La précession des équinoxes - gravité et marées

Le phénomène de la précession a déjà été soupçonné dans l'Antiquité par Hipparque, astronome et mathématicien grec du deuxième siècle après Jésus-Christ environ, qui a également réalisé le premier véritable catalogue d'étoile :

1)Définition du phénomène.
La Terre tourne autour d'un axe passant par les pôles Nord et Sud. Or cet axe tourne lui-même à la manière de l'axe d'une toupie, c'est-à-dire en formant un cône. Ce mouvement conique entraîne ainsi le déplacement de l'équateur terrestre et celui de l'équateur céleste. Le point change alors de position sur l'écliptique, qu'il décrit en 25765 ans dans le sens rétrograde ou indirect, c'est-à-dire le sens des aiguilles d'une montre, ce qui correspond à une vitesse de 50"27 par an. La valeur moyenne de l'angle formé entre l'écliptique et l'équateur céleste est de 23°27'.

On remarque qu'à deux positions différentes P et P' sur la base du cône, la ligne des équinoxes possède une direction différente.
Nous allons maintenant voir quelles sont les causes de ce mouvement conique de l'axe du monde.

2)Les causes de la précession des équinoxes.
La Terre n'est pas une sphère homogène, elle est légèrement aplatie aux pôles et présente un renflement au niveau de l'équateur. Ainsi, du fait de cette forme aplatie de la Terre, l'attraction du soleil ne passe pas par le centre de la Terre. Cela crée un couple de force ayant tendance à ramener l'équateur dans le plan de l'écliptique, mais la force centrifuge due à la rotation de la Terre s'oppose à ce couple. Il en résulte le mouvement de précession de l'axe de rotation de la Terre.

Les forces F et F' sont le résultat de l'attraction solaire sur le bourrelet équatorial, F' étant cependant de même moins importante que F en raison du principe de gravitation: la force est inversement proportionnelle au carré de la distance.
On a deux couples de forces :
F et -F: forces dues à la force centrifuge de la Terre.
F1 et F1' : forces dues à la gravitation.

3)Les conséquences de la précession.
On peut en dénombrer plusieurs :

- Le pôle boréal n'est pas toujours à la même place dans le ciel ; il se trouve actuellement très proche de l'étoile polaire, étoile de la petite ourse. Il y a 4000 ans environ, à l'époque des astronomes mésopotamiens, le pôle Nord se trouvait dans la constellation du dragon (étoile Alpha Draconis), et dans 5500 ans la nouvelle étoile "polaire" sera l'étoile Alpha Céphei.
- Le point ??se déplaçant de 50"26 par an dans le sens rétrograde, le soleil ne se lève pas toujours au même point au-dessus de l'horizon le jour de l'équinoxe de printemps. Actuellement, il se lève dans la constellation des poissons, mais il y a environ 3000 ans, il se levait dans celle du bélier, et dans 2000 ans il se lèvera dans la constellation du verseau.
- La précession influe sur les cordonnées astronomiques : elle modifie la longitude écliptique puisque celle-ci est mesurée à partir du point ? et de ce fait elle change les coordonnées équatoriales (calculées à partir du point ?).
La précession présente de multiples conséquences, surtout au niveau astronomique, mais elle n'est pas le seul phénomène qui influe sur l'axe de rotation de la Terre, et donc sur le point ?; l'autre phénomène s'appelle la nutation.