Hvort snýst jörðin 15,00 eða 15,04 gráður á klukkustund?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Hvort snýst jörðin 15,00 eða 15,04 gráður á klukkustund?
Upphafleg spurning var sem hér segir:

Jörðin snýst 360 gráður á sólahring, þar af leiðandi 15 gráður á klst. Nú var ég að lesa í bók að jörðin snúist 15,04 gráður á klst. Ef það er rétt þá ætti hún að hafa farið einni gráðu lengra á 20 klst. og þar af leiðandi ætti 12 á hádegi að birtast okkur sem 12 á miðnætti eftir 3600 klst., eða eftir 150 sólarhringa. Nú er þetta augljóslega ekki raunin. Af hverju?

Báðar tölurnar, 15,00 og 15,04, eru "réttar" eða geta staðist. Þetta fer eftir því við hvað snúningurinn er miðaður. Öll hreyfing er afstæð, það er að segja að hún miðast við eitthvað annað, og oft er nauðsynlegt að tiltaka hvað það er. Tölurnar í spurningunni lýsa annars vegar snúningi jarðar miðað við sól og hins vegar miðað við fastastjörnur.

Jörðin snýst um möndul sinn einn hring á sólarhring, miðað við sól. Það merkir til dæmis að eftir 24 klukkustundir (nákvæmlega) frá hádegi einhvern daginn er sólin aftur í hádegisstað á sama stað á jörðinni. Þar sem hringurinn eða umferðin er 360 gráður og 360/24 = 15, þá samsvarar þetta nákvæmlega 15 gráðum á klukkustund.

Um leið og jörðin snýst einn hring um möndul sinn færist hún til á braut sinni um sól. Í þeirri hreyfingu fer hún einn hring eða 360 gráður á einu ári eða sem næst 365 dögum. Með öðrum orðum fer hún tæplega 1 gráðu á sólarhring. Þetta birtist okkur þannig að sólin virðist færast til vesturs miðað við fastastjörnurnar tæplega 1 gráðu á dag.

Á miðnætti er sólin í hánorðri en yfirleitt fyrir neðan sjóndeildarhring. Stjarna sem er í hásuðri á miðnætti einn daginn er þá beint á móti sól, séð frá jörð. Næstu nótt hefur þessi stjarna færst um eina gráðu til austurs á himninum, miðað við sól, og er því í hásuðri fyrr en áður samkvæmt sólartíma sem klukkurnar okkar sýna. Tíminn sem munar er sá tími sem það tekur festinguna að snúast 1 gráðu, en hún fer 360 gráður á 24 klukkustundum eða 15 gráður á klukkustund eða 0,25 gráður á mínútu, þannig að þessi tími er sem næst 4 mínútur.

Umferðartími jarðar miðað við fastastjörnur er þess vegna sem næst 23 stundir og 56 mínútur. Hann nefnist stjörnumiðaður eða stjarnbundinn umferðartími (e. sidereal period). Miðað við fastastjörnurnar snýst jörðin 360 gráður á þeim tíma en það gefur einmitt 15,04 gráður á klukkustund eins og sagt er í bókinni sem spyrjandi vísar í.

Þess má geta til gamans að miklu meiri munur er á "sólarhring" og stjörnumiðuðum umferðartíma hjá sumum öðrum reikistjörnum....