Warum gehen unsere Uhren über ein Jahr nicht aus dem Takt?

Unsere Uhren brauchen 24 Stunden für einen Tag, unser Planet braucht 24 Stunden, um sich vollständig zu drehen, und unser Planet dreht sich in 365 Tagen um die Sonne.

Stellen Sie sich zu Beginn des Jahres vor, dass die dem Sonnen zugewandte Seite der Erde „Seite A“ und die dunkle Seite „Seite B“ ist. Die Seite der Sonne, die die Erde sieht, ist „Seite A“ und die gegenüberliegende Seite ist „Seite B“.

Würde nicht nach einem halben Jahr die „Seite B“ der Erde der „Seite B“ der Sonne zugewandt sein, und somit wäre der Tag/Nacht-Zyklus um 12 Stunden asynchron?

Ich versuche seit Ewigkeiten, dieses Problem in den Griff zu bekommen, und ich scheine es nicht herauszufinden. Es scheint, als müsste sich der Winkel, in dem die Sonne auf die Erde trifft, um etwa ein Grad pro Tag ändern, bis er etwa 360 Grad erreicht hat. Würde das nicht bedeuten, dass die Uhren ein Jahr lang jeden Tag um 1/365 von 24 Stunden verschoben werden?

Ein Tag auf der Erde ist nicht genau 24 Stunden lang. Vielmehr ist es 23 Stunden 56 Minuten und 4 Sekunden lang. Der Einfachheit halber wird auf 24 Stunden aufgerundet. Also, ja, es kompensiert jeden Tag etwa 1/365 von 24 Stunden, aber nicht ganz.

Antworten (3)

Sie haben Recht, und tatsächlich sind die Uhren versetzt. Aber die meisten Menschen bemerken dies aufgrund der Art und Weise, wie Tage definiert sind, nie.

Wenn Sie die "Tageslänge" an den Sternen (anstelle der Sonne) messen, werden Sie sehen, dass es überhaupt keine 24 Stunden sind. Es ist etwa 23 Stunden 56 Minuten. (Überprüfen Sie dies, indem Sie nachts hinausgehen, einen hellen Stern auswählen und die genaue Zeit notieren, zu der er genau nach Süden vorbeizieht. Beobachten Sie ihn dann in der folgenden Nacht und notieren Sie, dass er 4 Minuten früher vorbeizieht.) Übrigens ist dieser verkürzte "Tag" das Sternzeichen Tag .

Jeden Tag verschiebt sich die Erde in ihrer Umlaufbahn (um etwa ein Grad, wie Sie in der Frage richtig festgestellt haben). Wenn Sie also jeden Tag mittags hinausgehen und auf die Sonne zeigen, zeigen Sie in eine etwas andere Richtung. (Ich werde auch das Solar Analemma an dieser Stelle vernachlässigen, da es einfach zu verwirrend ist.)

Wirklich, der "Tag" von 24 Stunden hat überhaupt nichts mit der wahren Rotationsperiode der Erde zu tun; grob gesagt ist es nur die durchschnittliche Zeit zwischen Sonnenaufgängen, Sonnenuntergängen oder Mittag.

Wenn wir also genau 24 Stunden messen und der Tag nur 23 Stunden und 56 Minuten hat, sollte es nicht so sein, dass die Uhren zur Hälfte des Jahres um etwa 12 Stunden zurückgehen und wir um 12 Uhr Nachtzeit haben?
Wenn wir unsere Uhren so einstellen würden, dass sie volle „24 Stunden“ in 23 Stunden 56 Minuten Echtzeit auf dem Zifferblatt anzeigen (dh wir stellen sie so ein, dass sie 4 Minuten schnell laufen!), dann ja – nach sechs Monaten würden sie Mittag anzeigen als es tatsächlich Mitternacht war. (Astronomen können solche Uhren tatsächlich verwenden. Hier ist ein altes Beispiel )
Diese Antwort hat mich verwirrter zurückgelassen als ich es war, bevor ich sie gelesen habe :( Wenn die Uhren 24 Stunden sind, aber die Tage 23:56 sind, wie kommt es dann, dass meine 24-Stunden-Uhr auf meinem Nachttisch mit meinen 23:56-Tagen übereinstimmt? Jahr... ?
Die (normalen) Uhren sind 24 Stunden, und die Tage sind auch 24 Stunden - ein Tag wurde schon immer durch die scheinbare Bewegung der Sonne definiert (noch bevor die Menschen Astronomie kannten). So bleiben die Uhren im Gleichlauf mit der Sonne – denn so lang ist ein Tag definiert. (Wir müssen uns nur um den 23:56-Jazz kümmern, wenn wir uns fragen, warum die Sterne nachts im Laufe des Jahres nicht mehr synchron sind.)
Sie sagen also, dass die Zeit, die die Sonne braucht, um sich zu drehen und an denselben Punkt am Himmel zurückzukehren, genau 24 Stunden beträgt? Unsere 24-Stunden-Uhr wirkt also dem Versatz entgegen, der durch die Bewegung der Erde auf die andere Seite der Sonne verursacht wird?
Das ist genau richtig - unser 24-Stunden-Tag hält die Sonne das ganze Jahr über im Gleichlauf. (Abgesehen von Kleinigkeiten wie: die Sonne steht im Sommer höher und im Winter niedriger, die Aufgangs-/Untergangszeiten variieren, gelegentliche Schwankungen der Rotationsgeschwindigkeit der Erde usw.)
Tolle Erklärung. Sie könnten hinzufügen, dass der Unterschied zwischen Stern- und Sonnentag auch der Grund dafür ist, warum wir einige Sternbilder nur im Sommer oder nur im Winter sehen. Ein weiteres anschauliches Beispiel ist der Mond – er geht jeden Tag etwa 1 Stunde später auf, weil eine Umrundung 28 Tage dauert – nach 360 Grad in 24 Stunden muss die Erde um eine weitere 1/28 Drehung aufholen (und 24/28 ist gerade mal 1 ).

