Giorni e anni su ogni mondo

Su Venere, il pianeta ruota così lentamente che un giro richiede più tempo di un viaggio intorno al Sole. Un giorno non è la stessa cosa ovunque, e neanche un anno. Ecco come fare entrambe le cose, su qualsiasi mondo.

Un giorno e un anno sono due orologi diversi, e ogni mondo li imposta in modo diverso.

Guarda.

Un giorno è il tempo che un mondo impiega per girare una volta. Un anno è il tempo che ci vuole per girare una volta intorno al Sole. Sulla Terra sono circa 24 ore e 365 giorni. Altri mondi sono molto diversi.

Mondo	Lunghezza del giorno	Durata dell’anno
Mercury	176 giorni terrestri	88 Giorni della Terra
Venere	117 giorni terrestri	225 giorni terrestri
Terra	24 ore	365 giorni
Marzo	24 ore 40 minuti	687 Giorni della Terra
Giove	9,9 ore	11,9 anni terrestri
Saturno	10,7 ore	29,4 anni terrestri
Urano	17,2 ore	84 anni terrestri
Nettuno	16,1 ore	164,8 anni terrestri

Alcune delle sorprese:

• Su Mercurio, un giorno (da alba a alba) dura due dei suoi anni.
• Venere ruota all’indietro e molto lentamente.
• I pianeti giganti ruotano più velocemente di tutti, anche se sono i più grandi.
• Un giorno marziano è quasi uguale al nostro, il che è utile per i team di rover sulla Terra.

Usa il pannello di confronto sotto l’orery per confrontare due mondi.

Capisci?

Ci sono due tipi di giornata, e la differenza conta.

• Il giorno siderale è una rotazione misurata rispetto alle stelle distanti. La Terra ha 23 ore, 56 minuti e 4 secondi.
• Il giorno solare va da un mezzogiorno all’altro. Mentre la Terra ruota, si muove anche di circa 1/365 del percorso attorno alla sua orbita, quindi deve girare un po ‘di più (circa 1 grado) prima che il Sole sia di nuovo sopra di essa. Ci vogliono altri 4 minuti, per un totale di 24 ore.

Per la maggior parte dei pianeti i due giorni sono quasi uguali. Per i filatori lenti sono selvaggiamente diversi. Mercurio gira una volta ogni 58,6 giorni terrestri e il suo anno è di 88 giorni. I due movimenti si combinano in modo che un giorno solare dura 176 giorni terrestri: esattamente due anni mercuriani. Mercurio gira esattamente tre volte per ogni due orbite, un blocco causato dalle maree del Sole.

Venere ruota all’indietro (retrogrado), una volta ogni 243 giorni terrestri. Poiché la rotazione e l’orbita vanno in direzioni opposte, si sommano e il giorno solare è più breve della rotazione: circa 117 giorni terrestri.

Gli anni si allungano con la distanza per due ragioni: il percorso è più lungo e il pianeta si muove più lentamente. La Terra si muove a circa 29,8 km/s; Nettuno a circa 5,4 km/s lungo un percorso 30 volte più lungo.

Maestro.

Il giorno solare segue dalle due velocità angolari. Con il periodo di rotazione siderale P_rot (negativo per retrogrado) e il periodo orbitale P_orb, entrambi misurati nella stessa direzione:

1 / P_solar = 1 / P_rot − 1 / P_orb

Controlla la Terra: 1/0.99727 − 1/365.256 = 1.00274 − 0.00274 = 1.00000 al giorno, quindi P_solar = 1 giorno.

Controllare Mercurio: 1/58,646 − 1/87,969 = 0,017052 − 0,011368 = 0,005684, quindi P_solar = 175,9 giorni.

Controllare Venere (retrogrado, P_rot = −243.018 giorni): 1/(−243.018) − 1/224.701 = −0.004115 − 0.004450 = −0.008565, quindi |P_solar| = 116.75 giorni. Il segno meno ti dice che il Sole sorge a ovest su Venere.

Gli anni seguono la terza legge di Keplero: T² ∝ a³ per tutto ciò che orbita intorno al Sole. Con T in anni e a in au, T = a^1.5. Nettuno ad a = 30.07 au dà T = 30.07^1.5 = 164.9 anni, corrispondenti ai 164.79 osservati. La piccola differenza deriva dall’arrotondamento e dalle minuscole masse dei pianeti, che la versione newtoniana della legge include.