Για το μεγαλύτερο μέρος εδώ στον πλανήτη Γη, η ανατολή, η δύση του ηλίου και ο κύκλος της ημέρας και της νύχτας (γνωστός και ως ο ημερήσιος κύκλος) είναι απλά γεγονότα της ζωής. Ως αποτέλεσμα των εποχιακών αλλαγών που συμβαίνουν κάθε χρόνο, η διάρκεια της ημέρας και της νύχτας μπορεί να ποικίλλει –και να είναι μεγαλύτερη ή μικρότερη– κατά λίγες μόνο ώρες. Αλλά σε ορισμένες περιοχές του κόσμου (δηλαδή στους πόλους) ο Ήλιος δεν δύει ορισμένες περιόδους του χρόνου. Και υπάρχουν επίσης εποχικές περίοδοι όπου μια νύχτα μπορεί να διαρκέσει πολλές μέρες.
Φυσικά, αυτό εγείρει ορισμένα ερωτήματα. Δηλαδή, τι προκαλεί τον κύκλο της ημέρας και της νύχτας και γιατί δεν έχουν όλα τα μέρη στον πλανήτη τα ίδια μοτίβα; Όπως και με πολλές άλλες εποχιακές εμπειρίες, η απάντηση έχει να κάνει με δύο γεγονότα: Πρώτον, η Γη περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της καθώς περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο. Και δύο, το γεγονός ότι ο άξονας της Γης έχει κλίση.
Περιστροφή της Γης:
Η περιστροφή της Γης συμβαίνει από τη δύση προς την ανατολή, γι' αυτό ο Ήλιος φαίνεται πάντα να ανατέλλει στον ανατολικό ορίζοντα και να δύει στο δυτικό. Εάν μπορούσατε να δείτε τη Γη από ψηλά, κοιτάζοντας προς τα κάτω τη βόρεια πολική περιοχή, ο πλανήτης θα φαινόταν να περιστρέφεται αριστερόστροφα. Ωστόσο, από τη νότια πολική περιοχή, φαίνεται να περιστρέφεται δεξιόστροφα.
Η αξονική κλίση της Γης και η σχέση της με τον άξονα περιστροφής και το επίπεδο τροχιάς όπως φαίνεται από τον Ήλιο κατά τη διάρκεια της ισημερίας προς τα βόρεια. Πίστωση: NASA
Η Γη περιστρέφεται μία φορά σε περίπου 24 ώρες ως προς τον Ήλιο και μία φορά κάθε 23 ώρες 56 λεπτά και 4 δευτερόλεπτα σε σχέση με τα αστέρια. Επιπλέον, ο κεντρικός του άξονας είναι ευθυγραμμισμένος με δύο αστέρια. Ο βόρειος άξονας δείχνει προς τα έξω προς την Polaris, γι' αυτό και ονομάζεται «το αστέρι του Βορρά», ενώ ο νότιος άξονας δείχνει προς το Sigma Octantis.
Αξονική κλίση:
Όπως ήδη σημειώθηκε, λόγω της Γης αξονική κλίση (ή λοξή), η μέρα και η νύχτα δεν χωρίζονται ομοιόμορφα. Εάν ο άξονας της Γης ήταν κάθετος στο τροχιακό της επίπεδο γύρω από τον Ήλιο, όλα τα μέρη στη Γη θα είχαν ίσες ποσότητες ημέρας και νύχτας (δηλαδή 12 ώρες ημέρας και νύχτας, αντίστοιχα) κάθε μέρα κατά τη διάρκεια του έτους και δεν θα υπήρχε εποχιακή μεταβλητότητα.
Αντίθετα, σε οποιαδήποτε δεδομένη εποχή του χρόνου, το ένα ημισφαίριο είναι στραμμένο ελαφρώς περισσότερο προς τον Ήλιο, αφήνοντας το άλλο στραμμένο μακριά. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, το ένα ημισφαίριο θα έχει υψηλότερες θερμοκρασίες και μεγαλύτερες ημέρες, ενώ το άλλο θα έχει χαμηλότερες θερμοκρασίες και μεγαλύτερες νύχτες.
Εποχιακές αλλαγές:
Φυσικά, δεδομένου ότι η Γη περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο και όχι μόνο στον άξονά της, αυτή η διαδικασία αντιστρέφεται κατά τη διάρκεια ενός έτους. Κάθε έξι μήνες, η Γη υποβάλλεται σε μισή τροχιά και αλλάζει θέσεις στην άλλη πλευρά του Ήλιου, επιτρέποντας στο άλλο ημισφαίριο να βιώνει μεγαλύτερες ημέρες και θερμότερες θερμοκρασίες.
Η απόδοση του καλλιτέχνη της περιστροφής της Γης και της μετάπτωσης των Ισημεριών. Πίστωση: NASA
Κατά συνέπεια, σε ακραία μέρη όπως ο Βόρειος και ο Νότιος Πόλος, το φως της ημέρας ή η νύχτα μπορεί να διαρκέσει για μέρες. Εκείνες οι εποχές του χρόνου που το βόρειο και το νότιο ημισφαίριο βιώνουν τις μεγαλύτερες μέρες και νύχτες ονομάζονται ηλιοστάσια, τα οποία συμβαίνουν δύο φορές το χρόνο για το βόρειο και το νότιο ημισφαίριο.
