Ο Διονύσης Σιμόπουλος είναι ένας από τους
σημαντικότατους Έλληνες φυσικούς και αστρονόμους. Πρόσφατα τοποθετήθηκε πάνω στο θέμα των ηλιοστάσιων και των ισημεριών,
εξηγώντας το, στη σωστή του βάση.
ΗΛΙΟΣΤΑΣΙΑ ΚΑΙ ΙΣΗΜΕΡΙΕΣ
Όπως, ίσως, γνωρίζεται ο Ήλιος φέτος θα φτάσει στο Θερινό Ηλιοστάσιο μερικά λεπτά μετά την 8η πρωινή (θερινή ώρα Ελλάδος) της Παρασκευής, 21ης Ιουνίου. Την ημέρα εκείνη θα έχουμε την μεγαλύτερη διάρκεια ημέρας του έτους και την μικρότερη διάρκεια της νύχτας. Ο Ήλιος, δηλαδή θα βρίσκεται πάνω από τον ορίζοντα επί 14 ώρες, 48 λεπτά και 9 δευτερόλεπτα. Τι ακριβώς εννοούμε, όμως, με τις λέξεις «ηλιοστάσια» και «ισημερίες»;
Όπως είναι γνωστό ο υπολογισμός του Έτους των 365,25 ημερών έγινε από την αρχαιότητα με την παρατήρηση της επίδρασης που έχει πάνω στην Γη η περιφορά της γύρω από τον Ήλιο. Της επίδρασης δηλαδή του κύκλου των εποχών και της επαναλαμβανόμενης παρέλασης της Άνοιξης, του Καλοκαιριού, του Φθινοπώρου και του Χειμώνα! Αν και η επανάληψη των εποχών βασίζεται στην κίνηση της Γης γύρω από τον Ήλιο, εμείς δεν αισθανόμαστε την κίνηση αυτή. Τη βλέπουμε όμως να αντικαθρεφτίζεται στον ουρανό όπου, παρόλο που ο Ήλιος είναι ακίνητος, εμάς μας φαίνεται ότι κινείται, από τη Δύση προς την Ανατολή, λόγω ακριβώς της κίνησης της Γης πάνω στην τροχιά της.
Κάθε μέρα η Γη βρίσκεται σε διαφορετική θέση από αυτήν που βρισκόταν την προηγουμένη. Έτσι από κάθε νέα θέση αντικρίζουμε τον Ήλιο από διαφορετική γωνία. Επειδή λοιπόν εμείς βλέπουμε τον Ήλιο από διαφορετική γωνία κάθε μέρα, μας φαίνεται ότι ο Ήλιος βρίσκεται μπροστά από διαφορετικά άστρα. Έτσι κάθε φορά που η Γη συμπληρώνει μία πλήρη περιφορά γύρω από τον Ήλιο, μας φαίνεται ότι ήταν ο Ήλιος αυτός που συμπλήρωσε έναν κύκλο γύρω από τη Γη, πάνω στην εκλειπτική. Η εκλειπτική δηλαδή δεν είναι τίποτε άλλο παρά η απεικόνιση, ή η προέκταση πάνω στην ουράνια σφαίρα, της γήινης τροχιάς γύρω από τον Ήλιο.
Αν παρατηρήσουμε την εκλειπτική και τη συγκρίνουμε με τον ουράνιο ισημερινό (την προέκταση δηλαδή του ισημερινού της Γης και την αποτύπωσή του πάνω στον ουράνιο θόλο) θα δούμε ότι οι δύο αυτοί κύκλοι δε συμπίπτουν, αλλά αντίθετα τέμνονται, σχηματίζοντας γωνία ίση με 23 μοίρες και 27 πρώτα λεπτά, λόγω της κλίσης που έχει ο άξονας της Γης σε σχέση με το επίπεδο που σχηματίζει η εκλειπτική. Η γωνία αυτή ονομάζεται "λόξωση της εκλειπτικής", και τα δύο σημεία στα οποία τέμνονται οι δύο κύκλοι ονομάζονται "ισημερινά σημεία".
Στο πρώτο σημείο ο ουράνιος ισημερινός τέμνει την εκλειπτική εκεί όπου ο Ήλιος βρίσκεται στις 20-21 Μαρτίου. Το σημείο αυτό ονομάζεται εαρινό ισημερινό σημείο, και από την ημέρα αυτή αρχίζει η Άνοιξη. Εκ διαμέτρου αντίθετα η τομή γίνεται όταν ο Ήλιος βρίσκεται στις 22-23 Σεπτεμβρίου. Το σημείο αυτό ονομάζεται φθινοπωρινό ισημερινό σημείο, και από την ημέρα αυτή αρχίζει το Φθινόπωρο. Και στις δύο αυτές ημέρες, η νύχτα είναι ίση με την ημέρα, δηλαδή επί 12 ώρες ο Ήλιος βρίσκεται πάνω από τον ορίζοντα και επί 12 ώρες βρίσκεται κάτω από τον ορίζοντα, έχουμε δηλαδή ίση-μέρα: ισημερία.
