Dny a roky na každém světě

Na Venuši se planeta otáčí tak pomalu, že jeden oběh trvá déle než cesta kolem Slunce. Den není všude stejný a rok také ne. Zde je návod, jak vyřešit obojí na jakémkoliv světě.

Den a rok jsou dva různé hodiny, a každý svět je nastavuje jinak.

Podívejte se.

Den je doba, za kterou se svět otočí jednou. Rok je doba, za kterou Země oběhne Slunce jednou. Na Zemi je to asi 24 hodin a 365 dnů. Jiné světy jsou velmi odlišné.

Svět	Délka dne	Délka roku
Merkur	176 pozemských dnů	88 pozemských dnů
Venuše	117 pozemských dnů	225 pozemských dnů
Země	24 hodin denně	365 dnů
Mars	24 hodin 40 minut	687 pozemských dnů
Jupiter	9,9 hodin	11,9 Pozemských let
Saturn	10,7 hodin	29,4 pozemských let
Uran	17,2 hodin	84 pozemských let
Neptun	16,1 hodin	164,8 pozemských let

Několik překvapení:

• On Merkur, jeden den (od východu slunce k východu slunce) trvá dva ze svých let.
• Venuše se otáčí dozadu a velmi pomalu.
• Obří planety se otáčejí nejrychleji ze všech, i když jsou největší.
• A Mars Den je téměř stejný jako náš, což se hodí pro týmy roverů na Zemi.

Použijte porovnání panel pod orrery pro porovnání libovolných dvou světů.

Pochopte to.

Existují dva druhy dne a na rozdílu záleží.

• The hvězdný den je jeden spin měřený proti vzdáleným hvězdám. Země je 23 hodin 56 minut 4 sekundy.
• Solární den je od jednoho poledne do druhého. Zatímco se Země otáčí, pohybuje se také asi 1/365 cesty kolem své oběžné dráhy, takže se musí otočit trochu navíc (asi o 1 stupeň), než bude Slunce zpět nad hlavou. To trvá asi 4 minuty, což je 24 hodin.

Pro většinu planet jsou tyto dva dny téměř stejné. Pro pomalé spinners jsou divoce odlišné. Merkur se otočí jednou za 58,6 pozemských dnů a jeho rok má délku 88 dní. Tyto dva pohyby se kombinují tak, že jeden sluneční den trvá 176 pozemských dnů: přesně dva roky Merkuru. Merkur se otáčí přesně třikrát za každé dvě oběžnice, což je zámek způsobený slunečními přílivy a odlivy.

Venuše se otáčí zpět (retrográdní), jednou za 243 pozemských dnů. Protože rotace a oběžné dráhy jdou opačnými směry, sečtou se a sluneční den je kratší než rotace: asi 117 pozemských dnů.

Roky se s vzdáleností prodlužují ze dvou důvodů: cesta je delší a planeta se pohybuje pomaleji. Země se pohybuje rychlostí 29,8 km/s, Neptun 5,4 km/s a jeho dráha je 30krát delší.

Mistr

Sluneční den je odvozen z obou úhlových rychlostí. S siderickou rotační periodou P_rot (záporná pro retrográdní) a orbitální periodou P_orb, obě měřené ve stejném směru:

1 / P_solar = 1 / P_rot − 1 / P_orb

Zkontrolujte Zemi: 1/0,99727 − 1/365,256 = 1,00274 − 0,00274 = 1,00000 za den, takže P_solar = 1 den.

Zkontrolujte Merkur: 1/58,646 − 1/87,969 = 0,017052 − 0,011368 = 0,005684, takže P_solar = 175,9 dnů.

Zkontrolujte Venuši (retrográdní, P_rot = −243,018 dne): 1/(−243,018) − 1/224,701 = −0,004115 − 0,004450 = −0,008565, takže |P_solar| = 116,75 dnů. Znamení mínus vám říká, že Slunce vychází na západě Venuše.

Roky následují třetí Keplerův zákon: T² ∝ a³ pro všechno, co obíhá kolem Slunce. S T v letech a a v au, T = a^1.5. Neptun ve vzdálenosti a = 30,07 AU dává T = 30,07^1,5 = 164,9 let, což odpovídá pozorovanému období 164,79 let. Malý rozdíl je způsoben zaoblením a malými hmotnostmi planet, které Newtonova verze zákona zahrnuje.