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

Übersetzung: Johannes Duschner Lektorat: Angelika Lueckert Leon

Suppose you placed a camera at a fixed position,

Angenommen, man stellt eine Kamera an eine feste Stelle,

took a picture of the sky

schießt vom Himmel ein ganzes Jahr lang,

at the same time everyday for an entire year

jeden Tag zur selben Zeit ein Foto

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

und legt alle Fotos übereinander.

What would the sun look like in that combined image?

Was bekäme man von der Sonne auf diesem Bild zu sehen?

A stationary dot?

Einen feststehenden Punkt?

A circular path?

Eine Kreisbahn?

Neither.

Keines von beiden.

Oddly enough, it makes this figure eight pattern,

Eigentümlicherweise folgt ihre Bahn der Figur Acht,

known as the Sun's analemma,

bekannt als Sonnen-Analemma.

but why?

Warum ist das so?

The Earth's movement creates a few cycles.

Die Erde bewegt sich kreisend.

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

Erstens dreht sie sich in 24 Stunden einmal um ihre Achse,

producing sunrises and sunsets.

wobei sie Sonnenaufgänge und -untergänge bewirkt.

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

Gleichzeitig umrundet sie in einem viel langsameren Zyklus

orbiting around the sun approximately every 365 days.

ungefähr alle 365 Tage die Sonne.

But there's a twist.

Die Sache hat einen Haken.

Relative to the plane of its orbit,

Bezogen auf die Ebene ihrer Umlaufbahn

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

dreht sich die Erde nicht mit einem senkrecht nach oben zeigenden Nordpol.

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

Stattdessen hat ihre Achse eine ständige Neigung von 23,4 Grad.

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

Das ist als Erdneigung oder Obliquität bekannt.

A 23-degree tilt may not seem important,

Eine 23 Grad Neigung erscheint vielleicht nicht wichtig zu sein,

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

ist aber der Hauptgrund, dass wir unterschiedliche Jahreszeiten erleben.

Because the axis remains tilted in the same direction

Weil sich die Achse in dieselbe Richtung neigt,

while the Earth makes its annual orbit,

während die Erde ihrer jährlichen Umlaufbahn folgt,

there are long periods each year

gibt es jedes Jahr einen langen Zeitraum,

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

in dem die Nordhalbkugel der Sonne zugewandt ist,

while the southern half is tilted away

während die Südhalbkugel abgewandt ist

and vice versa,

und umgekehrt.

what we experience as summer and winter.

Das erleben wir als Sommer und Winter.

During summer in a given hemisphere,

Während des Sommers auf einer Erdhälfte,

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

taucht die Sonne höher am Himmel auf

und macht die Tage länger und wärmer.

Once a year, the Sun's declination,

Einmal im Jahr erreicht die Sonnendeklination,

the angle between the equator

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

und dem Punkt, wo die Sonne direkt über uns steht,

reaches its maximum.

ihren Höchstwert.

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

Dieser Tag ist als Sommersonnenwende bekannt, der längste Tag des Jahres,

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

und als der Tag, an dem die Sonne am höchsten am Himmel steht.

So the Earth's axial tilt

Die Erdneigung erklärt teilweise,

partially explains why the Sun changes positions in the sky

warum die Sonne ihre Position am Himmel verändert

and the analemma's length

und die Länge der "Acht"

represents the full 46.8 degrees of the sun's declination

stellt die ganzen 46,8 Grad der Sonnendeklination eines Jahres dar.

throughout the year.

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

Aber warum ist es eine "Acht" und nicht nur eine gerade Linie?

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

Das ist die Folge einer anderen Eigenschaft des Erdumlaufs,

its orbital eccentricity.

ihrer Bahnexzentrizität.

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

Die Umlaufbahn der Erde um die Sonne ist eine Ellipse,

with its distance to the Sun changing at various points.

die ihre Entfernung zur Sonne an verschiedenen Punkten ändert.

The corresponding change in gravitational force

Die entsprechende Änderung der Gravitationskraft

causes the Earth to move fastest in January

verursacht im Januar die höchste Umlaufgeschwindigkeit,

when it reaches its closest point to the Sun,

wenn sie den sonnennächsten Punkt, den Perihel, erreicht

the perihelion,

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

und die geringste Geschwindigkeit im Juli,

wenn sie den sonnenfernsten Punkt, den Aphel, erreicht.

the aphelion.

The Earth's eccentricity means that solar noon,

Die Exzentrizität der Erdbahn bedeutet, dass der Sonnenhöchststand,

the time when the Sun is highest in the sky,

die Tageszeit, wenn die Sonne ganz hoch am Himmel steht,

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

nicht immer zur gleichen Zeit eintritt.

So a sundial may be as much as sixteen minutes ahead

Eine Sonnenuhr kann gegenüber einer normalen Uhr

or fourteen minutes behind a regular clock.

sechzehn Minuten vor oder vierzehn Minuten nachgehen.

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

Die Uhrzeit und die Sonnenzeit stimmen nur viermal im Jahr überein.

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

Die Breite der "Acht" stellt das Ausmaß der Ablenkung dar.

So how did people know the correct time years ago?

Woher wussten die Menschen früher die richtige Uhrzeit?

For most of human history,

Den größten Teil der Menschheitsgeschichte

going by the Sun's position was close enough.

reichte es völlig aus, sich am Sonnenstand zu orientieren.

But during the modern era,

Aber im Verlauf der Moderne

the difference between sundials and mechanical clocks became important.

wurde der Unterschied zwischen Sonnenuhren und mechanischen Uhren bedeutsam.

The equation of time, introduced by Ptolemy

Die Zeitgleichung rechnet die scheinbare Sonnenzeit

and later refined based on the work of Johannes Kepler,

in die normierte Zeit um, auf die wir uns alle verlassen.

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

Sie wurde durch Ptolemäus bekannt

und durch die Arbeit von Johannes Kepler verfeinert.

Globes even used to have the analemma printed on them

Das Analemma war früher sogar auf die Globen gedruckt,

damit die Leute den Unterschied zwischen Uhrzeit und Sonnenzeit

to allow people to determine the difference

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

für einen bestimmten Tag im Jahr bestimmen konnten.

Just how the analemma appears depends upon where you are.

Das Erscheinungsbild des Analemmas hängt vom Standort ab.

It will be tilted at an angle depending on your latitude

Es ist in einem Winkel geneigt, der vom Breitengrad abhängt,

or inverted if you're in the southern hemisphere.

oder steht auf der Südhalbkugel auf dem Kopf.

And if you're on another planet,

Wenn man auf einem anderen Planeten ist,

you might find something completely different.

findet man vielleicht etwas ganz anderes vor.

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

In Abhängigkeit von der Bahnexzentrizität und Achsenneigung dieses Planeten,

the analemma might appear as a tear drop,

erscheint das Analemma vielleicht als Tränentropfen,

oval,

oval

or even a straight line.

oder sogar als gerade Linie.