Por que o horário do meio-dia solar é diferente a cada dia?

Aqui está como eu explico isso para meus alunos. Na verdade, existem dois sóis no céu. Um é responsável por fazer com que os objetos projetem sombras e é a estrela diurna que somos todos acostumado a observar. Vamos chamá-lo de “Sol verdadeiro” ou “Sol aparente”. Ele, de fato, governa nossas vidas. No entanto, tem um problema principal relevante para a medição do tempo, que é que sua velocidade ao longo da eclíptica ao longo do ano varia . Sua velocidade média (angular) é de cerca de $ 360/365 $ deg / dia ou cerca de $ 0,986 $ deg / dia. Agora, essa variação é importante porque se quisermos usar este Sol como um motor principal para a medição do tempo, temos que estar cientes da variação. Isso significa que uma hora, que é definida como um vigésimo quarto do tempo que esse Sol leva para ir do meridiano celeste ao meridiano celestial novamente, varia em duração ao longo do ano quando comparado ao mesmo intervalo medido com um relógio dispositivo que NÃO varia em taxa. Quanto à causa da variação, vários fatores atuam aqui. Um é a forma da órbita da Terra, que faz com que a Terra se mova em diferentes velocidades em diferentes locais em sua órbita. Claro, vemos isso como diferenças na velocidade real do Sol ao longo da eclíptica porque estamos na Terra em movimento. . Outro é o fato de que o caminho do Sol verdadeiro, a eclíptica, faz um ângulo de $ 23,5 ^ \ circ $ com o equador celestial, o que também causa variações sazonais na velocidade do Sol verdadeiro ao longo do equador celestial.

Para contornar esses problemas, os astrônomos inventaram o “Sol médio” para cronometrar, e ele se move a uma taxa uniforme (não variável) ao longo do equador celestial (não a eclíptica). Tanto ele quanto o Sol verdadeiro têm o mesmo velocidade angular média, levando um ano para completar uma viagem ao redor do céu (em planos diferentes, no entanto). Sendo fictício, pode-se “Na verdade, observe o sol médio. No entanto, a Sun média é o motor principal que usamos para todos os cronômetros civis. Podemos rastrear seu movimento em relação ao meridiano celestial com um dispositivo mecânico (ou atualmente digital) chamado “relógio”.

Agora, as variações no movimento do Sol verdadeiro fazem com que às vezes esteja à frente de, às vezes fica para trás e às vezes é pescoço a pescoço com o Sol médio. Esta variação é chamada de equação de tempo e pode ser tabulado para qualquer data.

Quando dizemos “meio-dia”, a maioria das pessoas pensa que o Sol está em seu ponto mais alto no céu, que não precisa ser o zênite, mas SEMPRE estará em algum lugar do meridiano celestial (sim, as coisas ficam estranhas nas regiões árticas e antárticas). No entanto, “meio-dia” realmente só se aplica aos movimentos do Sol verdadeiro. Nós mantemos o tempo pelos movimentos médios do Sol, e um relógio solar médio SEMPRE marca 12:00 quando o Sol médio está no meridiano. Este momento, exceto por quatro dias do ano, não coincide com o “meio-dia”, conforme incorporado pelo verdadeiro Movimentos da Sun.

Isso é discutido com alguns detalhes em http://www.sundials.co.uk/equation.htm e seus links.

A principal causa é que a duração do dia muda durante o ano. Por exemplo, a Terra se move mais rápido em relação ao Sol no periélio do que no afélio. Isso significa que o período de meio-dia ao meio-dia medido por um relógio de sol não é o mesmo que o período medido usando um dos esquemas de tempo padrão como tempo universal .A outra causa significativa das mudanças na duração do dia é a inclinação da órbita da Terra .

a resposta é muito mais simples – a órbita da Terra é uma elipse, não um círculo. . portanto, ele está viajando mais rápido quando está mais perto do sol (janeiro) e mais lento quando está mais longe do sol (julho). O tempo do meio-dia solar ao meio-dia solar é um dia sideral (23h56m, fixo nas estrelas) MAIS o tempo que leva para “compensar” o quanto ele se moveu em sua órbita. Isso leva cerca de 4 minutos, mas é um pouco MAIS quando a Terra está se movendo rapidamente (janeiro) e um pouco MENOS quando a Terra está se movendo lentamente – portanto, o tempo desde o meio-dia solar é um pouco mais longo do que 24 horas em janeiro, e um um pouco mais curto em julho. É por isso que o tempo do meio-dia solar “oscila” ao longo do ano.

Comentários

• It ‘ não é tão simples. Você deve levar em consideração a obliquidade da ‘ s da Terra e não apenas da ‘ excentricidade orbital da Terra.

Um meio-dia solar é definido quando o Sol está no zênite (diretamente acima). Como a Terra gira em torno do Sol, o ponto que está diretamente acima teria mudado porque a Terra está em um ponto diferente do meio-dia anterior.

Comentários

• Verdadeiro, mas não ‘ não acho que ‘ seja a resposta buscada. Se acertarmos nossos relógios pelo Sol em vez de pelas estrelas fixas (que é o que a maioria dos sistemas de tempo fazem hoje em dia), você ‘ mostrou que então os cruzamentos meridionais das estrelas mudam cerca de 4 minutos a cada dia. No entanto, o meio-dia solar não mudaria, já que definimos a hora do dia com base nele.
• NÃO! Meio-dia solar, mais corretamente 12:00 Hora Solar Aparente Local (ÚLTIMO), NÃO é definido em termos do zênite. Se fosse, nunca ocorreria para a maioria dos observadores do planeta! Apenas observadores dentro de 23,5 graus do equador experimentariam o meio-dia. Em vez disso, o conceito de ” meio-dia ” está relacionado à passagem do meridiano. Meio-dia é quando o Sol (verdadeiro ou aparente) está no meridiano.
• Eu votei negativamente esta resposta porque dá uma definição patentemente incorreta de meio-dia solar, mas descobri que meu próprio representante votou negativamente em 1 ponto também. Por que isso aconteceu?
• Para que os usuários não votem contra os outros. Mas concordo com meu erro. Eu deveria ter mencionado que é o ponto mais alto do observador naquela latitude, não o zênite.
• @Standstill Eu não ‘ não entendo sua resposta. Eu não deveria ‘ t ter sido rejeitado porque minha resposta estava correta. Talvez eu ainda não ‘ entenda totalmente como os pontos de reputação funcionam.