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Etudes des données astronomiques |
Pour la deuxième partie de ce TP on utilise à de nombreuses reprises des données figurant sur une des pages intérieures du calendrier.
Les dates et les heures du début des saisons sont données sur la partie externe du calendrier. Le début du printemps correspond à l'équinoxe de printemps qui a lieu le 20 ou 21 mars, le début de l'été correspond au solstice d'été qui a lieu le 21 juin, le début de l'automne correspond à l'équinoxe d'automne qui a lieu le 22 ou 23 septembre, et le début de l'hiver correspond au solstice d'hiver qui a lieu le 21 ou 22 décembre. La position de la Terre par rapport au Soleil aux solstices et aux équinoxes est donnée figure 8.
A partir de ces informations, on fait le décompte des jours et des heures de chacune des saisons. Pour calculer la longueur de l'hiver, on aura, en toute rigueur, besoin de deux calendriers correspondant à deux années successives, mais ceci peut être négligé en première approximation, l'erreur étant de quelques heures et donc inférieure au phénomène que nous voulons mettre en évidence. Par ailleurs, certains calendriers utilisent le Temps Universel (TU), et d'autres le temps légal. Le temps légal est égal à TU + 1h l'hiver et TU + 2 h l'été. On fera attention à utiliser un système cohérent pour les heures, TU étant le plus logique. Cependant, l'erreur commise en utilisant les heures légales données dans certains calendriers, est ici aussi bien inférieure à la différence de longueur entre deux saisons. On constate que les saisons sont de longueurs inégales. Ainsi le printemps dure 92 jours 20 h, l'été 93 jours 15 h, l'automne 89 jours 19 h et l'hiver 89 jours.
On explique par la deuxième loi de Képler les longueurs différentes des diverses saisons. En effet, la trajectoire de la Terre autour du Soleil n'est pas un cercle parfait mais une ellipse dont le Soleil occupe un des foyers (première loi de Képler). La deuxième loi de Képler dit : "le rayon vecteur Terre-Soleil décrit des aires égales en des temps égaux". La Terre va plus vite sur sa trajectoire quand elle est près du Soleil. Voir figure 9.
On remarque que, contrairement à ce que l'hiver régnant alors dans l'hémisphère Nord pourrait nous laisser penser, c'est au mois de janvier que la Terre se trouve le plus près du Soleil : en effet, le périhélie a lieu le 4 janvier, et c'est au mois de juillet qu'elle en est le plus loin : l'aphélie a lieu le 4 juillet.
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