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

Translator: soheila Jafari Reviewer: Amin Rasoulof

Suppose you placed a camera at a fixed position,

فرض کنید که شما یک دوربین را در یک نقطه ثابت گذاشته اید،

took a picture of the sky

و یک عکس از آسمان در هر روز

at the same time everyday for an entire year

در زمان معینی برای تمام روزهای یکسال می‌گیرید

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

و همه تصاویر را روی هم قرار می‌دهید.

What would the sun look like in that combined image?

خورشید در این تصویر ترکیب شده چگونه خواهد بود؟

A stationary dot?

یک نقطه ثابت؟

A circular path?

یک دایره؟

Neither.

هیچکدام.

Oddly enough, it makes this figure eight pattern,

خیلی عجیبه، این شکل 8 هست.

known as the Sun's analemma,

و به نام آنالـما خورشیدی شناخته می‌شود،

but why?

اما چرا اینگونه هست؟

The Earth's movement creates a few cycles.

حرکت زمین چندین گردش دارد.

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

نخست، زمین دور محور خودش تقریبا هر ۲۴ ساعت یکبار می‌گردد

producing sunrises and sunsets.

و طلوع و غروب را بوجود می‌آورد.

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

همزمان، این گردش بسیار آهسته تری هم دارد،

orbiting around the sun approximately every 365 days.

که به دور خورشید حدود هر ۳۶۵ روز می‌گردد

But there's a twist.

اما یک انحراف وجود دارد.

Relative to the plane of its orbit,

نسبت به صفحه مدارش

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

زمین بطور مستقیم به دور قطب شمال چرخ نمی‌خورد.

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

در عوض، محور آن یک انحراف و کجی ثابتی در زاویه ۲۳/۴ درجه دارد.

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

و این انحراف محوری زمین، یا کجی زمین دارد.

A 23-degree tilt may not seem important,

یک انحراف زاویه ۲۳ درجه شاید به نظر خیلی مهم نیاید،

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

اما این دلیل اصلی است که ما فصل‌های مختلف سال را تجربه می‌کنیم.

Because the axis remains tilted in the same direction

از آنجا که این انحراف در همان جهت ثابت می‌ماند

while the Earth makes its annual orbit,

در حالی که زمین در مدار سالیانه خود حرکت می‌کند،

there are long periods each year

دوره‌های طولانی در هر سال وجود دارد

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

که نیمه کره شمالی در جهت خورشید باقی می ماند

while the southern half is tilted away

در حالی که نیم کره جنوبی دورتر از خورشید است

and vice versa,

و برعکس

what we experience as summer and winter.

آنچه که ما به عنوان تابستان و زمستان تجربه می‌کنیم.

During summer in a given hemisphere,

در طول تابستان در یک نیم کره ،

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

خورشید در آسمان بالاتر به نظر می‌رسد و روزها را طولانی‌تر و گرم‌تر می‌کند.

Once a year, the Sun's declination,

سالی یکبار، میل خورشیدی ( یکی از دو محور عرض جغرافیایی زمین)

the angle between the equator

یعنی زاویه بین استوا

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

و موقعیت زمین که خورشید درست در بالای آن ظاهر می‌شود

reaches its maximum.

به بالاترین حد خود می‌رسد.

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

این روز انقلاب تابستانی نام دارد، که طولانی ترین روز سال است،

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

و روزی است که خورشید در بالاترین نقطه در آسمان قرار دارد.

So the Earth's axial tilt

بنابراین محور انحرافی زمین

partially explains why the Sun changes positions in the sky

تا حدودی توضیح می‌دهد که چرا خورشید موقعیتش در آسمان تغییر می‌کند

and the analemma's length

و طول آنالـما

represents the full 46.8 degrees of the sun's declination

نشان دهنده ۴۸/۸ درجه میل خورشیدی

throughout the year.

در طول سال هست.

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

اما چرا این شکل 8 هست و یک خط مستقیم نیست؟

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

این مربوط به ویژگی دیگری از چرخش دیگر زمین هست،

its orbital eccentricity.

بیضی شکل بودن مدار زمین.

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

مدار زمین به دور خورشید بیضی شکل هست،

with its distance to the Sun changing at various points.

فاصله‌اش با خورشید در نقاط مختلف متفاوت هست.

The corresponding change in gravitational force

این تغییر مربوطه در نیروی گرانشی

causes the Earth to move fastest in January

باعث می شود که زمین در ماه ژانویه هنگامی که به نزدیک‌ترین نقطه

when it reaches its closest point to the Sun,

به خورشید می‌رسد سریعترین حرکت را داشته باشد

the perihelion,

حضیضِ مدار،

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

و در ماه جولای کمترین سرعت را دارد، هنگامی که در دورترین نقطه اش می رسد،

the aphelion.

اوجِ مدار.

The Earth's eccentricity means that solar noon,

خروج از مرکز مداری زمین یعنی ظهر خورشیدی،

the time when the Sun is highest in the sky,

یا زمانی‌ که خورشید در بالاترین نقطه قرار دارد،

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

همواره در یک نقطه در روز اتفاق نمی‌افتد.

So a sundial may be as much as sixteen minutes ahead

بنابراین یک ساعت آفتابی ممکن است تا شانزده دقیقه جلوتر باشد

or fourteen minutes behind a regular clock.

یا چهارده دقیقه عقب‌تر از ساعت معمولی باشد.

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

در حقیقت، زمانِ ساعت و زمان با خورشید تنها چهار بار در سال دقیقا با هم یکی هستند.

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

پهنای آنالـما نشان دهنده میزان این انحراف زمان ( ساعت معمولی با ساعت خورشیدی)است.

So how did people know the correct time years ago?

پس سال‌ها قبل مردم چگونه زمان صحیح را می‌دانستند؟

For most of human history,

برای بیشتر تاریخ بشر،

going by the Sun's position was close enough.

زمان با موقعیت خورشید به اندازه کافی دقیق بوده است.

But during the modern era,

اما در دوران مدرن،

the difference between sundials and mechanical clocks became important.

تفاوت بین ساعت خورشیدی و ساعت مکانیکی مهم شد.

The equation of time, introduced by Ptolemy

معادله زمان، توسط بطلمیوس ارائه شد

and later refined based on the work of Johannes Kepler,

و سپس بر اساس کار یوهانس کپلر دقیق‌تر شد،

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

زمان خورشیدی ظاهری را به زمانی که همه ما به آن اعتماد داریم تبدیل کرد.

Globes even used to have the analemma printed on them

حتی بر روی کُره‌ها آنالـما چاپ می‌شد

to allow people to determine the difference

تا مردم تفاوت بین این دو،

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

زمان با ساعت معمولی و زمان بر اساس خورشید را در هر روز سال تعیین کنند.

Just how the analemma appears depends upon where you are.

حالا اینکه چگونه آنالـما ظاهر می‌شود بستگی به این دارد که شما کجا هستید.

It will be tilted at an angle depending on your latitude

آنالما بر اساس عرض جغرافیاییِ محل شما تغییر می‌کند

or inverted if you're in the southern hemisphere.

و اگر در نیمکره جنوبی هستید سر و ته خواهد بود.

And if you're on another planet,

و اگر شما در یک سیاره دیگر هستید،

you might find something completely different.

ممکن است چیزی کاملا متفاوت پیدا کنید.

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

بستگی به خروج از مرکز مداری و انحراف محوری آن دارد،

the analemma might appear as a tear drop,

و آنالـما ممکن هست به شکل اشک ظاهر شود.

oval,

یا بیضی،

or even a straight line.

یا حتی یک خط راست.