Два различита поднева
Постоје две врсте поднева и готово се никада не поклапају. Један је сатни подне — тренутак када ваш телефон показује 12:00. Други је сунчев подне — тренутак када Сунце достиже највишу тачку на небу тог дана, прелазећи замишљену линију која иде директно изнад главе од севера ка југу. Та линија је ваша локална меридијанска линија, а тренутак када је Сунце пређе представља искрени, астрономски центар дана.
Ако забодете штап у земљу и посматрате његову сенку, сунчев подне је тренутак када је сенка најкраћа и показује право дуж линије север–југ. Урадите то било ког дана и открићете да се сенка смањује у неко незгодно време попут 12:37 или 1:14 — ретко, ако икада, у чистих 12:00. Зашто ова неслагања? Три одвојена ефекта се надовезују један на други, и када их једном видите, чудна аритметика сата почиње да има савршеног смисла.
Шта је заправо сунчев подне
Сунчев подне је дефинисан искључиво геометријом. Док се Земља окреће, Сунце изгледа као да путује по небу од истока ка западу. У тачно једном тренутку сваког дана, оно се налази директно на југу (на северној хемисфери) на својој максималној висини. То је ваш сунчев подне, и он је потпуно локалан — зависи од ваше географске дужине до делића степена.
Само Сунце се налази на око једне астрономске јединице удаљености — отприлике 150 милиона километара (Astronomska jedinica u kilometar) — и његовој светлости треба око осам минута да стигне до нас. Дакле, "највиша тачка" коју посматрате је заправо тамо где је Сунце било пре осам минута. Међутим, на скали целог дана, то кашњење је константно померање које се тихо поништава, тако да никада не помера ваш сунчев подне у односу на јучерашњи. Оно што га помера, из дана у дан и са места на место, јесу три ефекта описана у наставку.
Разлог први: Временске зоне су широке траке
Земља се окреће за 360 степени за 24 сата, што значи да Сунце прелази један степен географске дужине сваке четири минуте. Право сунчево време је стога другачије за сваки меридијан на планети. Да је сваки град задржао свој сунчев сат — као што су буквално чинили пре железница — подне у једном граду би се разликовало од поднева у суседном граду.
Тај хаос је управо разлог зашто смо измислили vremenske zone: широке траке, свака номинално широка 15 степени географске дужине, које се све слажу да деле једно "стандардно" време везано за један централни меридијан. Само места која се налазе на том централном меридијану добијају сунчев подне близу 12:00. Сви остали су померени због своје удаљености од њега. Живите близу источне ивице своје зоне и Сунце јури напред — сунчев подне стиже пре него што сат откуца дванаест. Живите близу западне ивице и Сунце касни, па сунчев подне пада знатно после 12:00. Зона може бити широка сат времена у сунчевим терминима, тако да ово само по себи може померити прави подне за 30 минута у било ком смеру.
Разлог други: Летње рачунање времена
Други ефекат је у потпуности људски изум. Током већег дела године, многи региони померају своје сатове унапред за један сат због летњег рачунања времена. Када померите сат унапред, не померате Сунце — ви преименујете дан. Сунчев подне се и даље дешава у истом астрономском тренутку, али сат сада показује отприлике сат времена касније када се то догоди.
Последица: током летњег рачунања времена, сунчев подне обично пада негде између 1:00 и 1:30 поподне. Зато летње вечери делују тако великодушно дуго — једноставно сте гурнули сат времена дневне светлости са раног јутра, када већина људи спава, у вече, када су будни.
Разлог трећи: Једначина времена
Прва два ефекта су фиксна померања — иста сваког дана у години. Трећи се љуља и најфасцинантнији је. Чак и да стојите тачно на централном меридијану своје зоне и потпуно игноришете летње рачунање времена, сунчев подне би се и даље померао, идући до око 16 минута испред сата почетком новембра и отприлике 14 минута иза средином фебруара. Ово померање се назива једначина времена, а постоји зато што прави сунчев дан није фиксне дужине. Две ствари се удружују:
-
Земљина орбита је елипса. Наша планета не кружи око Сунца константном брзином. Близу јануара, када је Земља најближа Сунцу, креће се брже дуж своје орбите; близу јула креће се спорије. Пошто дужина сунчевог дана делимично зависи од тога колико се Земља окренула око Сунца, ово убрзавање и успоравање растеже и сажима дан.