Ich habe mir die Antwort von Andy und die dazugehörigen Kommentare angesehen, und zusammen ergeben sie eine vernünftige Antwort.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, einen Tag zu messen, die beiden häufigsten sind siderisch und solar. Ein Sterntag ist die Zeit, die die Erde braucht, um sich um 360° zu drehen; Ein Sonnentag ist die Zeit, die die Erde braucht, um sich so zu drehen, dass die Sonne auf demselben Meridian erscheint wie am Vortag. (Sonnenaufgang und Sonnenuntergang sind keine wirklich guten Referenzen, da sie von atmosphärischen Bedingungen beeinflusst werden, die die Brechung beeinflussen.) Der Sonnentag, oder genauer gesagt der mittlere Sonnentag, ist der Tag, den unsere Kalender messen. Der mittlere Sonnentag ist genau das, was er sagt, die durchschnittliche Zeit im Laufe eines Jahres, die es dauert, bis die Sonne von Tag zu Tag über demselben Meridian erscheint.

Leider wird die Definition eines Sterntags sehr oft als Definition eines Tages angegeben, was völlig ungenau und sehr verwirrend ist.

Die Länge des Sonnentages variiert im Laufe des Jahres aufgrund der Entfernung der Erde von der Sonne; es ist näher im Januar und weiter im Juli. Weil es im Januar näher ist; es bewegt sich auch schneller, was bedeutet, dass sich der Planet mehr drehen muss, damit die Sonne über demselben Meridian erscheint.

Wenn Sie sich darüber im Klaren sind, ist das Konzept wirklich nicht sehr kompliziert.

Wow, ich bin erstaunt, dass in keiner der Antworten Schaltsekunden erwähnt wurden.

Ein Tag wird durch die durchschnittliche Zeit definiert, die „die Sonne braucht, um sich um die Erde zu drehen“. Siehe das Bild unten, zwischen Schritt 1 und 3 sind 24 Stunden vergangen. Die Zeit zwischen Schritt 1 und 2 ist etwas kürzer (~4 Minuten kürzer) und wird Sternentag genannt . Der Referenzpunkt für den a-Tag ist also die Sonne, während für den siderischen Tag Himmelskörper die Referenz sind.

Die Erde dreht sich um die Sonne.

Wie ein kluger Mensch feststellen kann, kann die Periode der Erdrotation leider zeitlich variieren, aber die Definition von 1 Sekunde ist festgelegt (basierend auf Cäsiumstrahlungszyklen). Wenn wir einen Tag als 24*3600Sekunden definieren, ist er ebenfalls fest und kann daher die Variabilität der Rotationsperiode der Erde nicht berücksichtigen. Wir haben Glück, denn die durchschnittliche Sonnenperiode liegt derzeit sehr nahe bei 24*3600Sekunden.

Für den Fall, dass die Tageszeit nicht mehr synchron ist, haben wir jedoch eine Schaltsekunde , sodass wir bestimmte Tage auf Wunsch etwas kürzer oder länger machen können - z 24*3600 + 1dass die Zeit immer synchron ist.

Es wird interessant sein zu sehen, was in Zukunft passiert, wenn sich die Erdrotation verlangsamt – werden wir sagen wir 3601 Sekunden pro Stunde haben? :) Das Anpassen der Definition einer Sekunde oder einer Stunde ist definitiv eine schlechte Idee, ebenso wie konstante Schaltsekunden. Ich denke, wir werden die Definition eines Tages anpassen (24 Stunden und X Sekunden) oder ~4 Mal im Jahr eine Schaltminute haben (zu regelmäßigen vordefinierten Zeiten), um die Sonnenzeit synchron zu halten.

Ich meinte 24*3600 (Markdown-Formatierung übernommen). Fest.
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