Наука

День зимнего солнцестояния: 5 научных фактов о его природе и традициях

21 декабря 2018 | 08:00

21 декабря 2018 года в Северном полушарии наступит зимнее солнцестояние: световой день станет 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.

Сегодня Полярная звезда находится над северной точкой горизонта в Северном полушарии, но так было не всегда
Сегодня Полярная звезда находится над северной точкой горизонта в Северном полушарии, но так было не всегда

Почему день зимнего солнцестояния важен для язычников

Когда-то в день зимнего солнцестояния языческие народы Северной Европы отмечали праздник Йоль. После самой длинной ночи в году они ожидали возрождения Солнечного Короля, который согреет землю и пробудит жизнь в семенах. Но это явление почитали еще со времен каменного века. Стоунхендж и близлежащий неолитический памятник Дуррингтонская стена в 2500 г. до н.э. построили с ориентацией на закат и восход солнца в день солнечного солнцестояния. Это время было важным и отмечалось как праздник.

Тысячелетия спустя в неделю зимнего солнцестояния римляне праздновали Сатурналии — праздник, посвященный богу Сатурну. Последний день Сатурналий назывался днем рождения непокоренного солнца (dies natalis solis invicti), и праздновали его 25 декабря, вручая друг-другу подарки. Несколько веков спустя Сатурналии в христианских Церквях, перешедших на григорианский календарь, сменились Рождеством.

Славяне до прихода христианства в день зимнего солнцестояния отмечали праздник Карачун. Считалось, что в это время Кощный Бог «окорачивает» уходящий год.

В наши дни зимнее солнцестояние все еще не утратило своего культового значения. Так, тысячи хиппи, язычников и других энтузиастов собираются около Стоунхенджа каждый год, чтобы отпраздновать это событие.

Рассвет в Стоунхендже в день зимнего солнцестояния / Wikipedia
Рассвет в Стоунхендже в день зимнего солнцестояния / Wikipedia

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

На этот вопрос в американском издании Vox подробно ответил колумнист Джозеф Стромберг. 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.