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Horloge "Moonlight" :

Course du Soleil et de la Lune au dessus de l'horizon.







Horloge mécanique présentant les mouvements apparents de la Lune et du Soleil.


Fonctionnement du Soleil


À 6 heures du matin, le Soleil, gravé sur l'aiguille des heures, émerge de l'horizon à l'Est, et le disque mobile couvrant la moitié de la façade, jusque là bleu-nuit, exécute un demi tour et fait apparaître un demi-cercle bleu-ciel au-dessus de l'horizon. Le Soleil, actionné en temps réel par le mécanisme, va indiquer l'heure toute la journée, et fera un tour complet de cadran en 24 h, et non en 12 h, comme dans les horloges ou montres classiques.

Selon l'époque de son cycle synodique (29,53 jours) la Lune va également apparaître à l'Est, et tourner à la même périodicité que le Soleil, moins 50 min 28 sec. La Lune prend donc chaque jour 50' 28'' de retard qui se cumulera. A 18 h, au moment où le Soleil disparaîtra à l'Ouest, le disque mobile va exécuter un nouveau demi tour, et se stabiliser en ne laissant apparaître au dessus de l'horizon que sa moitié bleu-nuit étoilé.

Une fente en demi cercle, dans le cache horizon de la partie inférieure, laisse légèrement voir le Soleil pour indiquer les heures de nuit (de 18 h à 6 h en passant par 0 h, nouveau jour). Ainsi donc l'horloge indique l'heure 24 h sur 24.


Fonctionnement de la Lune


1) Le premier jour d'un nouveau cycle lunaire commence à la Nouvelle Lune : moment où la Lune est exactement dans l'axe Terre Soleil, entre les deux. L'observateur terrestre ne peut voir la Lune puisqu'elle ne présente vers la Terre que sa moitié dans l'ombre. Sur l'horloge, le Soleil et la Lune (noire) apparaissent en même temps à l'horizon de l'Est et parcourent ensemble les 12 h de ce premier jour. Ils se couchent à 18 h, ensemble, ou presque, puisqu'en 12 h la Lune a déjà pris 25'14'' de retard. Le lendemain matin (deuxième jour du cycle) le Soleil se lève 50'28'' plus tôt que la Lune.


2) Un croissant de Lune, passant par les pôles, va apparaître de plus en plus large au fil des jours, jusqu'à ce que l'on voie, au bout de 7 jours environ ( un quart du cycle de 29,5 jours ) la Lune moitié noire (à gauche), et moitié blanche (à droite) : c'est le ''Premier Quartier'' (son croissant dessine la partie évidée d'un p). Grâce à l'horloge ''Moonlight Clock'', on peut constater qu'au bout d'une semaine la Lune se lève à l'Est au moment où le Soleil est au Zénith au Sud (formant ainsi un angle droit) : la Lune, ayant pivoté sur elle-même tout en tournant, présente son ''Premier Quartier'', soit le quart d'un tour complet.

3) Sur l'horloge, on peut vérifier que la Lune, prenant le même retard chaque jour, va se trouver (à la moitié de son cycle au bout de 14,5 jours), à nouveau en alignement avec la Terre et le Soleil, mais cette fois c'est la Terre qui va se trouver entre la Lune et le Soleil. Les humains verront la Lune entièrement éclairée, toute ronde à la Pleine Lune, mais visible seulement la nuit. En effet, étant à l'opposé du Soleil, elle se lève au moment où le Soleil se couche et où la nuit tombe, et elle se couche quand le Soleil se lève.


4) Au Dernier Quartier le Soleil a fait les ¾ du cycle qui lui permettra de rattraper la Lune. La Lune apparaît comme au Premier Quartier, mais inversée, c'est à dire moitié blanche à gauche et moitié noire à droite (son croissant dessine la partie évidée d'un d). Cette moitié blanche va se réduire de plus en plus au fil des jours, prenant la forme d'un croissant dont les pointes passent toujours par les pôles du disque lunaire, puis elle va disparaître totalement, prenant alors le nom de Nouvelle Lune.


Conclusion : On peut donc constater que la Lune est visible de jour de son Dernier Quartier à son Premier Quartier (sauf 2 ou 3 jours avant et après la Nouvelle Lune) et visible la nuit de son Premier Quartier à son Dernier Quartier : c'est ce que cette horloge permet de montrer.


