Tu na Zemlji si ponavadi vzamemo čas za samoumevno in nikoli nismo posumili, da so prirasti, s katerimi merimo, pravzaprav dokaj relativni. Na primer načini merjenja naših dni in let so dejansko posledica oddaljenosti našega planeta od Sonca, časa, ki je potreben za kroženje in časa, potrebnega za vrtenje na svoji osi. Enako velja za ostale planete v našem Osončju.
Medtem ko mi Zemljani štejemo, da bo dan od sonca do sonca približno 24 ur, je dolžina enega dne na drugem planetu precej drugačna. V nekaterih primerih so zelo kratki, v drugih pa lahko trajajo dlje kot leta - včasih občutno! Poglejmo, kako deluje čas na drugih planetih, in poglejmo, kako dolgi so lahko njihovi dnevi, kajne?
Dan živega srebra:
Živo srebro je našemu Soncu najbližji planet, od 46,001.200 km v periheliju (najbližje Soncu) do 69 816 900 km pri afeliju (najbolj oddaljenem). Ker traja 58.646 zemeljskih dni, da se bo živo srebro enkrat zavrtelo na svoji osi - aka. njegovo stransko obdobje vrtenja - to pomeni, da je nekaj več kot 58 zemeljskih dni, da bo Merkur doživel en dan.
Vendar to ne pomeni, da Merkur doživi dva sončna vzhoda v nekaj več kot 58 dneh. Zaradi bližine Sonca in hitre hitrosti, s katero ga kroži, potrebuje enakovredno 175,97 zemeljskih dni, da se Sonce ponovno pojavi na istem mestu na nebu. Medtem ko se planet vrti enkrat na 58 zemeljskih dni, je od enega sončnega vzhoda do drugega na Merkurju približno 176 dni.
Še več, traja samo 87.969 zemeljskih dni, da bi opravili eno samo orbito Sonca (tj. Njeno orbitalno obdobje). To pomeni, da je leto na Merkuru ekvivalent približno 88 zemeljskih dni, kar pomeni, da eno samo Merkurijevo (ali Hermijsko) leto traja kar polovico toliko kot Merkurjev dan.
Še več, severni polarni predeli Merkura so nenehno v senci. Razlog je v tem, da se nagiba osi pri zgolj 0,034 ° (v primerjavi z Zemljino 23,4 °), kar pomeni, da ne doživlja ekstremnih sezonskih sprememb, kjer lahko dnevi in noči trajajo mesece, odvisno od sezone. Na drogovih Merkurja je vedno temno in senčno. Torej bi lahko rekli, da so drogovi v nenehnem stanju somraka.
Dan na Veneri:
Poznana tudi kot "Zemljin dvojček", Venera je drugi najbližji našemu planetu - od 107,477,000 km v periheliju do 108,939,000 km pri afeliju. Na žalost je Venera tudi najpočasnejši gibajoči se planet, kar je razvidno z ogledom njenih polov. Medtem ko je vsak drugi planet v Osončju doživel sploščenje na njihovih polih zaradi hitrosti njihovega vrtenja, Venera ni doživela takšnega sploščenja.
Venera ima hitrost vrtenja le 6,5 km / h (4,0 mph) - v primerjavi z Zemljino racionalno hitrostjo 1670 km / h (1.040 mph) - kar vodi v stransko obdobje rotacije 243.025 dni. Tehnično gledano mineva -243.025 dni, saj je vrtenje Venere retrogradno. To pomeni, da se Venera vrti v nasprotni smeri svoje orbitalne poti okoli Sonca.
Če bi bili nad severnim Venerom in opazovali, kako kroži okoli Sonca, bi videli, da se premika v smeri urinega kazalca, medtem ko se vrtenje v nasprotni smeri urinega kazalca. Kljub temu to še vedno pomeni, da Venera prevzame 243 zemeljskih dni, da se enkrat vrti na svoji osi. Vendar pa podobno kot Merkur, Venerova orbitalna hitrost in počasno vrtenje pomeni, da en sam sončni dan - čas, ko sonce potrebuje, da se vrne na isto mesto na nebu - traja približno 117 dni.
