Astronomia

'Very High Noon' - Sole direttamente sopra la testa

'Very High Noon' - Sole direttamente sopra la testa

Due volte all'anno il sole si trova ad un certo angolo a sud (o nord) dell'equatore tra il Tropico del Cancro e il Tropico del Capricorno. In quel momento il sole sarà esattamente sopra la testa per le persone alla latitudine (e longitudine). Esiste una tabella o, meglio, un modello che accetta Latitudine (e Anno) come input e risponde con Data, Ora e Longitudine come output.? -Il "mezzogiorno" più vicino (ora solare) (prima o dopo) saranno le persone più vicine a quella latitudine - in tutto il mondo - che verranno a sperimentare il sole "direttamente" sopra la testa. Potresti chiamarlo "mezzogiorno molto alto".

vj


Permettetemi di dare una risposta leggermente migliore. Se visiti http://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.cgi con questi parametri:

vedrai l'ascensione retta e la declinazione astrometrica del Sole per un periodo di 48 ore.

Diamo un'occhiata a uno dei risultati e vediamo cosa ci dice:

Data__(UT)__HR:MN RA_(ICRF/J2000.0)_DEC ********************************* ************* $$SOE 2016-13 novembre 00:00 15 13 30.08 -17 57 18.0

Questo dice che la declinazione del sole è 17$^{circ}$57'18.0", il che significa che il sole è (quasi) direttamente sopra la testa a quella latitudine.

L'ascensione retta è 15h13m30.08s il che significa che il sole è (quasi) direttamente sopra la testa dove l'ora siderale locale è questo valore.

Per calcolare il tempo siderale locale usiamo prima http://aa.usno.navy.mil/faq/docs/GAST.php per ottenere GMST (sto usando l'approssimazione):

GMST = 18.697374558 + 24.06570982441908 D

Per ottenere D, il numero di giorni dall'anno 2000, ho usato il comando date di Unix come segue e ho usato altri comandi per completare il calcolo:

: per http://aa.usno.navy.mil/faq/docs/GAST.php calcoliamo il numero di: giorni dal 2000 gennaio 1, 12h UT (non 0h UT) date -d '2000-01-01 12 :00 UTC' +%s;: il risultato è 946728000 date -d '2016-11-13 00:00 UTC' +%s;: il risultato è 1478995200 : prendi la differenza e converti il ​​risultato in giorni per la formula perl -le 'use POSIZIONE; printf("%.10f
", (1478995200-946728000)/86400)' : il risultato sopra è 6160.5 (le cifre finali sono 0): calcolo GMST e modding per ottenere un risultato compreso tra 0 e 24 perl -le 'use POSIX; printf("%.10f
", fmod(18.697374558 + 24.06570982441908*6160.5,24))' : il risultato sopra è 3.5027478917 : converte solar RA in decimal perl -le 'use POSIX; printf("%.10f
", 15+13/60+30.08/3600)' : il risultato sopra è 15.25022222 : quante ore a est di GMST è il Sole (in gradi)? 1h = 15 gradi perl -le' use POSIX; printf("%.10f
", (15.25022222-3.5027478917)*15)' : il risultato sopra è 175.8341149575 : convertendo in minuti e secondi, troviamo prima i secondi dalla parte frazionaria perl -le 'use POSIX; printf("%.10f
", 0.8341149575*3600)' : il risultato sopra è 3003 arrotondato al secondo più vicino : e ora minuti/secondi da 3003 secondi totali perl -le 'use POSIX; printf("%.10f %.10f
", floor(3003/60), 3003%60)' : il risultato sopra è 50 e 3

Quindi penseresti che il Sole sia in alto a 17$^{circ}$57'18.0"latitudine sud (sud perché la declinazione è negativa) e longitudine 175$^{circ}$50'03"E (est perché la longitudine è positiva ) alle 00:00 UTC del 13 novembre 2016 Usiamo HORIZONS per vedere se questo è vero (si scopre che non lo sarà, quindi useremo un minuto su entrambi i lati del 2016-13 novembre 00:00 UTC per vedere cosa succede):

Possiamo confermare che l'AR del Sole corrisponde all'ora siderale locale entro 1 secondo dalle 00:00UTC da queste righe nell'output:

Data__(UT)__HR:MN:SC.fff R.A. DIC Azi Elev Sid_Time 2016-Nov-13 00:00:00.000 * 15 13 30.08 -17 57 18.0 104.6639 89.7692 15 13 29.2615 2016-Nov-13 00:00:01.000 * 15 13 30.08 -17 57 18.0 104,9166 89,7730 15 13 30,2643

Noterai che il tempo siderale locale passa da 0,82 secondi dietro l'ascensione retta del sole a 0,18 secondi prima dell'ascensione retta del sole nel periodo di un secondo (mostrando i due abbinati in quel secondo, probabilmente alle 00:00:00.82 o così).

Tuttavia, la posizione più alta del Sole (indicata da HORIZONS come "t" per il transito) si verifica un po' più tardi:

Data__(UT)__HR:MN:SC.fff R.A. DEC Azi Elev Sid_Time 2016-Nov-13 00:00:56.000 * 15 13 30,23 -17 57 18,6 178,5844 89,9415 15 14 25.4148 2016-Nov-13 00:00:57.000 *t 15 13 30,24 -17 57 18,6 182,4651 89,9415 15 14 26,4176 2016-13 novembre 00:00:58.000 * 15 13 30,24 -17 57 18,6 186.3230 89,9412 15 14 27,4203

quando l'ora siderale locale è quasi un minuto avanti rispetto all'ascensione retta del sole. Cosa sta succedendo qui?

Poiché la Terra è un ellissoide, e non una sfera, si scopre che "su", la direzione perpendicolare a una posizione sulla Terra, NON è direttamente lontana dal centro della Terra (si scopre che la gravità agisce in una direzione che è né verso il centro della Terra né perpendicolare alla superficie, ma questo non è rilevante per questa domanda): vedere http://www.oc.nps.edu/oc2902w/c_mtutor/shape/shape4.htm per i dettagli.

Se vuoi calcoli davvero accurati dovrai usare http://naif.jpl.nasa.gov/naif/tutorials.html http://naif.jpl.nasa.gov/pub/naif/toolkit_docs/C /cspice/surfnm_c.html funzione.

Sebbene ciò non causi la discrepanza sopra, un'altra considerazione è l'elevazione di una posizione sopra la superficie della Terra, che può anche avere un leggero effetto (poiché "su" non è sempre verso lo zenit). Fortunatamente, una cosa che puoi ignorare è la rifrazione, poiché la rifrazione allo zenit è effettivamente zero.

Il mio http://test.barrycarter.info/sunstuff.html è una rappresentazione molto approssimativa di dove si trova il Sole ed è generato da https://github.com/barrycarter/bcapps/blob/master/bc-sun-always -shines.pl


Astronomia nel fango

Avrai bisogno del tuo cervello e molta pazienza, ma non molto di più, per misurare la Terra e i suoi movimenti.

