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概念
发现
成因
概念
data/attachment/portal/201111/06/090829w3ie3iwlhevwsvlm.jpg极星变革和岁差的成因
在太阳，月亮和其它行星的引力作用下，地球自转轴在空间并不总是保持在同一方向上，而是不断发生变化。其长期变化使地球自转轴饶着地球公转轨道面（即黄道面）的垂直轴（黄轴）旋转，以大约26000年的周期在空间描绘出一个圆锥面，平均半顶角约23度半，即所谓黄赤交角。这种天文现象就叫岁差。
在日、月的引力作用下，地球自转轴的空间指向并不固定，呈现为绕一条通过地心并与黄道面垂直的轴线缓慢而连续地运动，大约25800年顺时针向（从北半球看）旋转一周，描绘出一个圆锥面。此圆锥面的顶角等于黄赤交角23.5°。于是天极在天球上绕黄极描绘出一个半径为23.°5的小圆，也使春分点沿黄道以与太阳周年视运动相反的方向每25800年旋转一周，每年西移约50.3″。这种由太阳和月球引起的地轴的长期进动（或称旋进）称为日月岁差。德国天文学家贝塞耳首次算出日月岁差为5，035'.05（历元1755.0），今值为5，029'.0966（历元2000.0）。
在行星的引力作用下，地球公转轨道平面不断地改变位置，这不仅使黄赤交角改变，还使春分点沿赤道产生一个微小的位移，其方向与日月岁差相反，这一效应称为行星岁差。行星岁差使春分点沿赤道每年东移约0.13″。日月岁差和行星岁差的综合作用使天体的坐标如赤经、赤纬等发生变化，一年内的变化量称为周年岁差。此外，根据广义相对论，旋转物体的自转轴会在空间产生相对论性进动，称为测地岁差。地球的测地岁差为1.98″／世纪，方向为逆时针向。
发现
data/attachment/portal/201111/06/09082956dapohhhladaayq.jpg岁差现象的数学原理
最早发现岁差现象的是公元前二世纪著名的古希腊天文学家依巴谷（Hipparchus）。他把他自己用浑天仪测得的一批恒星的位置与150年前另外两位天文学家阿里斯提留斯和提摩哈里斯测得的结果相比较，发现几乎每颗恒星的黄经（在黄道座标系统中的经度值）都增加了大约1.5度，而黄纬却几无改变。他正确地指出这是由于春分点沿黄道退行造成的。
公元330年前后，中国晋朝的天文学家虞喜也通过冬至日恒星中天的观测，独立地发现冬至点也在沿黄道退行，并有一段精彩的阐述：（戴《宋史·耶律志》）“尧时冬至日短星昂，今二千七百馀年，乃东壁中，则知每岁渐差之所至”中文岁差一词的由来即在于此。不管是春分点也罢，冬至点也罢，它们沿黄道的退行都是地轴绕黄轴旋转的表象，囿于当时的科学水平，依巴谷和虞喜虽都发现了岁差现象，但都不能对其物理成因作出解释。
成因
data/attachment/portal/201111/06/090829dbdbmgsld4se3jmq.jpg关于岁差现象的解释
直到十六世纪，牛顿以天体力学为基础，通过严格地计算，才从理论上论证了岁差现象是由于日、月及行星的引力作用于地球的必然结果。牛顿认为岁差是太阳和月亮对地球隆起部分的吸引所致。牛顿在《自然哲学之数学原理》中未能给出其证明；牛顿以来的科学家也没有证明上述作用力定会产生岁差。因此，牛顿岁差成因只是科学上的一种猜测。
日、月的引力并不引起黄道和黄赤交角的改变，只能改变赤道面，因此，固定在赤道面上的春分点就沿著黄道滑动（退行），速度每年为50″.371，叫做周年日月岁差。天极因此以大约26000年的周期沿顺时针方向绕黄极画出一个小圆，与此同时，它造成了恒星在天上的位置（天文学中以赤经，赤纬表述）有规律地改变其数值（不是相对位置）。这就是天文学家和天文爱好者在用现代化天文望远镜寻找某一颗恒星的时候，必须将其位置从星表历元按照一定的公式改正到观测的历元的理由。
其它行星的引力造成黄道面（即地月系重心绕日旋转的轨道面）本身发生了错动，这就使黄极在天上的位置也是改变的，有时接近天极，有时又远离天极，其位移轨迹是一条非常复杂的缧线。换个角度站在黄极的角度来考虑问题，这种改变使得天极绕黄极的轨迹下再是一个规规矩矩的小圆，而是一个接近圆形的怪异曲线。也就是说，天极不仅围绕黄极旋转，而且不断地改变它们的距离，而这个距离实际上就是黄赤交角。因此，行星岁差直接导致黄赤交角的改变，是回归线漂移的元凶之一。