Un ocho asimétrico

El misterioso ocho se llama analemma, que rastrea el movimiento del sol a través del cielo durante un año. En general, la medición del tiempo no siempre es una medición del progreso, como todos pensamos. Nuestros calendarios y relojes modernos no son más que compromisos: estamos en una batalla constante para sincronizar estos dispositivos con los cielos.
A lo largo de la historia humana, el flujo diario del tiempo ha sido determinado por el movimiento del sol. El mediodía ocurre cuando el Sol alcanza su punto más alto sobre el horizonte local, cruzando el meridiano norte o sur. El problema es que el tiempo del paso del Sol a través del cielo no siempre corresponde al tiempo de una revolución de la Tierra alrededor de esta estrella. Así que no coincide 24 horas. En octubre, el Sol alcanza su punto más alto sobre el horizonte 16 minutos antes, en febrero 12 minutos más tarde.
¿Y por qué el universo molesto no quiere permanecer constante?



Y esta discrepancia se produce debido a dos factores importantes: debido a la órbita elíptica de la Tierra y debido a un cierto ángulo en el que el eje de nuestro planeta está inclinado al plano de la eclíptica. De estos dos factores, la inclinación del eje del planeta juega un papel primario, y la elipticalidad de la órbita está en el fondo. Si la órbita de la Tierra fuera un círculo perfecto, y su eje siempre era estrictamente perpendicular al plano de la órbita, no habría diferencias estacionales en el tiempo. Pero ninguno de los planetas conocidos está en condiciones ideales.
A medida que la Tierra se mueve alrededor del Sol en una elipse, la velocidad de su órbita cambia. La velocidad del movimiento alrededor del Sol es máxima en enero, y la Tierra más lenta se mueve en órbita en julio. Esta animación compara movimiento elipse y movimiento circular.
Durante el día, la tierra A (que se mueve en un círculo) pasó una corta distancia y el observador en ella mira al Sol. La Tierra B (moviéndose a lo largo de la elipse) viajó una distancia ligeramente mayor alrededor del Sol. Pero debido a que su velocidad orbital es mayor, no tenía tiempo para girar completamente alrededor de ella. Esto nos hace pensar que el sol en el cielo es un poco más al este de lo que fue ayer al mismo tiempo.
Cada día la diferencia se acumulará, y el sol se moverá cada vez más a través del cielo hacia el este. Además, moviéndose a lo largo de la elipse, la Tierra alcanzará su posición de “verano” en órbita y su movimiento disminuirá. Entonces el sol en el cielo comenzará a cambiar ligeramente hacia el oeste.
Como resultado, resulta que si el eje de la Tierra no estaba inclinado, entonces en lugar de ocho, el Sol dibujaría una línea recta.
Ahora vamos a inclinar mentalmente el eje de la Tierra. Para nosotros, sentados en el Ecuador, parecería que todo el cielo con el Sol se había movido alrededor de la Tierra hacia abajo (invierno para el hemisferio norte) o hacia arriba (verano para el hemisferio norte). Para el hemisferio sur, será lo opuesto.



Esta foto fue tomada en Grecia (en el hemisferio norte). La parte más baja del analemma fue fotografiada a finales de diciembre y la más alta en junio.



Le debemos la inclinación del eje de la tierra a las estaciones. En verano, el sol se levanta alto en el cielo y tiene tiempo para calentar el aire y la tierra más fuertemente. En invierno, el sol se pone más rápido, los rayos se reflejan de la superficie de la atmósfera, la temperatura disminuye.
Si la órbita de la Tierra era circular, pero el eje de rotación de nuestro planeta todavía estaba inclinado al plano de la órbita, entonces, bajo las condiciones especificadas de observación, el Sol en la esfera celestial se moverá a lo largo de una línea al norte o sur relativa al Ecuador celestial en el rango de 230.45 N a 230.45 S. lat. En este caso, repetirá estrictamente su trayectoria al moverse, tanto en una dirección como en la otra.

El cambio en la velocidad orbital de la Tierra se muestra por la desigualdad del movimiento del Sol a través de la eclíptica en el cielo (ver Ecuación del Tiempo). Por lo tanto, el Sol en el momento seleccionado de la observación no alcanza o pasa algún punto especial, y la línea se desarrolla en una figura similar a los ocho.
El punto especial en el que aparece el Sol dos veces al año se encuentra en la unión de la parte superior e inferior de la ocho - analemma. Esta vez cae a mediados de abril y a finales de agosto de cada año. El tiempo de llegada tardía del Sol al "punto especial" en diferentes días varía, pero puede llegar a 14 minutos 19 segundos, y el tiempo de avance - 16 minutos 30 segundos. Esto significa que el ancho de la analemma en el cielo es de 7,7 grados.
La forma de analemma se ve afectada por el cambio entre algunas fechas calendario importantes. La Tierra pasa el punto de perihelio el 2 de enero. En este momento, la velocidad del Sol a lo largo de la eclíptica en la esfera celestial es máxima. El punto aphelion es el 3 de julio, cuando la velocidad del Sol a lo largo de la eclíptica es mínima.
Por otro lado, el solsticio de invierno es el 22 de diciembre, y el solsticio de verano es el 22 de junio (ver Puntos Solsticio). En el hemisferio norte de la Tierra hay momentos en que el Sol ocupa su posición más baja y más alta sobre el horizonte. El cambio de once días entre estas dos fechas de verano y dos de invierno sólo determina la asimetría de los ocho - analemma.

Fuente: masterok.livejournal.com