Nei tempi moderni, varie miscele di alta tecnologia e pensiero intelligente guidano la scoperta cosmica. Ma supponiamo che tu non abbia la tecnologia. Supponi che tutto ciò che hai nel tuo laboratorio fosse un bastone. Cosa c'è da imparare? Con pazienza e un'attenta misurazione, tu e il tuo bastone potete raccogliere una quantità ridicola di informazioni sul nostro posto nel cosmo. Il materiale del bastone non ha importanza. Nemmeno la sua lunghezza. Né il suo colore. Deve solo essere dritto.

Per prima cosa, martella il bastone verticalmente e rigidamente nel terreno in un punto ben visibile dell'orizzonte. Tanto vale farci una pietra al posto del martello, visto che non hai la tecnologia. Un bastone nel terreno è anche chiamato a gnomone, ma preferisco la parola bastone. In una giornata limpida, traccia la lunghezza dell'ombra del bastone mentre il sole sorge, attraversa il cielo e poi tramonta. L'ombra inizierà lunga, si accorcerà sempre più fino a quando il Sole raggiungerà il suo punto più alto nel cielo, quindi si allungherà di nuovo fino al tramonto. Questa attività è emozionante quanto il monitoraggio della lancetta delle ore sull'orologio. Ma senza la tecnologia, non c'è molto altro che possa competere per la tua attenzione. Noterai da questo esercizio che la metà della giornata si verifica quando l'ombra è più corta. In quel momento, l'ombra punta verso sud, se sei a nord dell'equatore terrestre, e verso nord se sei a sud dell'equatore. Quel momento è quello che oggi chiamiamo mezzogiorno locale e ripete ogni giorno qualcosa che diamo per scontato.

Se hai la pazienza di ripetere questo esercizio trecentosessantacinque volte di seguito, noterai di giorno in giorno che il Sole non sorge nello stesso punto dell'orizzonte. Due volte all'anno, l'ombra del bastone all'alba punterà esattamente di fronte all'ombra del bastone al tramonto. Quando ciò accade, il Sole sorge verso est, tramonta verso ovest e la lunghezza delle ore diurne è uguale alla lunghezza della notte. Questi sono gli equinozi di primavera e autunno, latino per "notte uguale". Per tutti gli altri giorni dell'anno, il sole sorge (e tramonta) da qualche altra parte all'orizzonte. Quindi l'adagio "il sole sorge sempre a est e tramonta a ovest" è stato inventato da qualcuno che non ha mai prestato attenzione. Il punto dell'alba si insinuerà a nord della linea est-ovest. Eventualmente rallentare. Fermare. E poi striscia verso sud per un po'. Dopo aver attraversato la linea est-ovest rallenterà. Fermare. E poi ripeti. Per tutto il tempo, la traiettoria del Sole cambia quando il Sole sorge più a nord di est, traccia il suo percorso più alto attraverso il cielo, creando l'ombra più corta di mezzogiorno dell'anno. Quel giorno è il solstizio d'estate, latino per "sole stazionario". Quando il sole sorge all'estremo sud dell'est, la sua traiettoria attraverso il cielo è bassa, creando una lunga ombra a bastone a mezzogiorno. Quel giorno è il solstizio d'inverno. Per la maggior parte della superficie terrestre, il Sole a mezzogiorno non è mai direttamente sopra la testa. Per altre parti della Terra, il sole è direttamente sopra la testa a mezzogiorno solo due giorni all'anno. Quindi l'adagio "a mezzogiorno in punto il Sole è direttamente sopra la testa" deve essere stato iniziato dalla stessa persona ignorante che professava di sapere dove all'orizzonte sorge e tramonta il Sole.

Con un bastone e un po' di pazienza abbiamo individuato i punti cardinali sulla bussola ei quattro giorni dell'anno che scandiscono il cambio delle stagioni. Se ora trovi un modo per calcolare l'intervallo tra il mezzogiorno di un giorno e il successivo, puoi determinare, con elevata precisione, la velocità con cui il Sole sembra ruotare attorno alla Terra e durante il giorno solare. In media su tutto l'anno, questo intervallo di tempo equivale a 24 ore, esatte, escludendo il secondo intercalare occasionale che aggiungiamo di tanto in tanto per spiegare il rallentamento della rotazione terrestre per l'azione delle forze di gravità della marea della Luna.

Se ti parcheggi vicino al bastoncino, stabilisci una linea di vista dalla sua punta a un punto nel cielo, e poi segna il tuo timer quando una stella passa, puoi misurare il tempo tra allineamenti successivi con la stessa stella. Usando un orologio familiare, questo intervallo è di 23 ore, 56 minuti, 4,1 secondi e il giorno siderale. Il disallineamento giornaliero di quattro minuti tra il giorno siderale e il giorno solare costringe il Sole a muoversi sullo sfondo delle stelle durante tutto l'anno, dando l'illusione che il vicino Sole visiti le stelle da una costellazione all'altra. Ciò ha portato i popoli antichi a presumere che le leggende e le mitologie del cielo abbiano effettivamente influenzato la personalità di coloro che sono nati quando il Sole era in un particolare "segno". Sorprendentemente, tali sistemi di credenze persistono oggi in diverse culture, una delle quali si trova nel nord della Terra. emisfero, su una massa terrestre tra gli oceani Pacifico e Atlantico.

Dotato ora di un orologio per misurare l'ora esatta, ora puoi provare qualcosa di diverso con il tuo bastone nel terreno. Invece di calcolare quanto tempo ci vuole tra i momenti in cui l'ombra del bastone è più corta, per un anno intero, metti un segno sul terreno dove la punta dell'ombra del bastone cade a mezzogiorno, come misurato sul tuo orologio. Di giorno in giorno, non tornerai nello stesso punto a terra. Le tue incisioni tracceranno una figura a otto, rivelando una sottigliezza orbitale: l'orbita della Terra attorno al Sole non è un cerchio perfetto. Di conseguenza, la nostra velocità orbitale varia, crescendo man mano che ci avviciniamo al Sole, diminuendo man mano che ci allontaniamo. Poiché la velocità di rotazione della Terra rimane stabile durante tutto questo, qualcosa deve dare: il Sole non raggiunge sempre il suo punto più alto nel cielo a mezzogiorno. Mentre il cambiamento è lento da un giorno all'altro, il Sole arriva fino a quindici minuti dopo durante alcune parti dell'anno. In altri periodi dell'anno, quindici minuti in anticipo. Gli unici quattro giorni in cui l'ora dell'orologio è uguale all'ora solare, corrispondente alla parte superiore, inferiore e centrale della cifra otto, sono il 15 aprile (nessuna relazione con l'IRS), il 14 giugno (nessuna relazione con le bandiere), il 2 settembre (nessuna relazione al Labor Day) e il 25 dicembre (nessuna relazione con Gesù).

