Tijdsvereffening (7)

Tijdsvereffening

Wanneer de zon exact in het zuiden staat bevinden we ons op dezelfde meridiaan als de zon. Maar wanneer we dit tijdstip vergelijken met een nauwkeurig uurwerk blijkt daar variatie in te zijn. Soms loopt de zon voor op de tijd, soms achter. Er blijkt een regelmatig en jaarlijks patroon te zijn. Belangrijk om te weten bij het zonshoogte meten tijdens de Transit, de doorgang van de zon op haar hoogtepunt recht in het zuiden.

Kermisattractie 

Stel je een kermisattractie voor, een ronde schijf met het draaipunt in het midden, en op de rand gondels die op hun eigen as ronddraaien. Zittende in één van de gondels maak je dan pirouettes terwijl je rondgaat in een cirkel. Bevindt je zitplaats zich tijdens het maken van de pirouettes aan de buitenrand, het verst van het draaipunt vandaan, dan maak je daar een bepaalde snelheid ten opzichte van de omgeving. Bevindt de zitplaats zich in de binnenbocht, dan is de snelheid lager vanwege de kleinere straal naar het middelpunt van de attractie. En lager omdat de beweging in de pirouette tegengesteld is aan de draairichting van de schijf waarop de gondels draaien.

Zie hier een eerste voorstelling van het zonnestelsel waarin de aarde maar ook andere planeten in een continue snelheid cirkelen  rondom de zon. Alsof de Schepper van hemel en aarde een zwaai heeft gegeven aan een draaitol (de aarde) en die draaitol heeft neergelaten op een ronddraaiende schijf (de Ecliptica)

Elliptische baan van de Aarde om de zon

Exentrische kermisattractie 

Maar stel nu eens dat het draaipunt van de grote draaischijf excentrisch is geplaatst. Dus buiten het middelpunt van de draaischijf. Dan maakt het verschil in welke gondel je gaat zitten. Zittende in een gondel dichter bij het draaipunt maak je korte langzamere bochten terwijl je pirouettes maakt. Maar ga je zitten in een gondel ver van het draaipunt af, dan maak je lange snellere bochten tijdens het maken van je pirouettes. Terwijl de draaischijf draait met een constant aantal omwentelingen per minuut. Ieder punt op de draaischijf maakt hetzelfde aantal omwentelingen per minuut. Maar een gondel verder van het draaipunt af legt een grotere afstand af in dezelfde tijd.

De Ecliptica, de baan van de aarde rond de zon is geen volmaakte cirkel, maar een ellips, een wat opgerekte cirkel. Waarbij de aarde wisselend is voor te stellen als de gondel dichterbij, verderweg of ergens tussenin van het draaipunt verwijderd. De omwentelingssnelheid van de aarde om haar as (de pirouettes) is constant. De omwentelingssnelheid van de aarde om de zon (de draaischijf) is ook constant. Maar de hoeksnelheden variëren, het aantal doorlopen booggraden per tijdsduur,  is afhankelijk van waar de aarde zich in haar baan bevindt.

Eerste en tweede Wet van Johannes Keppler (1571-1630)

Uurhoek

Stel, je zit in een gondel van de kermisattractie. En stel dat er boven het draaipunt van de grote schijf een zuil met licht staat. Zittende in de gondel zit je dan soms met je rug naar het licht toe, kijk je naar de voorbijrazende omgeving, maar dan weer draait je gondel zich naar het licht, zit je met je rug naar de omgeving toe. Maar achter het licht zie je steeds weer een stukje verder verschoven een ander deel van de omgeving. Waarmee ook weer een stukje tijd is verstreken, de bocht was immers net wat langer. Terwijl de gondel ten opzichte van de draaischijf in dezelfde stand staat en met dezelfde omwentelingssnelheid ronddraait. Denk aan de excentrische draaischijf, het maakt verschil in moment en zicht in welke gondel je zit!

Ons zonnestelcel lijkt zich te gedragen een uurwerk …

Ook hier de vergelijking met de aarde. Kijkende naar de zon zien we geen sterrenhemel. Maar die is er zeker wel. Maar de sterrenhemel, de omgeving zien we wel met onze rug naar de zon. Door de baan om de zon en het draaien van de aarde zien we gedurende het jaar de sterrenhemel verschuiven, en zien we dagelijks op hetzelfde tijdstip een stukje andere sterrenhemel. Jaar in, jaar uit. Maar op welke afstand van de zon, het draaipunt bevinden we ons? Tot zover een uitleg over het begrip Tijdsvereffening. Gelukkig voor de navigator af te lezen in grafieken en tabellen: loopt de zon voor of achter ten opzichte van de klok?

‘Scheepsmiddag’ kan daarmee eerder of later vallen dan het uurwerk. En daarmee ook het moment van de zonshoogte meten, het ‘zonnetje schieten’ rondom het middaguur. En daarmee de uitkomst van waar we ons bevinden, zowel op de lengtegraad als op de breedtegraad.

Tijdsvereffening, het resultaat van de elliptische baan van de aarde om de zon en de helling van de aardas
Klik op afbeelding en ga naar Astronomische Navigatie

Geef een antwoord