Przecław News

Informacje o Polsce. Wybierz tematy, o których chcesz dowiedzieć się więcej w Wiadomościach Przecławia.

Dlaczego doba tak naprawdę nie ma 24 godzin?

Dlaczego doba tak naprawdę nie ma 24 godzin?

Zaznaczając upływ czasu, na każdy dzień przeznaczamy 24 godziny.

zdjęcia giełdowe przez całą dobę

Większość z nas dobrze wie, że doba ma 24 godziny, ale nie jesteśmy przyzwyczajeni do tego, że nie odpowiada to obrotowi Ziemi o 360 stopni. Jednak większość dni jest dłuższa lub krótsza niż 24 godziny; Tylko 4 dni w roku mają dokładnie 24 godziny.

kredyt:geralt/pixabay

Chociaż jest to średnia długość dnia, większość dni nie ma w rzeczywistości 24 godzin.

Astronomia Analemmy

Ten wykres przedstawia analemę utworzoną przez obrazowanie słońca w tym samym czasie przez cały rok. Fakt, że Słońce nie znajduje się w tym samym miejscu, jest połączonym efektem nachylenia/nachylenia osiowego, naszej ekscentryczności orbity i zmian prędkości, gdy krążymy wokół Słońca. Słońce nie jest codziennie w tej samej pozycji, ponieważ każdy dzień nie ma dokładnie 24 godzin.

kredyt: Giuseppe Donatello/domena publiczna

Wbrew temu, czego można by się spodziewać, dzisiaj nie jest czas potrzebny na obrót o 360 stopni wokół planety.

Oś Ziemi obraca się wokół Słońca

Ziemia, poruszając się po swojej orbicie wokół Słońca i obracając się wokół własnej osi, zawsze definiuje „południe” i „północ” w ten sam sposób: wysokość Słońca nad lub pod horyzontem jest powiększona. Ten moment w czasie nie odpowiada obrotowi Ziemi o 360 ° z poprzedniego dnia, ale raczej bliżej 360,9856 °, ze względu na addytywne efekty ruchu Ziemi wokół Słońca.

kredyt: Larry McNish/RASC Calgary

Obracamy się o 360 stopni co 23 godziny, 56 minut i 4,09 sekundy, co w skrócie daje nam 00:03:55,91.

Wszechświat się kręci

Te ślady gwiazd pojawiają się na niebie dzięki długotrwałemu fotografowaniu bieguna północnego w połączeniu z fizycznym zjawiskiem obracającej się Ziemi. Chociaż nikomu nie udało się uchwycić śladu gwiazd w 360 stopniach, zaskakuje ludzi, gdy dowiadują się, że nie potrzeba 24-godzinnego zdjęcia, aby zamknąć krąg, tylko 23-godzinną, 56-minutową, 4,09-sekundową ekspozycję, ponieważ opiera się w gwiezdny dzień, a nie dzień słoneczny.

kredyt: PxHere/domena publiczna

Pełen obrót, astronomicznie, to a dzień astronomiczny: różni się od A dzień słoneczny (kalendarz).

READ  Pierwsza kompletna skamielina ichtiozaura została odkryta w Chile

gwiezdny a dzień słoneczny

Kiedy Ziemia obraca się o pełne 360 ​​stopni wokół własnej osi, nie postarzała się jeszcze o cały dzień, ponieważ również zmieniła swoją orbitę wokół Słońca. Musi więc obrócić się o prawie dodatkowy stopień, aby „dogonić”, co wyjaśnia różnicę między dniem gwiezdnym (obrót o 360 stopni) a dniem słonecznym/dniem kalendarzowym (w którym słońce powraca do pozycji poprzedniego dzień).

kredyt: James O’Donoghue/CCA-3.0-nieportowany

Tradycyjne dni są określane przez powrót słońca do poprzedniej pozycji z poprzedniego dnia.

Animowane gify Animowana Ziemia

W ciągu 365-dniowego roku Słońce wydaje się poruszać nie tylko w górę i w dół nieba, zgodnie z naszym nachyleniem osiowym, ale także do przodu i do tyłu, zgodnie z zaćmieniem i eliptyczną orbitą wokół Słońca. Kiedy oba efekty są połączone, uszczypnięta cyfra-ósemka, która powstaje, jest znana jako analemma. Przedstawione tutaj zdjęcia słońca to 52 wybrane zdjęcia z obserwacji Cesara Cantu w Meksyku w ciągu roku kalendarzowego.

kredytAutor: Cesar Cantu / AstroColors

Wymaga to obliczenia ruchu Ziemi w przestrzeni.

Ruch ziemi

Ten spektakl Ziemi pochodzi ze statku kosmicznego NASA MESSENGER, który musiał przelecieć obok Ziemi i Wenus, aby stracić wystarczająco dużo energii, aby dotrzeć do miejsca docelowego: Merkurego. Nie można zaprzeczyć okrągłej i obracającej się Ziemi oraz jej właściwościom, ponieważ ta rotacja wyjaśnia, dlaczego Ziemia jest wybrzuszona w środku, ściśnięta na biegunach i ma różne średnice równikowe i biegunowe. Jednak potrzeba więcej niż jednego obrotu, aby wyjaśnić długość dnia, ponieważ Ziemia również porusza się w przestrzeni względem Słońca.

kredyt: NASA/Messenger

Ziemia potrzebuje około 1 stopnia dodatkowego obrotu, aby obliczyć swój dzienny ruch wokół Słońca.

gwiezdny a dzień słoneczny

Ten diagram bez skali pokazuje różnicę między dniem gwiezdnym, w którym Ziemia obraca się o pełne 360 ​​stopni, a dniem słonecznym, który wymaga dodatkowych 3 minut i 55,91 sekundy, aby Ziemia obróciła się na tyle, by Słońce powróciło do swojego położenie na niebie z poprzedniego dnia. Ziemia nie tylko obraca się wokół własnej osi, ale także krąży wokół słońca: oba aspekty muszą być brane pod uwagę przy ustalaniu dnia kalendarzowego.

kredyt: Xaonon/Wikimedia Commons

Ten „dodatkowy” obrót o 0,9856° odpowiada dodatkowym 235,91 sekundy, wydłużając dzień słoneczny do 24 godzin.