Questo otto ha il nome analemma, ed è inciso su ogni meridiana, insieme alle istruzioni su quando aggiungere o sottrarre minuti all'ora letta dall'ombra, per convertirla in tempo reale. L'analemma, noto anche come l'equazione del tempo, è spesso disegnato a galla nella distesa dell'Oceano Pacifico dai creatori di mappamondi, che chiaramente non avevano altro da mettere lì.

Successivamente, clona te stesso e il tuo bastone e invia il tuo gemello a sud a una distanza prestabilita, ma molto oltre il tuo orizzonte. Concorda in anticipo che misurerai entrambi la lunghezza delle tue ombre a bastoncino alla stessa ora nello stesso giorno. Se le lunghezze delle ombre sono le stesse, vivi su una Terra piatta o molto, molto grande. Se le lunghezze dell'ombra sono diverse, puoi utilizzare una geometria semplice per calcolare la circonferenza della Terra. Il matematico greco Eratostene (276 e 194 aC) fece proprio questo. Confrontando le lunghezze delle ombre nelle due città egiziane, Alessandria e Sirene (separate l'una dall'altra da 4.300 stadi) Eratostene ha ricavato la circonferenza della Terra entro il dieci percento del valore corretto. In effetti, la parola geometria stessa deriva dal greco, che significa "misurazione della terra".

Tutta quell'attività durò alcuni anni. Il prossimo esperimento con il bastone richiederà circa un minuto. Martella il tuo bastone nel terreno con un angolo diverso da quello verticale e simile a un bastone nel fango. Fai penzolare dalla punta del bastoncino un peso all'estremità di una corda sottile. Misura la lunghezza della corda e poi tocca il peso per mettere in movimento il pendolo. Conta quante volte il peso oscilla in un minuto. Il numero, si scopre, dipende molto poco dall'ampiezza dell'oscillazione del pendolo. E non dipende affatto dalla massa del peso. Solo sulla lunghezza della corda e su quale pianeta ti trovi. Usando un'equazione fisica relativamente semplice, puoi dedurre l'accelerazione di gravità sulla superficie terrestre. Sulla Luna, con un sesto della gravità della Terra, lo stesso pendolo si muoverà molto più lentamente, dando molte meno oscillazioni al minuto. Non c'è modo migliore per prendere il polso di un pianeta.

Finora, il bastone non offriva alcuna prova che la Terra stessa ruoti. Solo che il Sole e le stelle notturne si muovono a intervalli regolari e prevedibili. Se ora usi un bastone inclinato molto lungo. Forse dieci metri di lunghezza. E ancora una volta martellalo nel terreno ad angolo. E ancora una volta fai penzolare un pesante caschetto dall'estremità di una corda lunga e sottile sulla sua punta. E ancora una volta, mettilo in moto. La corda lunga e sottile e il peso pesante resisteranno all'attrito sul perno, consentendo al pendolo di oscillare per ore e ore, svincolato dai suoi attacchi.

Se segui il piano in cui oscilla il pendolo, e se sei paziente, noterai che l'aereo ruota lentamente, essendo una misura diretta della rotazione della Terra. Il posto più pedagogicamente utile per fare questo esperimento è al Polo Nord, dove il piano dell'oscillazione del pendolo compie un giro completo in ventiquattro ore, tradendo la rotazione della Terra sottostante. Per tutte le altre posizioni sulla Terra, ad eccezione dell'Equatore, l'aereo ruota ancora, ma impiega sempre più tempo per rivoluzione mentre ti sposti dai poli all'equatore. All'equatore, il piano del pendolo non si muove affatto. Questo esperimento non solo dimostra che è la Terra che si muove e non il Sole, ma, con un po' di trigonometria, puoi invertire la domanda e usare il tempo per un ciclo del piano del pendolo per determinare la tua latitudine sulla Terra.

Questa dimostrazione classica fu eseguita per la prima volta nel 1851 da Jean Leon Foucault, un fisico francese che sicuramente condusse l'ultimo degli esperimenti di laboratorio veramente economici. C'è un pendolo di Foucault praticamente in tutti i musei di scienza e tecnologia del mondo. Invece di penzolare da un bastone, di solito pendono dal soffitto più alto dell'edificio del Museo.

Considerato tutto ciò che abbiamo appreso con un semplice bastone nel terreno, cosa dobbiamo pensare dei famosi osservatori preistorici? Un'indagine sulle antiche culture del mondo rivela, in quasi tutti i casi, monumenti in pietra che fungevano da centri astronomici a bassa tecnologia. Le civiltà in Sud America, Europa, Asia e Africa sono in questa lista. È probabile che questi osservatori fungessero anche da luoghi di culto o contenessero significati altrimenti profondamente culturali. A Stonehenge, ad esempio, nella pianura di Salisbury in Inghilterra, il cerchio di enormi monoliti (fino a 60 tonnellate ciascuno) è costituito da una pietra non disponibile nelle immediate vicinanze. Alcune pietre sono state prese da un sito a 24 miglia di distanza a Marlborough Downs, mentre altre sono state trasportate su una zattera da un sito nelle Prescelly Mountains nel Galles sudoccidentale, a 140 miglia di distanza.

Molto è scritto sul significato astronomico del sito. Sia gli storici che gli osservatori occasionali rimangono colpiti dalla conoscenza astronomica di questi antichi popoli. In particolare, le pietre si allineano con il punto di alba del solstizio d'estate, attirando ogni anno folle di turisti, alcuni commossi fino alle lacrime. Alcuni osservatori inclini alla fantasia accreditano persino l'intervento alieno al momento della costruzione. Un bel complimento, direi.

Perché le antiche civiltà celtiche che costruirono la cosa non usassero rocce facili e vicine rimane un mistero. Ma il fatto che Stonehenge esista non lo è. La costruzione è durata più di un millennio. Puoi costruire qualsiasi cosa in mille anni e non mi importa quanto lontano devi trascinare i tuoi mattoni. Inoltre, la scienza di Stonehenge non è fondamentalmente più profonda di quella che abbiamo scoperto con il nostro bastone nel terreno.

Forse questi antichi osservatori impressionano perennemente le persone moderne perché le persone moderne non hanno idea di come si muovano il Sole, la Luna o le stelle. Siamo troppo occupati a guardare la televisione serale per preoccuparci di cosa sta succedendo nel cielo. Quindi, per noi, un semplice allineamento della roccia con il cosmo sembra un'impresa einsteiniana. Le civiltà davvero misteriose potrebbero, invece, essere quelle che non hanno fatto alcun riferimento culturale o architettonico al cielo.


Quand'è che il Sole è direttamente sopra la testa?

Risposta: Per gli Stati Uniti continentali la risposta è mai. Poiché l'asse di rotazione della Terra è inclinato di 23,5 gradi rispetto al suo movimento orbitale attorno al Sole, si dovrebbe essere meno di 23,5 gradi sopra o sotto l'equatore per far passare il Sole direttamente sopra la testa (una volta all'anno).

Ecco un video che ho realizzato durante una giornata in Louisiana. Nota che piove e poi l'argilla ammorbidisce la penna cade. Alla fine, il mio cane ha colpito la telecamera anche se ho spiegato che stavo facendo un video time lapse. Il mio cane non ascolta mai.

