Предельно возможные параметры орбиты Земли

[Skipper_NORTON]

Я раньше  пытался в теоретических расчётах показать что,  угол между экватором и плоскостью орбиты Земли (или проще говоря  "угол наклона оси", который сейчас 23,5 градусов) -
должен колебаться с бОльших пределах , чем , как многие пишут, в пределах якобы,  от 22,1 градуса,  до  24,5  градусов. 
 
Если вкратце (в первом приближении), то наибольшее влияние оказывает Юпитер,  а угол между плоскостью орбиты Юпитера и плоскостью орбиты Земли,
равен 1,3 градуса, и эта величина мало изменяется (почти постоянная на протяжении миллионов лет).  Если бы не было других планет,  а только Земля и Юпитер,
то это приводило бы к "прецессии плоскости орбиты"  Земли  (и очень слабой - у Юпитера, т.к.  он по массе в 318 раз больше чем масса Земли) - и полюс эклиптики Земли
вычерчивал бы на фоне звёзд круг, с угловым диаметром 2,6 градусов.   
Что происходит когда  полюс эклиптики Земли находится "в противофазе"  с обычным небесным полюсом  ? Т.е. полюс эклиптики движется по малому кругу, полюс небесный -
по большому, из-за обычной прецессии, и "в противофазе" - означает - на разных сторонах этих  своих окружностей, по которым они движутся.
Это это должно заставлять небесную ось Земли, прецессировать с бОльшим радиусом, т.е. эффект - разница между двумя случаями - 
А) угол между экватором и плоскостью орбиты - когда полюс эклиптики и небесный полюс находятся в противофазе, и
Б) в случае, когда они находятся в одном направлении --   
в случае А - должен удваиваться  (2,6 умножить на 2 = равно  5,2  градуса - именно в таком диапазоне
должен изменяться угол наклона Земли). 
 
Это всего лишь краткое описание,  а более полное я приводил в других темах.  Вывод - на протяжении миллионов лет,  земная орбита  должна испытывать возмущения такие,
что угол между экватором и плоскостью орбиты   (проще говоря  "угол наклона оси" )  - должен  изменяться в пределах  5,2  градуса  !
 
И вот я нашёл, в научной литературе подтверждение своих аргументов - 
 
http://www.ikz.ru/~smulski/Papers/RasVSS2c.pdf

i - угол наклона (рисунок 2),  дан в радианах,  и нетрудно посчитать,  что за последние 3 млн лет,  он изменялся  в пределах  от 0,36 до 0,45 радиан,  что означает
угол наклона  оси Земли -  исторически  изменялся   от  20,6  до  25,8   градусов!      (в наше время, некое среднее значение, 23,5 градусов).
 
Как раз, разница  - те самые 5,2  градуса,  о которых я писал.    причём с точностью  до  0,1 градуса всё совпало с моей теорией!  Вот это удивительно,  радует, что я всё точно
рассчитал.
Видимо, эти таблицы и графики, и есть наиболее правильные, т.е. точно рассчитанные, по эволюции орбиты Земли.
 
Также, интересно насчёт эксцентриситета орбиты Земли.    Сейчас он равен,  0,017,
Крайних значений  эксцентриситет достигает - от  0.0003  (почти круговая орбита), 
до   0.065  !!   Также известно, что  такой параметр - длина большой полуоси, практически не изменяется со временем. 
Это означает, что в те времена,  Земля,   отдалялась  от Солнца  почти на  160 млн км в афелии,  и  приближалась  на  140 млн км в перигелии.
 
Инетересно,  пусть эксцентриситет такой же, а афелий - приходится, как и сейчас,  на середину лета.  На сколько тогда дней,  лето в северном полушарии было дольше чем зима? 
 

[СТРОБОСКОП]

Если вкратце (в первом приближении), то наибольшее влияние оказывает Юпитер,

Если в кратце, то наибольшее влияние на Землю оказывает Луна, после Луны - Солнце. Или я что то недопонимаю?

[Змей Петров]

Да, Юпитер тут далеко не на первом месте.
Вроде есть какой-то загадочный резонанс с Венерой, но и то - вилами по воде...

[Skipper_NORTON]

наибольшее влияние на Землю оказывает Луна, после Луны - Солнце. Или я что то недопонимаю?

 
На Земную орбиту Луна не может оказывать большого воздействия. 
Плоскость этой орбиты вместе с Луной была бы постоянна,  если бы не было других планет.   (только Земля, Луна и Солнце).  Солнце понятно по какой причине не может изменять
орбиту центра масс - Земля+Луна,  т.к.  это по сути,  задача механики двух тел.

А вот с планетами - оказывают возмущающее действие,
и плоскость орбиты Земли  (вместе с Луной, т.е. плоскость вращающегося центра масс  Земля+Луна)  - изменяется  из-за грав. воздействия других планет.
И тут именно Юпитер сильнее всех влияет.
 

[Kostian]

Если вкратце (в первом приближении), то наибольшее влияние оказывает Юпитер,

Если в кратце, то наибольшее влияние на Землю оказывает Луна, после Луны - Солнце. Или я что то недопонимаю?

