Słońce Stonehenge.

Od neolitu po czasy obecne ilość światła słonecznego, które widzimy w ciągu dnia, wywarła głęboki wpływ na ludzką kulturę. Zbliżamy się wielkimi krokami do przesilenia zimowego na półkuli północnej, które przypada na 21 grudnia. To najdłuższa noc w roku – kiedyś obchodzona jako „Święta Bożego Narodzenia” przez pogańskich mieszkańców Europy Północnej, zanim nastało Boże Narodzenie.

Stonehenge i pobliskie neolityczne stanowisko site Mury Durrington (około 2,500 pne) zostały zbudowane tak, aby były zorientowane odpowiednio na zachód i wschód słońca w środku zimy. To skupienie się na przesileniu zimowym było ważnym czasem oznaczone przez ucztowanie i prawdopodobnie ofiary ze zwierząt.

Tysiące lat później Rzymianie obchodzili Saturnalia (do IV w. n.e.) – święto trwające tydzień przesilenia zimowego poświęcony bogu Saturn, z udziałem gier i zabaw. Ostatni dzień Saturnaliów Rzymianie nazwali „dies natalis solis invicti” (urodziny niepokonanego słońca), którzy świętowali go, składając sobie nawzajem prezenty 25 grudnia. Pogańskie anglosaskie wydarzenie znane jako Yule było w pełnym rozkwicie podczas przesilenia zimowego kilka wieków później, ostatecznie przekształcając się w festiwal, który teraz znamy jako Boże Narodzenie.

Przechylająca się planeta

Ale co powoduje przesilenie zimowe? Nasza planeta ma nachylenie osiowe (23.4°) w stosunku do płaszczyzny orbity wokół Słońca, co skutkuje porami roku. Przesilenia zimowe i letnie oraz równonoc wiosenna i jesienna są skrajnymi punktami w każdej z tych pór roku (patrz zdjęcie). Zimą odchylenie Ziemi od słońca powoduje, że światło słoneczne jest rozłożone na większej powierzchni niż latem. Powoduje również, że słońce wschodzi później i zachodzi wcześniej, co daje nam mniej godzin nasłonecznienia i niższych temperatur.

Meniou/Wikipedia, CC BY-SA

Tak się składa, że ​​kierunek nachylenia Ziemi zmienia się w czasie. Te odmiany były znane od czasów starożytnych Greków. Hipparch, jeden z twórców nowoczesnych technik astronomicznych, napisał jedną z pierwsze kompleksowe katalogi gwiazd w 129 pne. Po skompilowaniu swojego katalogu zauważył, że położenie gwiazd zmieniło się w porównaniu z wcześniejszymi zapisami, takimi jak babiloński.

Co ciekawe, gwiazdy wydawały się przesunąć pozycję o tę samą wartość i zdał sobie sprawę, że położenie na północ na niebie musiały się poruszać w ciągu minionych stuleci. Obecnie nasza niebiańska północ jest oznaczona pozycją gwiazdy Polaris. Ale nie zawsze tak było.

Na obrót wirującego obiektu, takiego jak Ziemia, mogą wpływać siły zewnętrzne. Biorąc pod uwagę, że Ziemia już się obraca, każda przyłożona do niej siła, taka jak grawitacja Księżyca lub innych ciał Układu Słonecznego, zmodyfikuje ten obrót (znany jako moment obrotowy). Wynik na Ziemi nazywa się precesja równonocy – zjawisko, które wpływa na nasze obserwacje gwiazd. Widoczny tego przykład w mniejszej skali jest pokazywany kilka razy podczas filmu Początek, gdzie precesja bączka została wykorzystana do ustalenia, czy główny bohater jest w rzeczywistości, czy jeszcze śni.

W przypadku Ziemi precesja ta tworzy okrąg na niebie raz na 26,000 3,000 lat (patrz rysunek poniżej). W 13,000 pne niebiańska północ była gwiazdą Alpha Draconis (Thuban), w konstelacji Draco. Biorąc pod uwagę, że możemy przewidzieć ten ruch, wiemy, że za XNUMX XNUMX lat naszą gwiazdą północną będzie Wega, znajdująca się w konstelacji Lyrae.

