Høstjevndøgnets dato og Keplers frustrerende opplevelse av ellipsen

Foto: Tor E Aslesen

Foto: Tor E Aslesen

I år inntreffer høstjevndøgn 23.september kl 8 23 universell tid, det vi før kalte Greenwich middle time(GMT). Det vil si kl 10 23 norsk sommertid. Vår og høstjevndøgn inntreffer nå sola er over horisonten i 12 timer og under horisonten i 12 timer alle steder på jorden. Hvis jorda ikke hadde en atmosfære eller fjell ville halve sola vært over horisonten både på nord- og sørpolen. Men vi har en atmosfære så derfor stiger sola omtrent en halv grad høyere på nordpolen slik at hele sola derfor vil være over horisonten på jevndøgnsdagene. Årsaken til denne variasjonen i solas høyde eller avstand fra horisonten er at jordas rotasjonsakse danner en vinkel på omtrent 23,5° med det planet jordbanen tenkes å ligge i når den rundt sola. Det er derfor polarsirkelen er omtrent 23,5° fra polene og vendekretsene, der sola står i senit minst en gang i året, også er 23,5° nord og sør for ekvator. Den nordlige som går litt sør for Kanariøyene kalles Krepsens vendekrets, mens den sørlige kalles Steinbukkens vendekrets.

Hvis jordbanen hadde vært sirkelrund så ville hastigheten rundt sola vært konstant og jevndøgene ville inntruffet med 182,5 døgns mellomrom. Men jordbanen er ikke sirkelformet, den er elliptisk. Ellipsen er en avlang form som framkommer ved at summen av avstanden fra to separate punkt, kalt brennpunktene, til ethvert punkt på ellipsens periferi er konstant. I så måte er også sirkelen en ellipse, bare at de to separate punktene faller sammen til ett. Sirkelen er altså et spesialtilfelle av ellipsen. For planeter befinner sola seg i ett av disse punktene og dette fant Johannes Kepler for 400 år siden kunne brukes til å beskrive planetbanen nøyaktig.

Denne formen på planetbaner framkommer fordi den samlede energi til en planet er konstant og derfor vil den beskrive en kurve der arealet beskrevet av to linjer fra planeten til sola, som er i den ene brennpunktet, satt av hver 24.time for eksempel, er konstant og uavhengig av avstanden mellom planeten og sola. Dette ble oppdaget også astronomen Johannes Kepler for 400 år siden. For Kepler var det imidlertid veldig frustrerende at planetene beveget seg i ellipser for det var jo ingenting i det andre brennpunktet!

Jo raskere en planet beveger på en dag i banen jo større blir avstanden mellom to punkter på ellipsebanen siden arealet bevegelsen dekker med sin radiusavstand er den samme hver dag. Når farten øker, avtar stillingsenergien, og omvendt.

Poenget for høstjevndøgn er at jorda er nærmest sola omtrent 4.januar og går derfor fortest i banen sin den dagen. Men også de andre dagene i det halvåret vil den gå litt fortere enn i det andre halvåret. Omtrent 4.juli går det langsomst og derfor er sommeren på nordlige halvkule litt lengre enn sommeren på den sørlige halvkule som inntreffer når jorda går raskest i banen sin. Høstjevndøgnet innleder altså et kortere halvår i jordbanen enn vårjevndøgn, derfor inntreffer ikke høstjevndøgn på 21.september, men på 22. eller 23.

Eksakt tidspunkt blir også forskjøvet av Jupiter og Venus, men det er en annen og litt mer komplisert historie.

Dette innlegget ble publisert i Ukategorisert. Bokmerk permalenken.