Por que hoje realmente não tem 24 horas de duração
À medida que a Terra gira e oscila em seu eixo e gira elipticamente em torno do Sol, cada dia muda em relação ao anterior. '24 horas' não está certo.- Em média, ao longo de um ano civil completo, a quantidade de tempo que a Terra leva para girar completamente é marcada por nosso dia de 24 horas.
- Mas a verdadeira definição de 'dia' não é uma revolução completa de 360 graus em nosso mundo, mas sim a quantidade de tempo que o Sol leva para retornar à mesma posição no céu da Terra, dia após dia.
- Embora 24 horas seja a média certa, não é verdade para quase todos os dias, inclusive hoje. Aqui estão as razões científicas.
Ao marcar a passagem do tempo, atribuímos 24 horas a cada dia.
A maioria de nós está muito acostumada com 24 horas em um dia, mas não está acostumada com o fato de que isso não corresponde a uma rotação de 360 graus da Terra. A maioria dos dias, no entanto, são mais longos ou mais curtos do que 24 horas; apenas 4 dias por ano têm precisamente 24 horas para eles.enquanto isso é um dia de duração em média , a maioria dos dias não tem 24 horas.
Este diagrama mostra um analema, construído fotografando o Sol na mesma época ao longo do ano. O fato de o Sol não estar no mesmo lugar é o efeito combinado de nossa inclinação/obliquidade axial e nossa excentricidade orbital e variações de velocidade à medida que giramos em torno do Sol. O Sol não está na mesma posição todos os dias porque cada dia não tem exatamente 24 horas.Contraintuitivamente, um dia não é o tempo necessário para uma rotação de 360° em todo o planeta.
A Terra, movendo-se em sua órbita ao redor do Sol e girando em seu eixo, sempre define “meio-dia” e “meia-noite” da mesma maneira: onde a altura do Sol acima ou abaixo do horizonte é maximizada. Este momento no tempo não corresponde a quando a Terra girou 360 graus em relação ao dia anterior, mas sim mais perto de 360,9856 graus, devido aos efeitos adicionais do movimento da Terra ao redor do Sol.Giramos 360° a cada 23 horas, 56 minutos e 4,09 segundos, deixando-nos 00:03:55,91 curtos.
Essas trilhas de estrelas aparecem no céu devido à fotografia de longa exposição do pólo norte, combinada com o fenômeno físico da rotação da Terra. Embora ninguém jamais tenha capturado com sucesso uma trilha estelar completa de 360 graus, surpreende as pessoas ao saber que você não precisaria de uma fotografia de 24 horas para completar o círculo, apenas uma exposição de 23 horas, 56 minutos e 4,09 segundos, pois depende de um sideral, em vez de um dia solar.Uma rotação completa, astronomicamente, é um dia sideral : diferente de um dia solar (calendário) .
Quando a Terra gira 360 graus completos em torno de seu eixo, ela ainda não envelheceu um dia inteiro, porque também mudou sua órbita ao redor do Sol. Ele deve, portanto, girar quase 1 grau completo a mais para “recuperar o atraso”, o que explica a diferença entre um dia sideral (rotação de 360 graus) e um dia solar/calendário (onde o Sol retorna à posição do dia anterior).Os dias convencionais são definidos pelo retorno do Sol à sua posição anterior no dia anterior.
Ao longo de um ano de 365 dias, o Sol parece se mover não apenas para cima e para baixo no céu, conforme determinado por nossa inclinação axial, mas também para frente e para trás, conforme determinado pela obliquidade e nossa órbita elíptica ao redor. o sol. Quando ambos os efeitos são combinados, a figura 8 comprimida resultante é conhecida como analema. As imagens do Sol mostradas aqui são 52 fotografias selecionadas das observações de César Cantú no México ao longo de um ano civil.Isso requer contabilização O movimento da Terra através do espaço .
Esta visão da Terra chega até nós como cortesia da espaçonave MESSENGER da NASA, que teve que realizar sobrevôos da Terra e de Vênus para perder energia suficiente para chegar ao seu destino final: Mercúrio. A Terra redonda e em rotação e suas características são inegáveis, pois essa rotação explica por que a Terra se projeta no centro, é comprimida nos pólos e tem diâmetros equatoriais e polares diferentes. No entanto, é necessário mais do que rotação para explicar a duração de um dia, pois a Terra também se move no espaço em relação ao Sol.A Terra requer aproximadamente 1° de rotação adicional para explicar seu movimento diário ao redor do Sol.
