Nutation est un mot dérivé du latin nutare qui signifie hocher la tête. Cela signifie un mouvement de hochement de tête, de balancement ou de bascule dans un axe de rotation. La rotation peut être celle d’un objet symétrique, tel qu’une balle en vol ou un gyroscope. Les planètes ont aussi une nutation dans leur axe de rotation ; la nutation de la Terre a été découverte pour la première fois par un astronome britannique en 1728. Des années plus tard, cette nutation a été décrite plus en détail et serait due aux forces de marée affectant la précession des équinoxes d’hiver et d’été qui varient de temps en temps. La précession est un terme pour l’orbite elliptique du point de l’axe de la Terre lorsqu’il tourne; il pointe parfois vers Polaris comme l’étoile polaire, et parfois vers Vega, dans la constellation de la Lyre.
La masse équatoriale de la Terre suit cette orbite précessionnelle selon les saisons et l’orientation, et, par conséquent, la Terre semble vaciller sur son axe. D’autres planètes ont également une telle nutation. Les astronomes calculent les nutations des autres planètes au moyen d’une formule de calculs définie afin de localiser les coordonnées exactes et d’obtenir une position sur un objet dans le ciel. Aucun des objets dans le ciel n’est dans une position fixe d’un jour à l’autre. Les modèles de nutation connus sont calculés lors de la détermination de l’emplacement exact un jour donné.
Un gyroscope est semblable à la toupie d’un enfant ; tant qu’il tourne vite, il peut rester bien posé sur son minuscule point de contact avec le sol. Lorsque la toupie commence à perdre de la vitesse en raison de la friction de l’air et de la perte d’élan, elle commencera à vaciller et finira par tomber. Lorsque la toupie tourne rapidement et se tient droite, il s’agit d’une représentation de la précession qui tourne autour d’un axe vertical. La gravité est en suspension avec sa traction horizontale, en raison du couple de vitesse d’élan en précession. Alors que le sommet commence une vibration lente avec de petits hochements de tête hors d’une position verticale parfaite, il s’agit d’une représentation du hochement de tête de nutation.
Les forces de marée du soleil et de la lune sur la Terre sont les principales sources de son emplacement en constante évolution, provoquant une nutation de l’axe de la Terre. La lune a la plus grande attraction, car les cycles de nutation de la Terre coïncident avec la précession des nœuds orbitaux de la lune. La mécanique simple des corps rigides de l’illustration du sommet du gyroscope, cependant, ne prend pas en compte les déformations de la Terre, qui n’est pas parfaitement lisse, ni l’attraction d’autres planètes, qui provoquent également des écarts de nutation.