¿Cómo se puede explicar el movimiento aparente del Sol desde un punto de vista heliocéntrico?

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Desde un marco de referencia horizontal, la trayectoria del Sol parece una parte de un círculo en un plano inclinado, como se muestra en esta imagen:

                             ingrese la descripción de la imagen aquí

Si va a un sistema heliocéntrico, uno diría que esto se debe a que la Tierra gira alrededor de su eje. ¿Hay alguna explicación más detallada de este cambio de referencia?

Entonces, ¿cómo se puede explicar en detalle los siguientes hechos (vistos desde un punto de vista geocéntrico - sistema de referencia horizontal) a partir de un sistema heliocéntrico y el hecho de que la Tierra está girando alrededor de su eje:

  • ¿Por qué el camino del Sol es parte de un círculo?
  • ¿Por qué esta ruta en un avión?
  • ¿Por qué está inclinado este avión?
  • ¿Cómo obtener este "ángulo de inclinación"?

¿Por qué este movimiento parece ser uniforme desde un punto de vista ecuatorial, y puedo descuidar la eclíptica para comprender los puntos anteriores?

Traté de modelarlo usando una bola como la Tierra, le conecté una cámara y usé otra bola como el Sol, pero no pude reproducir el efecto del movimiento aparente en este modelo. Quizás haya alguna animación que aclare los puntos anteriores.

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Respuestas:

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La imagen muestra 3 caminos del sol en un solo día, trazados en tres días particulares: pleno verano, pleno invierno y un equinoccio. El movimiento aparente del sol se debe a la rotación de la Tierra, no al movimiento de la Tierra alrededor del sol.

  • ¿Por qué el camino del sol es parte de un círculo?

    Debido a que la Tierra gira, entonces te mueves en un círculo alrededor de un eje que pasa a través de los polos de la Tierra

  • ¿Por qué esta ruta en un avión?

    La superficie local de la Tierra está modelada como un plano tangente a la esfera de la Tierra. A medida que la Tierra gira, este plano gira y, en relación con este plano, el sol parece moverse. Debido a que el avión gira en un solo eje y a una velocidad uniforme, el sol parece moverse en círculo, a través del cielo. Como es un círculo, está en un plano.

  • ¿Por qué está inclinado este avión?

    Está inclinado porque no estás en los polos, la superficie de la Tierra en la que estás parado está inclinada con respecto al eje de la Tierra.

  • ¿Cómo obtener este "ángulo de inclinación"?

    Es su latitud, o más exactamente 90 latitud. Si estás en los polos, el sol viajaría en un plano horizontal. Si estás en el ecuador, el sol viaja en un plano vertical.

    Los diferentes caminos (rojo, verde y azul en la imagen) se deben a la inclinación de la Tierra a 23.4 grados, por lo que en verano (en el norte) el sol está más alto al mediodía y más al norte al levantarse y ponerse.

  • ¿Por qué este movimiento parece ser uniforme desde un punto de vista ecuatorial?

    La imagen parece mostrar el camino del sol desde una ubicación a unos 45 grados norte, por ejemplo, el norte de los Estados Unidos. De nuevo, puedo estar malinterpretando la pregunta.

    • James K
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    Sí, un círculo está en un avión. Pero también podría ser una curva (similar a un círculo) que no se encuentra en un plano (aquí hay algunos ejemplos de curvas que no se encuentran en un plano: cs.technion.ac.il/~gershon/irit/user_man/compose .gif , aristidesatelier.com/sites/default/files/images/… ) Así que quiero saber por qué debe ser una curva plana.
    re1
    Usted dice: "Debido a que la Tierra está girando, entonces se está moviendo en un círculo alrededor de un eje que pasa a través de los polos de la Tierra", ese es un punto que no entiendo (vea mi pregunta original). Está claro que esto implica que veré el sol en alguna curva, pero ¿por qué es exactamente una parte de un círculo?
    re1
    El último punto "¿Por qué este movimiento parece ser uniforme desde un punto de vista ecuatorial" es solo indirectamente sobre la imagen vinculada. Puedo reformularlo como: "¿Por qué el ángulo horario cambia unívocamente con el tiempo?" Ony puede responder "Porque la Tierra gira uniformemente alrededor de su eje", pero no estoy satisfecho con esta respuesta. Es muy descuidado.
    re1
    Párate en una habitación, con una luz en el techo. Gírate haciendo piruetas en el acto. Puede observar que la luz parece moverse en círculo.
    James K
    Por el último punto. Es porque la rotación de la Tierra es constante. Es inmutable con una precisión de menos de un segundo por año. No hay nada descuidado sobre eso. La rotación de la Tierra se mide con mucha precisión.
    James K