Είναι περίεργο αλλά αληθινό. Μπορεί να μην καταλάβουμε πλήρως μια από τις απλούστερες μετρήσεις στην παρατήρηση της αστρονομίας: τι ώρα ανατέλλει ο Ήλιος ... πραγματικά;
Είναι κάτι τόσο βασικό που σπάνια το κάνουμε. Κάθε πρωί, η ανατολή του ηλίου μας αγωνίζεται από τα ανατολικά έως και (αν βρίσκεστε στον ισημερινό) πάνω από 1.000 μίλια την ώρα (1.600 χλμ / ώρα) και θα το κάνει για δεκάδες χιλιάδες πρωινά καθ 'όλη τη διάρκεια της ζωής μας. Εάν υπάρχει ένα πράγμα που νομίζετε ότι θα μπορούσατε να βασιστείτε, είναι η πρωινή ανατολή.
Τώρα, μια ανάλυση της Michigan Tech από την Teresa Wilson του Αμερικανικού Ναυτικού Παρατηρητηρίου των ΗΠΑ υποδηλώνει ότι οι παραδοσιακές μέθοδοι και τα αλμανάκια μπορεί να αναβάλουν την αναφερόμενη ώρα ανατολής και ηλιοβασιλέματος έως και 5 λεπτά. Ο Wilson ανακοίνωσε τα αποτελέσματα της συναρπαστικής μελέτης στις 8 Ιανουαρίουου συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας στο Σιάτλ.
Το πρόβλημα είναι πρόβλημα διάθλασης. Εάν ζούσαμε με μια λέξη χωρίς αέρα, η υπολογιζόμενη και παρατηρούμενη στιγμή της ανατολής θα ήταν εύκολη… αλλά ως θηλαστικά που αναπνέουν αέρα, θα είχαμε άλλα προβλήματα να αντιμετωπίσουμε. Ο αέρας κάμπτει το φως, που σημαίνει ότι βλέπουμε τον Ήλιο ελαφρώς μετατοπισμένο από την πραγματική του θέση στον ορίζοντα λόγω της ατμόσφαιρας. Μαζί με τη Σελήνη, ο Ήλιος είναι ένα από τα λίγα ουράνια αντικείμενα που είναι αρκετά μεγάλα και αρκετά κοντά ώστε να εμφανίζονται περισσότερο από ένα σημείο φωτός με γυμνό μάτι. Επίσης, όπως το φεγγάρι, η φαινομενική διάμετρος του Ήλιου είναι περίπου μισός βαθμός απέναντι, που σημαίνει ότι θα μπορούσατε να ευθυγραμμίσετε τον τοπικό ορίζοντα με 720 Suns από άκρο σε άκρο ή 180 Suns από ορίζοντα σε ζενίθ. Αυτό το μέγεθος αλλάζει επίσης ελαφρώς από το περιήλιο τον Ιανουάριο σε aphelion τον Ιούλιο, καθώς ο Ήλιος φαίνεται να μεγαλώνει και στη συνέχεια να συρρικνώνεται από την τιμή των 31,6 ′ 32,7 ′ λεπτά τόξου.
Οι περισσότεροι υπολογισμοί προϋποθέτουν την τοπική ώρα ανατολής και δύσης όπως όταν το κέντρο του δίσκου του Ήλιου καθαρίζει τον ορίζοντα. Φυσικά, ο πραγματικός σας ορίζοντας πιθανότατα είναι γεμάτος με αντικείμενα προσκηνίου που ο Ήλιος πρέπει να καθαρίσει, εκτός αν ζείτε σε μια απομακρυσμένη κορυφή βουνού ή είστε αρκετά τυχεροί για να παρατηρήσετε την ανατολή και το ηλιοβασίλεμα από την παραλία.