Medtem ko se v enem samem venezijskem (ali citeranskem) letu izvaja 224.701 zemeljskih dni, v tem času doživi manj kot dva polna sončna vzhoda in sončnih zahodov. Dejansko eno venezijsko / citeransko leto traja kar 1,92 dneva Venere / Citere. Še dobro, da ima Venera druge stvari skupne z Zemljo, saj je prepričan, da ni njen dnevni krog!
Dan na Zemlji:
Ko pomislimo na dan na Zemlji, ponavadi razmišljamo o njem kot o preprostem intervalu v 24 urah. V resnici potrebujemo Zemljo natanko 23 ur 56 minut in 4,1 sekunde, da se enkrat vrti na svoji osi. Medtem je v povprečju sončni dan na Zemlji dolg 24 ur, kar pomeni, da traja toliko časa, da se Sonce pojavi na istem mestu na nebu. Med tema dvema vrednostma pravimo, da en sam dnevni in nočni cikel traja celo 24.
Hkrati obstajajo razlike v dolžini posameznega dne na planetu na podlagi sezonskih ciklov. Zaradi aksialnega nagiba Zemlje se bo količina sončne svetlobe na določenih poloblah spreminjala. Najbolj skrajni primer se to zgodi na drogovih, kjer lahko dan in noč trajata dneve ali mesece, odvisno od letnega časa.
V zimskem času na severnem in južnem polu lahko ena noč traja do šest mesecev, kar imenujemo "polarna noč". Poleti bodo Poljaki doživeli tako imenovano "polnočno sonce", kjer dan traja polnih 24 ur. Tako resnično dnevi niso tako preprosti, kot si jih radi predstavljamo. Toda v primerjavi z drugimi planeti Osončja je upravljanje časa na Zemlji še vedno lažje.
Dan na Marsu:
Mars lahko v mnogih pogledih imenujemo tudi "Zemljin dvojček". Poleg tega, da ima na svoji površini polarne ledene kape, sezonske različice in vodo (čeprav zamrznjeno), je dan na Marsu precej blizu dnevu na Zemlji. Mars v bistvu potrebuje 24 ur 37 minut in 22 sekund, da opravi en sam zasuk na svoji osi. To pomeni, da je dan na Marsu enakovreden 1.025957 dneh.
Sezonski cikli na Marsu, ki imajo zaradi tega osni nagib, podoben Zemljinemu (25,19 ° v primerjavi z Zemljinimi 23,4 °), so bolj podobni tistim, ki jih doživljamo na Zemlji kot na katerem koli drugem planetu. Posledica tega so marsovski dnevi podobnih sprememb, saj Sonce hitreje vzhaja in zahaja pozneje poleti in pozimi doživlja obratno smer.
Vendar sezonske razlike na Marsu trajajo dvakrat dlje, zahvaljujoč temu, da je Mars na večji razdalji od Sonca. To vodi v tem, da je marsovsko leto približno dve zemeljski leti - natančno 686.971 zemeljskih dni, kar ustreza 668.5991 marsovskih dni (ali Sols). Posledično lahko na Rdečem planetu trajamo dlje in daljše noči. Nekaj za prihodnje koloniste!
Dan na Jupitru:
Glede na to, da gre za največji planet v Osončju, bi človek lahko pričakoval, da bo dan na Jupitru trajal dlje časa. A kot kaže, je dan Jovian uradno dolg le 9 ur, 55 minut in 30 sekund, kar pomeni, da je en dan nekaj več kot tretjino zemeljskega dne. To je posledica plinskega velikana, ki ima zelo hitro vrtilno hitrost in znaša 12,6 km / s (45,300 km / h ali 28148,115 mph) na ekvatorju. Ta hitra rotacijska hitrost je tudi eden izmed razlogov, da ima planet tako silovite nevihte.
