Сонце Стоунхенджа.

Починаючи з неоліту і до наших часів, кількість сонячного світла, яку ми спостерігаємо за день, сильно вплинуло на людську культуру. Ми швидко наближаємось до зимового сонцестояння для Північної півкулі, яке відбувається 21 грудня. Це найдовша ніч у році - колись відзначалася як “Юле”Язичницьким народом Північної Європи до того, як стало Різдвом.

Стоунхендж та сусідня неолітична стоянка Росія Стіни Дюррінгтона (близько 2,500 р. до н. е.) кожен був побудований для орієнтації відповідно до заходу та сходу сонця середньої зими відповідно. Така увага до зимового сонцестояння була важливим часом відзначається бенкетом і, можливо, жертвоприношення тварин.

Тисячоліттями пізніше римляни святкували Сатурналії (до IV століття нашої ери) - свято протягом тижня зимового сонцестояння присвячений богу Сатурну, включаючи ігри та веселощі. Останній день Сатурналій римляни називали «dies natalis solis invicti» (день народження нескореного сонця), які святкували його, даруючи подарунки один одному 25 грудня. Язичницька англосаксонська подія, відома як Юль, була у повному розпалі під час зимового сонцестояння кілька століть після цього, врешті-решт переростав у фестиваль, який ми зараз знаємо як Різдво.

Планета, що нахиляється

Але що спричиняє зимове сонцестояння? Наша планета має осьовий нахил (23.4 °) щодо своєї орбітальної площини навколо Сонця, що призводить до сезонів. Зимове та літнє сонцестояння, весняне та осіннє рівнодення є крайніми точками кожного з цих сезонів (див. Зображення). Взимку нахил Землі від сонця спричиняє сонячне світло розподілений на більшій площі поверхні ніж влітку. Це також призводить до того, що сонце сходить пізніше і заходить раніше, даючи нам менше годин сонячного світла і холодніших температур.

Меню / Вікіпедія, CC BY-SA

Як це трапляється, напрямок нахилу Землі змінюється з часом. Ці варіації були відомі ще з часів стародавніх греків. Гіппарх, один із основоположників сучасних астрономічних технік, написав одну з них перші вичерпні каталоги зірок у 129 р. до н. Склавши свій каталог, він помітив, що положення зірок змінилося порівняно з тим, що було набагато раніше, наприклад, у вавилонській.

Цікаво, що зірки, здавалося, перемістили положення на стільки ж, і він зрозумів, що розташування на північ в небі, мабуть, рухалося у проміжні століття. В даний час наша небесна північ позначена положенням зірки Полярна зірка. Але це було не завжди так.

На обертання обертається об'єкта, як Земля, можуть впливати зовнішні сили. Враховуючи, що Земля вже обертається, будь-яка сила, що до неї застосовується, наприклад, сила тяжіння Місяця чи інших тіл Сонячної системи, змінить це обертання (відоме як крутний момент). Результат на Землі називається прецесія рівнодення - явище, яке впливає на наші спостереження за зірками. Наочний приклад цього у меншому масштабі демонструється кілька разів під час фільму Початок, де прецесія прядки використовувалася для визначення того, чи був головний герой насправді, чи все ще мріяв.

Для Землі ця прецесія простежує коло на небі раз на 26,000 років (див. Зображення нижче). У 3,000 р. До н. Е. Небесною північчю була зірка Альфа Драконіс (Тубан) у сузір’ї Драко. Враховуючи те, що ми можемо передбачити цей рух, ми знаємо, що через 13,000 XNUMX років нашою північною зіркою буде Вега в сузір’ї Лір.

Автор надано

Це також впливає на настання сезонів протягом року як частини цього 26,000-річного циклу, і тому має важливі наслідки для тих, хто намагається віднести якесь культурне значення певному моменту в певний сезон. Час, необхідний Землі для обертання навколо Сонця, становить приблизно 365.25 днів, тобто у нас є додатковий день кожні чотири роки. Для порівняння, прецесія рівнодення призводить до приблизно 20 хвилин різниці між періодом орбіти Землі, коли вимірюється на тлі фіксованих зірок (зоряний рік), і час, необхідний для появи сонця, щороку повертається в одне і те ж положення на небі (сонячний рік).

Як історичний аспект, це розбіжність між тривалістю сонячного року та тривалістю року, визначеною Юліанський календар що спонукало перейти до використовуваного в даний час Григоріанський календар. Прецесія рівнодення була відома і спричинила розбіжність у кілька днів, що спонукало рада Нікеї до змінити нашу календарну систему.

За юліанським календарем, спочатку встановленим римлянами в 46 р. До н. Е., День Нового року в Англії був 25 березня, і це також використовувалося для визначення початку податкового року. Прийняття григоріанського календаря в 1752 році зміщено дату податкового року вперед на 11 днів, але встановив Новий рік на 1 січня. Однак, щоб уникнути втрати податкових надходжень на 11 днів, уряд того часу встановив наш податковий рік розпочнеться 6 квітня де це залишається донині.

Отже, з огляду на те, що на день припадає 1,440 хвилин і різниця між сидеральним та сонячним роками становить 20 хвилин, то протягом 72 років дати рівнодення (і сонцестояння) зміняться назад у календарі на цілий день, якщо вони не були виправлені (що вони є). Це означає, що римлянин, який використовував зимове сонцестояння як орієнтир для часу Різдва, святкував би Різдво ближче до кінця нашого листопада. Ще глибше назад будівельники Стоунхенджа пережили б зимове сонцестояння у нашому вересні.

Різдво на Марсі

Очевидно, зимове сонцестояння було важливим в історичному плані, але як щодо майбутнього? Можливо, через кілька сотень років поселенці святкуватимуть Різдво на Марсі. Планета Марс також має осьовий нахил (25.2 °), а отже, і сезони, як у нас. На Марсі також спостерігається прецесія рівнодення, але період прецесії менш стабільний, ніж земний. Приблизно одна повна марсіанська прецесія 167,000 роки.

Зимове сонцестояння в північній півкулі на Марсі щойно минуло, що відбулося 16 жовтня. Оскільки сидеричний рік на Марсі становить 687 земних днів, наступне зимове сонцестояння в північній півкулі Марса настане лише 2 вересня 2020 року.

Це означає, що будь-які майбутні колоністи Марса, які бажають відтворити «урочистості» зимового сонцестояння на стінах Даррінгтона тисячі років тому або, можливо, просто відзначаючи Різдво, повинні були б звикнути святкувати в різні сезони Марса майже щороку.

про автора

Гарет Дорріан, докторський науковий співробітник з космічних наук, Ноттінгемський університет Трент та Ян Уітакер, викладач, Ноттінгемський університет Трент

Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.

Схожі книги:

at InnerSelf Market і Amazon