Più come questo

Non sarebbe due volte all'anno per i punti 23,5 gradi sopra e sotto l'equatore e una volta all'anno solo per quei punti che sono esattamente 23,5 gradi dall'equatore?

Salve signor Allain,
Sono un residente di 65 anni della Florida centrale. Grazie per la tua risposta alla domanda di "mezzogiorno alto" (il sole direttamente sopra la testa) Anche se so che sei tecnicamente corretto, (cioè "Per gli Stati Uniti continentali la risposta è mai"), vorrei solo aggiungere che da un casuale punto degli osservatori, il Sole otterrà qualcosa di molto vicino a "direttamente sopra la testa" a mezzogiorno, alla nostra latitudine presto (mentre le giornate si accorciano), ma non sono stato in grado di prevedere quella data imminente. Ad oggi (4 agosto) era sopra la testa (le cose a terra non proiettavano un'ombra) alle 13:45 circa. Un'ipotesi è che accadrà esattamente a mezzogiorno verso la fine di agosto. D'accordo - Non sono d'accordo - Se hai tempo.

Inoltre, una volta ho dimostrato ad alcuni amici come possono usare l'ombra del Sole per misurare l'altezza di un albero. Ho usato un metro - ho misurato la lunghezza della sua ombra - ho fatto i calcoli (rapporto) e poi ho misurato l'ombra proiettata dall'albero.
Risposta finale? =36 1/2 piedi. Non mi hanno creduto. Ho riproposto il concetto per misurare l'altezza di un lampione (che potrei poi provare) ed et voulez. verifica teorica. Sono una specie di ragazzo della scienza del mio quartiere! Amo questa roba! Grazie per il tuo sito e la tua intuizione.

A proposito, ho trovato questo, che penso sia completamente completo e molto ben illustrato. Vedi se sei d'accordo. http://www.physicalgeography.net/fundamentals/6h.html

Per la formazione continua e "puoi insegnare a un vecchio cane nuovi trucchi",
Rimango,
Anthony Fernandez - nel paradiso invernale, Florida.

Non mai. Credo che accada alle Hawaii.

Le Hawaii, secondo la maggior parte delle stime, non fanno parte degli Stati Uniti continentali. Mi piace piuttosto il riorientamento di "Mezzogiorno alto" in "Mezzogiorno nel giorno in cui il sole è più alto nel cielo". Anche se è solo il momento della giornata in cui il sole è più alto. Lingua /= Matematica

Inizialmente non mi è chiaro il termine Overhead Sun anche se conosco la stagione principale dell'emisfero settentrionale e meridionale.

Sono rimasto deluso per una risposta così incentrata sugli Stati Uniti e non scientifica. Sto cercando di calcolare i due giorni dell'anno in cui il sole è sopra i 10°N dove vivo, ma questo articolo è completamente inutile.

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D: Qual è la definizione di alba e tramonto?

UN: In generale, quando ci si riferisce al sole, la definizione è quando il bordo anteriore o posteriore del sole supera l'orizzonte. Questa volta è in qualche modo diverso dalla definizione più specifica che è chiamata l'ascesa o l'insieme geometrico. L'ascesa geometrica o l'insieme di un corpo celeste è quando il centro dell'oggetto, come una stella, passa l'orizzonte e non c'è rifrazione atmosferica.

Si prega di consultare le prossime domande.


D: Vedo che il 18 marzo ha esattamente 12 ore di luce. Pensavo che l'equinozio fosse il 21 marzo (o il 22 settembre). Qual è la definizione esatta dell'equinozio e quando si verifica?

UN: La definizione del dizionario è: uno dei due tempi, l'equinozio di primavera (circa il 21 marzo) o l'equinozio d'autunno (circa il 22 settembre), durante un anno in cui il sole attraversa l'equatore celeste e quando la lunghezza del giorno e della notte sono approssimativamente uguali .

Questa definizione non è esattamente corretta. Il libro di astronomia "Stars and Planets" di Jay M. Pasachoff e Donald H. Menzel, da Peterson Field Guides, ISBN 0-395-53759-2, spiega ulteriormente gli equinozi:

&ldquoSebbene giorno e notte siano teoricamente uguali in lunghezza nei giorni degli equinozi, ciò sarebbe vero solo se il sole fosse un punto, non un disco, e se l'atmosfera terrestre non piegasse la luce solare. Tuttavia, la parte superiore del sole sorge effettivamente pochi minuti prima del centro del disco solare, il punto utilizzato nei calcoli. Inoltre, l'atmosfera terrestre piega la luce solare, quindi possiamo vedere il sole per diversi minuti prima che si verifichi l'alba e dopo il tramonto se la terra non avesse atmosfera.&rdquo

Gli algoritmi utilizzati su questo sito tengono conto della rifrazione atmosferica e del diametro del sole, quindi i tempi dovrebbero essere precisi rispetto al bordo anteriore o posteriore che passa l'orizzonte.

Vedi anche le prossime due domande.


D: Perché il sito non mostra i secondi? Quale giorno ha esattamente 12 ore di luce solare?

UN: Questo sito calcola i tempi utilizzando la tua latitudine e longitudine, questi dovrebbero essere abbastanza precisi se si utilizza una posizione predefinita, ma non è necessario essere straordinariamente precisi—numeri entro pochi minuti sia da latitudine che longitudine (o un paio di miglia o chilometri a distanza) sono sufficienti. I calcoli non tengono conto della tua quota, che se molto elevata, può incidere sui tempi di un paio di minuti. Per la maggior parte delle località, che si trovano al livello del mare o nelle vicinanze, questo non è un problema, ma cosa fa influenzare tutte le località della Terra è l'atmosfera. Provoca la rifrazione atmosferica che rende impraticabile la previsione dei tempi entro un secondo. Questo è il motivo per cui non possiamo dire quando un giorno ha esattamente 12 ore di luce solare. Vedi anche la domanda successiva.


D: Cos'è la rifrazione atmosferica e come influisce sui tempi calcolati su questo sito?

Qui sulla Terra abbiamo un'atmosfera che piega la luce verso la superficie quando l'oggetto è vicino all'orizzonte, permettendoci di vedere il sole (e la luna, i pianeti e le stelle) prima e dopo che sarebbero normalmente visibili se non ci fossero atmosfera. Questa è chiamata rifrazione atmosferica.

La quantità di "flessione", chiamata indice di rifrazione, varia a causa di molti fattori e non è costante di giorno in giorno o addirittura di minuto in minuto. I due principali fattori che influenzano l'indice di rifrazione sono la quantità di vapore acqueo nell'atmosfera e la temperatura dell'atmosfera. Un terzo fattore più piccolo è la pressione atmosferica e poi ci sono molti fattori molto più piccoli, come la presenza e la quantità di polvere nell'aria. Tutti questi fattori insieme influenzeranno l'indice di rifrazione e se si tiene conto del fatto che siamo interessati all'alba e al tramonto, quando la luce attraversa molta più atmosfera rispetto a mezzogiorno, ci rendiamo conto che l'indice di rifrazione avrà un notevole effetto sui tempi, facendoli fuori di molti secondi. Poiché questi fattori cambiano continuamente, non ha senso affermare che i tempi siano precisi al secondo. È anche ora evidente che non possiamo dire che un giorno specifico abbia esattamente 12 ore (o un altro numero) di luce solare.

