IX.
A Föld mozgásának szabálytalanságai.
83. Az egyenlítői kiduzzadás okozta háborgások. A Föld elliptikus alakjából két különböző módszerrel szereztünk bizonyságot; az egyik módszer tisztán mértani: ez a földmérés, a másik tisztán természettani: ez az inga; és ez a két mód teljesen megegyező eredményül azt adja, hogy a sarki lapultság értéke 1/293.
De ennek a lapultságnak és ennek folytán az egyenlítői kiduzzadásnak más következménye is van.
A Holdnak mozgása – közelsége miatt – a mi bolygónk alakjának szabálytalanságától, illetőleg lapultságától is függ. Az észlelet kimutatta a Hold mozgásának ilyen eredetű egyenetlenségét és ha a számításba az észlelés eredményét behozzuk, megfordítva kiszámíthatjuk az egyenetlenséget okozó lapultság értékét.
Eme harmadik, tisztán csillagászati mód szerint ugyancsak
az 1/293 számot találták; ez föltűnő megegyezés úgy, hogy a Föld lapultságának valószinű értéke ez úton majdnem bizonyossá lesz.
84. Az éj-napegyenlőség hátrálása (preczesszió). Ha a Föld pontosan gömbalakú és egynemű volna, a Nap és Hold vonzása úgy történnék, mintha a Föld tömege a középpontjában volna egyesítve.
|
37. rajz. |
De az egyenlítői kiduzzadás megzavarja e berendezés egyszerűségét. Az oly égitest, mely a forgástengely, vagy az egyenlítő síkjában van elhelyezve, még mindig részarányos módon vonzaná a Földet; de minden más helyzetben ennek az égitestnek vonzása "felfordítani" igyekszik a Földet, mert az egyenlítői kiduzzadás két fele nem egyenlő távolságban lévén, az egyiket erősebben vonzza, mint a másikat.
Ezért van, hogy a Hold a közelsége miatt, a Nap pedig roppant tömege miatt szünet nélkül megváltoztatja a Földgömb forgástengelyének irányát. Az egyenlítő síkja a pálya síkjával 23,5°-ot zár be, mely szög 48 másodperczczel csökken évszázadonként. A földgömb forgástengelye szintén ezt a szöget zárja be a földpálya tengelyével. Ez utóbbi Oω (l. a 37. rajzot) vonal iránya közelítőleg változatlan, míg a Hold és a Nap vonzó hatása következtében a Föld forgástengelye áthelyeződik az égen és körben mozog keletről nyugatra az előbbi körül oly módon, hogy egy teljes forgás 26 000 évig tart.
A sark tehát az égen elmozdulni látszik; ebből az éj-nap-egyenlőség vonalának elmozdulása következik, melyet az éj-napegyenlőség hátrálásának, vagy az álló csillagok preczessziójának neveznek; ez a mozgás évenként 50.2 másodpercznek felel meg. Idők folyamán az égi sark, a mely egy kis 23.5° nyílású kört ír le, lassanként mindinkább eltér a jelenlegi sarkcsillagtól.
Az éj-napegyenlőség hátrálásának a földgömb általános természettana szempontjából nagyon fontos következményei vannak; századok folyamán megváltozik miatta az évszakok tartama. Ez az eltolódás tehát hatást gyakorolhat a földgömb különböző vidékei éghajlatának évszázados változásaira.
86. A forgó mozgás más szabálytalanságai. E két eltérés a főszabálytalanság; közülük egyedül a preczesszió módosítja valamennyire az évszakokat hosszú idő elteltével, de tekintve a newtoni vonzástörvény következményeit, érdekes látnunk legalább minőségileg, milyen más hatásokat idéznek még elő a Hold és a Nap mozgásának különlegességei a Föld mozgásában.
Mindenekelőtt a Nap minden hat hónapban az egyenlítő egyik oldaláról a másikra megy; a földgömb tengelye e miatt az egyenlítői duzzadás következtében egy kis ellipszist ír le, melynek középpontja mindég a nutáczió okozta hullámvonalon marad; e kis ellipszis méretei: egy másodpercz a kis tengely és két másodperez a nagy. A nutáczió hullámvonala tehát a Napnak az egyenlítőre vonatkoztatott mozgása következtében szintén hullámos lesz.
Végül a Hold minden tizenhárom, vagy tizennégy napban az egyenlítő egyik oldaláról a másikra megy át; ez a Földnek
újabb ingadozását okozza egy negyedik ellipszisen, melynek középpontja az előbbi vonalon mozog és melynek méretei két és négytized másod perczczel egyenlők.
Ennek következtében az égboltozatig meghosszabbított földtengely nem találja az eget egy nyugvó pontban, hanem félhavonként egy első ellipszist ír le, melynek közepe félévenként egy második ellipszisen mozog, melyet a Napnak az ekliptikában való keringése okoz; e második ellipszis középpontja tizennyolcz és fél évenként egy harmadik (a nutáczióból eredő) ellipszisen mozog, melynek középpontja az éj-napegyenlőség körén van és ezt 26000 év alatt futja be. E szerint a sark mozgását négyszeres fordulatú görbével lehet ábrázolni az égbolton.
