Comment une journée peut-elle durer exactement 24 heures? [fermé]

Vous ne pouvez « t calculer la durée dun jour solaire moyen simplement en prenant la moyenne du plus court & les jours solaires apparents les plus longs. Cela fonctionnerait si les durées apparentes des jours variaient de manière linéaire simple, mais ce nest pas le cas.

De larticle de Wikipédia sur le Equation du temps ,

Léquation du temps décrit la différence entre deux types dheure solaire. [.. .] Les deux temps qui diffèrent sont le temps solaire apparent, qui suit directement le mouvement diurne du Soleil, et le temps solaire moyen, qui suit un Soleil moyen théorique avec un mouvement uniforme.

Ce graphique montre les différences cumulées entre la moyenne & heure solaire apparente:

Léquation du temps – au-dessus de laxe, un cadran solaire apparaîtra rapidement par rapport à une horloge indiquant lheure locale moyenne , et en dessous de laxe un cadran solaire apparaîtra lent.

Pour calculer correctement la durée moyenne des jours solaires, vous devez intégrer les durées apparentes des jours sur toute lannée . (Et vous devez décider exactement comment définir la longueur de lannée, qui est une histoire compliquée en soi).

Il y a deux causes principales de léquation du temps.
1. Lobliquité du plan de lorbite de la Terre (le plan de lécliptique), qui est incliné denviron 23 ° par rapport au plan équatorial. Cette inclinaison est également responsable des saisons.
2. Lexcentricité de lorbite de la Terre « , qui fait varier la vitesse orbitale de la Terre au cours de lannée. Le graphique suivant montre comment ces deux composants se combinent pour créer léquation du temps.

Équation du temps (trait plein rouge) et ses deux composantes principales tracées séparément, la partie due à lobliquité de lécliptique (trait pointillé mauve ) et la partie due à la variation de la vitesse apparente du Soleil le long de lécliptique en raison de excentricité de lorbite de la Terre (tiret bleu foncé & pointillé)

Veuillez consulter le lien Wikipedia article pour plus de détails.

Commentaires

• Et puis, de temps en temps, nous avons besoin de secondes intercalaires .
• @ Draco18s En effet! Le chronométrage précis est une & affaire subtile complexe. Voir leapsecond.com , que jai également lié dans mon commentaire sur la question.
• It '
• @DawoodibnKareem – Je nappellerais pas ' ~ 20 % plus petit beaucoup moins.Je les appellerais presque de la même ampleur. Ce qui est le plus important de ' est la différence de phase. Les contributeurs des deux courbes sont plus proches dêtre en phase lun avec lautre début novembre quils ne le sont fin février.
• @DavidHammen Vous navez pas compris mon commentaire. Ce ' nest pas la magnitude qui affecte la durée du jour, ce ' est la pente. La ligne mauve a la moitié de la période de la ligne sombre, donc si vous deviez tracer sa pente, vous ' découvrirez quelle fait plus du double de la contribution de la ligne sombre.

La valeur moyenne dune distribution nest pas la moyenne de son minimum et de son maximum. Par exemple, la valeur moyenne de (0,0,0,4) est 1, et non 2. Lexcentricité de lorbite de la Terre nest pas de 0, ni celle de la Lune, donc votre distribution de la durée du jour est probablement légèrement asymétrique, doù lécart de 4 secondes. Somme toute la durée dune journée dune année, divisez par le nombre de jours, vous obtiendrez une meilleure valeur.

Le la définition originale dune heure était 1 / 24e de jour, quelle que soit la durée de la journée à ce moment-là. Les durées que vous citez ne sont possibles qu’à l’aide de définitions extrêmement modernes rendues possibles en redéfinissant la seconde (en gardant la minute et l’heure fixées à 60 secondes et 3600 secondes, respectivement).

Commentaires

• Je ne ' Je ne suis pas daccord, mais avez-vous 1) une date à laquelle cela est devenu la définition officielle dune heure, et 2 ) alors quil était conventionnellement décidé dutiliser 1/24 et non 1/10 ou 1/20 de jour? Jai ' lu des sources non documentées qui mentionnent historiquement que la lumière du jour est divisée en dixièmes avant les douzièmes.
• Plus de détails dans en.wikipedia.org/wiki/Hour
• Le jour solaire moyen est de 86400,0025 secondes , donc bien que la raison de cette réponse ait un certain effet, elle ne représente que 2,5 ms de lécart de 4 secondes dans la question.

La définition sur 24 heures (exactement) de le jour solaire moyen ne sapplique que si vous utilisez léchelle de temps UT1. Comme dautres lont mentionné, le jour solaire moyen nest pas la moyenne du jour solaire apparent le plus court et le plus long, et vous devez tenir compte de léquation du temps pour calculer le jour solaire moyen en faisant la moyenne de tous les jours solaires apparents dune année.