Από το εαρινό ισημερινό σημείο και μετά, ο Ήλιος φαίνεται να σκαρφαλώνει όλο και πιο πάνω στο βόρειο ημισφαίριο του ουρανού. Οι μέρες μεγαλώνουν, οι νύχτες μικραίνουν και ο καιρός γίνεται όλο και πιο θερμός. Περίπου τρεις μήνες αργότερα, στις 21 Ιουνίου, ο Ήλιος φτάνει στο βορειότερο σημείο της εκλειπτικής από το οποίο θα αρχίσει πλέον να κατέρχεται, «τρεπόμενος» και πάλι προς τον ισημερινό. Το σημείο αυτό, στις 21 Ιουνίου, ονομάζεται θερινό τροπικό σημείο ή απλά θερινή τροπή, επειδή ο Ήλιος τρέπεται και πάλι προς τον ισημερινό, και από την ημέρα αυτή αρχίζει το καλοκαίρι. Επειδή μάλιστα για μερικές ημέρες πριν και μετά τη θερινή τροπή ο ήλιος φαίνεται να αργοστέκεται πάνω στην εκλειπτική σαν να είναι έτοιμος να σταματήσει, το θερινό τροπικό σημείο ονομάζεται επίσης και θερινό ηλιοστάσιο.
Μετά τη θερινή τροπή, ο Ήλιος συνεχίζει να κατεβαίνει προς το Νότο, και στις 22-23 Σεπτεμβρίου φτάνει στο φθινοπωρινό ισημερινό σημείο, οπότε, όπως και στο εαρινό ισημερινό σημείο, έχουμε ίση μέρα και νύχτα: ισημερία. Αλλά η κάθοδος του Ήλιου συνεχίζεται, μέχρις ότου, στις 21 Δεκεμβρίου, φτάνει στο νοτιότερο σημείο της τροχιάς του που ονομάζεται χειμερινό τροπικό σημείο, ή απλά χειμερινή τροπή ή χειμερινό ηλιοστάσιο. Από την ημέρα αυτή αρχίζει ο Χειμώνας. Αλλά από κει κι έπειτα ο Ήλιος σταματάει να κατέρχεται και ξαναρχίζει και πάλι να σκαρφαλώνει, κάθε μέρα όλο και πιο ψηλά.
Φυσικά σήμερα εμείς γνωρίζουμε ότι αιτία των εποχών του έτους είναι η κλίση των 23 1/2 μοιρών που έχει ο άξονας της Γης σε σχέση με το επίπεδο της τροχιάς της γύρω από τον Ήλιο. Πράγμα που αντικαθρεφτίζεται όπως είπαμε στον ουράνιο θόλο, με αποτέλεσμα η εκλειπτική να τέμνει τον ουράνιο ισημερινό με την ίδια γωνία των περίπου 23 1/2 μοιρών. Έτσι στη διάρκεια του Χειμώνα, οι ακτίνες του Ήλιου πέφτουν πάνω στο βόρειο ημισφαίριο της Γης με πλάγιο τρόπο, ενώ συμβαίνει το αντίθετο στο νότιο ημισφαίριο οπότε εκεί έχουν Καλοκαίρι. Στη διάρκεια της Άνοιξης ο Ήλιος βρίσκεται ακριβώς πάνω από τον ισημερινό της Γης, οπότε και τα δύο ημισφαίρια παίρνουν με τον ίδιο τρόπο της ζωογόνες ακτίνες του Ήλιου.
Στη διάρκεια του Καλοκαιριού ο Ήλιος ευνοεί το βόρειο ημισφαίριο, οι ακτίνες του πέφτουν πάνω μας περισσότερο κάθετα, και ενώ εμείς έχουμε Καλοκαίρι, στο νότιο ημισφαίριο έχουν Χειμώνα. Τέλος, το Φθινόπωρο, ο Ήλιος βρίσκεται και πάλι πάνω από το γήινο ισημερινό, με ισομερή κατανομή της θερμότητας και στα δύο ημισφαίρια. Ανακεφαλαιώνοντας λοιπόν, μπορούμε να πούμε ότι η περιφορά της Γης γύρω από τον Ήλιο, και η κλίση των 23 1/2 μοιρών του άξονά της, είναι η αιτία της ετήσιας κυκλικής εναλλαγής των εποχών.
