20 березня на Землі настане весняне рівнодення. Теоретично, в цей день тривалість світлої та темної частини доби має бути однаковою. Але чи так це насправді й чому ця подія має не тільки дату, але й точний час? Розберемося разом!
Весняне рівнодення
20 березня об 11:01 за київським часом має настати весняне рівнодення. Якщо виходити з назви цього явища, то саме в цей день світла та темна частини доби мають бути однаковими. Але тоді не зовсім зрозуміло, до чого тут точний час. Адже якщо вважати правильним вищенаведене визначення, то так має називатись уся доба.
Історично справді було саме так. У міру того як рік рухається від зимового сонцестояння до літнього, світловий день стає все довшим, а ніч — коротшою. І в якийсь момент світлих секунд у добі має стати більше, ніж темних.
Аби це побачити, треба тільки уважно відстежувати час сходу і заходу Сонця й дочекатися, коли проміжок часу між ними становить рівно 12 годин. Цей день і буде рівноденням. Аналогічна ситуація має відбуватись у вересні — її ми називаємо осіннім рівноденням.
Так от, нічого подібного насправді не відбувається. Якщо заміряти час від світанку до заходу Сонця 20 березня, то він у Києві становитиме 12 год 10 хвилин. Взагалі вкрай рідко буває так, що в якийсь день цей проміжок становить рівно 12 годин. А все тому, що приріст (скорочення) тривалості світлового дня впродовж доби навесні та влітку в наших широтах перевищує чотири хвилини.
Тривалість світлового дня
Якщо ж виміряти проміжок часу між світанком та заходом Сонця у різних місцях Землі в один і той самий день того самого року, його тривалість буде помітно відрізнятися. Те саме станеться, якщо вимірювати тривалість світлового дня в одному і тому ж самому місці й у той самий день, зокрема і 20 березня, але в різні роки.
Насправді тривалість світлої та темної частини доби дуже сильно залежить принаймні від трьох факторів. Перший — це те, що астрономічний рік не становить точно 365 діб. Для компенсації цього факту існують високосні роки, коли додається 29 лютого.
Другий фактор — сферичність Землі та викривлення світлових променів атмосферою. Проміжок між сходом і заходом Сонця становив би рівно 12 годин тільки в тому разі, якби Земля була ідеальною сферою, а вона такою не є. Тому, якщо в місцевостях із відкритим обрієм спостерігач перебуває на невеликому підвищенні (часто досить висоти його власного зросту), істинний горизонт буде трохи нижчим за «розрахунковий», і Сонце з’являтиметься над ним трохи раніше, а сідатиме — пізніше.
Цей фактор не був би таким значущим, якби не газова оболонка нашої планети. Вона викривлює промені Сонця, і це, накладаючись на ефект висоти точки спостереження, призводить до того, що в певних місцевостях довжина світлового дня може на хвилини (а у приполярних широтах — навіть години) відрізнятися від тієї, яка була б, якби нерівностей поверхні й атмосфери Землі не існувало б.
Третій фактор — саме визначення світлового дня. Його початком вважається поява верхнього краєчка Сонця над обрієм, а кінець — його зникнення за горизонтом. Тобто виключно за рахунок діаметра сонячного диска ми «виграємо» ще кілька хвилин.
Астрономічне рівнодення
Саме тому науковці користуються не традиційним визначенням терміну «рівнодення», а астрономічним. Воно прив’язане до поняття небесної сфери, якою, як нам здається, рухаються всі небесні тіла. На ній можна виділити два важливих кола.
Перше — це небесний екватор. Зорі у нас над головою здійснюють добове обертання, і тільки дві точки лишаються нерухомими — північний і південний полюси світу. Коло, рівновіддалене від них обох, називається небесним екватором.
Ще є екліптика — уявна лінія, якою рухається центр Сонця. Насправді це не наше світило рухається навколо Землі, а навпаки, але в нашому випадку значно важливіше те, що ця лінія не збігається з небесним екватором, а нахилена до нього під кутом 23,5°. Знову-таки, насправді це кут між віссю обертання нашої планети та перпендикуляром до площини її орбіти.
Якщо два кола лежать на одній сфері, мають однаковий діаметр і не збігаються, вони повинні мати дві точки перетину. Згідно із сучасним визначенням, рівнодення — це момент, коли центр сонячного диска опиняється в одній із таких точок. А цей момент можна розрахувати до хвилини.
Дві точки перетину відрізняються одна від одної лише тим, що в одній Сонце переходить із південної небесної півсфери у північну, а в другій — навпаки. Весняним рівноденням назвали саме першу з них. Вона зараз перебуває у сузір’ї Риб, хоча для її позначення і досі використовується знак Овна, що було актуально понад 2000 років тому.
Точка весняного рівнодення є початком системи відліку небесних координат. З моменту, коли центр сонячного диска опиняється у ній, розпочинається астрономічна весна. Причина такого вибору — більшість астрономів і досі живе у Північній півкулі. У Південній же все навпаки: з 20 березня світловий день почне скорочуватись, і тому це рівнодення буде осіннім.
