To je nenavadno, vendar resnično. Morda ne bomo popolnoma razumeli ene najpreprostejših meritev v opazovalni astronomiji: le kdaj se vzpostavi Sonce… res?
Je nekaj tako osnovnega, da se redko ukvarjamo s tem. Vsako jutro nas sončni vzhod dirka od vzhoda do (če ste na ekvatorju) več kot 1.000 milj na uro (1.600 km / h) in bo to storilo več deset tisoč zjutraj skozi celotno življenje. Če obstaja ena stvar, na katero mislite, da bi lahko računali, je to jutranji sončni vzhod.
Zdaj analiza Michigan Tech, ki jo je opravila ameriška mornariška opazovalnica Teresa Wilson, navaja, da tradicionalne metode in almanahi lahko citirajo čas sončnega vzhoda in sončnega zahoda za kar 5 minut. Wilson je objavil rezultate fascinantne študije 8. januarjath sestanek Ameriškega astronomskega društva v Seattlu.
Težava je v refrakciji. Če bi živeli brez besed, bi bil izračunan in opazovan trenutek sončnega vzhoda enostaven ... toda kot sesalci, ki dihajo po zraku, bi se morali spoprijeti z drugimi težavami. Zrak upogiba svetlobo, kar pomeni, da Sonce zaradi atmosfere rahlo odmika od svojega pravega položaja na obzorju. Skupaj z Luno je Sonce eden redkih nebesnih objektov, ki je veliko in dovolj blizu, da se s prostim očesom zdi več kot točka svetlobe. Tako kot Luna je tudi navidezni premer Sonca približno pol stopinje, kar pomeni, da lahko tamkajšnje obzorje poravnate s 720 Sonce od konca do konca ali 180 Sončkov od obzorja do zenita. Ta velikost se zelo rahlo spreminja od perihelija v januarju do ahelije v juliju, ker se zdi, da Sonce raste, potem pa se zmanjša od vrednosti 31,6 ′ 32,7 ′ ločnih minut.
Večina izračunov predvideva lokalni sončni vzhod in sončni čas, ko središče Sončevega diska očisti obzorje. Seveda je vaše dejansko obzorje verjetno prepredeno s predmeti v ospredju, ki jih mora sonce počistiti, razen če živite na oddaljenem vrhu gore ali imate srečo, da opazujete sončni vzhod in sončni zahod s plaže.
Večina standardnih izračunov sončnega vzhoda predvideva refrakcijski kot 34 'arcminute, malo večji od navideznega premera Sonca. Wilson v študiji ugotavlja, da se ta vrednost navaja že leta 1865, njena uporaba pa lahko sega vse do 17th stoletju mojster optike, Isaac Newton. Vendar je ta vrednost približna in ne upošteva lokalnih meteoroloških razmer. Zrak se ponaša zelo drugače, recimo, še vedno januarskega jutra nad Velikimi jezeri v primerjavi z vročim zaprašenim julijskim jutrom ob zahodni obali Afrike. Toda preprosto z uporabo standardne vrednosti predpostavljamo, da so resnični pogoji na teh različnih lokacijah enaki.
Wilsonova študija je pregledala zgodovinske zapise 514 sončnih zahodov in 251 sončnih vzhodov iz 30 ločenih geografskih lokacij. Večina teh (približno 600) je prišla skupaj z vremenskimi podatki za spletno mesto, ki jih je Wilson nato vstavil v tri ločene modele refrakcije.
Wilson je ugotovil, da so se ob sončnem vzhodu in zahodu spreminjale sezone, napovedi o zimskem času ponavadi zamujajo, poletne napovedi pa so se zgodaj začele. Zdi se, da je gledanje sončnega vzhoda nad vodo povečalo učinek, čeprav je upoštevanje opazovalne višine zmanjšalo neskladje.
Poleg tega modeliranje kompleksnega vpliva vremena v troposferi ni odpravilo neskladja. Wilson je ugotovil, da s trenutnim 34 'standardom ne moremo napovedati dejanskega časa sončnega vzhoda na bolje kot v 2 minutah.
Zakaj je to pomembno? Wilson ugotavlja, da lahko ena minutna napaka pri merjenju sončnega vzhoda na morju z uporabo nebesne navigacije povzroči napako do 15 navtičnih milj. To je ključnega pomena, saj je ameriška mornarica nadaljevala s poučevanjem kadetov starošolske nebesne navigacije, če kibernetski napad zaslepi sposobnost GPS. Tudi zaenkrat je naš čas postavljen na astronomski čas, čeprav so bili pozvani, da se oddaljujemo od tega standarda in odpravimo črtanje in vstavljanje prestopnih sekund, začenši leta 2023. Mislim, da je tukaj res zanimiva zgodba dejstvo da je znanost, ki obkroža to osnovno plat astronomije, nekaj, kar bi resnično lahko naredil kdo, če bi to preprosto mislil.
Rešitev? Morda bi pametne napovedi lahko pomagale upoštevati lokalne atmosferske razmere in opazovalcem omogočile boljši napoved sončnega vzhoda in sončnega zahoda.
… In Sonce bo še naprej vzhajalo in zahajalo vsak dan.