Διονύσης Π. Σιμόπουλος
 |
| Η ημερήσια φαινόμενη τροχιά του Ήλιου στον ουρανό. Άνω στο Θερινό Ηλιοστάσιο (21 Ιουνίου), κάτω στο Χειμερινό Ηλιοστάσιο (21 Δεκεμβρίου) και στη μέση στις δύο Ισημερίες, την Ανοιξιάτικη (21 Μαρτίου) και την Φθινοπωρινή (22 Σεπτεμβρίου). |
ΗΛΙΟΣΤΑΣΙΑ ΚΑΙ ΙΣΗΜΕΡΙΕΣ
Όπως, ίσως, γνωρίζεται ο Ήλιος φέτος θα φτάσει στο Θερινό Ηλιοστάσιο μερικά λεπτά μετά την 8η πρωινή (θερινή ώρα Ελλάδος) της Παρασκευής, 21ης Ιουνίου. Την ημέρα εκείνη θα έχουμε την μεγαλύτερη διάρκεια ημέρας του έτους και την μικρότερη διάρκεια της νύχτας. Ο Ήλιος, δηλαδή θα βρίσκεται πάνω από τον ορίζοντα επί 14 ώρες, 48 λεπτά και 9 δευτερόλεπτα. Τι ακριβώς εννοούμε, όμως, με τις λέξεις «ηλιοστάσια» και «ισημερίες»;
Όπως είναι γνωστό ο υπολογισμός του Έτους των 365,25 ημερών έγινε από την αρχαιότητα με την παρατήρηση της επίδρασης που έχει πάνω στην Γη η περιφορά της γύρω από τον Ήλιο. Της επίδρασης δηλαδή του κύκλου των εποχών και της επαναλαμβανόμενης παρέλασης της Άνοιξης, του Καλοκαιριού, του Φθινοπώρου και του Χειμώνα! Αν και η επανάληψη των εποχών βασίζεται στην κίνηση της Γης γύρω από τον Ήλιο, εμείς δεν αισθανόμαστε την κίνηση αυτή. Τη βλέπουμε όμως να αντικαθρεφτίζεται στον ουρανό όπου, παρόλο που ο Ήλιος είναι ακίνητος, εμάς μας φαίνεται ότι κινείται, από τη Δύση προς την Ανατολή, λόγω ακριβώς της κίνησης της Γης πάνω στην τροχιά της.
Κάθε μέρα η Γη βρίσκεται σε διαφορετική θέση από αυτήν που βρισκόταν την προηγουμένη. Έτσι από κάθε νέα θέση αντικρίζουμε τον Ήλιο από διαφορετική γωνία. Επειδή λοιπόν εμείς βλέπουμε τον Ήλιο από διαφορετική γωνία κάθε μέρα, μας φαίνεται ότι ο Ήλιος βρίσκεται μπροστά από διαφορετικά άστρα. Έτσι κάθε φορά που η Γη συμπληρώνει μία πλήρη περιφορά γύρω από τον Ήλιο, μας φαίνεται ότι ήταν ο Ήλιος αυτός που συμπλήρωσε έναν κύκλο γύρω από τη Γη, πάνω στην εκλειπτική. Η εκλειπτική δηλαδή δεν είναι τίποτε άλλο παρά η απεικόνιση, ή η προέκταση πάνω στην ουράνια σφαίρα, της γήινης τροχιάς γύρω από τον Ήλιο.
Αν παρατηρήσουμε την εκλειπτική και τη συγκρίνουμε με τον ουράνιο ισημερινό (την προέκταση δηλαδή του ισημερινού της Γης και την αποτύπωσή του πάνω στον ουράνιο θόλο) θα δούμε ότι οι δύο αυτοί κύκλοι δε συμπίπτουν, αλλά αντίθετα τέμνονται, σχηματίζοντας γωνία ίση με 23 μοίρες και 27 πρώτα λεπτά, λόγω της κλίσης που έχει ο άξονας της Γης σε σχέση με το επίπεδο που σχηματίζει η εκλειπτική. Η γωνία αυτή ονομάζεται "λόξωση της εκλειπτικής", και τα δύο σημεία στα οποία τέμνονται οι δύο κύκλοι ονομάζονται "ισημερινά σημεία".
Στο πρώτο σημείο ο ουράνιος ισημερινός τέμνει την εκλειπτική εκεί όπου ο Ήλιος βρίσκεται στις 20-21 Μαρτίου. Το σημείο αυτό ονομάζεται εαρινό ισημερινό σημείο, και από την ημέρα αυτή αρχίζει η Άνοιξη. Εκ διαμέτρου αντίθετα η τομή γίνεται όταν ο Ήλιος βρίσκεται στις 22-23 Σεπτεμβρίου. Το σημείο αυτό ονομάζεται φθινοπωρινό ισημερινό σημείο, και από την ημέρα αυτή αρχίζει το Φθινόπωρο. Και στις δύο αυτές ημέρες, η νύχτα είναι ίση με την ημέρα, δηλαδή επί 12 ώρες ο Ήλιος βρίσκεται πάνω από τον ορίζοντα και επί 12 ώρες βρίσκεται κάτω από τον ορίζοντα, έχουμε δηλαδή ίση-μέρα: ισημερία.