A questo punto, potresti anche essere interessato a fare ricerche su Internet su scintillazione (scintillio di stelle) e miraggio.


D: Quale elevazione viene utilizzata per calcolare i tempi?

UN: L'elevazione è sempre calcolata al livello del mare. Anche le montagne e altri punti di riferimento di grandi dimensioni possono influire sull'ora locale, ma non vengono calcolati negli orari presentati in questo sito Web o nel calcolatore di Windows Sunrise Sunset. Anche se potresti non vedere il sole in un determinato momento, ad esempio l'alba, a causa di un punto di riferimento, o potresti vederlo prima perché sei a un'altitudine più elevata, il cielo complessivo sarà comunque illuminato all'ora dell'alba data. Potrebbe essere più facile capirlo se si pensa a un'ora dell'alba come il crepuscolo civile. Nessuno si aspetta di vedere il sole quando è a 6 gradi sotto l'orizzonte, a meno che tu non sia a molte miglia di altezza sopra la superficie della terra, ma all'ora del crepuscolo il sole illuminerà il cielo, non importa se sei al livello del mare o sulla vetta di una montagna.


D: Qual è la differenza tra &ldquosolar mezzogiorno&rdquo e &ldquodirettamente in testa?&rdquo

UN: Il mezzogiorno solare è il momento in cui il sole appare più alto nel cielo (verso il polo nord o sud) per quella posizione. Questo può o non può essere "direttamente in alto", cioè perfettamente dritto dalla tua posizione. A volte viene chiamato "direttamente dall'alto", ma non è corretto a meno che la tua latitudine non sia tra il Tropico del Cancro (23 26′ 22″ N) e il Tropico del Capricorno (23 26′ 22″ S) e la posizione della terra è tale che il sole è dritto sopra l'osservatore. Per latitudini più alte di quelle, il sole non arriverà mai "direttamente sopra la testa".

Gli astronomi usano anche il termine transito per mezzogiorno solare, vedi Transito astronomico.


D: Quali sono alcuni luoghi con orari di alba e tramonto interessanti?

UN: Se sei arrivato a questa domanda, probabilmente hai scoperto che il Polo Nord e il Polo Sud non sono molto interessanti per gli orari di alba e tramonto. Ci sono due ragioni per questo: 1) ai poli, il sole di solito è sempre alto o sempre basso 2) tutti i fusi orari convergono, rendendo la selezione di un fuso orario senza significato.

Ecco due alternative per i pali, entrambi nella pagina Selected Major World Cities:

    sull'Antartide. McMurdo, a circa 78° 51′ S, utilizza lo stesso fuso orario e le stesse regole dell'ora legale della Nuova Zelanda. Quel tempo viene utilizzato perché la maggior parte dei voli che trasportano persone e alcuni rifornimenti alla base provengono da Christchurch, in Nuova Zelanda.
    , a circa 82° 30′ N, è il luogo abitato permanentemente più settentrionale del mondo. È nel fuso orario orientale e osserva le regole dell'ora legale del Nord America.

Nei 48 Stati Uniti contigui, escluse le isole costiere:

  • Lubec, Maine è il luogo incorporato più orientale. Durante l'inverno, ha le prime albe.
  • Van Buren, nel Maine, ha le prime albe durante l'estate.
  • Il punto più occidentale è Cape Alava, Washington. Nelle vicinanze si trova Cape Flattery, Washington, che è quasi altrettanto a ovest. Durante l'estate, avranno gli ultimi tramonti: Cape Flattery potrebbe avere i tramonti più tardi di pochi secondi perché è più settentrionale.
  • Durante l'inverno, luoghi come Cape Blanco in Oregon e più posti in California, come Cape Mendocino, Point Cabrillo Light Station, Point Arena Lighthouse, Point Sur Lightstation e Point Arguello Lighthouse possono avere gli ultimi tramonti. Sebbene non siano così lontani a ovest, ciascuno di essi potrebbe avere tempi successivi a causa dell'essere più a sud.


D: Il mezzogiorno solare si sposta in modo divertente. Inoltre, nell'emisfero settentrionale, alcune città hanno il primo tramonto all'inizio di dicembre e l'ultima alba all'inizio di gennaio invece di un giorno vicino al solstizio d'inverno. Perché?

UN: La maggior parte di ciò è probabilmente spiegato da ciò che viene chiamato &ldquoanalemma.&rdquo Cioè:

  1. La Terra è inclinata sul suo asse di 23,5° rispetto al piano della sua orbita attorno al sole.
  2. La Terra non orbita attorno al sole in un cerchio, ma in un'ellisse.

L'orbita della Terra, essendo ellittica, fa emergere un punto che non sarà intuitivo: la Terra è più vicina al sole all'inizio di gennaio, cioè durante l'inverno nell'emisfero settentrionale. È più lontano dal sole all'inizio di luglio. (Vedi Apsis - Il perielio e l'afelio della Terra.) Essere più vicini al sole non ha nulla a che fare con quanto fa freddo in un certo emisfero. L'inclinazione della Terra è ciò che dà a un luogo più o meno luce solare durante il giorno, rendendo così quell'area più calda o più fresca.

Nota anche che l'inclinazione è ciò che rende i solstizi i giorni in cui sono e che la Terra lo è non più vicino o più lontano dal sole in questi giorni.

La velocità della Terra nella sua orbita sarà maggiore quando è più vicina, quindi a gennaio i cambiamenti negli orari di alba e tramonto potrebbero essere influenzati più del previsto. La sua velocità sarà più lenta a luglio e i tempi potrebbero non cambiare così tanto.


Le ombre delle stagioni che passano

Nella nostra newsletter e nel nostro Segni e stagioni curriculum, cerchiamo semplicemente di evidenziare gli aspetti facilmente osservabili dell'Astronomia Classica che di solito sono trascurati nella nostra generazione moderna. Uno di questi aspetti è la lunghezza variabile delle ombre nell'arco dell'anno.

Mentre il Sole si muove attraverso le costellazioni zodiacali durante il ciclo annuale delle stagioni, il Sole si sposta nel suo punto più alto in alto nel cielo durante il solstizio d'estate. In questo giorno, le ombre di mezzogiorno sono le più corte. A causa dell'orientamento del cielo, l'altezza del Sole corrisponde alla lunghezza della luce del giorno, quindi il Sole è più alto nel cielo nel giorno più lungo dell'anno.

