The Sun’s surprising movement across the sky - Gordon Williamson

المترجم: nirmin alhashoum المدقّق: Muhammad Samir

Suppose you placed a camera at a fixed position,

فلنفترض أنك وضعت كاميرا في موقع ثابت

took a picture of the sky

والتقطت صورة للسماء

at the same time everyday for an entire year

في نفس الوقت كل يوم لسنة كاملة

and overlayed all of the photos on top of each other.

ووضعت كل الصور فوق بعضها البعض.

What would the sun look like in that combined image?

كيف ستبدو الشمس في الصورة المدمجة؟

A stationary dot?

هل تبدو كنقطة ثابتة؟

A circular path?

أو كطريق دائري؟

Neither.

لن تبدو كأي منهما.

Oddly enough, it makes this figure eight pattern,

بطريقة غريبة إنها تشكل نمط على شكل 8،

known as the Sun's analemma,

وهذا ما يعرف بمخطط ميل الشمس،

but why?

لكن لماذا؟

The Earth's movement creates a few cycles.

تخلق حركة الأرض عدة دورات،

First of all, it rotates on its axis about once every 24 hours,

أولها الدوران مرة حول مركزها كل 24 ساعة تقريباً

producing sunrises and sunsets.

مسببة شروق الشمس و غروبها.

At the same time, it's making a much slower cycle,

وفي نفس الوقت تقوم بدورة أبطأ بكثير،

orbiting around the sun approximately every 365 days.

فتدور حول الشمس كل 365 يوم تقريباً،

But there's a twist.

لكن هناك خدعة

Relative to the plane of its orbit,

مرتبطة بمجال دورانها،

the Earth doesn't spin with the North Pole pointing straight up.

فالأرض لا تدور بينما القطب الشمالي متجه للأعلى،

Instead, its axis has a constant tilt of 23.4 degrees.

فلمحورها انحراف ثابت بنسبة 23.4 درجة،

This is known as the Earth's axial tilt, or obliquity.

وهذا مايعرف بمحور الأرض المنحرف أو الميل.

A 23-degree tilt may not seem important,

قد لا يبدو انحراف بمقدار 23 درجة أمراً مهماً

but it's the main reason that we experience different seasons.

لكنه السبب الرئيسي في تغير الفصول

Because the axis remains tilted in the same direction

لأن المحور يحافظ على انحرافه في نفس الاتجاه

while the Earth makes its annual orbit,

بينما تقوم الأرض بدورتها السنوية.

there are long periods each year

يبقى النصف الشمالي من الكوكب فترات

when the northern half of the planet remains tilted toward the Sun

طويلة كل سنة منحرفا باتجاه الشمس

while the southern half is tilted away

بينما يكون النصف الجنوبي منحرفاً بعيداً عنها

and vice versa,

و بالعكس

what we experience as summer and winter.

هذا ما نختبره كفصلي الصيف والشتاء

During summer in a given hemisphere,

تبدو الشمس أعلى في الصيف في أحد نصفي

the Sun appears higher in the sky, making the days longer and warmer.

الكرة الأرضية فتجعل النهار أطول و أدفأ.

Once a year, the Sun's declination,

وخلال مرة واحدة كل عام، فإن انحراف الشمس

the angle between the equator

وهو الزاوية بين خط الاستواء

and the position on the Earth where the Sun appears directly overhead

وموقع الأرض الذي تبدو الشمس فوقه مباشرة

reaches its maximum.

يصل إلى ذروته،

This day is known as the summer solstice, the longest day of the year,

وهذا اليوم يعرف بالانقلاب الصيفي وهو أطول أيام السنة،

and the one day where the Sun appears highest in the sky.

وتبدو الشمس فيه في أعلى مستوى في السماء.

So the Earth's axial tilt

إذاً يقدم انحراف الأرض المحوري تفسير

partially explains why the Sun changes positions in the sky

جزئي لتغير موقع الشمس في السماء

and the analemma's length

وطول مخطط ميل الشمس

represents the full 46.8 degrees of the sun's declination

يمثل 46.8 درجة كاملة لانحراف الشمس

throughout the year.

