Многие привыкли считать, что сутки длятся ровно 24 часа, а солнце достигает зенита в полдень. Однако астрофизик Нил Деграсс Тайсон в беседе с комиком Чаком Найсом доказывает, что это лишь удобное упрощение. В новом эпизоде StarTalk участники разбирают, почему наши часы расходятся с движением Солнца, что такое аналемма и как небесная механика повлияла на выбор даты празднования Рождества.
⏳ Иллюзия 24-часового дня 0:00
Большинство людей уверены, что сутки — это константа в 24 часа . Однако, если использовать Солнце в качестве единственного ориентира и измерять время от момента его нахождения в высшей точке неба (истинный полдень) одного дня до той же точки следующего, выяснится, что этот интервал почти никогда не равен ровно 24 часам .
Нил Деграсс Тайсон объясняет особенности «солнечного времени»:
- Солнце может достигать высшей точки неба раньше или позже 12:00 по вашим часам .
- Разрыв между «часовым» и «солнечным» полднем может составлять до 15 минут в обе стороны .
- Из-за этой переменчивости использовать положение Солнца для точного определения времени без специальных корректировок невозможно .
По шутливому замечанию Чака Найса, Солнце живет по собственному графику и «опаздывает», на что Тайсон возражает: на самом деле это мы находимся в движении вокруг него .
♾️ Аналемма: небесная «восьмерка» 2:41
Если каждый день в течение года фиксировать положение кончика тени от вертикального шеста ровно в 12:00 по местному времени, то за 365 дней эта тень не останется в одной точке, а вычертит на земле фигуру, напоминающую цифру «8» . Эта фигура называется аналеммой .
Основные характеристики аналеммы:
- Четыре особых дня: Только в четыре дня в году Солнце оказывается в зените ровно в 12:00 . В остальное время оно либо «спешит», либо «отстает».
- Ширина петли: Ширина «восьмерки» показывает, насколько сильно положение Солнца отклоняется от точного времени в конкретный день года .
- Практическое применение: Почти на всех качественных солнечных часах и старинных глобусах (особенно в районе Тихого океана) изображена аналемма . Она нужна для корректировки показаний солнечных часов, чтобы получить точное время с погрешностью до минуты .
🌍 Почему Земля «неправильно» вращается 4:06
Тайсон подчеркивает, что «неправильное» поведение Солнца — это результат особенностей земной орбиты .
Причины возникновения аналеммы:
- Эллиптическая орбита: Орбита Земли — не идеальный круг. Когда планета находится ближе к Солнцу, она движется по орбите быстрее; когда дальше — медленнее .
- Необходимость «докрута»: Земля совершает один полный оборот вокруг своей оси (сидерический день) за 23 часа 56 минут и 4 секунды .
- Дополнительные 4 минуты: За время этого оборота Земля успевает продвинуться по своей орбите. Чтобы Солнце снова оказалось в той же точке неба, планете приходится повернуться чуть больше. Этот «дополнительный поворот» занимает примерно 4 минуты, что и дает нам средние 24 часа .
Тайсон утверждает: тезис о том, что Земля совершает оборот вокруг своей оси за 24 часа, технически неверен и никогда не был правдой . 24 часа — это время, через которое Земля снова оказывается повернутой к Солнцу определенной точкой, и этот интервал постоянно меняется из-за изменения скорости движения по орбите .
☀️ Солнцестояние и происхождение Рождества 6:52
Изменение высоты солнечной дуги в течение года определяло жизнь древних народов. 21 декабря в Северном полушарии — день зимнего солнцестояния, когда Солнце описывает самую низкую и короткую дугу в небе .
Нил Деграсс Тайсон объясняет происхождение термина и праздника:
- Значение слова: Слово «солнцестояние» (solstice) происходит от sol (Солнце) и sistere (останавливаться). Древним казалось, что траектория Солнца перестает опускаться и «замирает» .
- Страхи древних: Языческие культуры, зависевшие от сельского хозяйства, боялись, что Солнце продолжит опускаться, пока не исчезнет совсем, лишив их тепла и урожая .
- Возвращение Солнца: Через несколько дней после 21 декабря становилось очевидно, что Солнце начинает подниматься выше. Это событие праздновалось с огромным размахом .
По мнению Нила Деграсса Тайсона, дата 25 декабря для празднования Рождества была выбрана христианской церковью стратегически. Если толковать Библию буквально, рождение Иисуса, скорее всего, произошло весной . Однако, чтобы привлечь как можно больше последователей, церковь совместила праздник с привычными языческими торжествами в честь «возвращения» Солнца . Тайсон и Найс шутят, что язычники «умели зажигать», и церковь просто предложила компромисс: «Оставьте свои вечеринки, просто будем праздновать Рождество вместе с ними» .