Ecco una foto di nostro figlio Dave, scattata un paio di anni fa. Dave è in piedi nella nostra bussola da cortile il 17 giugno, vicino al solstizio d'estate, poco prima di “mezzogiorno,” quando il Sole attraversa il meridiano (non lo stesso di “mezzogiorno.”) Nota come breve è la sua ombra del solstizio di mezzogiorno, come si vede dalla latitudine di Cleveland, Ohio (circa 41 gradi nord).

(Le istruzioni per creare la propria bussola da giardino sono incluse in Signs & Seasons e nella cartella di lavoro complementare.)

After the summer solstice, the Sun begins to move south through the constellations. The Sun’s noon height decreases over the summer, and the days grow correspondingly shorter. Here’s a pic showing Dave’s shadow around noon on the autumnal equinox, September 23, when the daylight is the same length as the period of nighttime.

Note how much longer Dave’s shadow is, nearly as long as he is tall. See how long the shadows are of the trees and other objects in the backyard, and how our kid’s play set is in the shade, though it was in daylight at noon on the solstice. Also observe how different the noon sunlight looks when the Sun is at a slanting angle and not directly overhead.

Here’s a pic showing Dave’s noon shadow near the winter solstice. Note how long his shadow is, especially compared to the previous summer and autumn shots. On the winter solstice, the Sun is very low in the noon sky, and noon shadows around the shortest day of the year are nearly twice as long as the height of the persons or objects casting them, twice as long as on the equinox only three months before.
The shadows in our backyard were so long that Dave needed to stand next to the actual standing stone to find the Sun’s rays, since the shadow of the pine tree in our backyard covered the compass. The standing stone and the “North” marker stone are indicated with red circles to make them more clear, since we had a big snow storm the day before. However, our neighbor’s oak tree had lost its leaves, and didn’t cast much of a shadow now as it did in the summer and fall.

Throughout history, it was common for farmers and sailors to use such obvious signs in the sky to measure the passage of time, as the LORD provided in making the Sun, Moon and stars (Gen. 1:14). However, in our generation, we have become reliant on technology such as clocks and wall calendars, and we no longer consult such simple signs, not even to simply appreciate the LORD’s handiwork.

The seasonal changes in the shadows are among the many things your homescholar can learn from Signs & Seasons, our Christian homeschool astronomy curriculum. We hope that you all will learn to take some time from your busy lives to observe these common, everyday wonders.


All you need to know: 2020’s December solstice

For us in the Northern Hemisphere, the December solstice marks the longest nights and shortest days of the year. Meanwhile, the Southern Hemisphere is having short nights and long days. The 2020 December solstice moment – when the sun reaches its southernmost point in the sky – will happen on Monday, December 21, 2020, at 10:02 UTC (4:02 a.m. CST translate UTC to your time).

No matter where you live on Earth’s globe – no matter what time the solstice happens for you – it’s your signal to celebrate.

Visualizza ingrandito. | Ian Hennes in Medicine Hat, Alberta, Canada, created this solargraph between a June solstice and a December solstice. It shows the path of the sun during that time period. Thank you, Ian! . Sunlight on Earth, at the December solstice. North Pole in 24-hour darkness South Pole in 24-hour daylight. Gif via Wikimedia Commons.

When is the solstice? The solstice happens at the same instant for all of us, everywhere on Earth. In 2020, the December solstice comes on December 21 at 4:02 a.m. CST. That’s 10:02 Universal Time (UTC). It’s when the sun on our sky’s dome reaches its farthest southward point for the year. At this solstice, the Northern Hemisphere has its shortest day and longest night of the year.

To find the time in your location, you have to translate to your time zone. Click here to translate Universal Time to your local time.

Just remember: you’re translating from 10:02 UTC on December 21. For example, if you live in Perth, Australia, you need to add 8 hours to Universal Time to find out that the solstice happens at 18:02 (6:02 p.m.) AWST (Australian Western Standard Time).

An animation of Earth as it orbits, with points marking both equinoxes and solstices along with relevant information. Image via James O’Donoghue/ Business Insider. Day and night sides of Earth at the instant of the December 2020 solstice (December 21, 2020, at 10:02 UTC). Image via EarthView.

What is a solstice? The earliest people on Earth knew that the sun’s path across the sky, the length of daylight, and the location of the sunrise and sunset all shifted in a regular way throughout the year. They built monuments such as Stonehenge in England – or, for example, at Machu Picchu in Peru – to follow the sun’s yearly progress.

But we today see the solstice differently. We can picture it from the vantage point of space. Today, we know that the solstice is an astronomical event, caused by Earth’s tilt on its axis and its motion in orbit around the sun.

Because Earth doesn’t orbit upright, but is instead tilted on its axis by 23 1/2 degrees, Earth’s Northern and Southern Hemispheres trade places in receiving the sun’s light and warmth most directly. The tilt of the Earth – not our distance from the sun – is what causes winter and summer. At the December solstice, the Northern Hemisphere is leaning most away from the sun for the year.

At the December solstice, Earth is positioned in its orbit so that the sun stays below the North Pole horizon. As seen from 23 1/2 degrees south of the equator, at the imaginary line encircling the globe known as the Tropic of Capricorn, the sun shines directly overhead at noon. This is as far south as the sun ever gets. All locations south of the equator have day lengths greater than 12 hours at the December solstice. Meanwhile, all locations north of the equator have day lengths less than 12 hours.

For us on the northern part of Earth, the shortest day comes at the solstice. After the winter solstice, the days get longer, and the nights shorter. It’s a seasonal shift that nearly everyone notices.

Earth has seasons because our world is tilted on its axis with respect to our orbit around the sun. Image via NASA.

Where should I look to see signs of the solstice in nature? Everywhere.

For all of Earth’s creatures, nothing is so fundamental as the length of daylight. After all, the sun is the ultimate source of all light and warmth on Earth.

If you live in the Northern Hemisphere, you can notice the late dawns and early sunsets, and the low arc of the sun across the sky each day. You might notice how low the sun appears in the sky at local noon. And be sure to look at your noontime shadow. Around the time of the December solstice, it’s your longest noontime shadow of the year.

In the Southern Hemisphere, it’s opposite. Dawn comes early, and dusk comes late. The sun is high. It’s your shortest noontime shadow of the year.

Around the time of the winter solstice, watch for late dawns, early sunsets, and the low arc of the sun across the sky each day. Notice your noontime shadow, the longest of the year. Photo via Serge Arsenie/ Flickr. Meanwhile, at the summer solstice, noontime shadows are short. Photo via the Slam Summer Beach Volleyball festival in Australia.

Why doesn’t the earliest sunset come on the shortest day? The December solstice marks the shortest day of the year in the Northern Hemisphere and longest day in the Southern Hemisphere. But the earliest sunset – or earliest sunrise if you’re south of the equator – happens prima the December solstice. Many people notice this, and ask about it.

The key to understanding the earliest sunset is non to focus on the time of sunset or sunrise. The key is to focus on what is called true solar noon, the time of day that the sun reaches its highest point in its journey across your sky.

In early December, true solar noon comes nearly 10 minutes earlier by the clock than it does at the solstice around December 21. With true noon coming later on the solstice, so will the sunrise and sunset times.

