Новый день и новый год.

Вот и наступили последние дни 2012-го года. Совсем скоро все мы под бой курантов откроем шампанское и встретим новый, уже 2013 год. Позади останутся и небывалая засуха, которая была этим летом и страхи по поводу "конца света". Будем надеяться, что в новом году всё у нас будет хорошо. С наступающим вас Новым Годом!!! Я от всей души желаю вам всем счастья, крепкого здоровья и немножечко удачи всех ваших начинаниях!!!

Кстати, а не задумывались ли вы, откуда человеку известно, что длительность года - 365 с небольшим суток? Ведь нам это не просто известно, а известно издавна. Известно, что обычай праздновать Новый Год был ещё у шумеров 5 тысяч лет назад. Значит, им была известна продолжительность года! А календарь, введённый Юлием Цезарем учитывал, что год длится не ровно 365 суток, а примерно 365 с четвертью. То есть, длительность года была уже тогда известна с достаточно высокой точностью. Кстати, обычай праздновать Новый Год 1 января тоже был введён Юлием Цезарем. Давайте разберёмся, раз уж представился такой повод!

Здесь свою роль возможно сыграло то же самое специальное оборудование (упомянутое в прошлом сообщении) , которое человек использовал для измерения длительности суток. Речь идёт о палке, воткнутой в землю. Но, обо всём по порядку.

И первый вопрос, на который нам необходимо ответить - что такое год? Ведь как мы измерим его длительность не зная, что это?

Итак, год - это период времени, за который Земля производит один оборот по своей орбите вокруг Солнца.

Тогда, как определить длительность этого периода, если мы и сами находимся на Земле и по большому счёту не подозреваем, что она вращается вокруг Солнца. Действительно, в те времена считалось, что Земля неподвижна, а Солнце вращается вокруг неё с периодом в одни сутки (так объяснялась смена дня и ночи). Лишь Аристарх Самосский впервые высказал идею о том, что это Земля вращается вокруг Солнца. Но его идеи были забыты и заново высказаны лишь спустя 2 тысячи лет Коперником.

Но с периодическим вращением Земли вокруг Солнца должны быть связаны какие-нибудь периодические процессы, доступные для наблюдения с Земли. Возможно, они и не будут напрямую указывать на факт вращения Земли вокруг Солнца, но (парадокс!!!) позволит с высокой точностью измерить период этого вращения, то есть - длительность года!

Первое, что обращает на себя внимание - это постоянно изменяющийся вид звёздного неба ночью. Общеизвестно, что одни созвездия наблюдаемы летом, а другие - зимой. Красивейшее созвездие Ориона видно зимой, но не пытайтесь найти его на небосводе летом. Зато летом вы можете любоваться созвездием Стрельца, а зимой оно недоступно для наблюдений. Периоды видимости созвездий повторяются строго периодично с периодом в один год. Почему так происходит? Да потому, что звёзды, находящиеся в той части неба, на которую проецируется Солнце, восходят очевидно днём, и поэтому не видны. А так, как Земля вращается вокруг Солнца, то и область неба, на которую проецируется Солнце (если наблюдать с Земли) постоянно изменяется. Поэтому и изменяются условия видимости созвездий. Отметим, что многие созвездия мы можем наблюдать круглый год. Они расположены в околополярной области неба.

Видимый путь Солнца по небосклону вследствие вращения Земли вокруг него. Созвездия, на которые в данный момент проецируется Солнце не наблюдаемы.

Итак, для измерения длительности года, человеку необходимо было бы проследить за условиями видимости какой-либо яркой звезды, которая наблюдаема не круглый год, а строго периодически. Возьмём к примеру, Сириус. Необходимо определить день, когда начинается период видимости этого светила - первый утренний восход Сириуса. Потом, мы просто старательно отсчитываем сутки до тех пор, пока это событие не повториться снова. И, вуаля!!! Мы теперь знаем продолжительность года!!!

Самая яркая звезда на снимке - Сириус. Выше - Процион. Правее - созвездие Ориона. 

Кстати, с первым утренним восходом Сириуса связано так любимое вами слово "каникулы". "Каникулой" ("маленькой собачкой") римляне зазывали Сириус. Первый утренний восход этой звезды совпадал с началом самых жарких дней в году. Из-за жары римский сенат объявлял дни перерыв в работе и уходил в отпуск. Эти дни отдыха назывались "каникулами".

Но, вернёмся к календарю. Есть ещё одна возможность измерить длительность года. Человеку издавна известно, что долгота дня  - величина не постоянная, а изменяющаяся. Летом день длиннее, а ночь короче. Зимой - наоборот. Это изменение долготы дня тоже строго периодично и связано с наклоном земной оси. Лишь дважды в году - 21 марта и 23 сентября, в дни весеннего и осеннего равноденствия, день равен по длительности ночи.

Вообще, одним из определений года является период времени между двумя последовательными весенними равноденствиями.

Точки восхода и захода Солнца в дни равноденствий и солнцестояний.

Тень от гномона в полдень указывает строго на север.

С наклоном земной оси связано так же то, что Солнце только дважды в году (тоже 21 марта и 23 сентября) восходит строго на востоке, а заходит строго на западе. Во все остальные дни точка восхода (и, соответственно, захода) Солнца смещается к югу (зимой) или к северу (летом). Поэтому, длительность года можно измерить как промежуток времени между двумя восходами солнца строго на востоке. Да, оно восходит там дважды в году - в марте и в сентябре, но сентябрь от марта можно отличить и без всяких приборов. На глазок...

Но встаёт новый вопрос: А где же он, восток? Если стоять лицом на север, то восток будет строго по правую руку. А где же север? И тут вступает в дело уже упомянутая мной в самом начале палка, вертикально воткнутая в землю. Тень от этой палки раз в сутки указывает строго на север (если наблюдатель находится в северном полушарии Земли). На север она указывает ровно в полдень. (Речь здесь идёт не о полудне по местному времени, а об астрономическом полудне. Чем они отличаются и почему, я расскажу как-нибудь в другой раз, сейчас нас интересуют несколько иные вопросы.) А что такое полдень? Астрономический полдень - это момент верхней кульминации Солнца, то есть момент времени, когда Солнце в своём мнимом суточном движении по небосводу максимально поднимается над горизонтом (см. схему выше). В этот момент оно находится строго на юге, а тень от палки указывает строго на север. Так как Солнце максимально высоко поднялось над горизонтом, тень от палки в момент полудня, очевидно будет наиболее короткой. После полудня тень начнёт постепенно удлиняться. Такая палка, воткнутая в землю называется гномоном. Это одновременно первый изобретённый человеком компас и первые часы. Узнайте, куда указывает тень, когда она наиболее коротка и вы узнаете направление на север. А зная направление на север, вы без труда найдёте и восток и запад и юг. Узнав расположение сторон света мы можем приступать к наблюдению восходов Солнца и измерив период времени между двумя весенними восходами Солнца строго на востоке, мы узнаем продолжительность года. Все эти наблюдения и измерения были проведены ещё в первобытные времена, благо, времени у человека было достаточно.

Вот откуда мы знаем, сколько длится год и когда открывать шампанское, чтобы проводить старый год и встретить новый.

С Новым Годом вас, друзья!!!