20 марта на Земле наступит весеннее равноденствие. Теоретически, в этот день продолжительность светлой и темной части суток должна быть одинаковой. Но так ли это на самом деле и почему это событие имеет не только дату, но и точное время? Разберемся вместе!
Весеннее равноденствие
20 марта в 11:01 по киевскому времени должно наступить весеннее равноденствие. Если исходить из названия этого явления, то именно в этот день светлая и темная части суток должны быть одинаковыми. Но тогда не совсем понятно, при чем здесь точное время. Ведь если считать правильным вышеприведенное определение, то так должны называться все сутки.
Исторически действительно было именно так. По мере того, как год движется от зимнего солнцестояния к летнему, световой день становится все длиннее, а ночь — короче. И в какой-то момент светлых секунд в сутках должно стать больше, чем темных.
Чтобы это увидеть, надо только внимательно отслеживать время восхода и захода Солнца и дождаться, когда промежуток времени между ними составляет ровно 12 часов. Этот день и будет равноденствием. Аналогичная ситуация должна происходить в сентябре — ее мы называем осенним равноденствием.
Так вот, ничего подобного на самом деле не происходит. Если замерить время от рассвета до заката Солнца 20 марта, то оно в Киеве составит 12 часов 10 минут. Вообще крайне редко бывает так, что в какой-то день этот промежуток составляет ровно 12 часов. А все потому, что прирост (сокращение) продолжительности светового дня в течение суток весной и летом в наших широтах превышает четыре минуты.
Продолжительность светового дня
Если же измерить промежуток времени между рассветом и закатом Солнца в разных местах Земли в один и тот же день того же года, его продолжительность будет заметно отличаться. То же самое произойдет, если измерять продолжительность светового дня в одном и том же месте и в тот же день, в том числе и 20 марта, но в разные годы.
На самом деле продолжительность светлой и темной части суток очень сильно зависит по крайней мере от трех факторов. Первый — это то, что астрономический год не составляет точно 365 суток. Для компенсации этого факта существуют високосные годы, когда добавляется 29 февраля.
Второй фактор — сферичность Земли и искривление световых лучей атмосферой. Промежуток между восходом и заходом Солнца составлял бы ровно 12 часов только в том случае, если бы Земля была идеальной сферой, а она таковой не является. Поэтому, если в местностях с открытым горизонтом наблюдатель находится на небольшом возвышении (часто достаточно высоты его собственного роста), истинный горизонт будет немного ниже «расчетного», и Солнце будет появляться над ним немного раньше, а садиться — позже.
Этот фактор не был бы таким значимым, если бы не газовая оболочка нашей планеты. Она искривляет лучи Солнца, и это, накладываясь на эффект высоты точки наблюдения, приводит к тому, что в определенных местностях длина светового дня может на минуты (а в приполярных широтах — даже часы) отличаться от той, которая была бы, если бы неровностей поверхности и атмосферы Земли не существовало бы.
Третий фактор — само определение светового дня. Его началом считается появление верхнего краешка Солнца над горизонтом, а конец — его исчезновение за горизонтом. То есть исключительно за счет диаметра солнечного диска мы «выиграем» еще несколько минут.
Астрономическое равноденствие
Именно поэтому ученые пользуются не традиционным определением термина «равноденствие», а астрономическим. Оно привязано к понятию небесной сферы, по которой, как нам кажется, движутся все небесные тела. На ней можно выделить два важных круга.
Первый — это небесный экватор. Звезды у нас над головой совершают суточное вращение, и только две точки остаются неподвижными — северный и южный полюса мира. Круг, равноудаленный от них обоих, называется небесным экватором.
Еще есть эклиптика — воображаемая линия, по которой движется центр Солнца. На самом деле это не наше светило движется вокруг Земли, а наоборот, но в нашем случае значительно важнее то, что эта линия не совпадает с небесным экватором, а наклонена к нему под углом 23,5°. Опять-таки, на самом деле это угол между осью вращения нашей планеты и перпендикуляром к плоскости ее орбиты.
Если две окружности лежат на одной сфере, имеют одинаковый диаметр и не совпадают, они должны иметь две точки пересечения. Согласно современному определению, равноденствие — это момент, когда центр солнечного диска оказывается в одной из таких точек. А этот момент можно рассчитать до минуты.
Две точки пересечения отличаются друг от друга лишь тем, что в одной Солнце переходит из южной небесной полусферы в северную, а во второй — наоборот. Весенним равноденствием назвали именно первую из них. Она сейчас находится в созвездии Рыб, хотя для ее обозначения до сих пор используется знак Овна, что было актуально более 2000 лет назад.
Точка весеннего равноденствия является началом системы отсчета небесных координат. С момента, когда центр солнечного диска оказывается в ней, начинается астрономическая весна. Причина такого выбора — большинство астрономов до сих пор живет в Северном полушарии. В Южном же все наоборот: с 20 марта световой день начнет сокращаться, и поэтому это равноденствие будет осенним.
