Es ist seltsam, aber wahr. Möglicherweise verstehen wir eine der einfachsten Metriken der beobachtenden Astronomie nicht vollständig: Wann geht die Sonne wirklich auf?
Es ist etwas so Grundlegendes, dass wir selten darüber nachdenken. Jeden Morgen rast der Sonnenaufgang aus dem Osten mit bis zu (wenn Sie sich auf dem Äquator befinden) über 1.000 Meilen pro Stunde (1.600 km/h) auf uns zu und wird dies für Zehntausende von Morgen im Laufe unseres Lebens tun. Wenn Sie sich auf eines verlassen können, dann ist es der Sonnenaufgang am Morgen.
Nun, a Michigan Tech-Analyse von Teresa Wilson vom U.S. Naval Observatory schlägt vor, dass traditionelle Methoden und Almanache die zitierte Sonnenaufgangs- und Sonnenuntergangszeit um bis zu 5 Minuten verschieben können. Wilson gab am 8. Januar die Ergebnisse der faszinierenden Studie bekanntNSTreffen der American Astronomical Society in Seattle.
Das Problem liegt in der Brechung. Wenn wir von einem luftlosen Wort leben würden, wäre der berechnete und beobachtete Moment des Sonnenaufgangs einfach … aber als luftatmende Säugetiere hätten wir mit anderen Problemen zu kämpfen. Luft beugt das Licht, was bedeutet, dass wir die Sonne aufgrund der Atmosphäre etwas von ihrer wahren Position am Horizont abweichen sehen. Die Sonne ist neben dem Mond eines der wenigen Himmelsobjekte, das groß und nahe genug ist, um mit bloßem Auge mehr als nur ein Lichtpunkt zu sein. Wie beim Mond hat auch der scheinbare Durchmesser der Sonne einen Durchmesser von etwa einem halben Grad, was bedeutet, dass Sie den lokalen Horizont mit 720 Sonnen von Ende zu Ende oder 180 Sonnen von Horizont zu Zenit auskleiden könnten. Diese Größe ändert sich auch sehr geringfügig von Perihel im Januar im Juli zum Aphel, wie die Sonne scheint wachsen dann schrumpfen ab einem Wert von 31,6′ 32,7′ Bogenminuten.
Die meisten Berechnungen gehen von lokalen Sonnenauf- und -untergangszeiten aus, wenn das Zentrum der Sonnenscheibe den Horizont lichtet. Natürlich ist Ihr tatsächlicher Horizont wahrscheinlich mit Vordergrundobjekten überladen, die die Sonne klären muss, es sei denn, Sie leben auf einem abgelegenen Berggipfel oder haben das Glück, Sonnenauf- und -untergang vom Strand aus zu beobachten.
Die meisten Standardberechnungen des Sonnenaufgangs gehen von einem Brechungswinkel von 34′ Bogenminuten aus, etwas größer als der scheinbare Durchmesser der Sonne. Wilson stellt in der Studie fest, dass dieser Wert bereits im Jahr 1865 angegeben wird und seine Verwendung möglicherweise bis zu 17 . zurückreichtNSJahrhundert Meister der Optik, Isaac Newton. Dieser Wert ist jedoch ein Näherungswert und berücksichtigt nicht die lokalen meteorologischen Bedingungen. An einem ruhigen Januarmorgen über den Großen Seen verhält sich die Luft ganz anders als an einem heißen, staubigen Julimorgen vor der Westküste Afrikas. Die einfache Verwendung eines Standardwerts setzt jedoch voraus, dass die tatsächlichen Bedingungen an diesen unterschiedlichen Standorten gleich sind.
Wilsons Studie untersuchte historische Aufzeichnungen von 514 Sonnenuntergängen und 251 Sonnenaufgängen an 30 verschiedenen geografischen Orten. Die meisten davon (etwa 600) kamen zusammen mit Wetterdaten für den Standort, die Wilson dann in drei separate Refraktionsmodelle einspeiste.
Wilson fand heraus, dass sich Sonnenauf- und -untergang zwar je nach Jahreszeit änderten, die Vorhersagen für den Winter jedoch eher spät und für den Sommer eher früh ausfielen. Die Betrachtung des Sonnenaufgangs über dem Wasser schien den Effekt zu verstärken, obwohl die Berücksichtigung der Höhe des Beobachters die Diskrepanz dämpfte.
Sonnenaufgang über Jimena De La Frontera, Spanien. Dave Dickinson
Darüber hinaus ließ die Modellierung des komplexen Einflusses des Wetters in der Troposphäre die Diskrepanz nicht verschwinden. Wilson fand heraus, dass wir mit dem aktuellen 34-Zoll-Standard die tatsächliche Sonnenaufgangszeit nicht besser als innerhalb von 2 Minuten vorhersagen können.
Warum spielt es eine Rolle? Wilson stellt fest, dass eine Minute Fehler bei der Messung des Sonnenaufgangs auf See mithilfe der Himmelsnavigation zu Fehlern von bis zu 15 Seemeilen führen kann. Dies ist entscheidend, da die Die US-Marine hat wieder Kadetten in der Himmelsnavigation der alten Schule unterrichtet , falls ein Cyberangriff die GPS-Fähigkeit blind macht. Außerdem ist unsere Zeit vorerst eingestellt auf astronomische Zeit , obwohl Forderungen laut wurden, sich von diesem Standard zu entfernen und die Streichung und Einfügung von abzuschaffen Schaltsekunden ab 2023 . Ich denke jedoch, dass die wirklich faszinierende Geschichte hier die Tatsache ist, dass die Wissenschaft rund um diese grundlegende Facette der Astronomie etwas ist, das wirklich jeder hätte tun können, wenn er nur daran gedacht hätte.
Die Lösung? Vielleicht können intelligente Vorhersagen die lokalen atmosphärischen Bedingungen berücksichtigen und den Beobachtern eine bessere Vorhersage von Sonnenaufgang und Sonnenuntergang liefern.
…und die Sonne wird weiterhin jeden Tag auf- und untergehen.
