زمان دقیق تحویل سال شمسی چگونه محاسبه می‌شود؟ تحویل سال 1404 چه ساعتی است؟

ساعت‌ها و دقیقه‌ها می‌گذرند و به لحظه‌ی تحویل سال نزدیک می‌شویم. لحظه‌ای که در تقویم ایرانی آن را نقطه‌ی گذر به سال جدید می‌دانیم. جالب است که بر خلاف سال نوی بسیاری از کشورها و فرهنگ‌ها، شروع سال نوی ایرانی ریشه‌ی کاملا علمی دارد.

ما درست زمانی را جشن می‌گیریم که یک پدیده‌ی جالب فضایی رخ می‌دهد. پدیده‌ای به نام رسیدن به نقطه‌ی «اعتدال بهاری» (Vernal Equinox). زمانی که زمستان تمام می‌شود و فصل رویش دوباره‌ی زمین فرا می‌رسد. ولی اعتدال بهاری چیست و سال چگونه تحویل می‌شود؟

این زمان دقیق که حتی با دقت‌های کمتر از ثانیه هم محاسبه می‌شود از کجا می‌آید؟ روی کره آسمان، مشابه زمین خط‌ هایی مثل طول و عرض جغرافیایی در نظر می‌گیریم.

به گزارش ایسنا،‌ امتداد استوای زمین در کره آسمان (برای سادگی آسمان را کره‌ای فرض می‌کنیم که ستاره‌ها، خورشید و سیارات روی آن قراردارند)، استوای سماوی را می‌سازد، خطوط میل موازی استوای سماوی‌اند و امتداد محور زمین به قطب‌های آسمان می‌رسد، قطب شمال آسمان بالای قطب شمال زمین و قطب جنوب آسمان بالای قطب جنوب زمین است. اگر دو قطب شمال و جنوب زمین را به هم وصل کنیم، خطی به‌دست می‌آید که به آن محور گردش زمین می‌گوییم. امتداد محور زمین کره فرضی آسمان را در دو نقطه قطع می‌کند که به آنها قطب‌های آسمان می‌گوییم. اگر درست در نقطه قطب شمال زمین باشید، قطب شمال آسمان دقیقا بالای سر شماست و قطب جنوب آسمان زیر پایتان.

خطوطی را موازی خط‌های عرض جغرافیایی زمین در آسمان رسم می‌کنیم، به این خط‌ها میل می‌گوییم. دایره‌ای را که از تقاطع صفحه استوای زمین با کره آسمان تشکیل می‌شود، استوای آسمان (استوای سماوی) می‌نامیم. استوای سماوی دقیقا بالای استوای زمین قرار دارد، اگر در استوای زمین باشید، استوای سماوی در آسمان شما نیم‌دایره‌ای است که شرق را به غرب وصل می‌کند و دقیقا از بالای سرتان می‌گذرد. و اگر در قطب‌های زمین باشید استوای سماوی دایره افق شما خواهد بود.

به مسیر حرکت سالانه خورشید در آسمان دایره‌البروج می‌گوییم. دایره‌البروج با استوای سماوی زاویه ‌٥ / ‌٢٣ درجه می‌سازد و در دو نقطه آن را قطع می‌کند. به نقطه‌ای که در آن خورشید از جنوب استوای سماوی به شمال آن می‌آید، نقطه اعتدال بهاری می‌گوییم. خورشید در لحظه تحویل سال در نقطه اعتدال بهاری است.

دایره‌البروج با استوای سماوی موازی نیست و با آن زاویه ‌٥ / ‌٢٣ درجه می‌سازد و در دو نقطه آن را قطع می‌کند. این یعنی خورشید در مسیر سالانه‌اش گاه بالاتر و گاه پایین‌تر از استوای آسمان است. به همین دلیل است که از دید ما که در نیمکره شمالی زمین هستیم، خورشید در تابستان ارتفاع بیشتری از افق می‌گیرد و مستقیم به زمین می‌تابد و روزهای تابستان طولانی‌ترند؛ چون خورشید در تابستان بالا (شمال) استوای سماوی است.

وقتی که خورشید در یکی از دو نقطه‌ای است که دایره‌البروج استوای سماوی را قطع می‌کند، دقیقا عمود بر استوای زمین می‌تابد. در این زمان طول شب و روز در تمام نقاط زمین برابر است. به این نقاط نقاط اعتدال و به این زمان زمان اعتدال می‌گوییم. اعتدال بهاری در ابتدای بهار رخ می‌دهد و اعتدال پاییزی در ابتدای پاییز. در اعتدال بهاری خورشید از جنوب (پایین) استوای سماوی به شمال آن می‌آید و پس از آن طول روزها برای ساکنان نیم‌کره شمالی زمین بیشتر خواهد شد.

لحظه تحویل سال شمسی زمانی است که خورشید به نقطه اعتدال بهاری می‌رسد. ایده و کار روی چنین تقویم دقیق و جالبی از شاهکارهای ایرانیان بوده ‌است و تقویم شمسی میراث با ارزشی است که به ما رسیده ‌است.

انسان‌ها از گذشته‌های خیلی دور، حرکت خورشید در گنبد آسمان را دنبال می‌کردند. آن‌ها به دقت تغییر طول روز و شب را زیر نظر داشتند. زندگی و در عصر مدرن‌تر کشاورزی آن‌ها وابستگی زیادی به همین زمان‌سنجی داشت. مردمان قدیم می‌دیدند که در روزهای مختلف سال، مدت زمان حضور خورشید در آسمان متفاوت است. انسان‌ها متوجه شده بودند زمان‌هایی که هوا گرم‌تر است، خورشید حضور بیشتری در آسمان دارد و زمان‌هایی که هوا سردتر است، مدت زمان حضور خورشید در آسمان کمتر است. به نوعی آن‌ها شاهد بودند که در ایام مختلف، خورشید قوس‌های بزرگتر یا کوچکتری را در آسمان می‌پیماید.

