Warum gibt es pro Jahr einen Sonnentag weniger als Sternentage?

Sollte es nicht relativ zur Erde statt relativ zu den Sternen sein?

Wir brauchen einen Referenzhintergrund, um die "Bewegung" der Sonne zu zeichnen. Wenn wir tagsüber die Sterne sehen könnten und wir zu einem festen Punkt am Äquator gehen und jeden Tag um 12 Uhr mittags auf einer Sternkarte den Standort der Sonne markieren würden, würde sich dieser Punkt einmal im Kreis durch die Sterne bewegen Jahr. Die Sonne dreht sich langsamer um die Erde als die Sterne, daher ist die Anzahl der Sonnenrotationen um eins geringer als die Anzahl der siderischen Rotationen.

Stellen Sie sich vor, Sie gehen gegen den Uhrzeigersinn um eine kreisförmige Strecke herum und blicken dabei die ganze Zeit nach Norden. Angenommen, es gibt ein Licht in der Mitte der Strecke. Wenn Sie im östlichen Teil der Strecke starten, beginnt die Ampel auf der linken Seite. Sobald Sie den nördlichen Teil der Strecke erreicht haben, ist das Licht hinter Ihnen. Wenn Sie den westlichen Teil erreichen, befindet er sich auf der rechten Seite. Im südlichen Teil wird es vor Ihnen sein. Das Licht scheint sich also gegen den Uhrzeigersinn um Sie zu drehen.

Wenn sich die Erde also überhaupt nicht drehen würde, würde die Sonne scheinbar im Laufe des Jahres einmal auf- und untergehen. Dieser eine Kreislauf aufgrund der Umdrehung um die Sonne hebt einen der 366 Kreislaufe aufgrund der Rotation der Erde auf, sodass nur 365 Sonnenzyklen übrig bleiben.

Aus diesem YouTube-Video stammt dieser Rahmen:

Im Vergleich zu fernen Sternen benötigt die Erde 23 Stunden und 56 Minuten, um sich einmal um ihre Achse zu drehen. Während dieser Zeit umkreiste es auch ein wenig die Sonne. Um aufzuholen, muss es also ein paar zusätzliche Minuten drehen, so dass es an einem bestimmten Ort wieder Mittag ist. Das sind die 24 Stunden zwischen Mittag und Mittag.

Ich finde diesen Wikipedia-Satz auch verwirrend, aber wenn Sie den Absatz lesen, der dazu führt, ist meiner Meinung nach ziemlich klar, wie das funktioniert.

Zu der konkreten Formulierung, um die es geht

Relativ zur Erde würde normalerweise bedeuten, dass die Erde an Ort und Stelle fixiert ist. Tage relativ zur Erde machen also nicht gerade Sinn.

Besser, den genauen Abschnitt zitieren, der verlinkt ist:

Die Sterne sind so weit entfernt, dass die Bewegung der Erde entlang ihrer Umlaufbahn fast keinen Unterschied zu ihrer scheinbaren Richtung macht

Wenn es hilft, ist es im Grunde dasselbe, als würde man "relativ zum Universum" sagen.

Erläuterung

(ähnliche Erklärung zum Wikipedia-Artikel)

Im Bezugssystem eines Sonnentages befinden sich Sonne und Erde immer an einem festen Ort – sagen wir, die Sonne direkt über der Erde.

Andererseits umkreist die Erde im Bezugssystem der Sterne (Universum) einmal im Jahr die Sonne. Entsprechend scheint die Sonne einmal im Jahr die Erde zu umkreisen.

Wenn dies nicht intuitiv ist, tun Sie so, als würde jemand im Kreis um Sie herumgehen, und Sie bleiben eine ganze Revolution lang in Augenkontakt. Sie bewegen sich um dich herum, also drehst du definitiv eine volle Umdrehung - und sie schauen immer in die entgegengesetzte Richtung (= auf dich) - also müssen sie auch eine volle Umdrehung gedreht haben - und da sind sie immer gerichtet Sie, Sie müssen aus ihrer Perspektive eine Umlaufbahn um sie herum gemacht haben.

