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

การเคลื่อนที่อันน่าประหลาดของดวงอาทิตย์บนท้องฟ้า - กอร์ดอน วิลเลี่ยมสัน (Gordon Williamson)

Translator: Napakcha P. Reviewer: Rawee Ma

Suppose you placed a camera at a fixed position,

สมมติว่าคุณวางกล้องถ่ายรูป อยู่กับที่ในตำแหน่งเดิมนั้น

took a picture of the sky

แล้วถ่ายภาพท้องฟ้า

at the same time everyday for an entire year

ในเวลาเดียวกันของทุกวันอยู่ตลอดทั้งปี

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

และให้ซ้อนภาพทั้งหมดบนภาพของแต่ละภาพ

What would the sun look like in that combined image?

ดวงอาทิตย์จะมีลักษณะเป็นอย่างไร ในภาพที่ซ้อนรวมกันนั้น

A stationary dot?

เป็นภาพจุดเดียว

A circular path?

เป็นภาพเส้นงกลมหรือเปล่า

Neither.

ไม่ใช่ทั้งสองอย่าง

Oddly enough, it makes this figure eight pattern,

มันค่อนข้างแปลก รูปที่ปรากฏเป็นเลขแปด

known as the Sun's analemma,

เรียกกันว่า แอนาเล็มมาของดวงอาทิตย์

but why?

ทำไมล่ะ

The Earth's movement creates a few cycles.

การเคลื่อนที่ของโลกสร้างวัฎจักรสองสามอย่าง

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

ประการแรก มันหมุนบนแกนโลก ประมาณหนึ่งรอบในทุก 24 ชั่วโมง

producing sunrises and sunsets.

ซึ่งทำให้เกิดดวงอาทิตย์ขึ้นและดวงอาทิตย์ตก

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

ในขณะเดียวกัน มันทำให้เกิดวัฏจักรที่ช้ากว่า

orbiting around the sun approximately every 365 days.

คือการโคจรรอบดวงอาทิตย์ ซึ่งใช้เวลาโคจรประมาณทุก ๆ 365 วัน

But there's a twist.

แต่มีการหักมุม

Relative to the plane of its orbit,

เมื่อเทียบกับการโคจรของมัน

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

โลกไม่ได้หมุนในแนว ที่มีขั้วโลกเหนือชี้ขึ้นตรง

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

แต่แกนของมันหมุนในลักษณะเอียงคงที่ อยู่ที่ 23.4 องศาต่างหากล่ะ

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

เรียกว่าแกนเอียงระนาบวงโคจรของโลก หรือค่าของมุมเอียง

A 23-degree tilt may not seem important,

การเอียงที่ 23 องศาอาจดูเหมือนไม่สำคัญ

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

แต่นี่เป็นเหตุผลหลักที่ทำให้เรา ได้เห็นฤดูกาลที่แตกต่างกัน

Because the axis remains tilted in the same direction

เนื่องจากแกนยังคงเอียงไปในทิศทางเดียวกัน

while the Earth makes its annual orbit,

ในขณะที่โลกทำให้เกิดวงโคจรปี

there are long periods each year

ที่มีระยะเวลายาวนานในแต่ละปี

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

เมื่อครึ่งหนึ่งทางตอนเหนือของโลก ยังคงเอียงไปทางดวงอาทิตย์

while the southern half is tilted away

ในขณะที่ครึ่งทางใต้เอียงออกไป

and vice versa,

และในทางกลับกัน

what we experience as summer and winter.

สิ่งที่เราเจอก็คือฤดูร้อนและฤดูหนาวนั่นเอง

During summer in a given hemisphere,

ในช่วงฤดูร้อนของซีกโลกหนึ่ง

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

ดวงอาทิตย์ปรากฏสูงขึ้นบนท้องฟ้า ซึ่งทำให้กลางวันยาวนานและอบอุ่นขึ้น

Once a year, the Sun's declination,

ทั้งนี้มีปีละครั้งที่การเอียงของดวงอาทิตย์

the angle between the equator

มุมระหว่างเส้นศูนย์สูตร

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

กับตำแหน่งบนโลก ที่ดวงอาทิตย์ปรากฏอยู่ตรงเหนือศีรษะ

reaches its maximum.

จะเอียงถึงขีดสูงสุด

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

เราเรียกวันนี้ว่าฤดูร้อนอายัน ซึ่งเป็นกลางวันที่ยาวนานที่สุดของปี

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

และเป็นหนึ่งวันที่ดวงอาทิตย์ ปรากฏขึ้นสูงสุดบนท้องฟ้า

So the Earth's axial tilt

ดังนั้นการเอียงของแกนโลก

partially explains why the Sun changes positions in the sky

อธิบายได้บางส่วนว่าทำไมดวงอาทิตย์ เปลี่ยนตำแหน่งในท้องฟ้า

and the analemma's length

และความยาวของแอนาเล็มมา

represents the full 46.8 degrees of the sun's declination

เท่ากับ 46.8 องศาเต็ม ของการเบนลงของดวงอาทิตย์

throughout the year.

