Eje
Un eje es la línea imaginaria a través del centro de un cuerpo alrededor de la cual rota; el eje de la Tierra va del Polo Norte al Polo Sur.
Definition
Un eje es una línea imaginaria que atraviesa el centro de un objeto giratorio; el eje de la Tierra va del Polo Norte al Polo Sur, y la Tierra gira alrededor de él una vez al día. El eje está inclinado $23.5^\circ$ respecto a una línea perpendicular al plano orbital de la Tierra, y sigue apuntando en la misma dirección en el espacio a lo largo del año, lo cual es lo que causa las estaciones. Físicamente, el eje de rotación es la línea del vector de momento angular de la Tierra, que permanece fijo en el espacio inercial por conservación del momento angular a menos que actúe un torque sobre él. El Sol y la Luna ejercen un torque sobre el abultamiento ecuatorial de la Tierra, causando que el eje precese en un cono de semiángulo $23.5^\circ$ con un período de unos $25{,}800$ años, más una nutación más pequeña con un período de $18.6$ años. Los polos geográficos de la Tierra también vagan unos pocos metros en relación con la corteza en el bamboleo de Chandler, y los polos magnéticos son separados de los polos de rotación y se mueven de forma independiente.
Example
Un trompo giratorio gira alrededor de su eje, y un balón de baloncesto girando en el dedo de un jugador rota alrededor de un eje que va desde el dedo hasta la parte superior del balón. Desde Charlotte a $35^\circ$ N de latitud, el eje norte de la Tierra apunta a un lugar en el cielo $35^\circ$ sobre el horizonte norte, marcado de cerca por Polaris; desde el ecuador Polaris estaría sobre el horizonte, y desde el Polo Norte estaría directamente arriba. Debido a la precesión, Polaris se alejará del polo en los próximos siglos, y en unos $12{,}000$ años la brillante estrella Vega será la estrella polar. Alrededor del 2,700 a.C. la estrella polar era Thuban en Draco, a la cual se alinearon los constructores de pirámides egipcios.
Key Insight
El eje norte de la Tierra apunta casi directamente a Polaris, la Estrella Polar, razón por la cual Polaris permanece quieta mientras cada otra estrella parece circular a su alrededor durante la noche. El eje no se bambolea de un lado a otro durante el año; apunta de la misma manera en junio y diciembre, y lo que cambia es qué hemisferio se está inclinando hacia el Sol mientras la Tierra se mueve por su órbita. La inclinación axial de la Tierra es inusualmente estable, variando solo entre unos $22.1^\circ$ y $24.5^\circ$ en ciclos de $41{,}000$ años, porque la gravedad de la Luna la estabiliza. Marte, sin una luna grande, ha tenido su inclinación oscilar decenas de grados, con drásticas consecuencias climáticas.