Upoštevajte uporabo besede uradno. Ker Jupiter ni trdno telo, se njegova zgornja atmosfera podvrže drugačni hitrosti vrtenja v primerjavi z njegovim ekvatorjem. V glavnem je vrtenje Jupitrove polarne atmosfere približno 5 minut daljše od ekvatorialne atmosfere. Zaradi tega astronomi uporabljajo tri sisteme kot referenčni okvir.
Sistem I se uporablja od zemljepisnih širin 10 ° S do 10 ° S, kjer je njegovo rotacijsko obdobje najkrajše na planetu, in sicer ob 9 urah, 50 minutah in 30 sekundah. Sistem II velja na vseh zemljepisnih širinah severno in južno od teh; njegovo obdobje je 9 ur, 55 minut in 40,6 sekunde. Sistem III ustreza vrtenju magnetosfere planeta, IAU in IAG pa to obdobje uporabljata za določitev uradne rotacije Jupitra (tj. 9 ur 44 minut in 30 sekund)
Torej, če bi lahko teoretično stali na oblačnih vrhovih Jupitra (ali morda na plavajoči ploščadi v geosinhronski orbiti), bi bili priča soncu, ki se dviga nastavitev v razmiku manj kot 10 ur s katere koli zemljepisne širine. In v enem samem Jovianovem letu bi sonce vzšlo in zašlo približno 10.476 krat.
Dan na Saturnu:
Saturnova situacija je zelo podobna položaju Jupiterjeve Kljub ogromni velikosti ima planet hitrost vrtenja 9,87 km / s (35 500 km / h ali 22058,677 mph). Kot tak Saturn traja približno 10 ur in 33 minut, da opravi eno samo stransko vrtenje, zaradi česar en dan na Saturnu manj kot polovico tega, kar je tukaj na Zemlji. Tudi tukaj tako hitro gibanje ozračja vodi v nekaj super neviht, da ne omenjam šesterokotnega vzorca okrog severnega pola planeta in vrtinčenja okoli njegovega južnega pola.
Tudi Saturn, tako kot Jupiter, svoj čas kroži po Soncu. V orbitalnem obdobju, ki ustreza 10.759,22 zemeljskih dni (ali 29.4571 zemeljskih let), eno samo Saturnovo (ali kronsko) leto traja približno 24.491 Saturnovih dni. Vendar se, podobno kot Jupiter, tudi Saturnovo ozračje vrti z različno hitrostjo, odvisno od zemljepisne širine, kar astronomi zahteva, da uporabljajo tri sisteme z različnimi referenčnimi okviri.
Sistem I obsega Ekvatorialno cono, Južni ekvatorialni pas in Severni ekvatorialni pas ter ima obdobje 10 ur in 14 minut. Sistem II zajema vse druge Saturnove zemljepisne širine, razen severnega in južnega pola, in jim je bilo dodeljeno obdobje vrtenja 10 ur 38 min 25,4 sec. Sistem III uporablja radijske emisije do izmerite hitrost notranjega vrtenja Saturna, ki je dosegla obdobje vrtenja 10 ur 39 min 22,4 sec.
S pomočjo teh različnih sistemov so znanstveniki z leti pridobili različne podatke o Saturnu. Na primer, podatki, pridobljeni v osemdesetih letih prejšnjega stoletja Voyager 1 in 2 misije so nakazovale, da je bil dan na Saturnu dolg 10 ur 39 minut in 24 sekund. Leta 2004 so podatki iz vesoljske sonde Cassini-Huygens izmerili gravitacijsko polje planeta, ki je ocenilo 10 ur, 45 minut in 45 sekund (36 sekund).
Leta 2007 so to revidirali raziskave na oddelku za zemeljske, planetarne in vesoljske znanosti UCLA, ki so imele za posledico trenutno oceno 10 ur in 33 minut. Podobno kot pri Jupiterju tudi težava z natančnimi meritvami izhaja iz dejstva, da se kot plinski velikan deli Saturna vrtijo hitreje kot drugi.