Недопонимаете. Луна не возмущает орбиту Земли, а наоборот служит ее естественным стабилизатором. Если бы не было Луны, то размах колебаний параметров земной орбиты и климата на Земле был бы в разы больше, и скорее всего тогда не было бы жизни на Земле, т.к., в конце концов, планета либо замерзла бы, свалившись в вечный ледниковый период, либо перегрелась бы.

[Skipper_NORTON]

угол наклона  оси Земли -  исторически  изменялся   от 20,6  до  25,8   градусов!  (в наше время, некое среднее значение, 23,5 градусов).

 
максимальный эксцентриситет.   0.065  .  означает, что в те времена,  Земля,   отдалялась  от Солнца  почти на  160 млн км в афелии,  и  приближалась  на  140 млн км в перигелии.

 
Известно также, что высокие широты получают меньше тепла (среднегодовое), при мЕньшем наклоне, так что минимальный  20,6 градусов -  способствует усилению ледниковых периодов..
 
А вот насчёт эксцентриситета, непонятно.  Более вероятно, что ледниковый период в Северном полушарии наступит,  если летом Земля в афелии, т.е.  в 160 млн км  от Солнца? 
Но зато лето более длинное!   Больше времени, чтобы растаял лёд. 
 
Так что Миланкович может быть неправ, и ледниковые периоды усиливаются, именно при коротком лете в Северном полушарии, когда Земля в 140 млн км от Солнца, 
ну и с минимальным, или близким к минимальному (20,6 градусов)  наклоном.
 
А увеличение наклона до  25,8 градусов, всегда приносило больше тепла в высокие широты, ледники отступали, и Земля приходила к межледниковым периодам.
 

[Skipper_NORTON]

максимальный эксцентриситет.   0.065  .  означает, что в те времена,  Земля,   отдалялась  от Солнца  почти на  160 млн км в афелии,  и  приближалась  на  140 млн км в перигелии.

 
А вообще,  довольно интересное время было..  Жаль что мы живём в эпоху круговой орбиты.  Не считал, как это сказывается на  продолжительности зимы и лета, 
но возможно, было в северном полушарии так -  4 месяца лето, и только  2 месяца - зима.   
 
Там где, сейчас  по 3 месяца - и лето и зима      
 

[СТРОБОСКОП]

он изменялся  в пределах  от 0,36 до 0,45 радиан,  что означает
угол наклона  оси Земли -  исторически  изменялся   от  20,6  до  25,8   градусов!

Это совсем не означает. Вы предполагаете, что  угол   наклона оси Земли более стабилен относительно звезд, чем угол наклона плоскости орбиты. А это совсем наоборот. Может угол наклона стабилен относительно плоскости орбиты?

[СТРОБОСКОП]

Недопонимаете. Луна не возмущает орбиту Земли, а наоборот служит ее естественным стабилизатором. Если бы не было Луны, то размах колебаний параметров земной орбиты и климата на Земле был бы в разы больше, и скорее всего тогда не было бы жизни на Земле, т.к., в конце концов, планета либо замерзла бы, свалившись в вечный ледниковый период, либо перегрелась бы.

Вот эту мантру, что Луна стабилизирует орбиту и вращение Земли, я много раз слышал в научно-популярных фильмах (причем обычно про происхождении жизни), и ни разу не слышал каким образом она стабилизирует?

[Skipper_NORTON]

Вы предполагаете, что  угол   наклона оси Земли более стабилен относительно звезд, чем угол наклона плоскости орбиты.

 
Проведите перпендикуляр от плоскости орбиты.  Он попадает в какую то точку на фоне звёзд.  Это т.н.  "полюс эклиптики".
Именно из-за воздействия планет,  80-90%  влияния, приходится на Юпитер,  этот "полюс эклиптики" - вычерчивает линию близкую к  окружности с радиусом  равным  1,3 градуса
(именно такой угол между орбитой Земли и Юпитера).
 
А теперь представим другой полюс - небесный, это точка на фоне звёзд, куда направлен Северный географический полюс.
Он, уже из-за другой - ОБЫЧНОЙ прецессии,  вычерчивает линию близкую к  окружности с радиусом  равным  23,5 градуса .  (в наше время).
Если бы эта окружность не изменялась вообще,  то угол наклона  менялся бы в пределах  2,6 градусов. 
 
Это же очевидно.   Представьте большой круг неизменный на фоне звёзд, и внутри маленький кружок - по которому движется полюс эклиптики.
 
"Угол наклона оси" - это не что иное как, расстояние между этими полюсами - эктиптики и небесным.
Если мы представим, что окружность, по которой движется небесный полюс - неизменна, а  полюс эклиптики движется по окружности с радиусом 1,3 градуса  ,
то он будет то приближаться то отдаляться от небесного  в пределах  2,6 градусов.
 
Это понятно?
 
