C'est étrange mais vrai. Nous ne comprenons peut-être pas pleinement l'une des mesures les plus simples de l'astronomie observationnelle: à quelle heure le Soleil se lève-t-il vraiment?
C’est quelque chose de si basique que nous y pensons rarement. Chaque matin, le lever du soleil nous court de l'est jusqu'à (si vous êtes sur l'équateur) plus de 1 000 miles par heure (1 600 km / h), et le fera pendant des dizaines de milliers de matins tout au long de notre vie. S'il y a une chose sur laquelle vous pouvez compter, c'est le lever du soleil du matin.
Maintenant, une analyse de Michigan Tech par Teresa Wilson de l'Observatoire naval américain suggère que les méthodes traditionnelles et les almanachs peuvent retarder le lever et le coucher du soleil de 5 minutes. Wilson a annoncé les résultats de l'étude fascinante au 8 janviere réunion de l'American Astronomical Society à Seattle.
Le problème est celui de la réfraction. Si nous vivions sur un mot sans air, le moment du lever du soleil calculé et observé serait facile… mais en tant que mammifères respirant l'air, nous aurions d'autres problèmes à affronter. L'air plie la lumière, ce qui signifie que nous voyons le soleil légèrement décalé par rapport à sa position réelle à l'horizon en raison de l'atmosphère. Avec la Lune, le Soleil est l'un des rares objets célestes qui est grand et suffisamment proche pour apparaître comme plus qu'un point de lumière à l'œil nu. De plus, comme la Lune, le diamètre apparent du Soleil est d'environ un demi-degré, ce qui signifie que vous pouvez aligner l'horizon local avec 720 soleils de bout en bout, ou 180 soleils de l'horizon au zénith. Cette taille change également très légèrement du périhélie en janvier à l'aphélie en juillet, car le soleil semble croître puis diminuer d'une valeur de 31,6 ′ 32,7 ′ minutes d'arc.
La plupart des calculs supposent l'heure locale du lever et du coucher du soleil comme lorsque le centre du disque du Soleil efface l'horizon. Bien sûr, votre horizon réel est probablement encombré d'objets de premier plan que le soleil doit nettoyer, à moins que vous ne viviez au sommet d'une montagne isolée ou que vous n'ayez la chance d'observer le lever et le coucher du soleil depuis la plage.
La plupart des calculs de lever de soleil standard supposent un angle de réfraction de 34 minutes d'arc, un peu plus grand que le diamètre apparent du Soleil. Wilson note dans l'étude que cette valeur est citée dès 1865, et son utilisation peut remonter jusqu'à 17e siècle maître de l'optique, Isaac Newton. Cependant, cette valeur est une approximation et ne tient pas compte des conditions météorologiques locales. L'air se comporte très différemment, disons, un matin de janvier calme sur les Grands Lacs par rapport à un matin chaud et poussiéreux de juillet au large de la côte ouest de l'Afrique. Pourtant, le simple fait d'utiliser une valeur standard suppose que les conditions réelles sur ces sites disparates sont les mêmes.
L'étude de Wilson a examiné les enregistrements historiques de 514 couchers de soleil et 251 levers de soleil de 30 emplacements géographiques distincts. La plupart d'entre eux (environ 600) sont venus avec des données météorologiques pour le site, que Wilson a ensuite introduites dans trois modèles de réfraction distincts.
Wilson a constaté que, bien que le lever et le coucher du soleil varient selon la saison, les prévisions hivernales avaient tendance à être tardives, tandis que les prévisions estivales se déroulaient tôt. Le fait de voir le lever du soleil sur l'eau semblait amplifier l'effet, bien que la prise en compte de l'altitude de l'observateur ait atténué l'écart.
De plus, la modélisation de l’effet complexe de la météo dans la troposphère n’a pas fait disparaître l’écart. Wilson a constaté qu'en utilisant la norme actuelle de 34 ′, nous ne pouvons pas prédire l'heure du lever du soleil à mieux que dans les 2 minutes.
En quoi est-ce important? Wilson note qu'une minute d'erreur lors de la mesure du lever du soleil en mer à l'aide de la navigation céleste peut entraîner jusqu'à 15 milles marins d'erreur. Ceci est crucial, car la marine américaine a repris l'enseignement de la navigation céleste à l'ancienne aux cadets, dans l'éventualité où une cyberattaque rendrait impossible la capacité GPS. De plus, pour l'instant, notre temps est réglé sur l'heure astronomique, bien qu'il y ait eu des appels pour s'éloigner de cette norme et abolir la suppression et l'insertion des secondes intercalaires à partir de 2023. Je pense que l'histoire vraiment fascinante ici, cependant, est le fait que la science entourant cette facette fondamentale de l'astronomie est quelque chose que n'importe qui aurait pu faire, s'ils avaient simplement pensé à le faire.
La solution? Peut-être que les prévisions intelligentes peuvent fonctionner pour tenir compte des conditions atmosphériques locales, offrant aux observateurs une meilleure prévision du lever et du coucher du soleil.
… Et le Soleil continuera de se lever et de se coucher, chaque jour.
