День зимнего солнцестояния: 5 научных фактов о его природе

21 декабря 2018 года в Северном полушарии произошло зимнее солнцестояние: световой день был самым коротким, а ночь — самой длинной в году. Вот, что следует знать об этом астрономическом явлении.

Почему происходит зимнее солнцестояние

Земля вращается вокруг своей оси под углом 23,44 °. Без этого наклона продолжительность дня и ночи в любом месте на планете была бы одинаковой, сезоны не сменяли бы друг друга, а зимнего и летнего солнцестояния (как и весеннего и осеннего равноденствия) не существовало бы.

В день зимнего солнцестояния наклон оси вращения Земли в направлении от Солнца принимает наибольшее значение, из-за чего небесное светило дает Северному полушарию меньше солнечных часов.

Почему дата зимнего солнцестояния меняется

В 45 году до н. э. Юлий Цезарь объявил 25 декабря днем зимнего солнцестояния. Но время, необходимое Земле для оборота вокруг Солнца, составляет примерно 365,25 дней, а это значит, что каждые 4 года у нас появляется дополнительный день. К тому же, существует 20-минутная разница между календарным и тропическим годом (интервалом от равноденствия до равноденствия). Из-за этих расхождений астрономическое зимнее солнцестояние к XVI веку сдвинулось на 12 декабря, и соответствие между сезонами и календарным годом худо-бедно восстановили лишь при Папе Григории XIII.

С учетом разницы между календарным и тропическим годом, зимнее солнцестояние может выпадать на даты между 20 и 23 декабря (причем наиболее распространенными являются 21 и 22 декабря). Следующее солнцестояние 20 декабря произойдет не раньше 2080 года, а 23 декабря — не раньше 2303-го.

Как меняется наклон Земли

Расхождение календарного и тропического года связано с явлением, известным как предварение равноденствий (постепенным смещением точек весеннего и осеннего равноденствий). Его причиной является прецессия — периодическое изменение направления земной оси под влиянием притяжения Луны и Солнца. Этот феномен был известен еще древним грекам.

Гиппарх, один из основателей современной астрономии, в 129 году н.э. составил первый в Европе всеобъемлющий Звездный каталог, и заметил, что положение звезд изменилось по сравнению с тем, которое было указано в более ранних вавилонских записях. Он понял, что звезды периодически смещаются, а расположение северных созвездий на небе постоянно меняется.

В настоящее время север на небе отмечен Полярной звездой, но однажды это изменится. В 3000 г. до н.э. его обозначала звезда Тубан в созвездии Дракона, а через 13 000 лет северной звездой станет Вега в созвездии Лиры.

Была ли ночь с 21 на 22 декабря самой длинной в истории Земли

Приблизительно 4,5 миллиарда лет назад Земле требовалось всего шесть часов, чтобы совершить один оборот вокруг своей оси, 350 миллионов лет назад это занимало 23 часа, а сегодня — около 24-х. Со временем дни будут становиться длиннее, поскольку вращение Земли замедляется из-за приливного трения. Но существует несколько компенсирующих факторов, которые сокращают дни на доли миллисекунды: таяние ледникового льда, геологическая активность в ядре Земли, землетрясения, океанические течения и сезонные изменения ветра.

Сложив эти факторы вместе, ученые подсчитали, что самый длинный день в истории Земли, вероятно, произошел еще в 1912 году. Летнее солнцестояние в этом году было самым длинным днем в Северном полушарии, а зимнее солнцестояние — самой длинной ночью. Но рано или поздно эффекты приливного трения преодолеют компенсирующие факторы, и будущие зимние солнцестояния наверняка установят новые рекорды как самые длинные ночи в истории Земли.

Источник: m.vk.com