Замислите да сте поставили камеру у фиксирани положај,
сликали небо
у исто време свакодневно током целе једне године
и послагали све фотографије једну на другу.
Како би Сунце изгледало на тој комбинованој слици?
Као непокретна тачка?
Да ли би имало кружни пут?
Ниједно од та два.
Чудно, али оно ствара облик броја осам,
што је познато као Сунчева аналема,
али због чега?
Кретање Земље ствара неколико циклуса.
Као прво, окреће се око своје осе отприлике једном сваких 24 сата,
стварајући изласке и заласке Сунца.
У исто време, ствара и спорији циклус,
док кружи око Сунца на сваких отприлике 365 дана.
Међутим, постоји преокрет.
Релативно у односу на њену орбиталну раван,
Земља се не окреће са усправљеним Северним полом.
Уместо тога, њена оса има константни нагиб од 23,4 степени.
Ово је познато као нагиб Земљине осе,
или укошеност.
Нагиб од 23 степена можда не делује важно,
али то је главни разлог због ког пролазимо кроз различита годишња доба.
Због тога што оса остаје нагнута у истом правцу
док Земља кружи на годишњем нивоу,
постоје дуги периоди сваке године
када северна половина планете остаје нагнута према Сунцу,
док је јужна половина нагнута ка супротној страни
и обрнуто,
што доживљавамо као лето и зима.
Током лета на датој хемисфери,
чини се да је Сунце више на небу, што чини да су дани дужи и топлији.
Једном годишње, Сунчева деклинација,
угао између екватора
и положаја на Земљи када се Сунце појављује директно изнад,
достиже свој максимум.
Овај дан је познат као летња дугодневица, најдужи дан у години,
и дан када је Сунце на највишем положају на небу.
Тако нагиб Земљине осе
делимично објашњава зашто Сунце мења положај на небу,
а дужина аналеме
је 46,8 степени у току Сунчеве деклинације
током године.
Ипак, зашто је то облик осмице, а не једноставно права линија?
Ово се дешава због друге особине Земљине револуције,
ексцентрицитета орбите.
Земљина путања око Сунца је елипса,
са раздаљином у односу на Сунце која се мења на различитим тачкама.
Одговорајућа промена код силе гравитације
чини да се Земља креће најбрже у јануару
када достиже најближу тачку Сунцу,
перихел,
а најспорије у јулу, када достиже најудаљенију тачку, афел.
Земљин ексцентрицитет значи да се соларно подне,
време када је Сунце на највишем положају на небу,
не јавља увек у истом делу дана.
Дакле, сунчани сат може ићи унапред и 16 минута,
или каснити 14 минута за обичним сатом.
Заправо, време које показује сат и Сунце се поклапају само четири пута годишње.
Ширина аналеме представља степен ове девијације.
Како су људи знали тачно време у прошлости?
Током већег дела људске историје,
оријентисање према положају Сунца је било сасвим довољно.
Међутим, током модерног доба,
разлика између сунчаног и механичког сата је постала важна.
Једначина времена, коју је изнео Птолемеј,
а која је касније прерађена на основу рада Јохана Кеплера,
претвара видљиво соларно време у средње време на које се сви ослањамо.
Глобуси су чак некада имали иштампану аналему на себи
да би омогућили људима да одреде разлику
између часовничког и соларног времена на основу дана у години.
Како се аналема јавља зависи од тога где сте.
Биће нагнута под углом који ће зависи од географске ширине,
или преокренута ако се налазите на јужној хемисфери.
Да сте на другој планети,
могли бисте наићи на нешто потпуно другачије.
У зависности од ексцентрицитета орбите
и нагиба осе,
аналема се може јавити као суза, овалан облик или чак као права линија.