Stonehenge sun.

Dari zaman Neolitik hingga sekarang, jumlah cahaya matahari yang kita lihat dalam sehari telah memberi impak besar kepada budaya manusia. Kami dengan cepat mendekati solstis musim sejuk untuk hemisfera Utara, yang berlaku pada bulan Disember 21. Ini adalah malam terpanjang tahun ini - pernah diraikan sebagai "Yule"Oleh orang-orang kafir Eropah Utara sebelum menjadi Krismas.

Stonehenge dan laman Neolitik berdekatan Durrington Walls (kira-kira 2,500 BC) masing-masing dibina untuk berorientasikan untuk menghadapi matahari terbenam tengah malam dan matahari terbit masing-masing. Fokus pada solstis musim sejuk adalah masa yang penting ditandakan dengan pesta dan mungkin pengorbanan haiwan.

Millennia kemudian, Roma merayakan Saturnalia (sehingga abad keempat AD) - perayaan selama minggu solstis musim sejuk didedikasikan untuk tuhan Saturnus, yang melibatkan permainan dan keseronokan. Hari terakhir Saturnalia dirujuk sebagai "mati natalis solis invicti" (hari jadi matahari yang tidak ditakdirkan) oleh orang Rom, yang menyambutnya dengan memberikan hadiah satu sama lain pada bulan 25. Acara Anglo-Saxon pagan yang dikenali sebagai Yule sedang berayun pada solstis musim sejuk beberapa abad selepas itu, akhirnya berkembang menjadi perayaan yang kini kita kenal sebagai Krismas.

Mengelilingi planet

Tetapi apa yang menyebabkan solstis musim sejuk? Planet kita mempunyai kecondongan aksial (23.4 °) berkenaan dengan pesawat orbitnya di sekitar matahari, yang menghasilkan musim. Solstis musim sejuk dan musim panas, dan ekuinoks vernal dan musim gugur, adalah titik ekstrem dalam setiap musim ini (lihat gambar). Pada musim sejuk, kecondongan Bumi dari matahari menyebabkan cahaya matahari menjadi tersebar di kawasan permukaan yang lebih besar daripada pada musim panas. Ia juga menyebabkan matahari terbit kemudian dan ditetapkan lebih awal, memberikan kita lebih sedikit jam cahaya matahari dan suhu yang lebih sejuk.

Meniou / Wikipedia, CC BY-SA

Seperti yang berlaku, arah tilt bumi berubah dari masa ke masa. Variasi ini telah diketahui sejak zaman orang Yunani kuno. Hipparchus, salah seorang pengasas teknik astronomi moden, menulis satu daripada Katalog bintang pertama yang komprehensif dalam 129 BC. Setelah mengkompilasi katalognya, dia menyedari bahawa kedudukan bintang telah berubah daripada rekod terdahulu, seperti orang Babilonia.

Menariknya, bintang-bintang kelihatan telah berpindah kedudukan dengan jumlah yang sama, dan dia menyedari bahawa lokasi utara di langit mesti berpindah dalam abad yang berlalu. Pada masa ini, bumi angkasa kami ditandai dengan kedudukan bintang itu Polaris. Tetapi ini tidak selalu berlaku.

Putaran objek berputar, seperti Bumi, boleh dipengaruhi oleh kuasa luaran. Memandangkan bumi sudah berputar, sebarang daya yang dikenakan kepadanya, seperti graviti dari bulan atau badan lain dalam sistem solar, akan mengubah giliran ini (dikenali sebagai tork). Hasilnya di Bumi disebut sebagai precession of the equinoxes - fenomena yang mempengaruhi pengamatan kami terhadap bintang-bintang. Satu contoh yang kelihatan pada skala yang lebih kecil ditunjukkan beberapa kali semasa filem itu Permulaan, di mana precession atas pemintalan digunakan untuk menentukan sama ada watak utama dalam realiti, atau masih bermimpi.

Untuk Bumi, precession ini menjejaki bulatan di langit sekali setiap tahun 26,000 (lihat imej di bawah). Dalam 3,000 BC, utara angkasa adalah bintang Alpha Draconis (Thuban), dalam buruj Draco. Memandangkan kita dapat meramalkan usul ini, kita tahu bahawa tahun-tahun 13,000 dari bintang utara kita akan menjadi Vega, dalam rasi Lyrae.

