Hoje não tem 24 horas
A espaçonave MESSENGER com destino a Mercúrio capturou várias imagens impressionantes da Terra durante uma passagem gravitacional de seu planeta natal em 2 de agosto de 2005. Várias centenas de imagens, tiradas com a câmera grande angular do Mercury Dual Imaging System (MDIS) da MESSENGER, foram sequenciado em um filme documentando a visão do MESSENGER quando ele partiu da Terra. No entanto, a quantidade de tempo que a Terra leva para girar 360 graus não é 24 horas, e não é isso que um dia é, de qualquer maneira. (NASA / MISSÃO DE MENSAGEIRO)
E não é por causa dos segundos bissextos; é uma propriedade fundamental da maioria dos dias.
O ser humano, ao marcar a passagem do tempo, dá conta de cada dia igualmente: com 24 horas.
Um dos primeiros relógios já produzidos por Christiaan Huygens, que operava nos princípios de um pêndulo de período fixo. O relógio ainda sobrevive hoje e pode ser encontrado no Rijksmuseum em Amsterdã. Embora mantenha o tempo com muita precisão, não é correto afirmar que 24 horas marcam um verdadeiro dia solar, nem todos os dias são iguais , (HANSMULLER / WIKIMEDIA COMMONS)
No entanto, 24 horas é apenas a duração de um dia terrestre em média ; na realidade, a maioria dos dias são mais longos ou mais curtos.
Embora a Terra leve 23 horas e 56 minutos e 4,09 segundos para girar 360 graus em seu eixo, a Terra também está em movimento em relação ao Sol. Se exigirmos que o Sol atinja o mesmo ponto (longitudinal) no céu de um dia para o outro, também precisamos levar em conta o movimento da Terra. (NASA / EXPEDIÇÃO 7)
Um dia não é o tempo que a Terra leva para girar 360°, o que nos deixa 3 minutos e 55,91 segundos a menos.
A Terra em órbita ao redor do Sol, com seu eixo de rotação mostrado. Todos os mundos em nosso sistema solar têm estações determinadas por sua inclinação axial, a elipticidade de suas órbitas ou uma combinação de ambos. Esses fatores também determinam as variações na duração de um dia, bem como as variações nos horários do nascer/pôr do sol. Observe que a Terra precisa girar um pouco mais do que 360 graus para ver o Sol atingir a mesma localização aparente dia após dia. (USUÁRIO WIKIMEDIA COMMONS TAU'OLUNGA)
Isso é o que os astrônomos chamam de dia sideral, bem diferente de um dia solar comum.
As órbitas da Terra e de Marte, em escala, vistas da direção norte do Sistema Solar. Cada planeta varre uma quantidade igual de área em tempos iguais, de acordo com a segunda lei de Kepler, devido à conservação do momento angular. Isso significa que haverá variações na rapidez com que o Sol parece se mover pelo céu ao longo do ano, visto da perspectiva anual de qualquer planeta. (O USUÁRIO DO WIKIMEDIA COMMONS AREONG)
Precisamos que o Sol retorne à posição do dia anterior, e isso requer contabilizando o movimento da Terra através do espaço .
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 viaja pelo espaço, por dia, garantem que girar 360 graus em nosso eixo não restaurará o Sol à mesma posição relativa no céu de um dia para o outro. É por isso que nosso dia dura mais de 23 horas e 56 minutos, que é o tempo necessário para girar 360 graus. (LARRY MCNISH NO RASC CALGARY CENTRE)
Devido à sua revolução em torno do Sol, a Terra deve girar aproximadamente 361° para marcar um dia solar.
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 para frente e para trás, conforme determinado por nossa órbita elíptica ao redor do 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. (CÉSAR CANTU / ASTROCOLORS)
Essa rotação extra leva 235,91 segundos, e é por isso que nosso dia solar é de 24 horas em média.
O efeito da natureza elíptica de nossa órbita (esquerda) e nossa inclinação axial (meio) na posição do Sol no céu se combinam para criar a forma de analema (direita) que observamos do planeta Terra. (IMAGEM GERADA POR AUTODESK VIA O REINO UNIDO)
Mas a velocidade orbital da Terra não é uniforme: é mais rápida perto do periélio (início de janeiro) e mais lenta perto do afélio (início de julho).
A teoria da gravitação universal pode explicar as órbitas observadas dos planetas, com a 2ª lei de Kepler sendo derivada disso: que os planetas que orbitam o Sol varrem áreas iguais em tempos iguais. Observe que isso significa que quando a Terra está no periélio (mais próximo do Sol), ela se move mais rapidamente, enquanto quando está no afélio (mais distante do Sol) ela se move mais lentamente . (USUÁRIOS DO WIKIMEDIA COMMONS RJHALL E TALIFERO)
O movimento real da Terra ao redor do Sol varia de um mínimo de 29,3 km/s a um máximo de 30,3 km/s.
Os planetas se movem nas órbitas que fazem, de forma estável, devido à conservação do momento angular. Sem nenhuma maneira de ganhar ou perder momento angular, eles permanecem em suas órbitas elípticas arbitrariamente no futuro. A Terra faz sua maior aproximação do Sol todo dia 3 de janeiro, enquanto está mais distante no início de julho. (NASA/JPL)
Considerando isso, a duração do nosso dia varia cerca de ± 4 segundos ao longo do ano.
A equação do tempo é determinada pela forma da órbita de um planeta e sua inclinação axial, bem como pelo alinhamento. Durante os meses mais próximos do solstício de junho (quando a Terra se aproxima do afélio, sua posição mais distante do Sol), ela se move mais lentamente, e é por isso que essa seção do analema é comprimida, enquanto o solstício de dezembro, que ocorre próximo ao periélio, é alongado . Observe que onde a equação do tempo tem uma derivada de zero, os observadores nessa latitude verão um dia de 24 horas. (USUÁRIO ROB COOK DA WIKIMEDIA COMMONS)
Isso é por que nosso analema não cria uma forma simétrica .
À medida que a Terra gira em seu eixo e orbita o Sol em uma elipse, a posição aparente do Sol parece mudar de dia para dia nesta forma particular: o analema da Terra. A inclinação do analema corresponderá à hora do dia em que a imagem é tirada, enquanto a altura acima do horizonte dependerá da sua latitude. No entanto, essa forma é sempre reproduzida da Terra se você tirar uma fotografia no mesmo horário todos os dias. (GIUSEPPE DONATIELLO/FLICKR)
Apenas quatro vezes por ano, dependentes da latitude, são dias, na verdade, exatamente 24 horas.
Apenas 800 anos atrás, o periélio e o solstício de inverno se alinharam. Devido à precessão da órbita da Terra, eles estão se afastando lentamente, completando um ciclo completo a cada 21.000 anos. Daqui a 5.000 anos, o equinócio da primavera e a maior aproximação da Terra ao Sol irão coincidir. Este é um efeito pequeno e sutil que cria outro desvio menor de 24 horas sendo a duração exata de um dia, mas é insignificante quando comparado ao movimento rotacional da Terra em seu eixo e seu movimento orbital ao redor do Sol. (GREG BENSON NO WIKIMEDIA COMMONS)
Principalmente Mute Monday conta uma história astronômica em imagens, recursos visuais e não mais de 200 palavras. Fale menos; sorria mais.
Começa com um estrondo é agora na Forbes , e republicado no Medium graças aos nossos apoiadores do Patreon . Ethan é autor de dois livros, Além da Galáxia , e Treknology: A ciência de Star Trek de Tricorders a Warp Drive .
Compartilhar:
