Her på Jorden har vi en tendens til at tage tid for givet, aldrig mistænkt for, at de trin, som vi måler det med, faktisk er ganske relative. De måder, hvorpå vi for eksempel måler vores dage og år, er faktisk resultatet af vores planets afstand fra Solen, den tid det tager at bane rundt, og den tid det tager at rotere på sin akse. Det samme er tilfældet for de andre planeter i vores solsystem.
Mens vi jordboere regner med, at en dag er cirka 24 timer fra sunup til sunup, er længden af en enkelt dag på en anden planet ganske anderledes. I nogle tilfælde er de meget korte, mens de i andre kan vare længere end år - nogle gange betydeligt! Lad os se på, hvordan tiden fungerer på andre planeter og se, hvor længe deres dage kan være, skal vi?
En dag på kviksølv:
Kviksølv er den nærmeste planet til vores sol, der spænder fra 46.001.200 km ved perihelion (tættest på Solen) til 69.816.900 km ved aphelion (længst). Da det tager 58.646 jorddage for Mercury at rotere en gang på sin akse - også. dens sideriske rotationsperiode - dette betyder, at det tager lidt over 58 jorddage for Mercury at opleve en enkelt dag.
Dette er dog ikke at sige, at Merkur oplever to solopgange på lidt over 58 dage. På grund af dens nærhed til solen og den hurtige hastighed, hvormed den cirkler den, tager det ækvivalent med 175,97 jorddage for solen at dukke op igen på samme sted på himlen. Mens planeten roterer en gang hver 58 jorddag, er den ca. 176 dage fra den ene solopgang til den næste på Merkur.
Derudover tager det kun Merkur 87.969 jorddage for at fuldføre en enkelt bane om solen (også kendt som dens orbital periode). Dette betyder, at et år på Merkur svarer til ca. 88 jorddage, hvilket igen betyder, at et enkelt Mercurian (eller Hermian) år varer kun halvdelen så længe som en Mercurian dag.
Derudover er Mercurys nordlige polære regioner konstant i skyggen. Dette skyldes, at dets akse vippes på kun 0,034 ° (sammenlignet med Jordens 23,4 °), hvilket betyder, at den ikke oplever ekstreme sæsonvariationer, hvor dage og nætter kan vare i måneder afhængigt af sæsonen. På Merkurens poler er det altid mørkt og skyggefuldt. Så man kan sige, at polerne er i en konstant skumringstilstand.
En dag på Venus:
Også kendt som ”Jordens tvilling”, er Venus den næst nærmeste planet til vores sol - lige fra 107.477.000 km ved perihel til 108.939.000 km ved aphelion. Desværre er Venus også den langsomt bevægende planet, en kendsgerning, der synliggøres ved at se på dens poler. Mens hver anden planet i solsystemet har oplevet udfladning ved deres poler på grund af hastigheden på deres spin, har Venus ikke oplevet en sådan udfladning.
Venus har en rotationshastighed på kun 6,5 km / t (4,0 mph) - sammenlignet med Jordens rationalhastighed på 1.670 km / t (1.040 mph) - hvilket fører til en siderisk rotationsperiode på 243.025 dage. Teknisk set er det -243.025 dage, da Venus 'rotation er retrograd. Dette betyder, at Venus roterer i den modsatte retning af sin orbitalsti omkring solen.
Så hvis du var over Venus 'nordpol og så den cirkle rundt om Solen, ville du se, at den bevæger sig med uret, mens dens rotation er mod uret. Ikke desto mindre betyder dette stadig, at Venus overtager 243 jorddage for at rotere en gang på sin akse. Ligesom Mercury betyder Venus 'orbitalhastighed og langsom rotation imidlertid, at en enkelt soldag - den tid det tager Solen at vende tilbage til det samme sted på himlen - varer cirka 117 dage.
Så mens et enkelt venusisk (eller cytherisk) år fungerer til 224.701 jorddage, oplever det mindre end to fulde solopgange og solnedgange i den tid. Faktisk varer et enkelt venusisk / cytherisk år så længe som 1,92 venusiske / cytheriske dage. God ting Venus har andre ting til fælles med Jorden, for det er helt sikkert ikke dets daglige cyklus!
En dag på jorden:
Når vi tænker på en dag på Jorden, har vi en tendens til at tænke på den som et simpelt døgninterval. I sandhed tager det Jorden nøjagtigt 23 timer 56 minutter og 4,1 sekunder at rotere en gang på sin akse. I mellemtiden er en soldag på Jorden i gennemsnit 24 timer lang, hvilket betyder, at det tager den mængde tid, før Solen vises på samme sted på himlen. Mellem disse to værdier siger vi, at en enkelt dag- og natcyklus varer en jævn 24.
På samme tid er der variationer i længden af en enkelt dag på planeten baseret på sæsoncykler. På grund af Jordens aksiale hældning vil mængden af sollys, der opleves i visse halvkugler, variere. Det mest ekstreme tilfælde af dette forekommer ved polerne, hvor dag og nat kan vare i dage eller måneder afhængigt af sæsonen.