Από το εαρινό ισημερινό σημείο και μετά, ο Ήλιος φαίνεται να σκαρφαλώνει όλο και πιο πάνω στο βόρειο ημισφαίριο του ουρανού. Οι μέρες μεγαλώνουν, οι νύχτες μικραίνουν και ο καιρός γίνεται όλο και πιο θερμός. Περίπου τρεις μήνες αργότερα, στις 21 Ιουνίου, ο Ήλιος φτάνει στο βορειότερο σημείο της εκλειπτικής από το οποίο θα αρχίσει πλέον να κατέρχεται, «τρεπόμενος» και πάλι προς τον ισημερινό. Το σημείο αυτό, στις 21 Ιουνίου, ονομάζεται θερινό τροπικό σημείο ή απλά θερινή τροπή, επειδή ο Ήλιος τρέπεται και πάλι προς τον ισημερινό, και από την ημέρα αυτή αρχίζει το καλοκαίρι. Επειδή μάλιστα για μερικές ημέρες πριν και μετά τη θερινή τροπή ο ήλιος φαίνεται να αργοστέκεται πάνω στην εκλειπτική σαν να είναι έτοιμος να σταματήσει, το θερινό τροπικό σημείο ονομάζεται επίσης και θερινό ηλιοστάσιο.
Μετά τη θερινή τροπή, ο Ήλιος συνεχίζει να κατεβαίνει προς το Νότο, και στις 22-23 Σεπτεμβρίου φτάνει στο φθινοπωρινό ισημερινό σημείο, οπότε, όπως και στο εαρινό ισημερινό σημείο, έχουμε ίση μέρα και νύχτα: ισημερία. Αλλά η κάθοδος του Ήλιου συνεχίζεται, μέχρις ότου, στις 21 Δεκεμβρίου, φτάνει στο νοτιότερο σημείο της τροχιάς του που ονομάζεται χειμερινό τροπικό σημείο, ή απλά χειμερινή τροπή ή χειμερινό ηλιοστάσιο. Από την ημέρα αυτή αρχίζει ο Χειμώνας. Αλλά από κει κι έπειτα ο Ήλιος σταματάει να κατέρχεται και ξαναρχίζει και πάλι να σκαρφαλώνει, κάθε μέρα όλο και πιο ψηλά.
Φυσικά σήμερα εμείς γνωρίζουμε ότι αιτία των εποχών του έτους είναι η κλίση των 23 1/2 μοιρών που έχει ο άξονας της Γης σε σχέση με το επίπεδο της τροχιάς της γύρω από τον Ήλιο. Πράγμα που αντικαθρεφτίζεται όπως είπαμε στον ουράνιο θόλο, με αποτέλεσμα η εκλειπτική να τέμνει τον ουράνιο ισημερινό με την ίδια γωνία των περίπου 23 1/2 μοιρών. Έτσι στη διάρκεια του Χειμώνα, οι ακτίνες του Ήλιου πέφτουν πάνω στο βόρειο ημισφαίριο της Γης με πλάγιο τρόπο, ενώ συμβαίνει το αντίθετο στο νότιο ημισφαίριο οπότε εκεί έχουν Καλοκαίρι. Στη διάρκεια της Άνοιξης ο Ήλιος βρίσκεται ακριβώς πάνω από τον ισημερινό της Γης, οπότε και τα δύο ημισφαίρια παίρνουν με τον ίδιο τρόπο της ζωογόνες ακτίνες του Ήλιου.
Στη διάρκεια του Καλοκαιριού ο Ήλιος ευνοεί το βόρειο ημισφαίριο, οι ακτίνες του πέφτουν πάνω μας περισσότερο κάθετα, και ενώ εμείς έχουμε Καλοκαίρι, στο νότιο ημισφαίριο έχουν Χειμώνα. Τέλος, το Φθινόπωρο, ο Ήλιος βρίσκεται και πάλι πάνω από το γήινο ισημερινό, με ισομερή κατανομή της θερμότητας και στα δύο ημισφαίρια. Ανακεφαλαιώνοντας λοιπόν, μπορούμε να πούμε ότι η περιφορά της Γης γύρω από τον Ήλιο, και η κλίση των 23 1/2 μοιρών του άξονά της, είναι η αιτία της ετήσιας κυκλικής εναλλαγής των εποχών.
Διονύσης Π. Σιμόπουλος
