¿Cómo podemos decir que la estrella polar está fija solo porque está colocada exactamente sobre el Polo Norte? ¿Cómo gira junto con la Tierra alrededor del Sol si está fijo?
No podemos decir que nada esté "fijo": solo está "algo fijo en relación con x", donde x podría ser nuestro marco de referencia. Además, mientras que el radio de la órbita de la Tierra es de unos 150 millones de km, la distancia a Polaris es . Cuando mueves la Tierra 300 millones de km (el diámetro aproximado de su órbita), el ángulo aparente con Polaris cambiaría en que es aproximadamente 0˚00'00.15" - realmente un cambio muy pequeño que normalmente no podrá detectar. A modo de comparación, el sextante desarrollado por la NASA para vuelos espaciales tenía un error rms de fuente de 8.6 arcsec - consulte la página 8 - más 50 veces mayor que el cambio en la posición aparente de Polaris.
De hecho, el eje de la Tierra no apunta directamente a Polaris (ver este artículo ), y la dirección en la que apunta cambia todo el tiempo. Este fenómeno se llama precesión : es el resultado del hecho de que la Tierra no es una esfera perfecta, sino que está ligeramente abombada en el ecuador. Como consecuencia, la gravedad del Sol tira un poco más fuerte en el lado cercano que en el lado lejano del ecuador, y esta fuerza diferencial crea un par en la Tierra. Cuando un objeto giratorio está sujeto a un par, comienza a precesar (ver mi enlace).
En el caso de la Tierra, la tasa de precesión es de unos 26.000 años. Eso significa que Polaris se está "moviendo" por el cielo a una velocidad mucho mayor que los 0,15 segundos de arco/6 meses que calculé anteriormente.
La respuesta a ambas preguntas es que la distancia entre la estrella y la Tierra es muy, muy lejana.
Primero, debido a esto, solo hay pequeños movimientos aparentes de las estrellas en el curso de la historia de la civilización humana.
En segundo lugar, por la misma razón, el eje de la tierra siempre apunta a Polaris en el transcurso de un año, sin importar dónde se encuentre en la órbita alrededor del sol.
Por cierto, Polaris no está "arreglado". Pero es por la precesión del eje de rotación de la Tierra. Decenas de miles de años después, Vega será la "Estrella del Norte".