READ  Czy astronomowie po raz pierwszy zobaczyli światło zderzenia dwóch czarnych dziur?

Ziemia okrąża słońce raz

Jedno okrążenie orbity Ziemi po ścieżce wokół Słońca to podróż o długości 940 milionów kilometrów. Dodatkowe 3 miliony kilometrów, które Ziemia pokonuje każdego dnia w przestrzeni kosmicznej, gwarantuje, że obrót o 360 stopni wokół naszej osi nie spowoduje powrotu Słońca do tej samej względnej pozycji na niebie z dnia na dzień. To dlatego nasza doba jest dłuższa niż 23 godziny, 56 minut i 4,09 sekundy, co jest czasem wymaganym, aby kulista Ziemia obróciła się o pełne 360 ​​stopni.

kredyt: Larry McNish z RASC Calgary Center

Ale prędkość orbitalna Ziemi również się zmienia, poruszając się szybciej w pobliżu peryhelium w styczniu i wolniej pod koniec lipca.

Drugie prawo Keplera

Drugie prawo Keplera mówi, że planety omiatają równe obszary, używając słońca jako pojedynczego ogniska, w równych odstępach czasu, niezależnie od innych parametrów. Ten sam obszar (niebieski) jest skanowany w każdym określonym przedziale czasu. Zielona strzałka to prędkość. Fioletowa strzałka skierowana w stronę słońca to koło. Planety poruszają się po elipsach wokół Słońca (pierwsze prawo Keplera), omiatają równe pola w równych czasach (drugie prawo Keplera) i mają okresy proporcjonalne do ich półosi wielkiej podniesionej do potęgi 3/2 (trzecie prawo). Orbita Ziemi ma małą ekscentryczność, co powoduje, że jej maksymalna prędkość orbitalna w peryhelium jest o około 3% większa niż minimalna prędkość w aphelium.

(kredyt: Gonfer/Wikimedia Commons, używając Mathematica)

W pobliżu Słońca Ziemia obraca się z prędkością 30,3 km/s, podczas gdy w najdalszym punkcie porusza się z prędkością 29,3 km/s.

Mars Merkury Ziemia orbituje wokół Wenus

Orbity planet w wewnętrznym Układzie Słonecznym nie są idealnie okrągłe, ale raczej eliptyczne. Planety poruszają się szybciej w peryhelium (bliżej Słońca) niż w aphelium (dalej od Słońca), zachowując moment pędu i przestrzegając praw ruchu Keplera.

kredyt: NASA/JPL

Biorąc pod uwagę naszą zmienną prędkość i prędkość nie okrągłyI ukośna ścieżkadługość każdego dnia zmienia się o kilka sekund w ciągu roku.

READ  Drugi raz to urok. SpaceIL zebrał 70 milionów dolarów na swoją drugą misję księżycową

Równanie czasu analemmy

Ponieważ Ziemia krąży wokół Słońca po elipsie, porusza się szybciej w peryhelium (bliżej Słońca) i wolniej w aphelium (dalej od Słońca), powodując zmiany w czasie wschodu i zachodu słońca, a także w czasie trwania rzeczywisty dzień, w ciągu roku. Nachylenie orbity Ziemi również wpływa na równanie czasu. Wzory te powtarzają się co roku i są specyficzne dla szerokości geograficznej, ale generalnie skutkują wzorem „ósemki” analogów Ziemi: kształt, jaki nasze słońce podąża po niebie o tej samej porze każdego dnia przez cały rok.

kredyt: Rob Carr/Wikimedia Commons

Te różnice wyjaśniają nasz kształt „ósemki”.

Jestem czymś więcej niż Budapesztem

To złożone zdjęcie pokazuje ścieżkę, którą słońce przemierza niebo o tej samej porze każdego dnia w 2014 roku z Budapesztu na Węgrzech. Kształt ten jest znany jako analemma, a jego nachylenie i wysokość nad horyzontem odpowiadają porze dnia każdego zdjęcia oraz szerokości geograficznej obserwatora.

kredyt: György Soponyai, CC BY NC 2.0

Tylko cztery razy w roku Czy Twój dzień rzeczywiście będzie miał dokładnie 24 godziny?

równanie czasu

Ten wykres przedstawia równanie czasu dla określonego miejsca na Ziemi. Gdy nachylenie wykresu jest dodatnie, dni są krótsze; Kiedy nachylenie jest ujemne, dni się wydłużają; Kiedy nachylenie wynosi zero (w czterech podanych miejscach), dzień ma dokładnie 24 godziny. Dzieje się tak cztery razy w roku w sposób zależny od szerokości geograficznej.

kredyt: Drini & Zazou/Wikimedia Commons, adnotacje autorstwa E. Siegela

Mostly Mute Monday opowiada astronomiczną historię z obrazami i grafiką oraz nie więcej niż 200 słowami.