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De la course du Soleil aux cadrans solaires

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La première photo montre le mouvement apparent des étoiles autour de l’étoile polaire. C’est en fait la rotation de la Terre autour de son axe Nord-Sud qui provoque ce mouvement apparent des étoiles.

En un jour complet, elles sembleraient donc faire un tour complet autour du pôle Nord céleste.

Pour connaître le temps de pose, il faudrait voir à quelle fraction de 24 heures correspondent les traces des étoiles.

Sur deuxième photo, les étoiles sont proches de l’équateur céleste et l’objectif est dirigé vers l’est.

 

Si nous étions au pôle Nord, pour voir l’étoile polaire, il nous faudrait regarder au zénith, pile au-dessus de nos têtes (Fig. 1).

Fig. 1

Si nous sommes à la latitude de 50°N, nous devons nous placer face au nord et viser 50° au-dessus de l’horizon (Fig. 2).

Fig. 2

A un moment donné, nous voyons tout ce qui se situe au-dessus de notre horizon, c’est-à-dire au-dessus du plan tangent à la Terre à l’endroit où nous sommes. Comme on suppose la sphère céleste très grande, beaucoup plus grande que la Terre, cette partie de la sphère céleste correspond à peu près à la moitié de la sphère céleste.

En un jour, de Belgique, on peut voir une bonne partie de la sphère céleste. On peut même voir des étoiles qui sont au sud de l’équateur céleste comme Sirius. On peut voir jusqu’à 40° en dessous de l’équateur céleste (Fig. 2), c’est-à-dire jusqu’à la déclinaison -40°.

On peut visualiser cela en bougeant le curseur \alpha de la figure 3 ou en cliquant sur le bouton “Mouvement diurne”.

Fig. 3

Par contre, nous ne pourrons jamais voir les étoiles qui sont en deçà de cette limite en restant à notre latitude. La Croix du Sud, proche du pôle Sud céleste et Alpha du Centaure, l’étoile la plus proche de la Terre qui se trouve à 60° en dessous de l’équateur (à la déclinaison -60°) n’apparaîtront jamais dans notre ciel !

Au pôle Nord, on voit toujours la même partie du ciel, l’hémisphère Nord (de la sphère céleste).

Par contre, à l’équateur, on pourrait voir toutes les étoiles en 24 heures “si on éteignait le Soleil” ou si la lumière du Soleil ne teintait pas l’atmosphère.

On peut visualiser cela en bougeant le curseur \lamba de la figure 4, qui donne la latitude du lieu P.

Fig. 4

Sur la figure 4, on ne voit pas tout à fait un hémisphère car nous avons voulu représenter la Terre. On pourrait croire, par exemple, que de l’équateur, on ne peut voir l’étoile polaire. A vrai dire, celle-ci est tellement loin et tellement grosse (bien plus que la Terre) que théoriquement, même si elle était pile sur l’axe de rotation de la Terre, de l’équateur, on en verrait théoriquement tout de même près de la moitié (ou plus si on décolle ne fût-ce qu’un peu du sol).

La figure serait donc plus proche de la réalité si l’on représentait la Terre par une sphère minuscule, invisible à l’oeil nu.

 

En observant le ciel à une heure d’intervalle et en prenant un point de repère, on voit que les étoiles bougent ou semblent bouger. Autour de l’étoile polaire, elles semblent tourner dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Cela signifie que la Terre tourne dans l’autre sens, donc d’ouest en est.

La vidéo 1 montre le mouvement des étoiles autour de l’étoile polaire. Elle a été construite en utilisant le logiciel Stellarium (http://www.stellarium.org/fr/).

Vidéo 1

La deuxième photo a été prise d’un village des Alpes. La vidéo 2 montre le mouvement des étoiles avant le lever du Soleil à notre latitude, du côté de l’est. Elle a été construite en utilisant le logiciel Stellarium (http://www.stellarium.org/fr/).

Vidéo 2

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