بیگ بنگ: تجربه نشان داده است که کنجکاوی و عدم غفلت نسبت به اتفاقات محیط پیرامون همیشه برای بشر موجبات پیشرفت را فراهم کرده است و شاید اگر این توجه نمی بود و اگر این کنجکاوی وجود نمی داشت، علمی بنام نجوم شکل نمی گرفت. راستی توجه کرده اید این روزها شب ها طولانی شده! یا به سرمای هوا افزوده شده…،اما در میان این تغییرات محسوس در پیرامون ما، یکسری اتفاقات دیگری نیز در کیهان در حال به وقوع پیوستن است، اتفاقاتی که شاید ما فقط اثرات آن را ببینیم امشب شب یلدا است و می‌دانیم که طولانی‌ترین شب سال را پیش رو خواهیم داشت.

به گزارش بیگ بنگ، شاید شنیده باشید که شب یلدا ریشه‌ای نجومی دارد و با رسیدن خورشید به نقطه انقلاب زمستانی مصادف است. اما اینکه معنای انقلاب زمستانی چیست؟ و دقیقا در نقطه انقلاب زمستانی چه رخ می‌دهد که سبب می‌شود شب‌ها طولانی شود؟ ارتباط این موضوع با فرارسیدن سرمای زمستان چیست؟ نیازمند توضیحاتی است. برای پاسخ به آنها شما را به ضیافتی با طعم علم دعوت می کنیم، ضیافتی به پهنای آسمان به وسعت گیتی…

ما برای اینکه درک درستی از پیدایش فصل ها، از جمله انقلاب زمستانی داشته باشیم ناگزیر هستیم با برخی از اصطلاحاتی که در باب نجوم کروی مورد استفاده قرار میگردد آشنا شویم؛ اما اصطلاحاتی که مورد نیاز ما هستند، عبارتند از: 1-کره ی سماوی 2-استوای سماوی 3-دایره البروج 4- محور زمین.

1- کره ی سماوی: کره‌ای است به مرکزیت زمین و شعاع بی نهایت که موقعیت ظاهری اجرام سماوی بر روی آن می باشد.

2-استوای سماوی: تصویر استوای زمین بر روی کره سماوی.

3-دایره البروج: مسیر حرکت ظاهری خورشید در پهنه آسمان در طول یک سال.

علت پیدایش فصول مختلف

می‌دانیم که زمین در طول یک سال (حدود ۳۶۵ روز و ۶ ساعت)، یک دور کامل به دور خورشید می‌چرخد، که البته این چرخش به طور عمودی بر محور نیست، بلکه با زاویه ۲۳٫۵ درجه با خط عمود بر مدار، قرار گرفته است. این انحنای محور زمین را میل محوری زمین می نامند. هرچند به ظاهر این ویژگی(میل محوری زمین) خیلی پدیده خاصی به نظر نمی‌رسد، اما دلیل به وجود آمدن فصل‌های مختلف وجود همین میل محور زمین است.

نیمکره‌جنوبی و شمالی زمین با توجه به زاویه محور زمین در هر موقع از سال، نور خورشید را با زاویه‌ای خاص دریافت می‌کنند بعنوان مثال خورشید در اول تیر به مدار راس السرطان عمود می تابد و چون گرمای نور عمود بیشتر از مایل است؛ در نیمکره شمالی فصل تابستان و گرما حاکم است و در همین حال به مدار راس الجدی مایل می تابد و به همین علت در نیمکره ی جنوبی فصل سرما حاکم است و وقتی که در نیمکره شمالی اعتدال بهاری است در نیمکره ی جنوبی اعتدال پاییزی است و بالعکس.

بعبارت دیگر انحراف مداری زمین باعث شده که در طول گردش خود به دور خورشید ۴ فصل را داشته باشیم زمین، یک فروردین، یک تیر، یک مهر و یک دی ماه جزء اصلی‌ترین زمان‌های سال و موقعیت خورشید در آسمان هستند که تغییرات فصلی در آن روی می دهد. در واقع این زمان‌ها اولین روزهای فصل های سال هستند. یک فروردین روزی است که خورشید در آسمان به مکانی می رسد که آن را نقطه اعتدال بهاری می گویند؛ در این زمان میل و بعد خورشید صفر درجه است؛ همچنین در این زمان دقیقا خورشید از شرق طلوع و دقیقا در غرب غروب می کند.

تقریبا ۳ ماه بعد از اول فروردین، یعنی در روز یک تیرماه است که خورشید در بالاترین میل مداری قرار می گیرد؛ در این روز خورشید در میل مداری 23.5 درجه شمالی قرار دارد و طولانی‌ترین روز و کوتاه‌ترین شب برای زمین است. این روز برای زمین انقلاب تابستانی است. در یک مهر ماه خورشید از محور ۹۰ درجه شرق طلوع و از ۹۰ درجه غرب غروب می کند و در این زمان خورشید در نقطه اعتدال پاییزه قرار دارد.

در این زمان، خورشید در پایین‌ترین میل مداری خودش که منفی 23.5 است می‌ایستد؛ و زمینیان شاهد کوتاه‌ترین روز و طولانی‌ترین شب هستند. به این روز انقلاب زمستانی نیز می گویند. برخی خیال می کنند علت پیدایش فصول دوری و نزدیکی زمین به خورشید است و حال آنکه زمین در تابستان در حضیض و در زمستان در اوج مداری خود قرار دارد.

همین تابش عمودی و مایل است که تعیین کنندۀ تغییر طول شبانه روز در دو فصل تابستان و زمستان می باشد. در اعتدالین طول شب و روز با هم برابر است و خورشید دقیقا از شرق طلوع کرده و در غرب غروب می کند و مسیر ظاهری خورسید دقیقا بر روی استوا است، اما در انقلاب تابستانی که طول روز بیشتر شب است، مدار زمین ۲۳٫۵ درجه بالاتر از دایره‌البروج قرار گرفته است و خورشید تقریبا از شمال شرقی طلوع می‌کند و در  تقریبا درشمال غربی غروب می‌کند و همچنین ارتفاع خورشید در این هنگام بیشتر از زمان های دیگر است این‌که این ارتفاع نسبت به افق چه باشد به عرض جغرافیایی محل زندگی ما بستگی دارد. اکنون در نقطه قطب شمال کره زمین، مدت‌هاست که خورشید هنگام روز نیز زیر افق قرار دارد و شب‌های طولانی قطبی حکمفرماست.

در ناحیه‌ای با عرض جغرافیایی شهر مسکو، خورشید در ظهر روز انقلاب زمستانی (30 آذر یا 1 دی)، فقط 11 درجه با افق فاصله دارد و در تهران، حدود 31 درجه. این ارتفاع در تیرماه حدود 78 درجه است، یعنی خورشید به نقطه بالای سر بسیار نزدیک است. یعنی هرچه به عرض‌های جغرافیایی پایین‌تر و به سمت استوای زمین پیش می‌رویم، ارتفاع خورشید در هنگام ظهر روز انقلاب زمستانی بیشتر می‌شود. از آنجا که در زمان انقلاب زمستانی، حداکثر ارتفاع خورشید در آسمان نسبت به زمان‌های دیگر کمتر است، خورشید مسیر کوتاه‌تری را بین طلوع و غروب بالای افق طی می‌کند و این به معنای کوتاه‌تر بودن طول روز و بلندتر بودن مدت شب است.

نویسنده: محمد جواد نوروزی/ سایت علمی بیگ بنگ

منابع بیشتر: کتابهای نجوم به زبان ساده، ستاره شناسی به زبان آدمیزاد، زمین در فضا