В течение миллиардов лет сплющенные полюса и вспученный экватор Земли подвергаются воздействию гравитационных сил. «Поскольку Земля является уплощенной, — объясняет один специалист, — лунная гравитация стремится наклонить земную ось перпендикулярно орбите Луны; в меньшей степени то же самое относится к Солнцу».
В то же время экваториальная выпуклость — дополнительная масса, распределенная вокруг экватора, — действует подобно ротору гироскопа, ровно удерживающего Землю на своей оси.
Год за годом в планетарном масштабе этот гироскопический эффект не дает притяжению Солнца и Луны резко изменить направление земной оси вращения. Однако совместное гравитационное воздействие обоих тел достаточно велико, чтобы заставить ось «прецессировать», то есть медленно покачиваться по часовой стрелке, в направлении, противоположном вращению Земли.
Это движение является характерной особенностью нашей планеты в Солнечной системе. Любому, кто когда-либо раскручивал волчок, не составит труда понять его; в конце концов, волчок представляет собой разновидность гироскопа. Когда он хорошо раскручен, то стоит вертикально, но в тот момент, когда ось вращения отклоняется от вертикали, начинает происходить другое движение — медленное обратное покачивание по большому кругу. Это покачивание, которое и является прецессией, изменяет направление оси, но новый угол наклона стремится остаться неизменным.
Вторая, несколько иная аналогия поможет окончательно внести ясность в этот вопрос.
1. Представьте Землю, парящую в космосе с наклоном примерно 23,5° к вертикали, совершающую один оборот вокруг своей оси каждые 24 часа.
2. Представьте эту ось в виде массивного и прочного стержня, проходящего через центр Земли и выходящего наружу через Северный и Южный полюсы.
3. Представьте себя великаном, гуляющим по Солнечной системе, который решил выполнить одну задачу.
4. Представьте, что вы приблизились к наклоненной Земле (которая из-за вашего роста теперь кажется не больше мельничного жернова).
5. Представьте, что вы протягиваете руки и беретесь за оба конца земной оси.
6. Начните медленно поворачивать ее, толкая один конец и подтягивая другой.
7. Когда вы подошли, Земля уже вращалась.
8. Ваша задача состоит не в том, чтобы принять участие в осевом вращении, а в том, чтобы придать земной оси новый импульс движения: медленное виляние по часовой стрелке, называемое прецессией.
9. Для того чтобы выполнить эту задачу, вам нужно толкнуть северный конец оси вверх, чтобы он стал описывать большой круг в Северном полушарии небосвода, и одновременно потянуть южный конец, чтобы он стал описывать такой же круг в Южном полушарии небосвода. Это потребует медленного вращательного движения обеими руками и плечами.
10. Будьте терпеливы. «Мельничный жернов» Земли настолько тяжелее, чем кажется, что вам понадобится 25 776 лет, чтобы провести оба конца оси через полный цикл прецессии (по завершении которого они будут направлены в те же точки небесной сферы, как в момент вашего прибытия).
И. Кстати, раз уж вы приступили к этой работе, теперь вам нельзя ее бросать. Как только заканчивается один цикл прецессии, должен начаться следующий, и так далее, до бесконечности.
12. Если хотите, можете думать об этом как об одном из основных механизмов Солнечной системы, или, если предпочитаете, — как об одной из главных заповедей божественной воли.
По мере того как вы медленно перемещаете ось по небосводу, ее концы будут указывать на одну звезду за другой в полярных широтах Северного и Южного полушарий небесной сферы (а иногда, разумеется, в промежутки между звездами). Эта «перетасовка» происходит благодаря прецессии земной оси — движению, вызванному действием мощных гравитационных и гироскопических сил. Оно регулярно, предсказуемо и легко рассчитывается с помощью современного оборудования. Так, к примеру, сейчас полярной звездой является альфа Малой Медведицы (которую мы называем просто Полярная звезда). Но компьютерные расчеты позволяют нам с уверенностью утверждать, что в трехтысячном году до нашей эры это положение занимала альфа Дракона. Во времена древних греков северной полярной звездой была бета Малой Медведицы, а в четырнадцатитысячном году нашей эры это место займет Вега.