På nord- og sydpolen i løbet af vinteren kan en enkelt nat vare op til seks måneder, hvilket er kendt som en “polar nat”. I løbet af sommeren oplever polerne, hvad der kaldes en "midnattssol", hvor en dag varer hele 24 timer. Så virkelig er dage ikke så enkle, som vi kan forestille os. Men sammenlignet med de andre planeter i solsystemet, er tidsstyring stadig lettere her på Jorden.
En dag på Mars:
På mange måder kan Mars også kaldes ”Jordens tvilling”. Ud over at have polære iskapper, sæsonbestemte variationer og vand (omend frosset) på sin overflade, er en dag på Mars temmelig tæt på, hvad en dag på Jorden er. I det væsentlige tager Mars 24 timer 37 minutter og 22 sekunder at gennemføre en enkelt rotation på sin akse. Dette betyder, at en dag på Mars svarer til 1.025957 dage.
De sæsonbetingede cyklusser på Mars, som skyldes, at den har en aksial hældning, der ligner Jordens (25,19 ° sammenlignet med Jordens 23,4 °), ligner mere dem, vi oplever på Jorden end på nogen anden planet. Som et resultat oplever Marsdage lignende variationer, hvor solen stiger før og går ned senere på sommeren og derefter oplever det omvendte om vinteren.
Sæsonbestemte variationer varer dog dobbelt så længe på Mars takket være Mars 'i en større afstand fra solen. Dette fører til, at Martian-året er ca. to Jordår lange - 686.971 Jorddage for at være nøjagtige, hvilket fungerer til 668.5991 Marsdage (eller Sols). Som et resultat kan længere dage og længere nætter forventes at vare meget længere på Røde Planet. Noget for fremtidige kolonister at overveje!
En dag på Jupiter:
I betragtning af det faktum, at det er den største planet i solsystemet, kunne man forvente, at en dag på Jupiter ville vare længe. Men som det viser sig, er en Joviansk dag officielt kun 9 timer, 55 minutter og 30 sekunder lang, hvilket betyder, at en enkelt dag er lidt over en tredjedel af en jorddag. Dette skyldes, at gasgiganten har en meget hurtig rotationshastighed, som er 12,6 km / s (45.300 km / t eller 28148.115 mph) ved ækvator. Denne hurtige rotationshastighed er også en af grundene til, at planeten har så voldsomme storme.
Bemærk brugen af ordet officielt. Da Jupiter ikke er en solid krop, gennemgår dens øvre atmosfære en anden rotationshastighed sammenlignet med dens ækvator. Grundlæggende er rotationen af Jupiters polære atmosfære ca. 5 minutter længere end ækvatorialatmosfære. På grund af dette bruger astronomer tre systemer som referencerammer.
System I anvendes fra breddegradene 10 ° N til 10 ° S, hvor dens rotationsperiode er planetens korteste på 9 timer, 50 minutter og 30 sekunder. System II finder anvendelse på alle breddegrader nord og syd for disse; dens periode er 9 timer, 55 minutter og 40,6 sekunder. System III svarer til rotationen af planetens magnetosfære, og dets periode bruges af IAU og IAG til at definere Jupiters officielle rotation (dvs. 9 timer 44 minutter og 30 sekunder)
Så hvis du teoretisk set kunne stå på skyetoppene på Jupiter (eller muligvis på en flydende platform i geosynkron bane), ville du være vidne til solen stige en omgivelse i løbet af mindre end 10 timer fra enhver breddegrad. Og i løbet af et enkelt jovisk år ville solen stige og sætte i alt omkring 10.476 gange.
En dag på Saturn:
Saturns situation ligner meget Jupiters situation. På trods af sin enorme størrelse har planeten en estimeret rotationshastighed på 9,87 km / s (35.500 km / t eller 22058.677 mph). Som sådan tager Saturn omkring 10 timer og 33 minutter at gennemføre en enkelt siderisk rotation, hvilket gør en enkelt dag på Saturn mindre end halvdelen af hvad det er her på Jorden. Også her fører denne hurtige bevægelse af atmosfæren til nogle super storme, for ikke at nævne det sekskantede mønster omkring planetens nordpol og en virvelstorm omkring dens sydpol.
Og ligesom Jupiter tager Saturn sig tid på at kredsa rundt om solen. Med en orbitalperiode, der svarer til 10.759,22 Jorddage (eller 29,4571 Jordår), varer et enkelt Saturnian (eller Cronian) år ca. 24.491 Saturnianske dage. Ligesom Jupiter roterer Saturns atmosfære dog med forskellige hastigheder afhængigt af breddegrad, hvilket kræver, at astronomer bruger tre systemer med forskellige referencerammer.
