Bagaimana seseorang bisa menjelaskan gerak Matahari yang tampak dari sudut pandang heliosentris?

9

Dari kerangka referensi horizontal, jalur Matahari tampak seperti bagian dari lingkaran di bidang miring, seperti yang ditunjukkan dalam gambar ini:

                             masukkan deskripsi gambar di sini

Jika Anda pergi ke sistem heliosentris, orang akan mengatakan bahwa ini adalah karena Bumi berputar di sekitar porosnya. Apakah ada penjelasan lebih rinci tentang perubahan referensi ini?

Jadi bagaimana seseorang dapat menjelaskan secara rinci fakta-fakta berikut (dilihat dari sudut pandang geosentris - sistem referensi horizontal) mulai dari sistem heliosentris dan fakta bahwa Bumi berputar di sekitar porosnya:

  • Mengapa jalan Matahari adalah bagian dari lingkaran?
  • Mengapa jalan ini di pesawat?
  • Mengapa pesawat ini miring?
  • Bagaimana cara mendapatkan "sudut kemiringan" ini?

Mengapa gerakan ini tampak seragam dari sudut pandang khatulistiwa, dan bisakah saya mengabaikan ekliptika untuk memahami poin-poin di atas?

Saya mencoba memodelkannya menggunakan bola sebagai Bumi, menempelkan kamera ke dalamnya dan menggunakan bola lain sebagai Matahari, tetapi saya tidak berhasil mereproduksi efek gerakan yang tampak dalam model ini. Mungkin ada animasi yang membuat poin di atas jelas.

orbit the-sun earth apparent-motion frame-of-reference re1
sumber

Jawaban:

2

Gambar tersebut menunjukkan 3 jalur matahari selama satu hari, diplot pada tiga hari tertentu: Tengah Musim Panas, pertengahan musim dingin, dan ekuinoks. Gerakan nyata matahari adalah karena perputaran Bumi, bukan gerak Bumi mengelilingi matahari.

  • Mengapa jalan matahari adalah bagian dari sebuah lingkaran?

    Karena Bumi berputar, jadi Anda bergerak dalam lingkaran di sekitar sumbu yang melewati kutub Bumi

  • Mengapa jalan ini di pesawat?

    Permukaan lokal Bumi dimodelkan sebagai bidang yang bersinggungan dengan bola Bumi. Saat Bumi berputar, bidang ini berputar, dan relatif terhadap bidang ini, matahari tampak bergerak. Karena pesawat berputar dalam poros tunggal dan pada kecepatan yang seragam, matahari tampak bergerak dalam lingkaran, melintasi langit. Karena itu adalah sebuah lingkaran, ia berada di dalam sebuah pesawat.

  • Mengapa pesawat ini miring?

    Itu dimiringkan karena Anda tidak berada di kutub, permukaan bumi di mana Anda berdiri dimiringkan sehubungan dengan poros Bumi

  • Bagaimana cara mendapatkan "sudut kemiringan" ini?

    Ini adalah garis lintang Anda, atau lebih tepatnya 90 garis lintang. Jika Anda berada di kutub, matahari akan melakukan perjalanan dalam bidang horizontal. Jika Anda berada di garis katulistiwa, matahari bergerak dalam bidang vertikal.

    Jalur yang berbeda (merah hijau dan biru dalam gambar) adalah karena kemiringan Bumi pada 23,4 derajat, dan di Musim Panas (di utara) matahari lebih tinggi di tengah hari dan lebih jauh Utara saat naik dan terbenam.

  • Mengapa gerak ini tampaknya seragam dari sudut pandang khatulistiwa.

    Gambar muncul untuk menunjukkan jalur matahari dari lokasi sekitar 45 derajat Utara, misalnya AS Utara. Sekali lagi, saya mungkin salah memahami pertanyaan itu.

    • James K
    sumber
    Ya, sebuah lingkaran ada di dalam pesawat. Tapi itu juga bisa berupa kurva (mirip dengan lingkaran) yang tidak terletak pada bidang (berikut adalah beberapa contoh kurva yang tidak terletak pada bidang: cs.technion.ac.il/~gershon/irit/user_man/compose .gif , aristidesatelier.com/sites/default/files/images/… ) Jadi saya ingin tahu mengapa harus berupa kurva bidang.
    re1
    Anda berkata: "Karena Bumi berputar, jadi Anda bergerak dalam lingkaran di sekitar poros yang melewati kutub Bumi" itulah satu hal yang tidak saya mengerti (lihat pertanyaan awal saya). Jelas bahwa ini menyiratkan bahwa saya akan melihat matahari pada beberapa lekukan tetapi mengapa itu persis merupakan bagian dari lingkaran?
    re1
    Poin terakhir "Mengapa gerakan ini tampak seragam dari sudut pandang khatulistiwa" hanya secara tidak langsung tentang gambar yang terkait. Saya dapat menguraikannya kembali sebagai: "Mengapa sudut jam berubah secara tidak sesuai dengan waktu?" Ony mungkin menjawab "Karena bumi berputar secara seragam di sekitar porosnya", tetapi saya tidak puas dengan jawaban ini. Itu terlalu sloopy.
    re1
    Berdiri di sebuah ruangan, dengan cahaya di langit-langit. Putar diri Anda dengan mengatur langsung di tempat. Anda dapat mengamati bahwa cahaya tampak bergerak dalam lingkaran.
    James K
    Untuk poin terakhir. Itu karena rotasi bumi yang konstan. Itu tidak berubah ke akurasi kurang dari satu detik per tahun. Tidak ada yang ceroboh tentang hal itu. Rotasi Bumi sangat tepat diukur.
    James K