خلال السنة.

But why is it a figure eight and not just a straight line?

لكن لماذا تبدو بشكل 8 وليس كخط مستقيم؟

This is due to another feature of the Earth's revolution,

يعود ذلك لميزة أخرى لدوران الأرض

its orbital eccentricity.

وهي انحرافها المداري.

The Earth's orbit around the Sun is an ellipse,

تدور الأرض حول الشمس في مدار بيضاوي،

with its distance to the Sun changing at various points.

ويتغير بعدها عن الشمس في عدة نقاط،

The corresponding change in gravitational force

وتتغير تبعاً لذلك قوى الجاذبية

causes the Earth to move fastest in January

وذلك يجعل حركة الأرض تبلغ أقصى سرعة في يناير

when it reaches its closest point to the Sun,

عندما تبلغ أقرب نقطة إلى الشمس

the perihelion,

الأمر الذي يعرف بالحضيض الشمسي،

and the slowest in July when it reaches its farthest point,

ويجعلها بأبطأ سرعة في يوليو عندما تبلغ أبعد نقطة

the aphelion.

الأمرالذي يعرف بالأوج الشمسي.

The Earth's eccentricity means that solar noon,

انحراف الأرض يعني أن الزوال الشمسي

the time when the Sun is highest in the sky,

أي الوقت الذي تكون فيه الشمس بأعلى موضع في السماء

doesn't always occur at the same point in the day.

لا يحدث دائماً بنفس الوقت كل يوم،

So a sundial may be as much as sixteen minutes ahead

فالساعة الشمسية قد تسبق الساعة العادية بستة عشر دقيقة

or fourteen minutes behind a regular clock.

أو تتأخر عنها بأربعة عشر دقيقة.

In fact, clock time and Sun time only match four times a year.

حقيقةً يتطابق وقت الساعة مع وقت الشمس أربع مرات فقط سنوياً.

The analemma's width represents the extent of this deviation.

تمثل مسافة تبدل موقع الشمس بالسماء مدى هذا الانحراف.

So how did people know the correct time years ago?

إذاً كيف عرف الناس الوقت الصحيح قبل سنوات؟

For most of human history,

خلال معظم تاريخ البشر

going by the Sun's position was close enough.

كان اعتماد موقع الشمس قريباً كفاية،

But during the modern era,

لكن خلال العصر الحديث

the difference between sundials and mechanical clocks became important.

أصبح الفرق بين الساعات الشمسية والساعات الميكانيكية مهماً.

The equation of time, introduced by Ptolemy

معادلة الوقت التي قدمها لنا بطليموس

and later refined based on the work of Johannes Kepler,

وحسنتها بعد ذلك جهود جوان كبلر

converts between apparent solar time and the mean time we've all come to rely on.

بدلت ما بين الوقت الشمسي المرئي والوقت الحالي الذي بتنا نعتمد عليه جميعاً.

Globes even used to have the analemma printed on them

حتى أن مجسمات الكرة الأرضية طُبع عليها مخطط ميل الشمس

to allow people to determine the difference

مما يسمح للناس بتحديد الفرق

between clock time and solar time based on the day of the year.

بين وقت الساعة والوقت الشمسي اعتماداً على اليوم والسنة.

Just how the analemma appears depends upon where you are.

ويعتمد شكل مخطط ميل الشمس على المكان الذي تتواجد فيه.

It will be tilted at an angle depending on your latitude

سيكون منحنياً على شكل زاوية اعتماداً على خط العرض بمكانك،

or inverted if you're in the southern hemisphere.

أو سيكون معكوساً إن كنت في نصف الكرة الجنوبي،

And if you're on another planet,

وإن كنت في كوكب مختلف

you might find something completely different.

قد تجد شيئاً مختلفاً كلياً.

Depending on that planet's orbital eccentricity and axial tilt,

معتمداً علي مدار الكوكب وميله المحوري

the analemma might appear as a tear drop,

فقد يبدو مخطط ميل الشمس على شكل دمعة

oval,

أو بيضاوي

or even a straight line.

أو حتى خط مستقيم.