¿Por qué hoy realmente no dura 24 horas?

¿Por qué hoy realmente no dura 24 horas?

Al marcar el paso del tiempo, le hemos asignado 24 horas a cada día.

La mayoría de nosotros estamos muy acostumbrados a que haya 24 horas en un día, pero no estamos acostumbrados al hecho de que esto no corresponde a una rotación de 360 ​​grados de la Tierra. La mayoría de los días, sin embargo, duran más o menos de 24 horas; solo 4 días al año tienen exactamente 24 horas.

Crédito: geralt/pixabay

Aunque dura en promedio un día, la mayoría de los días en realidad no duran 24 horas.

analema de astronomia

Este diagrama muestra un analema, construido fotografiando el Sol en la misma época durante todo el año. El hecho de que el Sol no esté en el mismo lugar resulta de los efectos combinados de nuestra inclinación/sesgo axial y nuestras variaciones en la excentricidad y velocidad orbitales a medida que orbitamos alrededor del Sol. El Sol no está en la misma posición todos los días porque cada día no tiene exactamente 24 horas.

Crédito: Giuseppe Donatiello/dominio público

Contra toda expectativa, un día no es el tiempo necesario para una rotación planetaria de 360°.

Órbita del eje del sol de la tierra

La Tierra, moviéndose en su órbita alrededor del Sol y girando sobre su eje, siempre define «mediodía» y «medianoche» de la misma manera: donde se maximiza la altura del Sol por encima o por debajo del horizonte. Este momento en el tiempo no corresponde a cuando la Tierra giró 360 grados desde el día anterior, sino más bien a 360,9856 grados, debido a los efectos adicionales del movimiento de la Tierra alrededor del Sol.

Crédito: Larry McNish/RASC Calgary

Giramos 360° cada 23 horas, 56 minutos y 4,09 segundos, lo que nos deja 00:03:55,91 cortos.

READ  La actividad volcánica puede ser responsable de desencadenar los temblores de Marte en Cerberus Fossae

universo giratorio

Estos rastros de estrellas aparecen en el cielo debido a la fotografía de larga exposición del Polo Norte, combinada con el fenómeno físico de la rotación de la Tierra. Aunque nadie ha logrado capturar un rastro estelar completo de 360 ​​grados, la gente se sorprende al saber que no necesitarías una fotografía de 24 horas para completar el círculo, solo una exposición de 23 horas, 56 minutos y 4,09 segundos, porque se basa en un día sideral en lugar de un día solar.

Crédito: imagen/dominio público

Una rotación completa, astronómicamente, es una día sideral: diferente de un día solar (calendario).

dia sideral vs dia solar

Cuando la Tierra gira 360 grados alrededor de su eje, aún no ha envejecido ni un día completo, ya que también ha cambiado su órbita alrededor del Sol. Por lo tanto, tiene que girar casi un grado extra completo para «ponerse al día», lo que explica la diferencia entre un día sideral (rotación de 360 ​​grados) y un día solar/calendario (donde el Sol vuelve a su posición del día anterior).

Crédito: James O’Donoghue/CCA-3.0-sin estrenar

Los días convencionales se definen por el regreso del Sol a su posición anterior el día anterior.

analema terrestre gif animado

En el transcurso de un año de 365 días, el Sol parece moverse no solo hacia arriba y hacia abajo en el cielo, según lo determine nuestra inclinación axial, sino también hacia adelante y hacia atrás, según lo determinado tanto por la oblicuidad como por nuestra órbita elíptica alrededor del sol. . Cuando los dos efectos se combinan, la figura 8 pellizcada resultante se conoce como analema. Las imágenes del Sol que aquí se presentan son una selección de 52 fotografías tomadas de las observaciones de César Cantú en México durante un año calendario.

Crédito: César Cantú/AstroColors

Esto requiere tener en cuenta el movimiento de la Tierra en el espacio.

READ  Enigma cósmico: la primera galaxia descubierta sin materia oscura deja perplejos a los científicos

movimiento de tierra

a

Esta vista de la Tierra nos la trae la nave espacial MESSENGER de la NASA, que tuvo que volar cerca de la Tierra y Venus para perder suficiente energía para llegar a su destino final: Mercurio. La Tierra redonda y giratoria y sus características son innegables, porque esta rotación explica por qué la Tierra se abulta en el centro, se comprime en los polos y tiene diferentes diámetros ecuatoriales y polares. Sin embargo, se necesita más que una rotación para explicar la duración de un día, porque la Tierra también se mueve a través del espacio en relación con el Sol.

