Стоунхендж солнце.

От неолита до наших дней количество солнечного света, которое мы видим за день, оказало глубокое влияние на человеческую культуру.

 Мы быстро приближаемся к зимнему солнцестоянию в северном полушарии, которое происходит 21 декабря. Это самая длинная ночь в году - когда- то языческий народ Северной Европы отмечал его как « Йоль », прежде чем наступило Рождество.

Стоунхендж и близлежащий неолитический памятник Дуррингтонских стен(около 2500 г. до н.э.) были построены так, чтобы быть ориентированными на закат и
восход солнца в середине зимы соответственно. Это внимание к зимнему солнцестоянию было важным временем, отмеченным праздником и, возможно, жертвоприношением животных.

Тысячелетия спустя римляне праздновали Сатурналии (до четвертого века нашей эры) - праздник в течение недели зимнего солнцестояния, посвященного богу Сатурну , с участием игр и веселья. Последний день Сатурналий был назван римлянами «день рождения непокоренного солнца» (dies natalis solis invicti), который праздновал его, даря друг другу подарки 25 декабря. Языческое англосаксонское событие, известное как Йоль, было в разгаре во время зимнего
солнцестояния через несколько веков после этого, в конечном итоге превращаясь в праздник, который мы теперь знаем как Рождество.

Наклоняющаяся планета
Но что вызывает зимнее солнцестояние? Наша планета имеет осевой наклон (23,4 °) относительно своей орбитальной плоскости вокруг Солнца, что приводит к сезонам. Зимнее и летнее солнцестояния, а также весеннее и осеннее равноденствия являются крайними точками в каждом из этих сезонов (см. Изображение). Зимой наклон Земли от Солнца приводит к тому, что солнечный свет распространяется по большей площади поверхности, чем летом. Это также заставляет солнце вставать позже и садиться раньше, давая нам меньше солнечных часов и более холодные температуры.

Meniou / Wikipedia , CC BY-SA

Как это происходит, направление наклона Земли меняется со временем. Эти вариации были известны еще со времен древних греков. Гиппарх, один из основателей современной астрономической техники, написал один из первых всеобъемлющих звездных каталогов в 129 году до нашей эры. После составления своего каталога он заметил, что положение звезд изменилось по сравнению с теми, что были в более ранних записях, таких как вавилонские.

Интересно, что звезды, по-видимому, изменили положение на ту же величину, и он понял, что расположение севера на небе должно было измениться за прошедшие столетия. В настоящее время наш небесный север отмечен положением звезды Полярис . Но это было не всегда так.

На вращение вращающегося объекта, такого как Земля, могут влиять внешние силы. Учитывая, что Земля уже вращается, любая сила, приложенная к ней, такая как гравитация от луны или других тел в солнечной системе, изменит это вращение (известный как вращающий момент). Результат на Земле называется прецессией равноденствий - явление, которое влияет на наши наблюдения звезд. Видимый пример этого в меньшем масштабе показан несколько раз во время фильма « Начало» , где была использована прецессия волчка, чтобы определить, был ли главный герой в реальности или все еще мечтал.

Для Земли эта прецессия прослеживает круг на небе один раз каждые 26 000 лет (см. Изображение ниже). В 3000 г. до н.э. на небесном севере была звезда Альфа Драконис (Тубан) в созвездии Дракон. Учитывая, что мы можем предсказать это движение, мы знаем, что через 13 000 лет нашей северной звездой станет Вега, в созвездии Лиры.

Автор предоставлен

Это также влияет на начало сезонов на протяжении года как часть этого 26 000-летнего цикла и, следовательно, имеет важные последствия для любого, кто пытается приписать какое-либо культурное значение определенной точке в данном сезоне. Время, необходимое Земле для обращения вокруг Солнца, составляет примерно 365,25 дней, а это означает, что у нас есть дополнительный день каждые четыре года. Для сравнения, прецессия равноденствий приводит к примерно 20-минутной разнице между орбитальным периодом Земли при измерении по отношению к фиксированным фоновым звездам ( звездный год ) и временем, которое требуется, чтобы солнце появилось, чтобы вернуться в то же положение в небо каждый год (солнечный год).

Помимо исторического, именно расхождение между продолжительностью солнечного года и продолжительностью года, как это определено в юлианском календаре , побудило перейти к используемому в настоящее время григорианскому календарю . Прецессия равноденствий было известно о и вызвала расхождение в несколько дней, побудивших совет Никея , чтобы изменить нашу календарную систему .

Согласно юлианскому календарю, первоначально установленному римлянами в 46 году до нашей эры, новый год в Англии был 25 марта, и это также использовалось для определения начала налогового года. Принятие григорианского календаря в 1752 году сместило дату налогового года вперед на 11 дней, но установило новый год на 1 января. Однако, чтобы избежать 11 дней упущенных налоговых поступлений, правительство того времени назначило начало нашего налогового года. 6 апреля, где он остается по сей день.

Итак, учитывая, что в дне 1440 минут, а разница между сидерическими и солнечными годами составляет 20 минут, то в течение 72 лет даты равноденствий (и солнцестояний) будут сдвигаться назад в календаре на полный день, если они не были исправлены (что они есть). Это означает, что римлянин, использующий зимнее солнцестояние в качестве ориентира для определения времени Рождества, праздновал бы Рождество в конце нашего ноября. Еще дальше, строители Стоунхенджа пережили бы зимнее солнцестояние в нашем сентябре.

Рождество на Марсе
Зимнее солнцестояние явно было исторически важным, но как насчет будущего? Возможно, через несколько сотен лет люди-поселенцы будут праздновать Рождество на Марсе. Планета Марс также имеет осевой наклон (25,2 °) и, следовательно, времена года, как у нас. Марс также испытывает прецессию равноденствий, но период прецессии менее стабилен, чем земной. Одна полная марсианская прецессия - приблизительно 167 000 лет .

Зимнее солнцестояние в северном полушарии на Марсе только что прошло, 16 октября. Поскольку звездный год на Марсе составляет 687 земных дней, следующее зимнее солнцестояние в северном полушарии Марса не наступит до 2 сентября 2020 года.

Это означает, что любым будущим колонистам Марса, которые желают воссоздать «празднества» зимнего солнцестояния у стен Даррингтона тысячи лет назад или, возможно, просто отмечать Рождество, придется привыкать праздновать в разные марсианские сезоны почти каждый год.