Ну а теперь на эти движения добавим тот факт, что сама прецессия обычная, зависит от этого же угла наклона. Значит, если  полюс эклиптики начал отдаляться
(до тех пор пока в противофазу не попадет - о ней в 1-м сообщении) - этот факт заставляет небесный полюс, прецессировать  тоже по бОльшему радиусу!
Т.е. они взаимно друг от друга отдаляются!   Что удваивает этот эффект , и угол наклона может изменяться в диапазоне  аж 5,2  градусов.   
 
Вроде, понятно объяснил.  Если  бы  угол между плоскостью орбиты Земли, и плоскостью орбиты  Юпитера,  был бы к примеру  3 градуса,  а других планет не было бы, 
то  угол наклона земной оси,  менялся бы  на 12 градусов  .   (аналогично,  как в вышеописанном случае, потому 3 умножаем на 4).
 
А вот как "Луна может оказывать некое (мифическое) стабилизирующее воздействие на земную ось" - это не знаю.  И про природу этого взаимодействия нигде не читал, не находил.
 

[СТРОБОСКОП]

Ну а теперь на эти движения добавим тот факт, что сама прецессия обычная, зависит от этого же угла наклона.

А вот и не понятно, почему Вы считаете это фактом?

[Skipper_NORTON]

А вот и не понятно, почему Вы считаете это фактом?

 
Сейчас небесный полюс движется по окружности с каким радиусом?  23,5 градусов.  Почему?  Потому что такой же, угол между полюсами - эклиптики и небесным.
Если условно-мновенно,  отдалить полюс эклиптики от небесного  (представим мимо Земли планета пролетела, и изменила плоскость орбиты), то что произойдёт?
Небесный полюс (из-за обычной прецессии) начнет двигаться по окружности уже с бОльшим радиусом!
 
Вот, примерно нарисованный процесс, иллюстрирующий две прецессии - обычную, и прецессию плоскости самой орбиты.
 
-8000 год   т.е. до нашей эры, - полюса в противофазе, на маленьком кружке отдалился полюс эклиптики, что привело к отдалению  окружности
по которой из-за обычной прецессии, движется небесный полюс.
 
В 18000 году, он туда же не придёт, а будет находиться, ближе, и двигаться, по меньшему радиусу, потому что с полюсом эклиптики, он не будет находиться в противофазе.
 
И только позже,  в 22000   годах, снова выйдет дальше, т.е. будет двигаться по бОльшему радиусу, чем тот, по которому двигался на прошлом обороте.
 
Минимальное расстояние между полюсами - в 12000 году -  они находятся по одну сторону от общего центра. Точнее даже, в 12500 году.
 
Вот так  этот угол и колеблется - был бы только один Юпитер, Земля и Солнце - было бы так - 
угол наклона Земли 
 
-8000  год максимум,   25,8 градусов, 
2000 год современность, 23,5  градусов, 
12500 год - минимум  20,6 градусов, 
...
33000 год - снова максимум,   25,8 градусов,
 
и т.д.   и так вечно с  интервалом в 41000 год,  этот угол наклона колебался бы между 20,6 градусов и 25,8 градусов. 
Но всё усложняется из-за того, что не только Юпитер, а еще и другие планеты вносят своё влияние - и расчёт  становится совсем уж трудным.
 
Скажем,  так может оказаться, что очередной максимум, это не 25,8,  а 24,6 всего лишь,  или очереной минимум  - не 20,6,  а 21,6. 
 

[Skipper_NORTON]

максимальный эксцентриситет.   0.065  .  означает, что в те времена,  Земля,   отдалялась  от Солнца  почти на  160 млн км в афелии,  и  приближалась  на  140 млн км в перигелии. 
 
И это за последние  3 миллиона лет.  На более длительном промежутке,  возможно, орбита Земли "вытягивалась"  и до   170 млн км в афелии,  и  приближалась  на  130 млн км в перигелии. 
А если так совпадёт что и орбита Венеры  будет с большим эксцентриситетом  (в афелии  129-130  млн км), 
то получается,  Солнечная система за многие миллиарды лет,  может прийти и в такое состояние, что  Земля столкнулась  бы с Венерой? 
 
Из-за чего вообще этот эксцентриситет увеличивается-уменьшается?
 

[dr_magneto]

Вроде есть какой-то загадочный резонанс с Венерой, но и то - вилами по воде

При максимальных сближениях Венера "смотрит" на Землю всегда одной стороной. Совпадение? Не думаю

[-Юрий-]

При максимальных сближениях Венера "смотрит" на Землю всегда одной стороной.

А как определили, ведь Венера сплошь покрыта облаками, ничего не видно?

[dr_magneto]

Ну, период вращения определили еще полвека назад радиолокацией, помогли яркие области Альфа и Бета, потом там побывали КА
Максимальные сближения (нижние соединения) между Землей и Венерой происходят каждые 584 земных суток, через каждые 5 соединений на Земле проходит 8 земных лет, а на Венере 13 венерианских лет
Или по-другому - венерианские сутки примерно равны 117 земным, т.е. каждые 584 земных суток (нижние соединения) на Венере проходит 5 венерианских