87. A Föld haladó mozgásának háborgásai. A forgó mozgás háborgásain kívül a Föld általános mozgásában még más szabálytalanságok is vannak; vizsgálnunk kell azokat is, a melyek a Földnek Nap körüli útjában nyilvánulnak.
Mindenekelőtt a Föld középpontjától leírt ellipszis középpontkívülisége egyenletesen csökken, még pedig évszázadonként 6400 kilométerrel; a haladó mozgás, mely a terület-törvény értelmében nem egyenletes, mindjobban állandósul és legnagyobb és legkisebb sebességei a jelenlegi középsebességhez közelednek.
Ha a középpontkívüliség csökkenése tovább tartana, az ellipszis negyvenezer év mulva átalakulna teljes körré.
Míg az ellipszis a köralakhoz közeledik, ugyanakkor síkjában is forog oly módon, hogy a perihélum nyugatról keletre vonul, körülbelül 110000 év alatt futva be a körét; ez a haladó mozgásnak második háborgása.
Harmadsorban a pálya síkja nem alkot pontosan állandó szöget a földi egyenlítővel, hanem évszázadonként 48 másodperczczel közeledik hozzá; de ez a közeledés nem tart a végtelenségig, mert a pálya síkja csak nagyon szűk határok között időszakosan ingadozik.
Végül a Hold és a Föld tömegeinek különbözősége, melylyel a rendszer a Nap körül kering, egy negyedik szabálytalanságot okoz. Ez ideig csak a Földnek magának tulajdonítottuk az elliptikus mozgást, melyet azonban a valóságban a Föld és Hold súlypontja ír le.
E két csillag úgy hat egymásra, hogy együttesen súlypontjuk körül keringenek. Míg a Hold e középpont körül bizonyos ellip-
szist ír le, a Föld, melynek 80-szor akkora a tömege, 80-szor kisebb méretű ellipszist ír le. A dolog egészen úgy megyen végbe, mintha egy zsinór két végére két golyót kötnénk, melyek egyikének tömege 80-szor akkora, mint a másiké s e rendszert a levegőbe hajítanók; a folytonosan megfeszített szál kényszeríti a két golyót, hogy közös haladó mozgást végezzen, mialatt forognak is oly középpont körül, mely 80-szorta közelebb van a nagy golyó középpontjához, mint a kicsinyéhez. A Föld és a Hold esetében középpontjuk vonzása helyettesíti az összekötő szálat. A föld-hold rendszer súlypontja írja le az elliptikus pályát a Nap körül és ez a középpont körülbelül 1000 km. távolságban a földfelszín alatt folytonosan azon az egyenesen van, a mely a Hold és Föld középpontját összeköti.
Mindeme háborgásokhoz, a melyek a tengely körüli forgásban és a Nap körüli haladó mozgásban jelenkeznek, hozzá kell adnunk még az egész naprendszer általános haladó mozgását a térben. Látható tehát, hogy a sarkpont az égen éppenséggel nem állandó.
88. A földrajzi szélességek ingadozása. Megbizonyosodtunk arról, hogy a különféle zavaró mozgások következtében a földi sarkok vonala, a földtengely az éggömböt folyton változó pontban döfi át; de van még egy fölvetődő kérdés. Ha a föld-tengely az égboltot nem döfi át ugyanabban a pontban, vajjon a forgástengely a Földhöz viszonyítva állandó-e?
Más szóval, ha a Földet fagolyónak és a forgástenge]yt a golyón áthatoló aczéltűnek gondoljuk, ez a tű a golyóhoz szilárdan van-e megerősítve, vagy pedig van esetleg valami kis játéka a fa belsejében?
Egyedül a földrajzi szélességek egyre pontosabb meghatározása adhatja meg a választ és a kísérleti tudomány pompás eredménye annak kétségtelen nyilvánvalóvá tétele, hogy a földtengely a Földhöz viszonyítva nem állandó.
Abból a növekedő pontosságból, meylyel a földrajzi szélességet meghatározzák, s ez a pontosság a másodpercz 1/10 részét meghaladja, következik, hogy ugyanazon a helyen a függőleges iránya nem változatlan; a szélesség tehát, a mely a függőlegesnek az egyenlítő síkjával alkotott szöge, egy kis változást – miként a csillagászok mondják sarkmagassági változást – szenved.
Hogy a földtengely ingadozásának törvényét meghatározzák, a Nemzetközi Földmérő Szövetség 6 észlelő helyet alapított, illetőleg segélyezett, melyek ugyanazon a párhuzamos körön feküsznek és felszerelte őket egyenlő készülékekkel és azonos észlelő és számító módokat szabott meg részükre.
Az eredmények átlagából az tünik ki, hogy a tengely körön látszik mozogni, melynek átmérője a sarkon 12 m. és forgását 428 nap alatt végzi; ez a szám megfelel a Holdnak az egyenlítői felduzzadásra való hatásának, ha a Földet, mint azt más tények is mutatják, némileg rugalmasnak tekintjük.
Ez az a számos szabálytalanság, a mely a Föld mozgásában mutatkozik. A maga egészében a mi gömbünk semmiféle tekintetben, még mozgásában sem mutat változatlanságot. Látni fogjuk, hogy külső kérge sem állandó, hanem a maga egészében folytonos változás színtere.