Rappels concernant la Lune :

Cycle synodique de la Lune

Définition : le cycle synodique est la valeur moyenne de temps qui s'écoule entre deux conjonctions successives de la Terre, de la Lune et du Soleil, c'est à dire entre deux '' Nouvelle Lune.''

Les ''phases'' de la Lune (Lune croissante de Nouvelle Lune à la Pleine Lune, et décroissante de la Pleine Lune à la Nouvelle Lune) ne sont qu'un jeu d'ombre portée sur la Lune par le Soleil, et n'ont pas d'incidence sur sa rotation et sa révolution. ( l'ombre tourne au fil des jours en sens inverse de la rotation de la terre et de la lune elle-même ).

Ce cycle dit ''synodique'' de la Lune, en montre les ''quartiers'' : ombre projetée par le Soleil et variable selon la position respective de la Terre, du Soleil et de la Lune. La durée de ce cycle est de 29 jours 12 heures 44 minutes et 2,8 secondes, soit 29, 530 588 032 jours, soit encore 2 551 442,806 secondes. Ce qui fait une durée théorique d'un jour lunaire de 89 428 '' 328 744 pour une durée de jour terrestre de 86 400''.

La différence entre ces deux jours, soit 3 028 '' 32 est donc de 50 ' 28 '' 32 retard que prend la Lune sur le Soleil. Le jour lunaire fourni par cette horloge est de 89 428 '' 256, soit un écart d'avec la réalité de 0 '' 072 par jour ( x 29,530 588 = - 2 '' 12, par mois lunaire).

Écart mathématique, qui ne tient pas compte de l'imprécision de l'horloge à pendule (quelques secondes par jour au mieux), mais qui serait vérifié si la marche de l'horloge était gérée par un mécanisme très précis, électrique radio guidée par exemple. Cependant le créateur de cette horloge a préféré rester dans un fonctionnement uniquement mécanique et supporter une légère imprécision.


Hémisphères

A noter que dans l'horloge ''Moonlight Clock'', conçue pour l'hémisphère nord, la partie visible sous la ligne d'horizon ne représente pas l'hémisphère sud, mais un fuseau horaire diamétralement opposé à celui que regarde l'observateur. En effet le Soleil éclaire un fuseau horaire du Nord au Sud, et quand il est midi à Londres par exemple (méridien 0°), il est midi sur tout le méridien 0° du Nord au Sud ; et il est minuit du Nord au Sud sur le méridien 180° où se situe la Nouvelle Zélande (méridien de la ligne de changement de jour et de date par ailleurs).

Dans l'hémisphère nord, pour voir le Soleil dans sa course d'Est en Ouest, il faut regarder vers l'équateur, donc vers le pôle Sud et vers le plan de l'écliptique dans lequel tournent toutes les planètes et le Soleil : l'Est est à notre gauche et l'Ouest est à notre droite. Alors que dans l'hémisphère sud on voit le Soleil en regardant vers l'équateur et donc vers le pôle Nord : le Soleil se lève à l'Est à notre droite et se couche à l'Ouest à notre gauche.

Le cycle ''synodique'' de la Lune ne peut être constaté que par un observateur placé sur la terre et subissant le déplacement terrestre face au Soleil et à la Lune. On parle ici de '' Lune croissante '' et

'' Lune décroissante ''.

Il existe plusieurs autres cycles lunaires, en particulier le cycle '' sidéral '' : c'est le constat que ferait un observateur placé à la limite du système solaire, qui observerait en même temps le Soleil, la Terre et la Lune dans leurs révolutions respectives. On parle alors de '' Lune montante '' et '' Lune descendante '' , par rapport au '' plan de l'écliptique'' dans lequel se meuvent Soleil, Terre et Lune : les éclipses de Lune ou de Soleil ne peuvent avoir lieu que dans ce plan, selon des configurations particulières. ( Voir l'autre modèle d'horloge dite ''Monde''.)

Un autre cycle, dit '' anomalistique '' montre le caractère elliptique de la révolution lunaire, avec le ''périgée'', point où la Lune est la plus proche de la Terre et '' l'apogée'', point où elle en est le plus éloignée




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