It’s this discrepancy between clock time and sun time that causes the Northern Hemisphere’s earliest sunset and the Southern Hemisphere’s earliest sunrise to precede the December solstice.

The discrepancy occurs primarily because of the tilt of the Earth’s axis. UN secondary but another contributing factor to this discrepancy between clock noon and sun noon comes from the Earth’s elliptical – oblong – orbit around the sun. The Earth’s orbit is not a perfect circle, and when we’re closest to the sun, our world moves fastest in orbit. Our closest point to the sun – or perihelion – comes in early January. So we are moving fastest in orbit around now, slightly faster than our average speed of about 18.5 miles per second (30 kilometers per second). The discrepancy between sun time and clock time is greater around the December solstice than the June solstice because we’re nearer the sun at this time of year.

Solstice sunsets, showing the sun’s position on the local horizon at December 2015 (left) and June 2016 (right) solstices from Mutare, Zimbabwe, via Peter Lowenstein.

The precise date of the earliest sunset depends on your latitude. At mid-northern latitudes, it comes in early December each year. At northern temperate latitudes farther north – such as in Canada and Alaska – the year’s earliest sunset comes around mid-December. Close to the Arctic Circle, the earliest sunset and the December solstice occur on or near the same day.

By the way, the latest sunrise doesn’t come on the solstice either. From mid-northern latitudes, the latest sunrise comes in early January.

The exact dates vary, but the sequence is always the same: earliest sunset in early December, shortest day on the solstice around December 22, latest sunrise in early January.

And so the cycle continues.

Solstice Pyrotechnics II by groovehouse/ Flickr.


The Sun is so bright that it will hurt your eyes if you look directly at it, and the ultraviolet rays from the Sun that can cause sunburn can also destroy cells in the back of your eyes (in your retinas) that allow you to see.

This does not mean that you will go blind immediately if you look at the Sun briefly by accident, but if you do it often or for a long time, then your eyesight will suffer.

You can use sunglasses to block out much of the sunlight, but you cannot be sure that those sunglasses also block out the harmful ultraviolet rays that can destroy the cells in your retinas. You cannot see ultraviolet rays, so you can't tell if your sunglasses block them or not, even if they say that they have "UV protection". And perhaps the glasses are scratched or perhaps the protective layer disappeared or got too old, so that harmful rays get through after all. The only way to be sure that the glasses offer enough protection is by testing them before each use, and that would be inconvenient and expensive.

If you burn your fingers, then you feel pain, so you notice it quickly and can pull your fingers away. Unfortunately, you do not feel any pain when the cells in your retinas are destroyed by ultraviolet rays, so you don't even notice it when it happens. That's why you have to be extra careful with your eyes.

If you really do want to look at the Sun directly, then there are two ways in which you can do that safely:

In any case, the best advice is not to look directly at the Sun at all. Your eyesight is valuable why risk hurting it? There is rarely anything interesting to see on the Sun anyway that you can see with your unaided eyes. It is much better to let camera's at observatories or in satellites look at the Sun for you. They produce pictures that show much more detail than you could ever see by looking at the Sun directly. If you want to see some of those pictures, then you can take a look at, for example, //umbra.nascom.nasa.gov/images/latest.html.


Astronomy Misconceptions

1. The Sun is not a star.
2. The Sun disappears at night.
3. The Sun will never burn out.
4. The surface of the Sun is without visible features.
5. The Sun rises exactly in the east and sets exactly in the west every day.
6. The Sun is always directly south at 12:00 noon.
7. The tip of a shadow always moves along an east-west line.
8. The amount of daylight increases each day of summer.
9. We experience seasons because of Earth&rsquos changing distance from the Sun&ndash&ndash&ndashcloser in summer, farther in winter.
10. The Earth is the largest object in the solar system. It is larger than the Sun.
11. The Earth is the center of the solar system. The planets, Sun and Moon revolve around the Earth.
12. The Earth is sitting on something.
13. The Earth is round like a pancake.
14. We live on the flat middle of a sphere.
15. The Moon can only be seen during the night.
16. The Moon does not rotate on its axis as it revolves around the Earth.
17. The phases of the Moon are caused by shadows cast on its surface by other objects in the solar system.
18. The phases of the Moon are caused by the shadow of the Earth on the Moon.
19. The phases of the Moon are caused by the Moon moving into the Sun&rsquos shadow.
20. Different countries see different phases of the Moon on the same day.
21. The shape of the Moon always appears the same.
22. The solar system is very crowded.
23. The solar system contains only the sun, planets and the moon.
24. Meteors are falling stars.
25. Comets and meteors are out in space and do not reach the ground.
26. All the stars in a constellation are near each other.
27. All the stars are the same distance from the Earth.
28. The galaxy is very crowded.
29. Stars are evenly distributed throughout the galaxy.
30. All stars are the same size.
31. The brightness of a star depends only on its distance from the Earth.
32. Stars and constellations appear in the same place in the sky every night.
33. The constellations form patterns clearly resembling people, animals or objects.
34. There is a definite up and down in space.
35. Planets cannot be seen with the naked eye.
36. Planets appear in the sky in the same place every night.
37. Gravity is selective it acts differently or not at all on some matter.
38. Gravity increases with height.
39. Gravity requires a medium to act through.
40. Rockets in space require a constant force.
41. The Earth is sitting on something
42. The Earth is larger than the sun
43. The Sun disappears at night
44. The Earth is round like a pancake
45. We see because light brightens things
46. We do not live on Earth it is in the sky.
47. We live on the flat middle of a sphere.
48. There is a definite up and down in space.
49. Seasons are caused by the Earth's distance from the Sun.
50. Phases of the Moon are caused by a shadow from the Earth
51. Different countries see different phases of the Moon on the same day.
52. The Moon goes around the earth in a single day.
53. The Moon makes light the same way the Sun does.
54. The Sun is directly overhead at noon.
55. The amount of daylight increases each day of summer.
56. The Earth&rsquos revolution around the sun causes night and day
57. Day and night are caused by the Sun going around the Earth
58. Planets cannot be seen with the naked eye
59. Planets appear in the sky in the same place every night.
60. Astrology is able to predict the future.
61. Gravity is selective it acts differently or not at all on some matter.
62. Gravity increases with height.
63. Gravity cannot exist without air.
64. Gravity requires a medium to act through.
65. Rockets in space require a constant force
66. The Sun goes around the Earth.
67. The Sun goes around the Earth in less than a year
68. The Sun will never burn out
69. The Universe is a static, not expanding
70. The Universe contains only the planets in our solar system


Why is the sun directly overhead at noon?

Read rest of the answer. Simply so, why does the sun appear overhead at noon?

Farther south, in the so-called tropics, the noon sun will appear in the northern sky for a period of time around the June solstice. At the equator, the noon sun is dritto overhead on the equinoxes. And after you pass 23.5° south latitude (the Tropic of Capricorn), the noon sun is always in the north.