Si vous utilisez la définition dune seconde basée sur le système métrique, qui est utilisée par les échelles de temps atomique (TAI), UTC et de temps terrestre (TT), la durée du jour solaire moyen nest pas exactement 24 heures. La définition de la seconde SI, en plus dêtre une échelle atomique, est basée sur le jour solaire moyen en 1900 tel que déterminé par Newcomb (en réalité, il correspond au jour solaire moyen vers le milieu du 19e siècle), lorsque la rotation de la Terre était plus rapide quaujourdhui. Aujourdhui, la journée solaire moyenne est légèrement plus longue que par le passé (lorsquelle est mesurée par une horloge atomique), et la durée du jour solaire moyen en secondes TAI est plus grande quen UT1. Pour corriger la différence, sautez les secondes sont introduites 0 à 2 fois par an dans l échelle de temps UTC en fonction des observations de la rotation de la Terre, pour maintenir UTC en synchronisation avec UT1 à moins de 0,9 s. Ces corrections sont publiées à lavance par lIERS dans le Bulletin C.Il y a eu 27 secondes intercalaires insérées au cours des 46 dernières années, ce qui équivaut à environ 0,6 s par an de différence entre la longueur du jour solaire moyen entre TAI et UT1, soit environ 1,6 ms par jour (voir les figures 1 et 2).

La longueur de la seconde SI dépend de lemplacement, et TAI est basé sur des observations faites par des horloges atomiques dans divers laboratoires à travers le monde (« UTC (k ) « ) et corrigé du géopotentiel au niveau de la mer. TT est une longueur théorique de la seconde SI sur le géoïde, et en tant que telle nest jamais parfaitement connue. Le rapprochement du TT passé est révisé annuellement par le BIPM. En revanche, TAI et UTC sont déterminés et maintenus fixes après environ 1 mois après le fait (publié régulièrement dans Circular-T par le BIPM). Les échelles de temps UTC (k) spécifiques au laboratoire et lheure GPS (basées sur lhorloge principale de lobservatoire naval américain) sont connues en temps réel. Dautres échelles de temps incluent le temps géocentrique, le temps barycentrique et le temps des éphémérides. La durée de 1 s est légèrement différente entre tous, une partie de la différence est due au temps qui passe différemment en fonction de lemplacement dans le potentiel de gravitation. Par exemple, le temps passe plus vite dans le système solaire quà la surface de la Terre denviron 0,5 seconde par an.

Historiquement, le temps mesuré par la rotation de la Terre était le plus précis, et le solaire moyen on a supposé que le jour était constant égal à 86 400 s, ce qui a changé avec lintroduction de lheure des éphémérides, remplacée plus tard par lhorloge à quartz et lhorloge atomique, qui ont conduit à une redéfinition de la seconde.Ils dévieront davantage à mesure que la rotation de la Terre ralentira.

Références:

• Urban et Seidelmann (2012): Supplément explicatif de lalmanach astronomique
• McCarthy et Seidelmann (2018): Time: From Earth Rotation to Atomic Physics
• BIPM time publications: https://www.bipm.org/en/bipm/tai/publications.html
• Bulletins IERS: https://www.iers.org/IERS/EN/Publications/Bulletins/bulletins.html
• USNO – Léquation du temps: https://aa.usno.navy.mil/faq/docs/eqtime.php

Figure 1. Excédent à 86400s de la durée des jours, solution GPS combinée, 1995-1997 . De https://www.iers.org/IERS/EN/Science/EarthRotation/LODgps.html

Figure 2. TAI-UT1 et TAI-UTC. De McCarthy et Seidelmann (2018).

Commentaires

• Merci davoir mentionné Terrestrial Time , etc. Je nai ' pas envie de descendre les échelles de temps rabbit-hole dans ma réponse (même si jai fourni un lien vers des articles sur ces sujets dans quelques commentaires ), mais je suppose que ' est bon de donner aux gens un bref aperçu de ce matériel. 😉
• Les secondes intercalaires nont absolument rien à voir avec lerreur de 4 secondes de lOP ' dans sa tentative de calculer la longueur du jour solaire moyen . Les informations contenues dans cette réponse sont toutes vraies, mais totalement indépendantes de la question.
• @DawoodibnKareem Je pense que cela est lié car la réponse à la question de savoir combien de temps dure la journée solaire moyenne nest pas " 24 heures 0min 0 seconde exactement " – pas lorsque vous utilisez la définition conventionnelle de 1 s. Les autres réponses nexpliquent pas cela (mais répondent au point principal, qui est la mauvaise moyenne).