يك روز خورشيدي چه مدت طول مي‌كشد
24 ساعت، تنها طول شناخته شده يك روز زمين به طور متوسط است. در واقع، بيشتر روزها يا طولاني‌ترند يا كوتاه‌تر. يك روز به معني زماني نيست كه طول مي‌كشد تا زمين 360 درجه بچرخد؛ زيرا، 3 دقيقه و 55.91 ثانيه كوتاه‌تر است. اين همان چيزي است كه ستاره‌شناسان آن را «روز نامتعارف» مي‌نامند. روز نامتعارف كاملا متفاوت از روز متداول يعني «يك روز خورشيدي» است. ما به خورشيد نياز داريم تا هر روز به موقعيت قبلي خود بازگردد. براي اينكار نيز نياز به بررسي حركت زمين از طريق فضا داريم. به خاطر جريان انقلاب زمين در اطراف خورشيد، زمين بايد حدود 361 درجه بچرخد تا يك روز خورشيدي را مشخص كند. براي زمين، يك چرخش اضافي 235.91 ثانيه طول مي‌كشد. به همين دليل روز خورشيدي ما به طور متوسط 24 ساعت است.
توجه كنيد كه سرعت مداري زمين يكنواخت نيست. سرعتش در نزديكي حضيض (اوايل ماه ژانويه) سريع‌تر و در اوج مركزي (اوايل ماه جولاي) كندتر مي‌باشد. حركت واقعي زمين در اطراف خورشيد از كمترين سرعت 29.3 كيلومتر بر ثانيه تا بالاترين 30.3 كيلومتر بر ثانيه متغير است. با احتساب اين فاكتور، طول روز ما حدود 4 ± ثانيه در طول سال متغير مي‌باشد. به همين دليل «آنالما»ي ما يك شكل متقارن ايجاد نمي‌كند. فقط چهار بار در سال، بسته به طول جغرافيايي، روزها دقيقا 24 ساعت است.
روزها چگونه شكل مي‌گيرند
در ادامه با توضيحاتي كه همراه با تصاوير آورده شده، چگونگي شكل‌گيري روزها را توضيح داده‌ايم. به نظر شما، يك روز خورشيدي چه مدت طول مي‌كشد؟
به گفته ناسا در ماموريت MESSENGER:
فضاپيماي MESSENGER محصور شده توسط عطارد، چندين عكس خيره‌كننده از زمين را در طول يك نوسان گرانشي از سياره خانه خود در 2 آگوست 2005 به دست آورد. چند صد عكس گرفته شده، در نهايت تبديل به يك فيلم مستند شدند. از زماني كه فضاپيما زمين را ترك كرد، فيلم به نمايش گذاشته شد. عكس‌ها توسط دوربين ديد زاويه-گسترده در سيستم تصويربرداري دوگانه جيوه‌اي MESSENGER ثبت شده‌اند. سيستمي كه MDIS نام دارد. با اين حال، مقدار زماني كه طول مي‌كشد تا زمين 360 درجه بچرخد، 24 ساعت نيست. در هر صورت اين به معناي يك روز نمي‌باشد.
«هانس مولر» از WIKIMEDIA COMMONS:
يكي از نخستين ساعت‌هايي كه تا كنون توسط «كريستيان هويگنس» توليد شده است. اين ساعت بر پايه اصول يك آونگ، ثابت باقي مانده است. شما مي‌توانيد در موزه ريكس آمستردام آن را بيابيد. اگر چه زمان را به طور دقيق نگه مي‌دارد؛ اما، كاملا درست نيست. اين ساعت نمي‌تواند كه 24 ساعت يك روز واقعي خورشيدي را نشان دهد و هر روز آن هم يكسان نيست.
ناسا:
براي زمين 23 ساعت و 56 دقيقه و 4.09 ثانيه طول مي‌كشد تا چرخش 360 درجه‌اي دور محور خود را تكميل كند. زمين با توجه به خورشيد نيز حركت مي‌كند. اگر ما ادعا كنيم خورشيد از يك روز به بعد به همان نقطه (طولي) در آسمان باز مي‌گردد، بايد حركت زمين را نيز حساب كنيم.
كاربر «تائولانگا» از WIKIMEDIA COMMONS:
زمين در مدار اطراف خورشيد، با محور چرخش آن نشان داده شده است. تمام دنياها در منظومه شمسي ما، فصول را با شيب محوري، بيضوي بودن مدارهاي آن‌ها يا تركيبي از هر دو مشخص مي‌كنند. اين عوامل همچنين تغييرات در طول يك روز و همچنين تغييرات در زمان طلوع و غروب خورشيد را تعيين مي‌كنند. توجه داشته باشيد كه زمين نياز به چرخشي كمي بيشتر از 360 درجه دارد. چرخش اضافي براي اين است كه بتواند خورشيد را هنگام رسيدن به يك مكان مشخص از روزي به روز ديگر ببيند.
كاربر «اريونگ» از WIKIMEDIA COMMONS:
مدارهاي زمين و مريخ در مقياس، از منظر شمال منظومه شمسي. هر سياره با توجه به قانون دوم كپلر، با توجه به حفاظت از حركت زاويه‌اي، يك مقدار مساوي از مساحت را در زمان‌هاي برابر طي مي‌كند. اين به اين معني است كه تغييراتي در سرعت حركتي كه خورشيد در طول سال در آسمان انجام مي‌دهد، وجود دارد. همانطور كه از منظر سالانه هر سياره ديده مي‌شود.
