Gå utanför vid middagstid och kolla på himlen. Chansen är stor att solen inte är precis ovanför dig. Faktum är att, beroende på årstid, kan den vara förvånansvärt förskjuten från mitten. Det är inte din fantasi, det är en verklig, förutsägbar egenskap av vår omloppsbana. Solen rör sig i ett figur-åtta-mönster under hela året. Det mönstret har till och med ett namn: analemman.
Vad är egentligen analemman?
Föreställ dig att ta ett foto av solen från samma plats vid samma tid varje dag under ett år. Om du satte ihop dessa bilder skulle solen inte följa en rak bana. Den skulle spåra en loopande figur åtta över himlen. Den formen är analemman.
Den konstiga vägen visar hur solens position skiftar över tid, även när den ses vid exakt samma timme. Och det är inte slumpmässigt. Formen och lutningen på jordens omloppsbana gör att det händer som ett urverk.
Två skäl till att solen vägrar stämma överens perfekt
Solförskjutningen har två huvudorsaker. De är inbyggda i hur jorden rör sig genom rymden:
- Jordens lutning: Vår planet är lutad ungefär 23,5 grader på sin axel. Denna lutning ger oss årstider och orsakar också att solens höjd i himlen förändras varje dag.
- Elliptisk omloppsbana: Jorden kretsar inte runt solen i en perfekt cirkel. Den är något utsträckt. Det innebär att vi rör oss snabbare vissa delar av året och långsammare andra.
Dessa två egenskaper samarbetar för att störa våra förväntningar. Därför stämmer inte solens högsta punkt (solar noon) alltid överens med din klockas middagstid. Vissa dagar kommer den tidigt, andra sent. Med tiden bildas analemmans sneda loopar.
Tidskampen: soltid vs. klocktid
Du kanske förväntar dig att solen når sin högsta punkt klockan 12:00. Men det händer bara några dagar om året. De flesta gånger finns det en skillnad mellan "solmiddag" och "medelmiddag" (den som din telefon visar).
Denna tidskillnad kallas "tidsekvationen". Den kan svänga med så mycket som 16 minuter snabbare eller 14 minuter långsammare, beroende på säsong. Därför stämmer inte solur och väggklockor alltid överens.
Grundläggande rör sig våra klockor på genomsnittstid. Solen följer sin egen rytm.
Varför ser analemman ut som en figur åtta
Analemmans form är inte bara en fin kurva. Den speglar hur dessa två orbitala egenskaper samverkar. Här är varför den bildar den karakteristiska figur åtta:
- Snedställda loopar: Den nedre loopen (runt början av januari) är oftast större eftersom jorden rör sig snabbast när den är som närmast solen.
- Smalt midja: Runt april och augusti stämmer solens position bättre med klocktid, vilket klämmer ihop figur åtta i mitten.
- Lutande vinkel: Hela formen lutar eftersom jordens axel är lutad, vilket förändrar hur högt solen verkar under året.
Om du bor på norra halvklotet och riktar din kamera söderut, kommer analemman att luta något åt höger. På södra halvklotet lutar den åt vänster.
Var du befinner dig förändrar allt
Din plats påverkar också hur du ser analemman. Nära ekvatorn sträcker sig looparna mer vertikalt. längre norr eller söder ser formen ut att vara krossad och lägre på himlen. Därför ser inte middagstiden likadan ut i New York som i Nairobi.
Även inom ett land kan solens middagstid vara 12:07 i en stad och 11:52 i en annan. Longituden spelar också en lurig roll.
En himmelsdans som håller tiden på sitt eget sätt
Analemman är mer än bara en himlakroppslig kuriositet. Det är en tyst påminnelse om att våra klockor är mänskliga uppfinningar. Solen har sitt eget schema, format av kosmisk geometri. När du tittar upp vid middagstid och solen inte är där du förväntar dig, är det inte sent. Den följer bara sin egen loop.
Så nästa gång någon säger att det är hög middag, var inte så säker. Himlen kan ha andra planer.