Autor pod warunkiem

Wpływa to również na początek pór roku w ciągu roku w ramach tego 26,000 365.25-letniego cyklu, a zatem ma ważne implikacje dla każdego, kto próbuje przypisać jakiekolwiek znaczenie kulturowe określonemu punktowi w danej porze roku. Czas potrzebny Ziemi na okrążenie Słońca wynosi około 20 dni, co oznacza, że ​​co cztery lata mamy dodatkowy dzień. Dla porównania, precesja równonocy powoduje około XNUMX minut różnicy między okresem orbitalnym Ziemi mierzonym względem stałych gwiazd tła (rok gwiezdny) oraz czas potrzebny na to, aby słońce co roku powróciło do tej samej pozycji na niebie (rok słoneczny).

Na marginesie historycznym, była to rozbieżność między długością roku słonecznego a długością roku określoną przez Kalendarz juliański które skłoniły do ​​konwersji na obecnie używane kalendarz gregoriański. Precesja równonocy była znana i spowodowała rozbieżność kilku dni, co spowodowało rada Nicejska do zmienić nasz system kalendarzy.

Zgodnie z kalendarzem juliańskim, pierwotnie ustanowionym przez Rzymian w 46 rpne, dzień Nowego Roku w Anglii przypadał 25 marca i to również było używane do określenia początku roku podatkowego. Przyjęcie kalendarza gregoriańskiego w 1752 r. przesunęła datę roku podatkowego do przodu o 11 dni, ale Nowy Rok ustaw na 1 stycznia. Jednak, aby uniknąć 11 dni utraconych wpływów podatkowych, ówczesny rząd ustalił nasz rok podatkowy rozpocznie się 6 kwietnia gdzie pozostaje do dziś.

Tak więc, biorąc pod uwagę, że w ciągu dnia jest 1,440 minut i różnica 20 minut między rokiem gwiezdnym a słonecznym, to w ciągu 72 lat daty równonocy (i przesileń) przesunęłyby się wstecz w kalendarzu o cały dzień, jeśli nie zostały poprawione (co są). Oznacza to, że Rzymianin używający przesilenia zimowego jako punktu odniesienia dla czasu Bożego Narodzenia obchodziłby Boże Narodzenie pod koniec naszego listopada. Jeszcze wcześniej budowniczowie Stonehenge doświadczyli przesilenia zimowego we wrześniu.

Boże Narodzenie na Marsie

Przesilenie zimowe było oczywiście ważne historycznie, ale co z przyszłością? Być może za kilkaset lat ludzcy osadnicy będą świętować Boże Narodzenie na Marsie. Planeta Mars ma również nachylenie osiowe (25.2°), a co za tym idzie pory roku, takie jak my. Mars również doświadcza precesji równonocy, ale okres precesji jest mniej stabilny niż ziemski. Jedna pełna marsjańska precesja to około 167,000 roku.

Przesilenie zimowe na półkuli północnej na Marsie dopiero co minęło, przypadające 16 października. Ponieważ rok gwiezdny na Marsie trwa 687 ziemskich dni, następne przesilenie zimowe na półkuli północnej Marsa nastąpi nie wcześniej niż 2 września 2020 roku.

Oznacza to, że przyszli koloniści marsjańscy, którzy chcieliby odtworzyć „święto” przesilenia zimowego w Durrington Walls tysiące lat temu lub, być może, po prostu obchodząc Boże Narodzenie, będą musieli przyzwyczaić się do świętowania w różnych porach roku na Marsie.

O autorze

Gareth Dorrian, adiunkt naukowy w dziedzinie nauk o kosmosie, Nottingham Trent University oraz Ian Whittaker, wykładowca, Nottingham Trent University

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązane książki:

at Rynek wewnętrzny i Amazon