การเคลื่อนถอยของวิษุวัต

การเคลื่อนถอยของวิษุวัต (precession of the equinoxes) หรือ การหมุนควงของแกน (axial precession) เป็นปรากฏการณ์การหมุนควงที่เกิดขึ้นกับแกนหมุนของโลก มีความสำคัญอย่างมากในทางดาราศาสตร์

ภาพรวม 
แกนหมุนของโลกนั้นมีการเคลื่อนที่แบบหมุนควงเช่นเดียวกับลูกข่าง แต่แน่นอนว่าโลกไม่ได้ถูกวางอยู่บนพื้นดินดังเช่นลูกข่าง ดังนั้นจึงเหมือนกันแค่ในเชิงเปรียบเทียบ แต่โดยรายละเอียดแล้วมีความแตกต่างกัน ในกรณีของโลกนั้น รูปร่างของโลกเป็นทรงคล้ายทรงกลม โดยมีส่วนเส้นศูนย์สูตรนูนแป้นออกมาเล็กน้อย ดังนั้นแรงน้ำขึ้นลงจากแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ จึงผลักส่วนนูนเส้นศูนย์สูตรเข้าหาระนาบสุริยวิถี แรงตรงนี้เป็นสาเหตุให้เกิดความเปลี่ยนแปลงของแกนการหมุน

การเคลื่อนที่ของจุดวสันตวิษุวัตเนื่องจากการหมุนรอบตัวเองของโลกทำให้ขั้วท้องฟ้าเหนือและเส้นศูนย์สูตรท้องฟ้าเคลื่อนที่ไป นอกจากนี้ แรงดึงดูดจากดาวเคราะห์ยังส่งผลต่อการโคจรรอบดวงอาทิตย์ของโลก ซึ่งก็เป็นสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงของจุดวิษุวัตเช่นกัน แม้ว่าจะมีผลเพียงเล็กน้อยมาก อ้างอิงจาก IAU2006 การเคลื่อนถอยของวิษุวัตต่อ 1 ศตวรรษจูเลียน (3,155,760,000 วินาที) ในต้นยุคอ้างอิง J2000.0 นั้นมีค่าเป็น 5028.796195 พิลิปดา

การหมุนควงของแกนโลกทำให้จุดวสันตวิษุวัตและ จุดศารทวิษุวัต ค่อย ๆ เคลื่อนไปทางทิศตะวันตกตามแนวสุริยวิถี ปรากฏการณนี้จึงถูกเรียกว่า การเคลื่อนถอยของวิษุวัต คาบของการหมุนควงนี้อยู่ที่ประมาณ 25,772 ปี ดังนั้นปีสุริยคติจึงสั้นกว่าปีดาราคติไปประมาณ 20 นาที 24 วินาที

การเปลี่ยนตำแหน่งของขั้วท้องฟ้า 
การหมุนควงยังส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนตำแหน่งของขั้วท้องฟ้าเหนือด้วย โดยขั้วท้องฟ้าเหนือจะกวาดไปเป็นวงกลมโดยมีศูนย์กลางอยู่ที่ขั้วเหนือของสุริยวิถีบนทรงกลมท้องฟ้า ดาวเหนือในปัจจุบันในศตวรรษที่ 21 คือดาวโพลาริส (ดาวอัลฟาหมีใหญ่) ซึ่งคาดการณ์ว่าจะอยู่ใกล้ขั้วโลกเหนือบนท้องฟ้ามากที่สุดประมาณปี ค.ศ. 2100 แต่พอถึงประมาณปี ค.ศ. 13000 ขั้วโลกท้องฟ้าเหนือจะอยู่ใกล้กับดาวเวกา (ดาวอัลฟาพิณ) โดยห่างไปเพียง 5 องศา ตามบันทึกของชาวอียิปต์โบราณ เมื่อประมาณ 4,800 ปีที่แล้ว (ประมาณ 2,800 ปีก่อนคริสตกาล) ขั้วโลกเหนือบนท้องฟ้าตั้งอยู่รอบ ๆ ดาวอัลฟามังกร

ประวัติศาสตร์ 
ประมาณ 150 ปีก่อนคริสตกาล นักดาราศาสตร์ชาวกรีกชื่อฮิปปาร์คอสได้ค้นพบการเปลี่ยนแปลงของจุดวสันตวิษุวัตเนื่องจากการหมุนควงของโลกเป็นครั้งแรก ด้วยการใช้ดาวรวงข้าวในกลุ่มดาวหญิงสาวซึ่งอยู่ใกล้ลองจิจูดสุริยุวิถี 180 องศาและละติจูดสุริยวิถี 0 องศา เขาได้ทำการวัดระยะเชิงมุมระหว่างดวงจันทร์กับดาวรวงข้าวในช่วงที่เกิดจันทรุปราคาเต็มดวง เนื่องจากสุริยุปราคาและจันทรุปราคาจะเกิดขึ้นที่จุดตัดของสุริยวิถีและจันทรวิถีเท่านั้น ดวงจันทร์และดวงอาทิตย์จึงอยู่ในแนวสุริยวิถีเสมอระหว่างเกิดสุริยุปราคาและจันทรุปราคา ดังนั้น ระยะทางเชิงมุมไปยังดาวรวงข้าว ณ เวลานั้นจึงกลายเป็นความแตกต่างของลองจิจูดสุริยวิถี ระหว่างดาวรวงข้าวกับดวงจันทร์หรือดวงอาทิตย์ ฮิปปาร์คอสเปรียบเทียบความแตกต่างของลองจิจูดสุริยุปราคากับสารบัญแฟ้มดาวฤกษ์ที่ทิโมคาริสทำขึ้นเมื่อประมาณ 150 ปีก่อนยุคของเขา และได้พบว่าค่าของลองจิจูดสุริยวิถีเปลี่ยนไป เขาพบความคลาดเคลื่อนที่คล้ายกันสำหรับดาวฤกษ์อื่นที่ไม่ใช่ดาวรวงข้าวด้วย และได้สรุปว่าความคลาดเคลื่อนนี้เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของจุดวสันตวิษุวัต ซึ่งเป็นจุดรากฐานของลองจิจูดสุริยวิถี มากกว่าที่จะมาจากการเคลื่อนที่ของตัวดาวนั้นเอง

นอกจากนี้แล้ว หยวี สี่ (虞喜, ค.ศ. 270–345) นักดาราศาสตร์ชาวจีนในยุคราชวงศ์จิ้น เองก็ได้ค้นพบการเคลื่อนถอยของวิษุวัตเช่นเดียวกัน

อ้างอิง 

กลศาสตร์
กลศาสตร์ท้องฟ้า