Este diagrama fora de escala mostra a diferença entre um dia sideral, em que a Terra gira 360 graus completos, e um dia solar, que requer 3 minutos e 55,91 segundos extras para que a Terra gire o suficiente para retornar ao Sol. à posição do dia anterior no céu. A Terra não apenas gira em torno de seu eixo, mas gira em torno do Sol: ambos os aspectos devem ser levados em consideração na definição de um dia de calendário.Esses 0,9856° “extras” de rotação equivalem a 235,91 segundos adicionais, aumentando o dia solar para 24 horas.
Viajar uma vez ao redor da órbita da Terra em um caminho ao redor do Sol é uma jornada de 940 milhões de quilômetros. Os 3 milhões de quilômetros extras que a Terra percorre no espaço, por dia, garantem que girar 360 graus em nosso eixo não restaurará o Sol à mesma posição relativa no céu dia após dia. É por isso que nosso dia tem mais de 23 horas e 56 minutos e 4,09 segundos, que é o tempo necessário para a Terra esferoidal girar 360 graus completos.Mas a velocidade orbital da Terra também varia, movendo-se mais rápido perto do periélio de janeiro e mais devagar perto do afélio de julho.
A segunda lei de Kepler afirma que os planetas varrem áreas iguais, usando o Sol como um foco, em tempos iguais, independentemente de outros parâmetros. A mesma área (azul) é varrida em cada período de tempo fixo. A seta verde é a velocidade. A seta roxa apontada para o Sol é a aceleração. Os planetas se movem em elipses ao redor do Sol (primeira lei de Kepler), varrem áreas iguais em tempos iguais (sua segunda lei) e têm períodos proporcionais ao seu semi-eixo maior elevado à potência de 3/2 (sua 3ª lei). A órbita da Terra tem uma pequena excentricidade, fazendo com que sua velocidade orbital máxima, no periélio, seja cerca de 3% maior que sua velocidade mínima no afélio.Mais próximo do Sol, a Terra orbita a 30,3 km/s, enquanto no ponto mais distante, ela se move a 29,3 km/s.
As órbitas dos planetas no Sistema Solar interno não são exatamente circulares, mas elípticas. Os planetas se movem mais rapidamente no periélio (mais próximo do Sol) do que no afélio (mais distante do Sol), conservando o momento angular e obedecendo às leis do movimento de Kepler.Considerando nossa velocidade variável e nossa não circular , trajetória oblíqua , a duração de cada dia varia em vários segundos ao longo do ano.
Como a Terra orbita o Sol em uma elipse, ela se move mais rapidamente no periélio (mais próximo do Sol) e mais lentamente no afélio (mais distante do Sol), o que leva a mudanças no tempo em que a O sol nasce e se põe, assim como a duração do dia real, ao longo de um ano. A obliquidade da órbita da Terra também afeta a equação do tempo. Esses padrões se repetem anualmente e são específicos da latitude, mas geralmente levam a um padrão de “figura 8” para o analema da Terra: a forma que nosso Sol traça no céu na mesma hora todos os dias ao longo do ano.Essas variações explicam a forma da “figura 8” do nosso analema .
Esta imagem composta mostra o caminho que o Sol traça no céu na mesma hora todos os dias durante o ano de 2014 a partir de Budapeste, Hungria. Essa forma é conhecida como analema, e sua inclinação e altura acima do horizonte correspondem à hora do dia em que cada foto foi tirada, bem como à latitude do observador.Apenas quatro vezes por ano seu dia terá exatamente 24 horas de duração.
Este gráfico mostra a equação do tempo para um local específico na Terra. Onde a inclinação do gráfico é positiva, os dias estão diminuindo; onde a inclinação é negativa, os dias estão se alongando; onde a inclinação é zero (nos quatro locais marcados), o dia tem exatamente 24 horas. Isso acontece quatro vezes por ano de maneira dependente da latitude.Mostly Mute Monday conta uma história astronômica em imagens, visuais e não mais que 200 palavras.
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