Crédito: NASA/MENSAJERO

La Tierra necesita alrededor de 1° más de rotación para dar cuenta de su movimiento diario alrededor del Sol.

dia sideral vs dia solar

Este diagrama no a escala muestra la diferencia entre un día sideral, donde la Tierra gira 360 grados, y un día solar, que requiere 3 minutos y 55,91 segundos adicionales para que la Tierra gire lo suficiente como para que el Sol vuelva a su posición el día. antes en el cielo. La Tierra no solo gira sobre su eje, sino que gira alrededor del Sol: ambos aspectos deben tenerse en cuenta a la hora de definir un día calendario.

Crédito: Xaonon/Wikimedia Commons

Estos 0,9856° de rotación «adicionales» equivalen a 235,91 segundos adicionales, lo que extiende el día solar a 24 horas.

La Tierra una vez viajó alrededor del Sol

Dar una vuelta a la órbita de la Tierra en una trayectoria alrededor del Sol representa un viaje de 940 millones de kilómetros. Los 3 millones de millas adicionales que la Tierra viaja a través del espacio por día aseguran que una rotación de 360 ​​grados sobre nuestro eje no devolverá al Sol a la misma posición relativa en el cielo de un día a otro. Es por esto que nuestro día dura más de 23 horas y 56 minutos y 4,09 segundos, que es el tiempo que tarda la Tierra esferoidal en girar 360 grados.

Crédito: Larry McNish en RASC Calgary Center

Pero la velocidad orbital de la Tierra también varía, moviéndose más rápido cerca del perihelio de enero y más lento alrededor del afelio de julio.

READ  Artemis 1: un éxito planetario que nos devolverá a la Luna

segunda ley de kepler

La segunda ley de Kepler establece que los planetas barren áreas iguales, utilizando al Sol como foco, en tiempos iguales, independientemente de otros parámetros. La misma área (azul) se escanea durante cada período de tiempo fijo. La flecha verde es la velocidad. La flecha morada que apunta hacia el Sol es la aceleración. Los planetas se mueven en elipses alrededor del Sol (primera ley de Kepler), barren áreas iguales en tiempos iguales (su segunda ley) y tienen períodos proporcionales a su semieje mayor elevado a 3/2 (su 3ra ley). La órbita de la Tierra tiene una pequeña excentricidad, lo que hace que su velocidad orbital máxima, en el perihelio, sea aproximadamente un 3% mayor que su velocidad mínima en el afelio.

(Crédito: Gonfer/Wikimedia Commons, utilizando Mathematica)

Más cerca del Sol, la Tierra orbita a 30,3 km/s, mientras que más lejos se mueve a 29,3 km/s.

mercurio marte venus tierra orbita

Las órbitas de los planetas del sistema solar interior no son exactamente circulares, sino elípticas. Los planetas se mueven más rápido en el perihelio (más cercano al Sol) que en el afelio (más alejado del Sol), conservando el momento angular y obedeciendo las leyes de movimiento de Kepler.

Crédito: NASA/JPL

Dada nuestra velocidad variable y nuestra no circular, trayectoria oblicuala duración de cada día varía unos segundos a lo largo del año.

ecuación del tiempo analemum

A medida que la Tierra orbita alrededor del Sol en una elipse, se mueve más rápido en el perihelio (más cercano al Sol) y más lento en el afelio (más alejado del Sol), lo que resulta en cambios en el momento en que el Sol sale y se pone, así como la duración del día real, en el transcurso de un año. La oblicuidad de la órbita de la Tierra también afecta la ecuación del tiempo. Estos patrones se repiten cada año y son específicos de la latitud, pero generalmente conducen a un patrón de «8» para el analema de la Tierra: la forma que nuestro Sol traza en el cielo a la misma hora todos los días durante todo el año.

Crédito: Rob Carr/Wikimedia Commons

Estas variaciones explican la forma de “8” de nuestro analema.

analema en budapest

Esta imagen compuesta muestra el camino que el Sol traza a través del cielo a la misma hora todos los días durante 2014 desde Budapest, Hungría. Esta forma se conoce como analema, y ​​su inclinación y altura sobre el horizonte corresponden a la hora del día en que se tomó cada foto, así como a la latitud del observador.

Crédito: Gyorgy Soponyai, CC BY NC 2.0

Sólo cuatro veces al año ¿Tu día durará exactamente 24 horas?

ecuación del tiempo

Este gráfico muestra la ecuación del tiempo para una ubicación específica en la Tierra. Donde la pendiente del gráfico es positiva, los días se acortan; donde la pendiente es negativa, los días se alargan; donde la pendiente es cero (en los cuatro lugares marcados), el día es precisamente de 24 horas. Esto sucede cuatro veces al año dependiendo de la latitud.

Crédito: Drini & Zazou/Wikimedia Commons, Anotaciones de E. Siegel

Mostly Mute Monday cuenta una historia astronómica en imágenes, imágenes y no más de 200 palabras.

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *