменениям с течением времени. Другие переменные, что приводит к неопределенности. Долгосрочные изменения на Земле»..

Обычно считается, что Земля медленно удаляется от Солнца, но я не думаю, что есть много согласия относительно того, как быстро это происходит в настоящее время. Статьи здесь и здесь . Второй оценивает 1,5 см в год или 15 км на миллион лет, что даже за миллиард лет (15 000 км) является довольно небольшим расстоянием по сравнению со 150 млн км. Но оценки затруднены по целому ряду причин.

Я задал связанный вопрос здесь, с щедростью и не получил никаких определенных ответов. Можно математически смоделировать движение некоторых планет (в некоторой степени Юпитера и Нептуна/Урана и, возможно, Сатурна на основе модели Юпитера). Считается, что Юпитер двигался как к Солнцу, так и от него в течение первых нескольких миллиардов лет существования Солнечной системы. Расстояние Луны от Земли также в основном предсказуемо и может быть смоделировано в прошлое на основе океанической приливной выпуклости, но моделирование расстояния Земли от Солнца в прошлом гораздо сложнее. Это крошечный объект по сравнению с Солнцем, Юпитером и системами N тел, в которых много хаоса и непредсказуемости. 4 миллиарда лет назад Земля, возможно, была немного ближе к Солнцу, но я не думаю, что у кого-то есть хорошая модель того, насколько ближе.и теория о том, что молодые солнца выбрасывают гораздо больше материи и имеют более активные выбросы корональной массы, наводит меня на мысль, что Земля, вероятно, была ближе к Солнцу миллиарды лет назад, а не дальше.

Орбитальный эксцентриситет Земли также меняется со временем, примерно каждые 100 000 лет, но, согласно Википедии , это не меняет продолжительность года, а только форму орбиты.

Наконец, и просто для удовольствия, мне кажется логически логичным, что Луна, вращающаяся вокруг Земли, создает небольшие видимые колебания, по крайней мере, с точки зрения Земли, потому что Земля фактически вращается вокруг барицентра Земля-Луна по эллипсу примерно 1 /81-й размер расстояния до Луны, или около 4480 км в радиусе каждые 29 дней. В зависимости от того, находится Луна впереди Земли или позади нее, земной год может меняться на целых 5 минут. Я подозреваю, что это в значительной степени игнорируется при измерении земных лет, и используется барицентр Земля-Луна. Если бы мы измерили центр Земли, мы бы получили гораздо большие вариации из года в год. (см. рисунок).

Источник .

(если кто-то может улучшить это, не стесняйтесь, я чувствую, что это только частичный ответ, потому что логически имеет смысл, что положения Земля-Юпитер или Земля-Венера должны изменить, хотя бы немного, звездный год)*.

К сожалению, у меня нет точной информации о желаемых вами масштабах времени (и я сомневаюсь, что можно делать какие-либо количественные утверждения с какой-либо степенью уверенности). Но смутно, да, он почти наверняка будет отличаться от сегодняшнего дня.

Однако даже в более коротких временных масштабах продолжительность звездного года не является постоянной, поскольку различные физические эффекты, в первую очередь возмущения от других объектов Солнечной системы, вносят определенный уровень беспорядка в орбиту Земли.

Если рассматривать продолжительность звездного года как непрерывный параметр, определяемый в момент времени, то он выражает мгновенную скорость изменения средней долготы. По сути, мы спрашиваем, сколько времени потребуется телу, чтобы полностью$360^\circ$движение, если его средняя долгота изменялась с текущей скоростью. В частности, если$t$измеряется в тысячах юлианских лет от эпохи J2000, то мы можем выразить среднюю долготу в виде степенного ряда

$$\lambda = \lambda_0 + \lambda_1t + \lambda_2t^2+\lambda_3t^3 + \ldots$$ с коэффициентами ¹ $$\begin{eqnarray*}\lambda_0 &=& +\!100^\circ\!.46645683\text{,} \\ \lambda_1 &=& +\!1295977422''\!.83429\text{,} \\ \lambda_2 &=& -\!2''\!.04411\text{,} \\ \lambda_3 &=& -\!0''\!.00523\text{.}\end{eqnarray*}$$ Таким образом, скорость изменения $$\dot{\lambda} = \lambda_1 + 2\lambda_2t + 3\lambda_3t^2 + \ldots\;\text{.}$$

Мы можем проверить, что это дает для J2000: в$t = 0$, скорость изменения просто$\lambda_1$, а юлианское тысячелетие$3.15576\times 10^{10}$секунд, поэтому:

$$\frac{360\times 3600\times 3.15576\times 10^{10}}{1.29597742283429\times 10^9} = 31558149.76\,\mathrm{s}\text{,}$$ что находится в пределах секунды от цифры, которую дал Фил Плейт.

---

Использованная литература:

1. Саймон, JL; Бретаньон, П.; Чапронт, Дж.; Шапрон-Туз, М.; Франку, Г.; Ласкар, Дж. «Числовые выражения для формул прецессии и средние элементы для Луны и планет». Астрономия и астрофизика 282 (2): 663-683 .

Время от времени он немного колеблется.

Гравитация Луны отвечает за приливы. Это означает, что океаны не синхронизируются постоянно с вращением планеты. Луна немного притягивает океаны, а затем отпускает их. Это создает сопротивление - форму трения. Каким бы минимальным он ни был, он все еще говорит на протяжении тысячелетий. Однако некоторые типы извержений вулканов, наряду с создаваемыми ими цунами, немного ускоряют вращение Земли.

Если мантия и ядро ​​на самом деле жидкие, они также создают определенное сопротивление.

Это изменяет (немного) продолжительность каждой секунды. Таким образом, древнеримские секунды были на триллионные доли быстрее наших, плюс-минус.

Тем не менее, сама орбита немного колеблется. Сегодня считается, что наша планета медленно удаляется от Солнца. Это сделало бы орбиту длиннее без изменения скорости Земли. Таким образом, да, каждый год должен становиться длиннее, хотя разница смехотворно мала.