Le temps qu’il faut à la Terre pour tourner sur son axe de 360 degrés, ou une rotation par rapport aux étoiles « fixes », est un Jour sidéral. (Sidéral signifie étoiles.) Un jour sidéral est de 23 heures, 56 minutes et 4 secondes.
Par comparaison, il faut du temps pour que la Terre tourne de telle sorte que le Soleil passe de midi local à midi local est un Jour Solaire. Le midi local est le moment où le Soleil est le plus haut dans le ciel pour un observateur à une latitude particulière. Un Jour Solaire est aussi appelé Jour Synodique Terrestre.
Un jour solaire est en moyenne de 24 heures, bien qu’il puisse varier jusqu’à plus ou moins 25 secondes. Le Jour Solaire moyen (24 heures) est appelé le Jour Solaire Moyen.
La différence de quatre minutes entre le Jour Sidéral et le Jour Solaire Moyen est liée au fait que la Terre avance sur son orbite autour du Soleil pendant qu’elle tourne sur son axe. Étant donné que la Terre avance sur son orbite d’environ un degré par rapport au Soleil chaque jour, la Terre doit tourner d’un degré supplémentaire (ou 361 degrés au total) chaque jour pour se réaligner avec le Soleil pour que le midi local se reproduise.
La raison pour laquelle le Jour Solaire varie autour du Jour Solaire Moyen est que la Terre se déplace à des vitesses différentes sur son orbite autour du Soleil. Ceci est conforme à la Deuxième Loi du Mouvement Planétaire de Kepler.
Veuillez noter que le Jour Solaire Moyen change sur une longue période de temps, en raison du ralentissement de la rotation de la Terre dû aux forces de marée exercées sur la Terre principalement par la Lune. Par exemple, le Jour solaire moyen était d’environ 23 heures il y a environ 250 millions d’années.