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

Translator: Huong Nguyen Reviewer: Tâm Đan

Suppose you placed a camera at a fixed position,

Giả sử bạn đặt máy chụp hình ở một vị trí không đổi,

took a picture of the sky

để chụp hình bầu trời

at the same time everyday for an entire year

tại cùng một thời điểm mỗi ngày trong vòng một năm

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

và xếp tất cả bức ảnh chồng lên nhau.

What would the sun look like in that combined image?

Mặt trời sẽ trông như thế nào trong bức ảnh ghép đó?

A stationary dot?

Một dấu chấm tĩnh?

A circular path?

Một đường tròn?

Neither.

Cả hai đều không phải vậy.

Oddly enough, it makes this figure eight pattern,

Kì lạ thay vị trí của mặt trời tạo ra quỹ đạo mang hình số 8,

known as the Sun's analemma,

được biết đến là quỹ đạo của mặt trời,

but why?

nhưng tại sao?

The Earth's movement creates a few cycles.

Chuyển động của trái đất tạo ra các chu kì.

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

Đầu tiên, nó quay quanh trục một lần mỗi 24 giờ,

producing sunrises and sunsets.

tạo ra bình minh và hoàng hôn.

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

Cùng lúc đó, nó tạo nên 1 chu kì chậm hơn,

orbiting around the sun approximately every 365 days.

theo quỹ đạo quanh mặt trời cứ khoảng 365 ngày.

But there's a twist.

Nhưng có 1 bất ngờ.

Relative to the plane of its orbit,

So với mặt phẳng quỹ đạo của nó,

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

trái đất không quay với Bắc Cực ở hướng thẳng đứng.

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

Thay vào đó, trục của nó có độ nghiêng không đổi là 23.4 độ.

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

Điều này được gọi là độ nghiêng trục quay Trái đất, hoặc độ xiên.

A 23-degree tilt may not seem important,

23 độ nghiêng có vẻ không quan trọng,

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

nhưng đây là lí do chính mà chúng ta có nhiều mùa khác nhau.

Because the axis remains tilted in the same direction

Khi trục này vẫn nghiêng ở 1 hướng cố định

while the Earth makes its annual orbit,

trong khi trái đất vẫn quay theo quỹ đạo hằng năm

there are long periods each year

đã tạo ra những khoảng thời gian dài mỗi năm

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

trong đó bắc bán cầu nghiêng về mặt trời,

while the southern half is tilted away

còn nam bán cầu thì hướng về phía không có mặt trời

and vice versa,

và ngược lại,

what we experience as summer and winter.

những gì ta cảm nhận được là mùa hè và mùa đông.

During summer in a given hemisphere,

Trong suốt mùa hè ở 1 bán cầu nhất định,

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

mặt trời hiện ra cao hơn trên bầu trời, làm cho ngày dài và ấm hơn.

Once a year, the Sun's declination,

Mỗi năm 1 lần, độ lệch của mặt trời,

the angle between the equator

được tính bằng góc giữa đường xích đạo

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

và vị trí trên trái đất nơi mặt trời xuất hiện ngay bên trên

reaches its maximum.

đạt đến giá trị tối đa.

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

Ngày này được gọi là hạ chí, ngày dài nhất trong năm,

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

và cũng là ngày duy nhất mặt trời xuất hiện ở nơi cao nhất trên bầu trời.

So the Earth's axial tilt

Vì vậy độ nghiêng trục quay trái đất

partially explains why the Sun changes positions in the sky

phần nào giải thích tại sao mặt trời thay đổi vị trí trên bầu trời

and the analemma's length

và độ dài quỹ đạo mặt trời

represents the full 46.8 degrees of the sun's declination

thể hiện toàn bộ 46.8 độ trong độ lệch của mặt trời

throughout the year.

trong suốt một năm.

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

Nhưng tại sao quỹ đạo nào này mang hình số 8 mà không là một đường thẳng?

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

Nguyên nhân là do một đặc điểm khác trong sự quay vòng của trái đất,

its orbital eccentricity.

đó là độ lệch tâm.

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

Quỹ đạo của trái đất xung quanh mặt trời có hình elíp,

with its distance to the Sun changing at various points.

với khoảng cách giữa trái đất và mặt trời thay đổi ở các điểm khác nhau.

The corresponding change in gravitational force

Sự thay đổi tương ứng trong lực hút trái đất

causes the Earth to move fastest in January

khiến trái đất di chuyển nhanh nhất vào tháng 1,

when it reaches its closest point to the Sun,

khi trái đất gần với mặt trời nhất, hay Điểm cận nhật,

the perihelion,

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

và di chuyển chậm nhất vào tháng 7,

khi trái đất và mặt trời cách xa nhau nhất,

the aphelion.

còn gọi là Điểm viễn nhật.

The Earth's eccentricity means that solar noon,

Độ lệch tâm của trái đất cho thấy rằng mặt trời giữa trưa,

the time when the Sun is highest in the sky,

là khi mặt trời ở vị trí cao nhất trên bầu trời,

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

không diễn ra ở một thời điểm nhất định trong ngày.

So a sundial may be as much as sixteen minutes ahead

Vì vậy, đồng hồ mặt trời có thể đi sớm 16 phút,

or fourteen minutes behind a regular clock.

hoặc trễ 14 phút so với đồng hồ bình thường.

Thực tế, thời gian thực và thời gian mặt trời chỉ trùng khớp 4 lần mỗi năm.

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

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

Độ rộng của quỹ đạo mặt trời thể hiện độ chênh lệch thời gian này.

So how did people know the correct time years ago?

Vậy con người thời xưa biết được thời gian chính xác bằng cách nào?

For most of human history,

Trong lịch sự loài người, xác định thời gian

going by the Sun's position was close enough.

dựa vào vị trí của mặt trời là tương đối chính xác.

But during the modern era,

the difference between sundials and mechanical clocks became important.

nhưng ở thời hiện đại, sự chênh lệch thời gian

giữa đồng hồ nhân tạo và mặt trời trở nên quan trọng.

The equation of time, introduced by Ptolemy

Phương trình thời gian, do Ptolemy giới thiệu,

and later refined based on the work of Johannes Kepler,

và sau đó phát triển bởi Johannes Kepler,

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

giúp chuyển đổi thời gian mặt trời thực thành thời gian trung bình mà ta sử dụng.

Globes even used to have the analemma printed on them

Quỹ đạo mặt trời từng được in trên những quả địa cầu

to allow people to determine the difference

để giúp con người phân biệt thời gian trung bình

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

và thời gian thực dựa vào từng ngày trong năm.

Just how the analemma appears depends upon where you are.

Vị trí của quỹ đạo mặt trời dựa vào vị trí của chúng ta trên trái đất

It will be tilted at an angle depending on your latitude

Nó có thể nghiêng một độ nhất định dựa vào vị trí

or inverted if you're in the southern hemisphere.

vĩ độ của ta hoặc bị đảo ngược khi ta ở nam bán cầu.

And if you're on another planet,

Và nếu ta ở một hành tinh khác

you might find something completely different.

quỹ đạo có thể thay đổi hoàn toàn.

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

Dựa vào độ lệch tâm và độ nghiêng trục của hành tinh

the analemma might appear as a tear drop,

đường quỹ đạo mặt trời có thể mang hình giọt nước,

oval,

hình oval, hoặc thậm chí một đường thẳng.

or even a straight line.