انسان‌ها از هزاران سال پیش متوجه شده بودند که خورشید در ایام مختلف سال قوس‌های بلندتر و کوتاه‌تری را در آسمان می‌پیماید. در این عکس، رد بالایی خورشید مربوط به روز اول تابستان، رد پایینی مربوط به روز اول زمستان و رد وسطی مربوط به روز اول بهار یا پاییز است.

انسان‌ها از هزاران سال پیش متوجه شده بودند که خورشید در ایام مختلف سال قوس‌های بلندتر و کوتاه‌تری را در آسمان می‌پیماید. در این عکس، رد بالایی خورشید مربوط به روز اول تابستان، رد پایینی مربوط به روز اول زمستان و رد وسطی مربوط به روز اول بهار یا پاییز است.

البته انسان‌های هزاران سال پیش، از اتفاقی که واقعا در فضا رخ می‌داد خبر نداشتند، ولی بعدها با پیشرفت نجوم و پیدایش مدل کیهان‌شناسی زمین مرکزی، توانستند خیلی دقیق محاسبات مربوط به حرکت خورشید را انجام دهند. آن‌ها لحظه‌ی دقیقی که از نظر نجومی بهار آغاز می‌شود را «اعتدال بهاری»، لحظه‌ی دقیقی که از نظر نجومی تابستان آغاز می‌شود را «انقلاب تابستانی»، لحظه‌ی دقیقی که از نظر نجومی پاییز آغاز می‌شود را «اعتدال پاییزی» و لحظه‌ی دقیقی که از نظر نجومی زمستان آغاز می‌شود را «انقلاب زمستانی» نامیدند. مثلا اگر از دید زمین مرکزی منجمان قدیم بخواهیم نگاه کنیم، اعتدال بهاری درست زمانی رخ می‌دهد که خورشید استوای سماوی را در حرکت از سمت جنوب به شمال آن، قطع می‌کند. استوای سماوی دایره‌ی فرضی بزرگی بر کره‌ی آسمان و در راستای استوای زمین است که آسمان را به دو نیمکره‌ی شمالی و جنوبی تقسیم می‌کند. در ضمن انقلاب زمستانی زمانی است که ما شب یلدا را جشن می‌گیریم.

زمین به جز مدار خورشید، حول یک محور فرضی که از قطبینش رد می‌شود هم می‌چرخد. این محور فرضی نسبت به صفحه‌ی منظومه‌ی شمسی که به آن صفحه‌ی دایره‌البروج می‌گویند، ۲۳٫۵ درجه انحراف دارد. مثل این است که یک سیب بردارید و به صورت عمودی یک مداد در آن فرو کنید تا مداد از دو قسمت بالا و پایین سیب، یعنی جایی که ساقه‌ی آن بیرون زده و البته قسمت انتهایی سیب خارج شود. سپس آن را ۲۳٫۵ درجه نسبت به زاویه‌ی عمود کج و شروع به چرخاندن مداد کنید.

محور چرخش زمین به دور خودش ۲۳٫۵ درجه نسبت به خط عمود وارد بر صفحه‌ی دایره‌البروج انحراف دارد. این ویژگی بعلاوه‌ی امتداد همیشگی این محور به یک سو و البته چرخش زمین به دور خورشید باعث بوجود آمدن فصل‌ها می‌شود.

امتداد محور زمین یا همان کجی مداد همیشه به یک سمت فضا است (اکنون تقریبا به سمت ستاره‌ی قطبی) و با چرخش در مدار خورشید، سوی آن تغییر نمی‌کند. کج بودن محور زمین، سوی همیشگی آن به یک طرف و گردش به دور خورشید باعث به‌وجود آمدن فصل‌ها می‌شود. یعنی در زمانی از سال، نور خورشید با زاویه‌ی مستقیم به نیمکره‌ی شمالی و زاویه‌ی مایل به نیمکره‌ی جنوبی می‌تابد. این دقیقا زمانیست که در نیمکره‌ی شمالی تابستان و در نیمکره‌ی جنوبی زمستان است. مثلا در لحظه‌ی انقلاب تابستانی، نور خورشید با زاویه‌ی ۹۰ درجه به عرض جغرافیایی ۲۳٫۵ درجه‌ی شمالی می‌تابد. بالعکس این هم رخ می‌دهد. زمانی که نور خورشید مستقیم به نیمکره‌ی جنوبی و مایل به نیمکره‌ی شمالی می‌خورد، تابستان نیمکره‌ی جنوبی و زمستان نیمکره‌ی شمالی است. ولی حالت‌های میانه‌ای هم وجود دارد. در این حالت‌های میانی، نور خورشید با زاویه‌ی یکسان به نیمکره‌ی جنوبی و شمالی می‌خورد. در این موقع، نیمکره‌ی شمالی یا جنوبی در فصل بهار یا پاییز قرار دارند. در اعتدال ماه مارس (اعتدال بهاری نیمکره‌ی شمالی و اعتدال پاییزی نیمکره‌ی جنوبی)، خورشید با زاویه‌ی ۹۰ درجه به استوای زمین می‌تابد و تابش آن به عرض‌های جغرافیایی بالاتر و پایین‌تر مایل است. در لاتین به اعتدال، Equinox گفته می‌شود که به معنی Equal Nights یا شب‌های مساوی است.

در اعتدالین نور خورشید به طور مساوی به نیمکره‌های شمالی و جنوبی زمین می‌خورد.