Οι περισσότεροι τυπικοί υπολογισμοί ανατολής υποθέτουν μια γωνία διάθλασης 34 ′ τόξων, λίγο μεγαλύτερη από την φαινομενική διάμετρο του Ήλιου. Ο Wilson σημειώνει στη μελέτη ότι αυτή η τιμή αναφέρεται ήδη από το 1865, και η χρήση της μπορεί να πάει μέχρι το 17ου Μάστερ Οπτικής, Isaac Newton. Ωστόσο, αυτή η τιμή είναι μια προσέγγιση και δεν λαμβάνει υπόψη τις τοπικές μετεωρολογικές συνθήκες. Ο αέρας συμπεριφέρεται πολύ διαφορετικά, ας πούμε, ένα ακόμα πρωί του Ιανουαρίου πάνω από τις Μεγάλες Λίμνες έναντι ενός καυτού σκονισμένου πρωινού τον Ιούλιο στα δυτικά παράλια της Αφρικής. Ωστόσο, η απλή χρήση μιας τυπικής τιμής προϋποθέτει ότι οι πραγματικές συνθήκες σε αυτούς τους διαφορετικούς διαφορετικούς ιστότοπους είναι οι ίδιοι.
Η μελέτη του Wilson εξέτασε ιστορικά αρχεία με 514 ηλιοβασιλέματα και 251 ανατολές από 30 ξεχωριστές γεωγραφικές τοποθεσίες. Τα περισσότερα από αυτά (περίπου 600) ήρθαν μαζί με δεδομένα καιρού για τον ιστότοπο, τα οποία στη συνέχεια τροφοδότησε ο Wilson σε τρία ξεχωριστά μοντέλα διάθλασης.
Ο Wilson διαπίστωσε ότι ενώ η ανατολή και η δύση του ηλίου ποικίλλουν ανάλογα με την εποχή, οι χειμερινές προβλέψεις τείνουν να τρέχουν αργά, ενώ οι καλοκαιρινές προβλέψεις έτρεξαν νωρίς. Το να βλέπεις την ανατολή του ηλίου πάνω από το νερό φάνηκε να μεγεθύνει το αποτέλεσμα, αν και λαμβάνοντας υπόψη το υψόμετρο του παρατηρητή μειώνει την απόκλιση.
Επιπλέον, η μοντελοποίηση του σύνθετου αποτελέσματος του καιρού στην τροπόσφαιρα δεν έκανε την απόκλιση να εξαφανιστεί. Ο Γουίλσον διαπίστωσε ότι χρησιμοποιώντας το ισχύον πρότυπο 34 ′, δεν μπορούμε να προβλέψουμε τον πραγματικό χρόνο ανατολής σε καλύτερη από ό, τι μέσα σε 2 λεπτά.
Γιατί έχει σημασία? Ο Wilson σημειώνει ότι ένα λεπτό σφάλματος κατά τη μέτρηση της ανατολής στη θάλασσα χρησιμοποιώντας ουράνια πλοήγηση μπορεί να οδηγήσει σε σφάλμα έως και 15 ναυτικά μίλια. Αυτό είναι ζωτικής σημασίας, καθώς το Πολεμικό Ναυτικό των ΗΠΑ έχει ξαναρχίσει τη διδασκαλία των ουράνιων πλοήγησης παλιού σχολείου, σε περίπτωση που μια επίθεση στον κυβερνοχώρο τυφλώνει την ικανότητα του GPS. Επίσης, προς το παρόν, ο χρόνος μας έχει ρυθμιστεί στον αστρονομικό χρόνο, αν και έχουν υπάρξει κλήσεις να απομακρυνθούμε από αυτό το πρότυπο και να καταργήσουμε τη διαγραφή και την εισαγωγή δευτερολέπτων δευτερολέπτων από το 2023. Πιστεύω όμως ότι η πραγματικά συναρπαστική ιστορία εδώ είναι το γεγονός ότι η επιστήμη που περιβάλλει αυτήν τη βασική πτυχή της αστρονομίας είναι κάτι που πραγματικά θα μπορούσε να είχε κάνει ο καθένας, αν απλά πίστευαν να το κάνουν.
Η λύση? Ίσως οι έξυπνες προβλέψεις να λειτουργήσουν για τις τοπικές ατμοσφαιρικές συνθήκες, προσφέροντας στους παρατηρητές καλύτερη πρόβλεψη ανατολής και δύσης του ηλίου.
… Και ο Ήλιος θα συνεχίσει να ανατέλλει και να δύει, κάθε μέρα.