Dan z Uranom:
Ko pridemo do Urana, se vprašanje, kako dolg je dan, nekoliko zaplete. Na eni strani ima planet stransko vrtenje 17 ur 14 minut in 24 sekund, kar ustreza 0,71833 zemeljskih dni. Torej bi lahko rekli, da dan na Uranu traja skoraj tako dolgo kot dan na Zemlji. Res bi bilo, če ne bi prišlo do skrajnega osnega nagiba, ki ga ta plinski / ledeni velikan nadaljuje.
Z osnim nagibom 97,77 ° Uran v bistvu kroži proti Soncu na svoji strani. To pomeni, da sta bodisi njen severni bodisi južni pol v orbitalnem obdobju skoraj direktno usmerjena proti Soncu. Ko se bo en polet poletil skozi Uran, bo doživel 42 let neprekinjene sončne svetlobe. Ko se isti pol usmeri proti Soncu (tj. Uransko zimo), bo doživel 42 let neprekinjene teme.
Zato bi lahko rekli, da en dan - od enega sončnega vzhoda do drugega - na Uranu traja kar 84 let! Z drugimi besedami, en dan Urana je enako časa kot eno uranonsko leto (84.0205 zemeljskih let).
Poleg tega se Uranus, tako kot pri drugih plinskih / ledenih velikanih, na določenih zemljepisnih širinah hitreje vrti. Ergo, medtem ko je vrtenje planeta 17 ur in 14,5 minute na ekvatorju, približno 60 ° južno, se vidne značilnosti ozračja gibljejo veliko hitreje, s polnim vrtenjem pa v samo 14 urah.
Dan na Neptunu:
Nenazadnje imamo Neptun. Tudi tu je merjenje posameznega dne nekoliko zapleteno. Na primer, obdobje Neptunovega stranskega vrtenja je približno 16 ur, 6 minut in 36 sekund (kar ustreza 0,6713 zemeljskih dni). A ker je velikan plin / led, se polotovi planeta vrtijo hitreje od ekvatorja.
Medtem ko ima magnetno polje planeta hitrost vrtenja 16,1 ur, se široko ekvatorialno območje vrti v obdobju približno 18 ur. Medtem se polarne regije vrtijo najhitreje, in sicer v obdobju 12 ur. Ta diferencialna rotacija je najbolj izrazita na katerem koli planetu Osončja in ima za posledico močno širino striženja vetra.
Poleg tega osni nagib planeta za 28,32 ° povzroči sezonske variacije, ki so podobne tistim na Zemlji in Marsu. Dolgo orbitalno obdobje Neptuna pomeni, da letni časi trajajo štirideset zemeljskih let. A ker je njen osni nagib primerljiv z Zemljinim, spreminjanje dolžine njegovega dne v dolgem letu ni nič bolj ekstremno.
Kot je razvidno iz tega majhnega koraka različnih planetov v našem Osončju, je tisto, kar predstavlja dan, popolnoma odvisno od vašega referenčnega okvira. Poleg tega, da se razlikuje glede na zadevni planet, morate upoštevati tudi sezonske cikle in od kod na planetu meritve.
Kot je povzel Einstein, je čas v primerjavi z opazovalcem. Glede na vaš inercijski referenčni okvir se bo njegov prehod razlikoval. In ko boste stali na planetu, ki ni Zemlja, se bo vaš koncept dneva in noči, ki je nastavljen na zemeljski čas (in določen časovni pas), zelo zmedel!
Napisali smo veliko zanimivih člankov o tem, kako meri čas na drugih planetih tukaj, v reviji Space Magazine. Na primer, tukaj je, kako dolgo je leto na drugih planetih ?, kateri planet ima najdaljši dan ?, vrtenje Venere, kako dolg je dan na Marsu? in Kako dolg je dan na Jupitru?
Če iščete več informacij, si oglejte Naš osončje na Space.com
Astronomy Cast ima epizode na vseh planetih, vključno z Epizodo 49: Merkur in Epizoda 95: Ljudje na Mars, 2. del - Kolonisti