Egal wie viele Tage ein Jahr hat, da die Sonne scheinbar eine volle Umdrehung um die Erde macht, "holt" sie im Wesentlichen eine Umdrehung der Erde ein, weshalb es einen Sonnentag weniger gibt als Sterntage ein Jahr.

Berechnen Sie es für den Grenzfall eines Planeten, der an seine Sonne gekoppelt ist (wie der Mond an die Erde). Es gibt einen Sternentag pro Umlaufbahn, aber der Sonnentag (oder die Nacht, um die Sterne zu sehen!) dauert ewig. Stellen Sie sich nun einen Planeten vor, der sich bei jeder Umlaufbahn um seine Sonne einmal um seine eigene Achse dreht. Zeichnen Sie die Situation in vier Quadranten. Zeichnen Sie bei Bedarf zwei Drehungen pro Umlaufbahn, wobei Sie die Situation alle sechzig Grad der Umlaufbahn zeichnen. Sie werden es bald verstehen (im wahrsten Sinne des Wortes, das geht nicht mit bloßen Worten).

Wenn das herablassend klingt, ist das nicht meine Absicht. Es ist, was Feynman immer empfohlen hat, dass ein intuitives Verständnis eines konkreten Modells wichtig ist, selbst wenn (im Gegensatz zu diesem) das konkrete Modell nur eine Annäherung ist.

Aus der Perspektive einer Person, die glaubt, das Zentrum des Universums zu sein, kreisen die Sterne einmal am Tag um den Himmel. Die Sonne irgendwie auch. Aber da (keuch) die Erde tatsächlich die Sonne umkreist, macht die Sonne jedes Jahr einen „Durchgang“ weniger über unseren Himmel als alle anderen Sterne. Ist das korrekt?

Eine einfache Möglichkeit, sich das vorzustellen, ist, sich den Fall vorzustellen, wenn die Erde von den Gezeiten eingeschlossen wäre. In einem Jahr würde sie sich aus galaktischer Sicht einmal drehen, aber die Sonne würde fest am Himmel bleiben ... 0 Sonnentage, aber 1 Sternentag.

Nehmen Sie ein Beispiel einer Uhr mit Minuten- und Stundenzeiger, um zu verstehen, warum in einem Sternjahr ein Tag zur Anzahl der Sterntage in einem Sternjahr fehlt.

An einem 12-Stunden-Tag richten sich Stunden- und Minutenzeiger auf die Stunde Null aus und nach 12 Stunden erneut auf die gleiche Position im Hintergrund. Nun beträgt die vom Minutenzeiger benötigte Zeit 1/12 Tage pro Umdrehung und vom Stundenzeiger 1 Tag pro Umdrehung, daher beträgt die Zeitdifferenz 1 - 1/12 = 11/12 Tage pro Umdrehung. Dies ist eine relative Zeitmessung durch an Stundenzeiger eines Minutenzeigers. Bei einer Dauer von 12 Stunden beträgt die Gesamtzeit, die ein Minutenzeiger vom Stundenzeiger aus sieht, 11/12*12 = 11 Stunden pro Umdrehung.

Bei einer vollständigen Drehung eines Stundenzeigers, der 12 Stunden beträgt, fehlt eine Stunde. Ein Stundenzeiger zählt also einen Tag mit 11 Umdrehungen des Minutenzeigers, was 11 Stunden entspricht, da 1 Umdrehung eines Minutenzeigers zur festen Position des Hintergrunds 1 Stunde entspricht.

Wenn also Erde oder Ekliptik dort 360 Zyklen abschließen, schließen Sonne oder Erde 1 Zyklen ab. Aus Sicht des Jahres gibt es einen Tag oder Zyklus weniger. Hier stellt sich die Frage, ob es sich um eine Tagesgrundeinheit oder ein Jahr handelt. Die Antwort ist ein Jahr, das als Tag in Teile unterteilt ist, weil wir vom Standpunkt des Jahres aus beobachten. Es stellt auch die heliozentrische Sichtweise in Frage, von der aus sich nur die Erde für Tag und Jahr bewegt, also sollte es keine zwei verschiedenen Perspektiven geben, aber es gibt sie.