1.1: Спостерігачі Небес

Last updated
Save as PDF

Page ID: 56358

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Ранні зоряні люди - особливо священики Єгипту та Вавилону, напівпустельних країн, де небо рідко затьмарюється - були зачаровані зоряним навісом, який, здавалося, склеювався над головою, і щоденним циклом Сонця, який здавався надприродним, поза розумінням. Стародавній автор Псалма 19 писав:

Небеса проголошують славу Божу,

І твердь показує Його рукоділля,

День у день вимовляє промову,

І ніч аж до ночі відкриває знання,

Немає мови, немає слів,

Ні їхнього голосу не чути.

Їх лінія вийшла крізь всю землю,

І їх слова до кінця світу.

У них Він поставив намет для Сонця,

що як наречений, що виходить із своєї кімнати,

І радіє, як сильна людина, щоб бігти своїм ходом.

Його вихід з кінця небес,

І контур його аж до кінців його,

І нічого не сховано від тепла його.

Схід, Захід, Південь і Північ

Уявіть, що ви були одним із ранніх вавилонських оглядачів! Ви живете на рівнині, і, наскільки бачите, навколишній світ абсолютно плоский (тільки ретельні спостереження за поверхнею океану говорять про щось інше — див. Розділ «Кругла Земля і Колумб». Ваш погляд обмежений горизонтом, уявною лінією навколо вас на відстані декількох миль, або будь-якими одиницями, якими користувалися вавилоняни.

Спостерігаючи день за днем, ви відзначаєте, що Сонце завжди сходить приблизно з того ж напрямку, яке ви називаєте східним. Він встановлює в зворотному напрямку, і це буде захід. Між Сонцем піднімається довгою дугою і знаходиться найдалі від горизонту на півдорозі між його підйомом і заходом, у напрямку, який ви називаєте південь. Нарешті, напрямок навпроти півдня буде північним.

Коли Сонце знаходиться біля горизонту, незабаром після сходу сонця або перед заходом сонця вертикальний стовп або стовп відкидає довгу тінь. У найвищій точці руху Сонця, коли воно знаходиться на півдні, тінь виявляється найкоротшою. Час, коли це відбувається, знаходиться на півдорозі між сходом і заходом сонця, і ми називаємо це полуднем або, можливо, «полуднем Сонцем», тому що «полудень за годинником» може відрізнятися. Після полудня тіні знову ростуть довше, так як Сонце спускається до горизонту.

Тому що тінь завжди вказує подалі від Сонця:

На сході сонця, з Сонцем на сході, він вказує на захід.
Опівдні, з Сонцем на півдні, він вказує на північ.
На заході сонця, з Сонцем на заході, він вказує на схід.

Саме такий принцип роботи сонячного годинника, розглянутий в розділі «Виготовлення сонячного годинника».

Припустимо, ви спостерігаєте за сходом сонця і заходом день за днем. Використовуючи в якості маркерів функції на горизонті - дерева, будинки тощо - ви незабаром розумієте, що точки, де Сонце сходить і заходить, не завжди однакові, але змінюються тиждень за тижнем. З іншого боку, напрямок півдня, де Сонце є найвищим над горизонтом, не змінюється, як і на півночі, найкоротшої тіні дня. Оскільки ці напрямки фіксовані, найкраще вибрати як «істинний» схід і захід ті напрямки, які перпендикулярні північ-південь. Тільки двічі щороку схід і захід сонця саме в тих напрямках, але вони допомагають виміряти і зрозуміти, що відбувається в решту року.

Пори року

Навіть у Вавилоні рік має сезони—зима прохолодна, літо сухе і дуже спекотне. Як уже зазначалося, двічі на рік, на півдорозі між літом і зимою, Сонце сходить точно на сході (як визначено вище), а заходить точно на заході (ну, майже рівно, в обох випадках). Тепер ми знаємо, що в дні, коли це відбувається, день і ніч дуже майже однакові по довжині, і ця пора року тому називається рівнодення. Одне рівнодення буває восени («осіннє рівнодення») і одне навесні («весняне рівнодення», «вер» - латинське для весни).

Коли осінь просувається до зими, розташування сходу сонця рухається на південь, як і місце заходу сонця. Крутизна кривої, простежуваної Сонцем, не змінюється, як і швидкість («швидкість»), з якою Сонце, здається, рухається по ній, але довжина кривої змінюється, вона стає коротшою. Приблизно 21 грудня - «зимове сонцестояння» на півдорозі між датами рівнодення (як правило, 23 вересня та 21 березня) схід і захід сонця знаходяться так далеко на південь, наскільки вони можуть йти (в будь-якому місці). В результаті Сонце має свій найкоротший шлях за рік, день - найкоротший, а ніч - найдовша. Інші дні цього сезону теж короткі, що є однією з причин холоднішої погоди взимку.

Після цього точки сходу і заходу знову мігрують на північ, а дні стають довшими. Ця міграція триває повз рівнодення (коли воно найшвидше), і Сонце перетинає горизонт найдалі на північ приблизно 21 червня, «літнього сонцестояння» (відзначається в деяких культурах як «день літа»), найдовший день у році з найкоротшою ніччю. Після цього дні знову стають коротшими, коли захід і схід сонця знову мігрують на південь. Довгі дні літа, звичайно, відповідають теплішій літній погоді. Причина такої поведінки буде описана в главах «Екліптика» і «Пори року».