-
Земљина оса је нагнута. Нагиб од 23,4 степена еклиптике који нам даје годишња доба такође значи да дневно кретање Сунца није увек паралелно са екватором. Близу солстиција, привидно Сунце се креће на начин који продужава сунчев дан; близу равнодневица га скраћује.
Када саберете ова два циклуса, добијате глатку криву која четири пута годишње прелази нулу и достиже врхунац близу тих екстрема од 16 минута. Наши сатови раде по средњем сунчевом времену — просечном дану, фикцији савршено равномерних откуцаја — управо да не бисмо морали да живимо са даном који стално мења дужину. Једначина времена је књиговодствени унос који усклађује искрено Сунце са погодним просеком.
Аналема: Цртање померања
Постоји прелеп начин да видите једначину времена сопственим очима. Фотографишите Сунце са истог места у исто сатно време — рецимо, тачно у 12:00 — једном недељно током године и преклопите слике. Сунце не мирује. Оно исцртава асиметричну осмицу на небу која се назива аналема. Њена висока оса бележи како се Сунце пење високо лети и спушта ниско зими; њена ширина бележи једначину времена, Сунце које јури или касни у односу на сат. Тај витки бочни истезање осмице је једначина времена учињена видљивом.
Екстремни случајеви: Један сат за континент
Временске зоне су политичке колико и астрономске, и нигде то није драматичније него у Кини. Географски, земља се простире кроз око пет временских зона, али цела нација званично користи само једну — пекиншко време. За становнике далеко западног региона Синђијанг, сат је подешен на меридијан хиљадама километара источно. Последица је оштра: на далеком западу, сунчев подне може да падне око 3:00 поподне, а Сунце можда неће изаћи до добро после 9:00 ујутру по званичном сату. Шпанија нуди блажу верзију — географски усклађена са Британијом, користи средњоевропско време, па сунчев подне редовно одлази после 1:30 поподне чак и пре летњег рачунања времена.
Како пронаћи свој прави сунчев подне
Не треба вам посебна опрема. Неколико поузданих метода:
- Штап за сенку. Забодите равну вертикалну шипку у равно тло и обележавајте врх њене сенке током дана. Тренутак када је сенка најкраћа је сунчев подне, а та најкраћа сенка показује правац север–југ.
- Математика. Почните од 12:00, прилагодите за удаљеност ваше географске дужине од централног меридијана ваше зоне (четири минута по степену), додајте сат ако је на снази летње рачунање времена, и на крају примените вредност једначине времена за тај дан.
- Калкулатор. Било који алат за одређивање положаја Сунца ће дати тачан минут за ваше координате, аутоматски сабирајући сва три ефекта.
Разумевање сунчевог поднева преобликује цео сат: 12:00 је друштвени договор, а не астрономска чињеница. Радознали сте колико ваш град одступа од Сунца? Истражите gradovi референцу и упоредите где се сат и небо тихо не слажу.
Често постављана питања
Да ли је сунчев подне икада тачно у 12:00?
Само ретко, и то само случајно. Захтева да се налазите на централном меридијану ваше временске зоне, да летње рачунање времена буде искључено и да једначина времена буде нула — комбинација која се поклапа само неколико дана у години за уски појас локација.
Да ли се сунчев подне мења из дана у дан?
Да, благо. Због једначине времена, сатно време сунчевог поднева помера се до око пола минута дневно, лутајући раније и касније током године у глатком годишњем циклусу са укупним распоном до око 30 минута.
Зашто је сунчев подне каснији лети?
Углавном због летњег рачунања времена. Померање сата унапред за један сат значи да Сунце достиже свој врхунац када сат већ показује око 1:00 поподне уместо поднева, што је такође разлог зашто летње вечери остају тако дуго светле.
Која је разлика између сунчевог времена и средњег времена?
Сунчево (или "привидно") време прати право Сунце, чији дан варира у дужини. Средње време користи идеализовани, савршено равномерни дан — просек — тако да наши сатови откуцавају стабилно. Разлика између њих на било који датум је једначина времена.
Да ли моја географска дужина утиче на сунчев подне?
Апсолутно. Сваки степен географске дужине удаљен од централног меридијана ваше зоне помера сунчев подне за четири минута — раније ако сте на истоку, касније ако сте на западу. Ово је највећи појединачни разлог зашто два града у истој зони доживљавају подне у различито сатно време.