System I omfatter Ækvatorialzonen, Den sydlige ækvatorbælte og den nordlige ækvatorbælte og har en periode på 10 timer og 14 minutter. System II dækker alle andre Saturnian-breddegrader, bortset fra nord- og sydpolen, og har fået tildelt en rotationsperiode på 10 timer og 38 min. 25,4 sek. System III bruger radioemissioner til måle Saturns interne rotationshastighed, som gav en rotationsperiode på 10 timer og 39 minutter og 22,4 sek.
Ved hjælp af disse forskellige systemer har forskere indhentet forskellige data fra Saturn gennem årene. For eksempel data indhentet i 1980'erne af Voyager 1 og 2 missioner indikerede, at en dag på Saturn var 10 timer 39 minutter og 24 sekunder lang. I 2004 målte data fra Cassini-Huygens-rumssonden planetens gravitationsfelt, hvilket gav et skøn på 10 timer, 45 minutter og 45 sekunder (± 36 sek.).
I 2007 blev dette revideret af undersøgelser ved Institut for Jord-, planetarisk og rumvidenskab, UCLA, hvilket resulterede i det aktuelle skøn på 10 timer og 33 minutter. Ligesom med Jupiter, opstår problemet med at opnå nøjagtige målinger fra det faktum, at som gasgigant roterer dele af Saturn hurtigere end andre.
En dag på Uranus:
Når vi kommer til Uranus, bliver spørgsmålet om hvor lang dag en dag lidt kompliceret. På den ene side har planeten en siderisk rotationsperiode på 17 timer, 14 minutter og 24 sekunder, hvilket svarer til 0,71833 jorddage. Så man kan sige, at en dag på Uranus varer næsten så længe som en dag på Jorden. Det ville være sandt, var det ikke for den ekstreme aksiale hældning, denne gas / is-gigant har foregået.
Med en aksial hældning på 97,77 ° kredser Uranus i det væsentlige solen på sin side. Dette betyder, at enten dens nord- eller sydpol næsten er rettet direkte mod solen på forskellige tidspunkter i dens orbitalperiode. Når den ene pol gennemgår ”sommer” på Uranus, vil den opleve 42 års kontinuerlig sollys. Når den samme pol er peget væk fra solen (dvs. en uransk "vinter"), vil den opleve 42 år med kontinuerligt mørke.
Derfor kan du måske sige, at en enkelt dag - fra den ene solopgang til den næste - varer hele 84 år på Uranus! Med andre ord er en enkelt uranisk dag den samme mængde tid som et enkelt uranisk år (84,0205 Jordår).
Derudover, som med de andre gas / is-giganter, roterer Uranus hurtigere på bestemte breddegrader. Ergo, mens planetens rotation er 17 timer og 14,5 minutter ved ækvator, ca. 60 ° syd, bevæger synlige egenskaber i atmosfæren sig meget hurtigere, hvilket gør en fuld rotation på så lidt som 14 timer.
En dag på Neptun:
Sidst, men ikke mindst, har vi Neptune. Også her er måling af en enkelt dag noget kompliceret. For eksempel er Neptunes sideriske rotationsperiode ca. 16 timer, 6 minutter og 36 sekunder (svarende til 0,6713 jorddage). Men på grund af at det er en gas / is-gigant, roterer planetens poler hurtigere end ækvator.
Mens planetens magnetfelt har en rotationshastighed på 16,1 timer, roterer den brede ækvatoriale zone med en periode på cirka 18 timer. I mellemtiden drejer de polære regioner hurtigst i en periode på 12 timer. Denne differentielle rotation er den mest markante af enhver planet i solsystemet, og den resulterer i stærk breddegrad.
Derudover resulterer planetens aksiale hældning på 28,32 ° i sæsonvariationer, der ligner dem på Jorden og Mars. Den lange omløbsperiode i Neptune betyder, at sæsonerne varer i fyrre jordår. Men fordi dens aksiale hældning kan sammenlignes med Jordens, er variationen i dens daglængde i løbet af det lange år ikke mere ekstrem.
Som du kan se fra denne lille oversigt over de forskellige planeter i vores solsystem, afhænger det, der udgør en dag, helt af din referenceramme. Ud over at det varierer afhængigt af den pågældende planet, skal du også tage højde for sæsoncykler, og hvor på planeten målingerne tages fra.
Som Einstein opsummerede er tiden i forhold til observatøren. Baseret på din inertielle referenceramme, vil dens passage variere. Og når du står på en anden planet end Jorden, bliver dit koncept om dag og nat, som er indstillet til Jordtid (og en bestemt tidszone) formentlig ret forvirret!
Vi har skrevet mange interessante artikler om, hvordan tiden måles på andre planeter her på Space Magazine. For eksempel er her Hvor længe er et år på de andre planeter ?, Hvilken planet har den længste dag?, Rotationen af Venus, hvor lang tid er en dag på Mars? og hvor lang tid er en dag på Jupiter?
Hvis du leder efter mere information, så tjek vores Vores solsystem på Space.com
Astronomy Cast har episoder på alle planeter, herunder afsnit 49: Merkur, og afsnit 95: Humans to Mars, Part 2 - Colonists