ο Θερινό ηλιοστάσιο λαμβάνει χώρα μεταξύ 20 και 22 Ιουνίου στο βόρειο ημισφαίριο και μεταξύ 20 και 23 Δεκεμβρίου κάθε έτους στο νότιο ημισφαίριο. ο Χειμερινό ηλιοστάσιο εμφανίζεται ταυτόχρονα αλλά αντίστροφα – μεταξύ 20 και 23 Δεκεμβρίου για το βόρειο ημισφαίριο και 20 και 22 Ιουνίου για το νότιο ημισφαίριο.
Σύμφωνα με NOAA , γύρω από το Χειμερινό Ηλιοστάσιο στον Βόρειο Πόλο δεν θα υπάρχει ηλιακό φως ή ακόμα και λυκόφως που αρχίζει στις αρχές Οκτωβρίου και το σκοτάδι διαρκεί μέχρι την αρχή της αυγής στις αρχές Μαρτίου. Αντίθετα, γύρω από το Θερινό Ηλιοστάσιο, ο Βόρειος Πόλος παραμένει στο φως του ήλιου όλη την ημέρα καθ' όλη τη διάρκεια του καλοκαιριού (εκτός αν υπάρχουν σύννεφα). Μετά το Θερινό Ηλιοστάσιο, ο ήλιος αρχίζει να βυθίζεται προς τον ορίζοντα.
Ένα άλλο κοινό χαρακτηριστικό στον κύκλο της ημέρας και της νύχτας είναι η ορατότητα της Σελήνης, των άστρων και άλλων ουράνιων σωμάτων. Τεχνικά, δεν βλέπουμε πάντα τη Σελήνη τη νύχτα. Σε ορισμένες ημέρες, όταν η Σελήνη βρίσκεται σε καλή θέση μεταξύ της Γης και του Ήλιου, είναι ορατή κατά τη διάρκεια της ημέρας. Ωστόσο, τα αστέρια και οι άλλοι πλανήτες του Ηλιακού μας Συστήματος είναι ορατοί μόνο τη νύχτα αφού ο Ήλιος έχει δύσει πλήρως.
'Νυχτερινός ουρανός'. Σε μια καθαρή νύχτα, τα αστέρια και η λαμπερή ζώνη του Γαλαξία μας είναι γενικά ορατά. Πραγματοποίηση: Sam Crimmin
Ο λόγος για αυτό είναι επειδή το φως αυτών των αντικειμένων είναι πολύ αχνό για να φαίνεται κατά τη διάρκεια της ημέρας. Ο Ήλιος, όντας το πλησιέστερο αστέρι σε εμάς και το πιο ακτινοβόλο αντικείμενο ορατό από τη Γη, τα κρύβει φυσικά όταν βρίσκεται από πάνω. Ωστόσο, με τη Γη να έχει κλίση μακριά από τον Ήλιο, μπορούμε να δούμε τη Σελήνη να ακτινοβολεί το φως του Ήλιου πιο καθαρά και το φως των αστεριών είναι ανιχνεύσιμο.
Σε μια ιδιαίτερα καθαρή νύχτα, και υποθέτοντας ελαφριά μόλυνση δεν είναι σημαντικός παράγοντας, η λαμπερή ζώνη του Γαλαξία και άλλα σύννεφα σκόνης και αερίου μπορεί επίσης να είναι ορατά στον νυχτερινό ουρανό. Αυτά τα αντικείμενα είναι πιο μακρινά από τα αστέρια που βρίσκονται κοντά μας στον Γαλαξία, και επομένως έχουν λιγότερη φωτεινότητα και είναι πιο δύσκολο να τα δούμε.
Ένα άλλο ενδιαφέρον πράγμα σχετικά με τον κύκλο της ημέρας και της νύχτας είναι ότι γίνεται πιο αργός με τον καιρό. Αυτό οφείλεται στο παλιρροϊκές επιδράσεις η Σελήνη έχει την περιστροφή της Γης, η οποία κάνει τις μέρες μεγαλύτερες (αλλά μόνο οριακά). Σύμφωνα με τα ατομικά ρολόγια σε όλο τον κόσμο, η σύγχρονη εποχή είναι περίπου 1,7 χιλιοστά του δευτερολέπτου μεγαλύτερη από ό, τι ήταν πριν από έναν αιώνα - μια αλλαγή που μπορεί να απαιτεί την προσθήκη περισσότερων άλματα δευτερόλεπτα στο μέλλον.
Έχουμε πολλά ενδιαφέροντα άρθρα για Περιστροφή της Γης εδώ στο Universe Today. Για να μάθετε περισσότερα για τα ηλιοστάσια εδώ στο Σύμπαν Σήμερα, φροντίστε να ανατρέξετε στα άρθρα μας για το Η πιο σύντομη μέρα του χρόνου και το Θερινό ηλιοστάσιο .
Περισσότερες πληροφορίες μπορείτε να βρείτε στη NASA, Εποχές του χρόνου , Ο Ήλιος στο Ηλιοστάσιο
Δείτε αυτό το podcast στο Astronomy Cast: Η Ζωή του Ήλιου