«لري مك نيش» در مركز RASC CALGARY:
براي سفر يك باره در اطراف مدار زمين در مسيري نزديك به خورشيد، بايد 940 ميليون كيلومتر را طي كنيد. 3 ميليون كيلومتر اضافي‌اي كه زمين از طريق فضا طي مي‌كند، تضمين روزانه اين است كه چرخش 360 درجه ما در محور خودمان در هر روز، خورشيد را به همان موقعيت نسبي در آسمان بازگرداند. به همين دليل است كه روز ما از 23 ساعت و 56 دقيقه بيشتر است (همان زمان لازم براي چرخش كامل 360 درجه).
اخترشناس «سزار كانتو»:
در طي يك سال 365 روزه، به نظر مي‌رسد خورشيد نه تنها در جهت بالا و پايين در آسمان حركت مي‌كند (همانطور كه با شيب محوري ما تعيين مي‌شود)، بلكه در جهت جلو و عقب (همانطور كه توسط مدار بيضوي ما در اطراف خورشيد تعيين مي‌شود) نيز حركت دارد. وقتي هر دو اثر با هم تركيب شوند، نمودار شماره 8 نتيجه گرفته مي‌شود. ما به عنوان يك آنالما آن را مي‌شناسيم. تصاوير خورشيد نشان داده شده در اينجا، 52 عكس انتخاب شده از مشاهدات «سزار كانتو» در مكزيك در طول سال يك تقويم است.
خروجي تصوير AUTODESK از انگلستان:
اثر طبيعت بيضوي مدار ما (چپ) و شيب محوري ما (وسط) در موقعيت خورشيد در آسمان، براي ايجاد شكل آنالما (راست) كه ما از سياره زمين مشاهده مي‌كنيم، تركيب مي‌شوند.
كاربر «راجول» و «تاليفرو» از WIKIMEDIA COMMONS:
تئوري گرانش جهاني مي‌تواند مدارهاي مشاهده شده سيارات را توضيح دهد. با قانون دوم كپلر كه از آن مشتق مي‌شود: سياره‌هايي كه به دور مدار خورشيد مي‌چرخند، مسافت‌هاي مساوي را در زمان‌هاي برابر طي مي‌كنند. توجه داشته باشيد كه اين بدان معني است كه وقتي زمين در حضيض (نزديك به خورشيد) است، سريع‌ترحركت مي‌كند، در حالي كه زماني كه در اوج مركزيست (دورترين از خورشيد)، حركت آن به آرامي صورت مي‌گيرد.
JPL ناسا:
سيارات در مدارهايشان به طور ثابت باقي مي‌مانند. اين به دليل حفظ حركت زاويه‌اي است. با هيچ راهي براي به دست آوردن يا از دست دادن حركت زاويه‌اي، آن‌ها در مدار بيضوي خود به طور خودسرانه به سوي آينده قرار مي‌گيرند. هر سوم ژانويه، زمين نزديك‌ترين فاصله خود را تا خورشيد دارد، در حالي كه در اوايل ماه جولاي بيشترين فاصله را دارد.
كاربر «راب كوك» از WIKIMEDIA COMMONS:
معادله زمان توسط هر دو مورد شكل مدار يك سياره، شيب محوري آن و همچنين چگونگي هم‌تراز شدنشان تعيين مي‌گردد. در طول ماه‌هاي نزديك به انقلاب ژوئن (زماني كه زمين نزديك به اوج مركزي، دورترين موقعيت خود از خورشيد)، به آرام‌ترين حالتش حركت مي‌كند. به همين دليل اين بخش از آنالما خارج مي‌شود. در حالي كه انقلاب دسامبر در نزديكي حضيض رخ مي‌دهد و طولاني مي‌شود. توجه داشته باشيد كه در جايي كه معادله زمان داراي يك مشتق از صفر است، ناظران در آن عرض جغرافيايي جايي 24 ساعته را مشاهده مي‌كنند.
«جسيپو دوناتيلو» از FLICKR:
همانطور كه زمين در محور خود چرخش مي‌كند و خورشيد را در بيضي قرار مي‌دهد، موقعيت ظاهري خورشيد از اين روز به شكل خاصي تغيير مي‌كند: آنالماي زمين. شيب آنالما با زمان روزي كه در آن عكس گرفته مي‌شود مطابقت دارد. در حالي كه ارتفاع بالاتر از افق، به عرض جغرافيايي شما وابسته است. با اين وجود، اگر هر روز در يك زمان مشخص عكاسي كنيد، همواره اين شكل از زمين توليد مي‌شود.
يك روز خورشيدي حقيقي از WIKIMEDIA COMMONS «گرگ بنزون»:
فقط 800 سال پيش ، حضيض و انقلاب زمستاني هم‌تراز شدند. به دليل انحراف مدار زمين، آن‌ها به آرامي در حال جدا شدن هستند و هر 21,000 سال يك چرخه كامل را تكميل مي‌كنند. 5,000 سال بعد از امروز، اعتدال بهاري و نزديك‌ترين رويكرد زمين به خورشيد، مصادف خواهد شد. اين يك اثر كوچك و ظريف مي‌باشد كه باعث ايجاد فاصله جزئي ديگري از 24 ساعت دقيق طول روز مي‌شود. يك روز خورشيدي حقيقي اتفاق نمي‌افتد. حال آنكه در مقايسه با حركت چرخشي زمين در محور و حركت مداري آن در اطراف خورشيد، مقداري ناچيز به حساب مي‌آيد.
خانههاي كروي غيرعادي