Pengarang disediakan

Ini juga menjejaskan permulaan musim sepanjang tahun sebagai sebahagian daripada kitaran tahun 26,000 ini, dan oleh itu mempunyai implikasi penting bagi sesiapa yang cuba untuk menyifatkan sebarang kepentingan budaya pada titik tertentu pada musim tertentu. Masa yang diperlukan untuk Bumi untuk mengorbit matahari adalah kira-kira 365.25 hari, bermakna kita mempunyai hari tambahan setiap empat tahun. Sebagai perbandingan, prinatan ekuinoks menghasilkan kira-kira minit 20 perbezaan antara tempoh orbit Bumi apabila diukur terhadap bintang latar belakang tetap (tahun sidereal), dan masa yang diperlukan untuk matahari muncul kembali ke kedudukan yang sama di langit setiap tahun (tahun solar).

Sebagai sejarah selain, ia adalah percanggahan antara panjang tahun suria dan panjang setahun seperti yang ditakrifkan oleh Julian kalendar yang mendorong penukaran kepada yang sedang digunakan Kalendar Gregorian. Prasangka ekuinoks diketahui dan telah menyebabkan berlakunya percanggahan beberapa hari yang mendorongnya dewan Nicaea kepada menukar sistem kalendar kami.

Di bawah kalendar Julian, yang pada mulanya ditubuhkan oleh orang Rom di 46 BC, hari Tahun Baru di England digunakan pada Mac 25, dan ini juga digunakan untuk menentukan permulaan tahun cukai. Penggunaan kalendar Gregorian di 1752 memindahkan tarikh tahun cukai ke depan oleh 11 hari, tetapi menetapkan Tahun Baru hingga Januari 1. Walau bagaimanapun, untuk mengelakkan hari cukai 11 kehilangan pendapatan, kerajaan pada masa itu menetapkan tahun cukai kami untuk bermula pada April 6 di mana ia kekal hingga ke hari ini.

Oleh itu, memandangkan terdapat minit 1,440 dalam sehari, dan perbezaan antara minit 20 antara tahun sidereal dan solar, maka dalam tempoh 72 tahun, tarikh-titik ekuinoks (dan solstice) akan beralih ke belakang dalam kalendar oleh hari penuh, jika mereka tidak diperbetulkan (yang mereka). Itu bermakna Rom menggunakan solstis musim sejuk sebagai titik rujukan untuk masa Krismas akan menyambut Krismas pada akhir bulan November. Lebih jauh lagi, pembina Stonehenge akan mengalami solstis musim sejuk pada September kami.

Krismas di Marikh

Solstis musim sejuk telah jelas penting dalam sejarah, tetapi bagaimana dengan masa depan? Mungkin dalam beberapa ratus tahun, peneroka manusia akan merayakan Krismas di Marikh. Planet Mars juga mempunyai kecondongan aksial (25.2 °), dan oleh itu musim seperti yang kita lakukan. Marikh juga mengalami precession equinox, tetapi tempoh precession kurang stabil daripada Bumi. Satu prasasti Martian penuh adalah kira-kira 167,000 tahun.

Solstis musim sejuk di hemisfera utara di Marikh baru sahaja berlalu, berlaku pada bulan Oktober 16. Kerana tahun sidereal di Marikh adalah hari Bumi 687, solstis musim sejuk utara hemisfera utara Martian akan berlaku sehingga September 2, 2020.

Ini bermakna bahawa mana-mana penjajah Mars masa depan yang ingin mencipta semula "musim perayaan" solstis musim sejuk di Durrington Walls beribu tahun yang lalu atau, mungkin, hanya menandakan Krismas, perlu membiasakan diri pada musim Martian yang berbeza hampir setiap tahun.

Tentang Pengarang

Gareth Dorrian, Associate Research Post Doctoral dalam Sains Angkasa, Nottingham Trent University dan Ian Whittaker, Pensyarah, Nottingham Trent University

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.

Buku berkaitan:

at InnerSelf Market dan Amazon