Звездные сутки и солнечные сутки — Заметки о семинаре

Описание: Ссылка на видео на хинди:    • सौर दिवस और नक्षत्र दिवस  

Намасте

Мы исследуем различные явления, связанные с Солнцем, Землёй и Луной, с помощью моделей.

Давайте разберёмся, что такое солнечные и звёздные сутки.

В астрономии термин «звёздные» относится к измерениям, проводимым относительно далёких, так называемых «неподвижных» звёзд. Звёзды находятся настолько далеко, что их видимое положение практически не зависит от движения Земли по орбите, что делает их постоянным фоном для астрономических наблюдений.

Это отличается от измерений, использующих Солнце в качестве точки отсчёта.

Мы рассматривали понятие меридиана в предыдущем видео.

Местный меридиан — это воображаемая линия на небе, проходящая от севера через зенит (точку, находящуюся прямо над головой) до юга.

Как вы знаете, Земля вращается вокруг себя, вращаясь вокруг Солнца.

Мы заменим эту схему на другую.

Вставим этот циферблат между ними, чтобы можно было измерить величину смещения Земли по орбите. Этот штифт будет служить маркером местоположения на Земле.

Когда маркер совпадёт с линией на циферблате, в этом месте на Земле наступит солнечный полдень.

Предположим, что Земля неподвижна.

Уберём эту шестеренку.

Заменим Солнце нашим мобильным телефоном. Вспышка будет служить источником света.

Сейчас полдень, когда Солнце находится на местном меридиане. Будем вращать Землю вручную.

Солнце вот-вот зайдёт. Вечер.

Утро следующего дня и время восхода.

И снова на местном меридиане на следующий день.

За это время Земля совершила один оборот вокруг себя, составляющий 360 градусов.

Это время называется звёздными сутками и составляет около 23 часов 56 минут.

Хотя для этого объяснения мы взяли Солнце за точку отсчёта, в реальной жизни это не так, когда речь идёт об определении звёздных суток. Это всегда далёкая звезда. Вы поймёте, почему, через минуту.

Давайте вернём шестерёнку обратно. Это также позволит совершать другие движения – движение Земли вокруг Солнца по её орбите.

Эта зелёная линия отображает положение на местном меридиане в первый день.

Вращаясь, Земля совершает один оборот в этой точке. Но она немного дальше от точки, где наступает полдень. В этой точке звёздные сутки заканчиваются. Это оборот на 360 градусов относительно далёкой звезды.

Сейчас полдень.

За этот период Земля сместилась по своей орбите примерно на 1 градус.

Ей нужно немного повернуться, чтобы достичь того же положения относительно Солнца.

[Для ясности этот угол составляет 5 градусов, но в действительности он близок к 1 градусу в сутки]

Мы определяем одни солнечные сутки как время, необходимое Земле, чтобы достичь того же положения относительно Солнца. то есть от местного меридиана в первый день до местного меридиана снова во второй день.
Это примерно 24 часа. Солнечные сутки составляют 24 часа.

Почему примерно?

Потому что скорость Земли по орбите не везде одинакова? Мы скоро выясним это с помощью скрипта Stellarium.

Если бы Земля не вращалась вокруг Солнца, мы бы видели звёзды в одном и том же месте каждый день и ночь. Солнце вставало бы в одном и том же месте.

Но из-за этой небольшой разницы во времени в 4 минуты мы видим, как положение звёзд смещается каждую ночь, если наблюдаем за звездой в одно и то же время.

По мере продолжения вращения мы возвращаемся в то же положение. Время, необходимое для одного оборота Земли вокруг себя, НЕ составляет 24 часа, а на 4 минуты меньше.

Постоянна ли эта скорость в течение года?

Я воспользовался помощью Stellarium Remote API и узнал, насколько Земля смещается каждый день.
Иногда смещение по эклиптике составляет меньше градуса, иногда больше градуса.

В это время года Земля движется вокруг Солнца быстрее, а в это время года — медленнее.

Давайте посмотрим, как звёзды движутся на ночном небе.

Звёздный канопус находится на местном меридиане, и время — 12:00.

Примерно через 23 часа 56 минут она снова окажется на местном меридиане.

Это справедливо и для любой другой звезды.

Это время, необходимое Земле для совершения одного оборота вокруг своей оси.

Все звёзды восходят примерно на 4 минуты раньше каждый день. Именно поэтому мы видим разные звёзды на небе в разное время года.

Теперь, когда мы обсудили звёздные и солнечные сутки, пришло время для подведения итогов, а также для занятий и полевых работ. Работайте над этим вместе со своей командой. Спасибо.