Wyjdź na zewnątrz w południe i sprawdź niebo. Szanse są takie, że Słońce nie jest dokładnie nad głową. W rzeczywistości, w zależności od pory roku, może być zaskakująco przesunięte. To nie jest Twoja wyobraźnia, to prawdziwa, przewidywalna cecha naszej orbity. Słońce porusza się w wzorze ósemki przez cały rok. Ten wzór ma nawet nazwę: analemma.
Czym dokładnie jest analemma?
Wyobraź sobie zrobienie zdjęcia Słońca z tego samego miejsca o tej samej porze każdego dnia przez rok. Gdybyś połączył te zdjęcia, Słońce nie podążałoby prostą ścieżką. Rysowałoby pętlę w kształt ósemki na niebie. Ten kształt to analemma.
Ta dziwna ścieżka pokazuje, jak pozycja Słońca zmienia się w czasie, nawet gdy patrzymy na nie o tej samej godzinie. I nie jest to przypadkowe. Kształt i nachylenie orbity Ziemi sprawiają, że dzieje się to jak w zegarku.
Dwa powody, dla których Słońce nie układa się idealnie
Ruch Słońca wydaje się przesuwać z dwóch głównych przyczyn. Są one wpisane w sposób, w jaki Ziemia porusza się w przestrzeni:
- Nachylenie Ziemi: Nasza planeta jest nachylona pod kątem około 23,5 stopnia na swojej osi. To nachylenie daje nam pory roku i powoduje, że wysokość Słońca na niebie zmienia się każdego dnia.
- Eliptyczna orbita: Ziemia nie krąży wokół Słońca po idealnym kole. Jest lekko wydłużona. To oznacza, że poruszamy się szybciej w niektórych częściach roku i wolniej w innych.
Te dwie cechy razem zakłócają nasze oczekiwania. Dlatego południe słoneczne (gdy Słońce jest najwyżej na niebie) nie zawsze pokrywa się z południem zegarowym. Niektóre dni jest wcześniej, inne później. Z czasem tworzy to przechylone pętle analemmy.
Walka czasu: czas słoneczny vs. czas zegarowy
Możesz oczekiwać, że Słońce osiągnie swój najwyższy punkt dokładnie o 12:00. Ale dzieje się tak tylko kilka dni w roku. Większość czasu istnieje różnica między „południem słonecznym” a „południem średnim” (tym, które pokazuje Twój telefon).
Ta różnica nazywa się „równaniem czasu”. Może się wahać nawet do 16 minut do przodu lub 14 minut do tyłu, w zależności od sezonu. Dlatego zegary słoneczne i zegary ścienne nie zawsze się zgadzają.
W zasadzie nasze zegary działają na podstawie czasu średniego. Słońce podąża własnym rytmem.
Dlaczego analemma wygląda jak ósemka
Kształt analemmy to nie tylko ładny łuk. Odzwierciedla, jak te dwie cechy orbity współgrają ze sobą. Oto dlaczego tworzy ten charakterystyczny kształt ósemki:
- Przesunięte pętle: Dolna pętla (około początku stycznia) jest zazwyczaj większa, ponieważ Ziemia porusza się naj szybciej, gdy jest najbliżej Słońca.
- Wąska talia: W okolicach kwietnia i sierpnia Słońce lepiej pokrywa się z czasem zegarowym, ściskając środek ósemki.
- Nachylony kąt: Cały kształt przechyla się, ponieważ oś Ziemi jest nachylona, zmieniając wysokość Słońca na przestrzeni roku.
Jeśli mieszkasz na półkuli północnej i skierujesz aparat na południe, analemma lekko przechyla się w prawo. Na półkuli południowej przechyla się w lewo.
Twoja lokalizacja zmienia wszystko
Twoje położenie również wpływa na to, jak widzisz analemmę. W pobliżu równika pętle są bardziej pionowe. Na północ lub południe od niego kształt wygląda na ściśnięty i niżej na niebie. Dlatego południe w Nowym Jorku nigdy nie wygląda tak samo jak w Nairobi.
Nawet w obrębie jednego kraju południe słoneczne może przypaść na 12:07 w jednym mieście i 11:52 w innym. Długość geograficzna odgrywa tu też podstępne role.
Niebo tańczy, które odmierza czas na swój własny sposób
Analemma to więcej niż tylko ciekawostka astronomiczna. To cichy przypomnienie, że nasze zegary są ludzkimi wymysłami. Słońce ma własny harmonogram, ukształtowany przez kosmiczną geometrię. Gdy spojrzysz na nie o południu i zobaczysz, że Słońce nie jest tam, gdzie się spodziewasz, to nie jest spóźnienie. Po prostu podąża własną pętlą.
Więc następnym razem, gdy ktoś powie, że jest pełne południe, nie bądź tego taki pewien. Niebo może mieć inne plany.