¿Por qué el sol sale al norte del este entre el equinoccio vernal y otoñal?

Sabes, la primera vez que alguien me dijo esto, estaba absolutamente seguro de que estaban confundidos, ignorantes o equivocados, y le dije que estaba equivocado. Para ser precisos, estábamos hablando de un observador en el ecuador. Sostuve que el Sol saldría por el este y se pondría por el oeste durante todo el año. Él dijo no.

Lo que me hizo dudar, sin embargo, es que esta persona estaba lejos de ser ignorante, así que tal vez los otros dos apelativos tampoco encajaban. Fui a casa y traté de construir una prueba convincente de mi lado, y en medio de la noche me vino a la mente una prueba muy simple y convincente. Excepto que era una prueba de que estaba equivocado.

Imagina que estás en el ecuador al amanecer del solsticio de verano. El este está a lo largo del ecuador. Pero el plano del ecuador está inclinado con respecto a la órbita de la Tierra, y el Sol está muy por encima (al norte) de él. No se puede ver hacia el este al amanecer. Tiene que ser$23.5^\circ$al norte del este. (Recuerde, esto es para un observador en el ecuador).

De la misma manera, el Sol debe salir$23.5^\circ$al sur del este en el solsticio de invierno, y la transición gradual entre estos extremos durante el año.