Furthermore, where is the sun at high noon? Il Sole is directly overhead at solar mezzogiorno at the Equator on the equinoxes, at the Tropic of Cancer (latitude 23°26&prime12.0&Prime N) on the June solstice and at the Tropic of Capricorn (23°26&prime12.0&Prime S) on the December solstice.

Subsequently, question is, is the sun directly overhead at noon?

Il sole è directly overhead at noon on the first day of summer at a point 23.5 degrees north of the equator (called the Tropic of Cancer). On the first day of winter, the sole è directly overhead at 23.5 degrees south of the equator (called the Tropic of Capricorn).

Is the sun directly south at noon?

At solar noon, il sole è due south seen from the Northern Hemisphere, and due north seen from the Southern Hemisphere. Because of the use of time zones and daylight saving time, the highest point of the sole and a clock time of mezzogiorno are usually different. The opposite of mezzogiorno is midnight.


Astronomical observations and the calendar

The year as defined by the earth&rsquos motion about the sun does not divide equally into 365 days. Rather, the year is about 365.25 days. Julius Caesar is credited with the idea of the &ldquoleap&rdquo year to deal with the extra one-quarter of a day. This idea was developed to insure that the astronomical events like the beginning of spring would occur on the same date every year.

It so happens though, that the earth doesn&rsquot orbit the sun exactly in 365.25 days each year. Precession also complicates matters, because, even if the year were exactly 365.25 days long, the seasonal events as witnessed in the sky change. (i.e. the vernal equinox position slowly changes with respect to the background sky as time goes by due to the precession of the earth.)

The earth&rsquos precession is a wobbling type of motion like a spinning top. Anything affecting the motion of the earth affects what is perceived in the sky (apparent motion). Thus this wobbling has an affect on what is perceived from earth. Precession was addressed before in terms of what is perceived in the sky. Most noticeably, the equinoxes appear to slowly advance along the ecliptic from year to year such that the background constellation of the equinoxes changes slowly over hundreds of years.

The sun and moon both exert gravitational pull on the earth. This pull has a definite affect on the earth&rsquos rotation, because the earth is not perfectly spherical. The earth bulges at the equator. It has about a 43 km or 27 mile larger diameter when measured along the equator as compared to being measured pole to pole. As a result of this equatorial bulge the earth is often refereed to as an oblate spheroid rather than a sphere. The gravitational pull on the bulge has a gradual but definite affect on the earth causing a change in the earth&rsquos axis of rotation.

The observations of a spinning top help explain the motion of earth as it spins on its axis. If the top is not spinning it falls over on its side. A similar phenomenon would occur if the earth were not spinning. The gravitational tug would attract the bulge and would straighten up the earth. But the earth is spinning (rotating) so it neither falls over nor straightens up with respect to the plane of its orbit. Also gravity causes a top whose axis of rotation is not perpendicular to the plane upon which it resides to wobble. This wobble causes the axis of rotation to trace out a circle. This phenomenon of a top&rsquos axis, or the earth&rsquos axis, to trace out a circle is called precession. Precession is caused by the combined actions of gravity and rotation cause the Earth&rsquos axis to trace out a circle in the sky while it remains tilted about 23.5 degrees to the perpendicular.

The earth&rsquos rate of precession is not very fast at all. At the moment the axis points (within 1 degree) towards the star Polaris. 5,000 years ago it pointed at the star Thuban in the constellation Draco. In 14,000 AD, the &ldquopole&rdquo star will be Vega in Lyra. It requires 26,000 years for the north celestial pole to complete one precessional circle around the sky.

Due to the fact that there is not exactly 365.25 days in the year as Caesar suggested by the introduction of a leap year and that the earth does precess affecting what is perceived in terms of the background sky, there is a need to look at more than one time system for describing the earth&rsquos motion and what appears to happen in the sky. The sidereal year is the time for the sun to return to the same position with respect to the background stars in the sky as it started out with. This period of time is equal to 365.2564 mean solar days (the way we ordinarily measure time).
The sidereal year is the true orbital period of the earth with respect to the stars.

Our calendar year, however, is not based on the sidereal year. Most people prefer to have seasonal events happen on the same date as much as is possible. As an example, people prefer to have the March 21 as the first day of spring. Spring begins when the sun reaches the vernal equinox (the point against the background stars where the sun&rsquos path, the ecliptic, crosses the celestial equator on its northward journey). The problem of using the sidereal year as a calendar year arises when the fact that the vernal equinox moves slowly against the background stars is taken into account. The using of the sidereal year as the calendar year could result in the calendar dates and the seasons getting out of sync because the sun returning to the same background star position (the definition of the sidereal year) is not the same as saying the sun returns to the equinox position in the sky (which slowly moves from year to year).

To keep dates synchronized with seasonal changes or events, the calendar year must be based upon the need for the sun to go from one equinox position to the next equinox position. This time interval is called a tropical year and equals 365.2422 solar mean days. Because of precession the tropical year is shorter than the sidereal year by 20 minutes and 24 seconds.

At least as far back as the Greeks, this discrepancy was known about. During the second century BC, a man by the name of Hipparchus calculated the length of the tropical year within six minutes of the currently known value. He is also known for being the first person to detect the precession of the equinoxes when comparing his own observations to that of Babylonian astronomers&rsquo observations three centuries earlier. It is interesting to note that Caesar&rsquos tropical year of 365.25 solar days was actually further off than Hipparchus&rsquo measure. He was off by 11 minutes and 14 seconds. This error amounts to about 3 days every four centuries. Interestingly Caesar&rsquos advisors were aware of the error, but felt it wasn&rsquot that important. However, by the 16th century the first day of spring was occurring on March 11.

Pope Gregory XIII decided to fix things with a calendar reform. He dropped 10 days, declaring Oct. 5, 1582, to be Oct. 15, 1582. This put the first day of spring back on March 21. He then proceeded to fix Caesars calendar. Caesar had added leap years to every year evenly divisible by 4. In recent times 1980, 1984, 1988, 1992, and 1996 are leap years. Now it is true that 2000 was a leap year, but not just because of Caesar&rsquos idea. Gregory decided that if every 4th year was a leap year the error of 3 calendar days per every 400 years would just occur again. So he declared that only whole century years divisible by 400 years would have leap years. Thus, under his new system, 1600 did have a leap year, but 1700, 1800, and 1900 would not. Then 2000 did and 2400 will, while 2100, 2200, and 2300 will not have leap years. Under Caesar&rsquos leap year calendar rule all whole century values would have a leap year and the 3 days per 400 year error shows up over time.

So the world now operates under the Gregorian calendar, though some cultures for non-international commerce purposes use other calendars not related to the western civilization, Christian based calendar. The Gregorian system we uses a year equal to 365.2425 solar days long. This is very close to the actual length of the tropical year. Pope Gregory&rsquos efforts have reduced the error to such a small value that it amounts to one day per every 3300 years. There is no urgency to addressing this error as no problems are anticipated for a very long time.


Guarda il video: High Noon - Final Showdown (Dicembre 2021).