Stonehenge sol.

Fra den neolittiske til tiden viser mengden sollys vi ser på en dag, en dyp innvirkning på menneskekulturen. Vi nærmer oss vintersolverv for den nordlige halvkule, som finner sted på desember 21. Dette er årets lengste natt - en gang feiret som "Yule"Av de hedenske folket i Nord-Europa før det ble jul.

Stonehenge og den nærliggende neolithiske siden av Durrington vegger (ca. 2,500 BC) ble hver bygd for å være orientert for å møte solnedgang og soloppgang hver kveld. Dette fokuset på vintersolhverv var en viktig tid merket av festing og muligens dyroffer.

Millennier senere feiret romerne Saturnalia (frem til det fjerde århundre e.Kr.) - en festival over uken av vintersolverv dedikert til gud Saturnus, involverer spill og merriment. Den siste dagen av Saturnalia ble kalt "dies natalis solis invicti" (fødselsdagen til den uoverviste solen) av romerne, som feiret den ved å gi gaver til hverandre på desember 25. Den hedenske angelsaksiske begivenheten kjent som Yule var i full gang under vintersolverdenen noen få århundrer etter det, og etter hvert utviklet seg til festivalen, kjenner vi nå til jul.

Tilting planet

Men hva fører vintersolhverv? Planeten vår har en aksial tilt (av 23.4 °) med hensyn til dets omkretsfly rundt solen, noe som resulterer i sesongene. Vinter og sommer solstices, og vernal og høstlige equinoxes, er de ekstreme punktene i hver av disse sesongene (se bildet). Om vinteren forårsaker jordens tilt mot solen sollys spredt over et større overflateareal enn om sommeren. Det fører også til at solen stiger senere og sett tidligere, noe som gir oss færre timer med sollys og kaldere temperaturer.

Meniou / Wikipedia, CC BY-SA

Når det skjer, endres retningen til jordens vippe over tid. Disse variasjonene har vært kjent om siden de gamle grekernes tid. Hipparkus, en av grunnleggerne av moderne astronomiske teknikker, skrev en av første omfattende stjernekataloger i 129 BC. Etter å ha kompilert sin katalog, la han merke til at stjernens posisjon hadde endret seg fra de i mye tidligere registre, som den babylonske.

Interessant syntes stjernene å ha flyttet posisjonen med samme mengde, og han skjønte at plasseringen av nord i himmelen må ha flyttet i de mellomliggende århundrene. For tiden er vår himmelske nord markert av stjernens posisjon Polaris. Men dette var ikke alltid tilfelle.

Rotasjonen av et spinnende objekt, som Jorden, kan påvirkes av eksterne krefter. Gitt at jorden allerede spinner, vil enhver kraft som påføres det, som tyngdekraften fra månen eller andre legemer i solsystemet, endre denne rotasjonen (kjent som dreiemoment). Resultatet på jorden kalles precession av equinoxes - et fenomen som påvirker våre observasjoner av stjernene. Et synlig eksempel på dette i mindre skala vises flere ganger under filmen Inception, hvor precession av en spinnende topp ble brukt til å bestemme om hovedpersonen var i virkeligheten, eller fortsatt drømmer.

For jorda sporer denne precessionen en sirkel på himmelen en gang hvert 26,000 år (se bildet nedenfor). I 3,000 BC var den himmelske norden stjernen Alpha Draconis (Thuban), i konstellasjonen Draco. Gitt at vi kan forutsi denne bevegelsen, vet vi at 13,000 år fra nå er vår nordstjerne Vega, i konstellasjonen Lyrae.

Forfatter gitt

Dette påvirker også årstidens begynnelse i løpet av et år som en del av denne 26,000 års syklusen, og har derfor viktige implikasjoner for alle som forsøker å tildele en kulturell betydning til et bestemt punkt i en gitt sesong. Tiden det tar for Jorden å bane solen er omtrent 365.25 dager, noe som betyr at vi har en ekstra dag hvert fjerde år. Til sammenligning resulterer preessjonen av equinoxene i omtrent 20 minutter av forskjell mellom jordens orbitalperiode når den måles mot de faste bakgrunnsstjernene (et sidereal år), og den tiden det tar for solen å synes å komme tilbake til samme posisjon i himmelen hvert år (et solår).

Som en historisk side var det uoverensstemmelsen mellom solens lengde og lengden på et år som definert av Julian kalenderen som ledet til konverteringen til den nåværende brukt gregorianske kalender. Prinsessen av equinoxene var kjent om og hadde forårsaket en uoverensstemmelse av noen få dager som førte til Nicaeas råd til endre vårt kalender system.

Under den juliske kalenderen, opprinnelig opprettet av romerne i 46 BC, var nyttårsdagen i England pleier å være på mars 25, og dette ble også brukt til å definere starten av skatteåret. Vedtakelsen av den gregorianske kalenderen i 1752 skiftet datoen for skatteåret fremover etter 11 dager, men sett nyttår til januar 1. For å unngå 11-dager med tapte skatteinntekter satte regjeringen den tiden vår skatteår å begynne på april 6 hvor det gjenstår til denne dagen.

Så, da det er 1,440 minutter på en dag, og en forskjell på 20 minutter mellom sidereal og solår, så over en periode på 72 år vil datoen for equinoxene (og solstikkene) skifte bakover i kalenderen med en hel dag, hvis de ikke ble korrigert for (som de er). Det betyr at en romersk ved hjelp av vintersolhverv som et referansepunkt for timingen av julen, ville ha feiret jul i slutten av november. Enda lenger tilbake, ville byggerne av Stonehenge ha opplevd solssolen i september.

Jul på Mars

Vintersolstikken har tydeligvis vært viktig historisk, men hva med fremtiden? Kanskje om et par hundre år, vil mennesker bosettere feire jul på Mars. Planeten Mars har også en aksial tilt (25.2 °), og dermed årstider som vi gjør. Mars opplever også en precession av equinoxene, men precession perioden er mindre stabil enn jordens. En full martian precession er omtrent 167,000 år.

Den nordlige halvkule vintersolverv på Mars har bare passert, som foregikk på oktober 16. Fordi et siderealår på Mars er 687 Earth dager, vil neste solnedgang i den nordlige halvkule i nordlige halvkule ikke forekomme til september 2, 2020.

Dette betyr at eventuelle fremtidige Mars-kolonister som ønsker å gjenopprette vintersolhvervene "festligheter" på Durrington-vegger for tusenvis av år siden, eller kanskje bare markere jul, må vente på å feire i forskjellige marsesonger nesten hvert år.

Om forfatteren

Gareth Dorrian, postdoktorforskningsassistent i romvitenskap, Nottingham Trent University og Ian Whittaker, foreleser, Nottingham Trent University

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker:

at InnerSelf Market og Amazon