ตลอดทั้งปี

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

แต่ทำไมถึงมีลักษณะเป็นเลขแปด และไม่ใช่เป็นแค่รูปเส้นตรงเท่านั้น

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

นี่เป็นเพราะคุณลักษณะอย่างอื่น ของการปฏิวัติของโลก

its orbital eccentricity.

การเยื้องศูนย์กลางของวงโคจร

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

การโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ มีลักษณะเป็นวงรี

with its distance to the Sun changing at various points.

ซึ่งระยะทางการโคจรรอบดวงอาทิตย์ มีการเปลี่ยนแปลงที่จุดต่าง ๆ กัน

The corresponding change in gravitational force

การเปลี่ยนแปลงที่สอดคล้องกันของแรงโน้มถ่วง

causes the Earth to move fastest in January

เป็นสาเหตุให้โลกเคลื่อนตัว เร็วที่สุดในเดือนมกราคม

when it reaches its closest point to the Sun,

เมื่อถึงจุดที่ใกล้ที่สุดกับดวงอาทิตย์

the perihelion,

จุดแพริเฮเลียน (perihelion)

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

และมีการเคลื่อนตัวช้าที่สุดในเดือนกรกฎาคม เมื่อมันถึงจุดที่ไกลที่สุด

the aphelion.

จุดอเฟเลียน (aphelion)

The Earth's eccentricity means that solar noon,

การเยื้องศูนย์กลางของวงโคจร หมายถึงเวลาเที่ยงสุริยะ

the time when the Sun is highest in the sky,

ซึ่งเป็นเวลาที่ดวงอาทิตย์ อยู่สูงสุดบนท้องฟ้า

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

ไม่ได้เกิด ณ จุดเดิมของวัน

So a sundial may be as much as sixteen minutes ahead

ดังนั้นนาฬิกาแดดอาจจะร้อนมากเท่ากับ เวลาในอีกสิบหกนาทีต่อมา

or fourteen minutes behind a regular clock.

หรือช้ากว่านาฬิกาปกติถึงสิบสี่นาที

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

ในความเป็นจริง เวลานาฬิกาและเวลาแดด ตรงกันเพียงปีละสี่ครั้งเท่านั้น

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

ความกว้างของแอนาเล็มมาหมายถึง ขอบเขตของความคลาดเคลื่อนนี้

So how did people know the correct time years ago?

แล้วเมื่อหลายปีก่อน ผู้คนรู้เวลาที่ถูกต้องได้อย่างไรกัน

For most of human history,

ส่วนใหญ่ในประวัติศาสตร์มนุษย์

going by the Sun's position was close enough.

การดูเวลาตามตำแหน่งของดวงอาทิตย์ ก็ใกล้เคียงพอสมควรแล้ว

But during the modern era,

แต่ในยุคสมัยใหม่

the difference between sundials and mechanical clocks became important.

ความแตกต่างระหว่างนาฬิกาแดด กับนาฬิกากลไกกลายเป็นเรื่องสำคัญ

The equation of time, introduced by Ptolemy

สมการเวลาเกิดขึ้นโดยทอเลมี

and later refined based on the work of Johannes Kepler,

และต่อมาได้มีการปรับใช้ ตามผลงานของโจฮันเนส เคปเลอร์

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

ซึ่งแปลงค่าระหว่างเวลาแดดที่ปรากฏกับ เวลาสำคัญที่เราทั้งหมดต้องพึ่งพา

Globes even used to have the analemma printed on them

แม้แต่บนแผนที่ลูกโลกยังเคยพิมพ์ แอนาเล็มมาไว้บนลูกโลก

to allow people to determine the difference

เพื่อให้ผู้คนสามารถกำหนดความแตกต่าง

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

ระหว่างเวลานาฬิกากับเวลาแดด ตามวันเวลาของปีได้

Just how the analemma appears depends upon where you are.

เพียงแต่วิธีที่แอนาเล็มมาปรากฏนั้น ขึ้นอยู่กับว่าคุณอยู่ที่ไหน

It will be tilted at an angle depending on your latitude

มันอาจจะเอียงไปที่มุมหนึ่ง ก็ขึ้นอยู่กับละติจูดของคุณ

or inverted if you're in the southern hemisphere.

หรืออยู่กลับหัวถ้าคุณอยู่ที่ซีกโลกใต้

And if you're on another planet,

และถ้าคุณอยู่บนดาวเคราะห์ดวงอื่น

you might find something completely different.

คุณอาจจะพบบางสิ่งบางอย่าง ที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิง

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

ขึ้นอยู่กับการเยื้องศูนย์กลางของวงโคจร และแกนเอียงของดาวเคราะห์ดวงนั้น

the analemma might appear as a tear drop,

แอนาเล็มมาอาจจะปรากฏเป็นรูปหยดน้ำตา

oval,

รูปไข่

or even a straight line.

หรือแม้แต่เส้นตรง