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

Переводчик: Ростислав Голод Редактор: Anna Kotova

Suppose you placed a camera at a fixed position,

Представьте, что вы установите фотоаппарат в определённой точке

took a picture of the sky

и будете фотографировать небо

at the same time everyday for an entire year

ежедневно в определённое время суток на протяжении целого года,

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

а затем наложите снимки друг на друга.

What would the sun look like in that combined image?

Где будет находиться Солнце при таком наложении?

A stationary dot?

Постоянно в одной точке?

A circular path?

Двигаться по кругу?

Neither.

Ни то, ни другое.

Oddly enough, it makes this figure eight pattern,

Пусть это покажется странным, но Солнце «опишет» восьмёрку,

known as the Sun's analemma,

известную как «аналемма Солнца».

but why?

Но почему восьмёрку?

The Earth's movement creates a few cycles.

Движение Земли представляет собой сразу несколько циклов.

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

Прежде всего, она вращается вокруг своей оси каждые 24 часа,

producing sunrises and sunsets.

отчего можно наблюдать рассветы и закаты.

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

Однако гораздо больше времени потребуется

orbiting around the sun approximately every 365 days.

на обращение Земли вокруг Солнца в течение примерно 365 дней.

But there's a twist.

Но вот что интересно:

Relative to the plane of its orbit,

по отношению к плоскости орбиты

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

Земля не вращается в вертикальном положении к Северному полюсу.

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

На самом деле её ось наклонена на 23,4 градуса.

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

Это называется «наклон», или «отклонение оси вращения».

A 23-degree tilt may not seem important,

Казалось бы, наклон в 23 градуса не так уж важен,

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

но именно благодаря ему у нас сменяются времена года.

Because the axis remains tilted in the same direction

Поскольку ось наклонена всегда в одном направлении

while the Earth makes its annual orbit,

в период обращения Земли по орбите,

there are long periods each year

в течение длительных отрезков времени

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

Северное полушарие планеты наклонено в сторону Солнца,

while the southern half is tilted away

а Южное — в противоположную сторону

and vice versa,

и наоборот.

what we experience as summer and winter.

Тогда для нас наступают лето и зима.

During summer in a given hemisphere,

В летний период в определённом полушарии

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

Солнце находится высоко в небе, отчего дни длиннее и теплее.

Once a year, the Sun's declination,

Раз в год отклонение к Солнцу

the angle between the equator

на угол между линией экватора

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

и положением Земли, когда Солнце находится прямо перпендикулярно,

reaches its maximum.

достигает своего максимума.

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

Этот день известен как летнее солнцестояние,

или самый длинный день в году.

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

В этот день Солнце в небе находится в самой верхней точке.

So the Earth's axial tilt

Благодаря наклону оси вращения Земли

partially explains why the Sun changes positions in the sky

отчасти объясняется смена положения Солнца в небе

and the analemma's length

и длина аналеммы,

represents the full 46.8 degrees of the sun's declination

представляющей собой полные 46,8 градусов отклонения к Солнцу

throughout the year.

в течение года.

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

Но почему это именно восьмёрка, а не прямая линия?

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

За это отвечает ещё одна характеристика вращения Земли —

its orbital eccentricity.

эксцентриситет её орбиты.

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

Орбита Земли по отношению к Солнцу представляет эллипс,

with its distance to the Sun changing at various points.

а расстояние до Солнца всегда различно,

The corresponding change in gravitational force

соответственно, сила гравитации меняется,

causes the Earth to move fastest in January

что, в свою очередь, заставляет Землю двигаться быстрее в январе,

when it reaches its closest point to the Sun,

когда она максимально приближается к Солнцу,

the perihelion,

находясь в перигелии,

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

и медленнее всего в июле, когда она достигает самой удалённой точки,

the aphelion.

или афелия.

The Earth's eccentricity means that solar noon,

Эксцентриситет орбиты означает, что в солнечный полдень,

the time when the Sun is highest in the sky,

когда Солнце занимает верхнюю точку в небе,

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

эта точка каждый день разная.

So a sundial may be as much as sixteen minutes ahead

Поэтому солнечные часы могут спешить на 16 минут

or fourteen minutes behind a regular clock.

или отставать на 14 минут от обычных часов.

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

На самом деле время на часах совпадает с солнечным только 4 раза в год.

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

Ширина аналеммы определяет степень этого отклонения.

So how did people know the correct time years ago?

Так как же раньше люди ориентировались во времени?

For most of human history,

На протяжении веков

going by the Sun's position was close enough.

было достаточно ориентироваться по положению Солнца.

But during the modern era,

Но в наше время

the difference between sundials and mechanical clocks became important.

разница между солнечными часами и механическими стала значимой.

The equation of time, introduced by Ptolemy

Уравнение времени, придуманное Птолемеем

and later refined based on the work of Johannes Kepler,

и затем доработанное на основе трудов Иоганна Кеплера,

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

позволяет переводить истиное солнечное время

в более привычное для нас среднее время.

Globes even used to have the analemma printed on them

Аналемму даже раньше рисовали на глобусах,

to allow people to determine the difference

чтобы люди могли определять разницу

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

между временем на часах и солнечным временем в зависимости от дня года.

Just how the analemma appears depends upon where you are.

Как проявляется аналемма, зависит от того, где вы находитесь.

It will be tilted at an angle depending on your latitude

Она будет наклонена на угол по отношению к географической широте

or inverted if you're in the southern hemisphere.

или будет перевёрнутой, если вы — в Южном полушарии.

And if you're on another planet,

А если вы на другой планете,

you might find something completely different.

то там вы можете заметить нечто совсем иное.

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

В зависимости от эксцентриситета орбиты этой планеты и угла её вращения,

the analemma might appear as a tear drop,

аналемма может представлять собой каплю,

oval,

овал и даже прямую линию.

or even a straight line.