Het is raar maar waar. Het is mogelijk dat we een van de eenvoudigste meeteenheden in de observationele astronomie niet volledig begrijpen: hoe laat gaat de zon op ... echt?
Het is zoiets basaals dat we er zelden iets aan doen. Elke ochtend racet de zonsopgang op ons vanuit het oosten met een snelheid van (als je op de evenaar bent) meer dan 1.000 mijl per uur (1.600 km / uur), en zal dat gedurende ons hele leven doen voor tienduizenden ochtenden. Als er één ding is waarop u denkt te kunnen rekenen, dan is het wel de ochtendzonsopgang.
Nu suggereert een Michigan Tech-analyse door Teresa Wilson van het Amerikaanse Naval Observatory dat traditionele methoden en almanakken de vermelde zonsopgangs- en zonsondergangtijd tot wel 5 minuten kunnen uitstellen. Wilson maakte op 8 januari de resultaten van de fascinerende studie bekendth bijeenkomst van de American Astronomical Society in Seattle.
Het probleem is er een van breking. Als we op een airless woord zouden leven, zou het berekende en waargenomen moment van zonsopgang gemakkelijk zijn ... maar als luchtademende zoogdieren zouden we andere problemen hebben. Lucht buigt licht, wat betekent dat we de zon enigszins ten opzichte van zijn werkelijke positie aan de horizon zien vanwege de atmosfeer. Samen met de maan is de zon een van de weinige hemellichamen die groot en dichtbij genoeg is om als meer dan een lichtpunt voor het blote oog te verschijnen. Net als de maan is de schijnbare diameter van de zon ongeveer een halve graad breed, wat betekent dat je de lokale horizon kunt omlijnen met 720 zonnen van begin tot eind, of 180 zonnen van horizon tot zenit. Deze grootte verandert ook heel licht van perihelium in januari tot aphelium in juli, aangezien de zon lijkt te groeien en vervolgens krimpt van een waarde van 31,6 ′ 32,7 ′ boogminuten.
Bij de meeste berekeningen wordt uitgegaan van lokale zonsopgang en zonsondergang, zoals wanneer het midden van de zonneschijf de horizon vrijmaakt. Natuurlijk is je werkelijke horizon waarschijnlijk volgestopt met objecten op de voorgrond die de zon moet opruimen, tenzij je op een afgelegen bergtop woont of het geluk hebt om zonsopgang en zonsondergang vanaf het strand te observeren.
De meeste standaard zonsopgangsberekeningen gaan uit van een brekingshoek van 34 ′ boogminuten, iets groter dan de schijnbare diameter van de zon. Wilson merkt in de studie op dat deze waarde al in 1865 wordt aangehaald, en het gebruik ervan kan helemaal teruggaan tot die 17th eeuwse meester van de optica, Isaac Newton. Deze waarde is echter een benadering en houdt geen rekening met lokale meteorologische omstandigheden. Lucht gedraagt zich bijvoorbeeld heel anders op een stille januari-ochtend boven de Grote Meren versus een hete stoffige juli-ochtend voor de westkust van Afrika. Maar door simpelweg een standaardwaarde te gebruiken, wordt ervan uitgegaan dat de werkelijke omstandigheden op deze ongelijk verschillende sites hetzelfde zijn.
In de studie van Wilson werd gekeken naar historische opnamen van 514 zonsondergangen en 251 zonsopkomsten uit 30 afzonderlijke geografische locaties. De meeste van deze (ongeveer 600) kwamen met weergegevens voor de site, die Wilson vervolgens in drie afzonderlijke refractiemodellen invoerde.
Wilson ontdekte dat terwijl de zonsopgang en zonsondergang per seizoen varieerden, de voorspellingen voor de winter vaak te laat kwamen, terwijl de voorspellingen voor de zomer vroeg liepen. Het zien van de zonsopgang boven water leek het effect te versterken, maar rekening houdend met de hoogte van de waarnemer dempte het de discrepantie.
Bovendien heeft het modelleren van het complexe effect van het weer in de troposfeer de discrepantie niet weggenomen. Wilson ontdekte dat we met de huidige 34 ′ -standaard de werkelijke zonsopgangstijd niet beter dan binnen twee minuten kunnen voorspellen.
Waarom maakt dat uit? Wilson merkt op dat één minuut fout bij het meten van de zonsopgang op zee met behulp van hemelnavigatie tot 15 zeemijlen kan leiden. Dit is cruciaal, omdat de Amerikaanse marine de cadetten van de ouderwetse hemelse navigatie van cadetten heeft hervat, voor het geval een cyberaanval de GPS-mogelijkheden verblindt. Voorlopig is onze tijd ook ingesteld op astronomische tijd, hoewel er oproepen zijn gedaan om van deze standaard af te wijken en het schrappen en invoegen van schrikkelseconden vanaf 2023 af te schaffen. Ik denk echter dat het echt fascinerende verhaal hier het feit is dat de wetenschap rond dit fundamentele facet van de astronomie iets is dat echt iedereen had kunnen doen, als ze er maar aan gedacht hadden het te doen.
De oplossing? Misschien kunnen slimme voorspellingen de lokale atmosferische omstandigheden verklaren en de waarnemers een betere voorspelling van zonsopgang en zonsondergang opleveren.
... en de zon zal elke dag blijven opkomen en ondergaan.
