Н.Ж. Локьер. «Світанок астрономії. Планети і зірки в міфах древніх народів »:: Глава 5. Річний шлях бога сонця

Давайте уявимо собі древніх єгиптян, озброєних природним астрономічним колом, який присутній скрізь, де є велика рівнина, уявімо, як вони поклоняються своїм божествам на світанку, моляться «Пану обох горизонтів». Про сході (і заході) зірок ми поговоримо пізніше; найкраще почати з тих спостережень, які викликають найменше питань.

У найперших спостереженнях, зроблених в Єгипті і Вавілонії, коли Сонце вважали богом, який щоранку сідає в човен і пливе по небу, не було ніяких особливих причин звертати увагу на амплітуду, з якою ця уявна човен віддалялася від горизонту і наближалася до нього. Але за кілька століть стало ясно, що амплітуда висхідного і призахідного сонця широко варіюється в різні пори року і обумовлюється дуже чітким законом. Ми, більш успішні, ніж єгиптяни, звичайно, вже зовсім точно знаємо, що це за закон, і, щоб простежити за їх першими спробами подолати стояли перед ними труднощі, ми повинні тепер розглянути річний шлях сонця і розібратися, як співвідносяться між собою точки на горизонті, в яких знаходиться сонце в різні пори року.

Фуко показав нам спосіб продемонструвати обертання Землі навколо її осі. До того ж у нас є ідеальний спосіб демонстрації не тільки добового обертання Землі навколо її осі, але і її річного обігу навколо Сонця, якась думка навіть не могла прийти в голову людям глибоку давнину. Як маятник показує нам обертання, так визначення аберації світла демонструє нам звернення Землі навколо Сонця.

Отже, у нас є Земля з цими двома рухами - обертанням навколо своєї осі і зверненням навколо Сонця протягом року. Щоб зрозуміти, як це впливає на розглянутий нами питання, ми повинні на час повернутися до глобусу, тобто моделі Землі.

Визначаючи місце розташування будь-якого пункту на поверхні Землі, ми говоримо, що він знаходиться в стількох-то градусах від екватора і в стількох-то градусах від Гринвічського меридіана: тобто у нас є дві перпендикулярні координати, широта і довгота. Якщо продовжити екватор Землі за її межі, ми отримуємо спосіб визначити місце розташування зірок точно таким же чином, як ми визначаємо місце розташування будь-якого пункту на Землі. Ми вже сказали, що у зірки є північне або південне відмінювання, яке визначається її відстанню від екватора, так само як у точки на Землі є північна або південна широта. Що стосується іншої координати, то можна також сказати, що небесне тіло, чиє місце розташування потрібно встановити, знаходиться на певній відстані від початкової точки вимірювання, яка б вона не була, вздовж небесного екватора. Говорячи про небесні тіла, ми називаємо це відстань прямим сходженням; на Землі ми вимірюємо відстань від Гринвічського меридіана і називаємо його довготою.

Рух Землі навколо Сонця відбувається в площині, яка називається площиною екліптики, і вісь обертання Землі нахилена до цієї площини під кутом приблизно 23½ °. Ми можемо, якщо захочемо, використовувати площину екліптики для визначення місця розташування зірок, так само як ми використовуємо площину земного екватора. В цьому випадку ми говоримо про відстань від екліптики як про небесну широті, а про відстань уздовж екліптики від однієї з точок, де вона перетинає небесний екватор, як про небесну довготі. Екватор перетинає екліптики в двох точках: одну з них вибрали в якості початкової точки для вимірювань вздовж екватора і екліптики і назвали першою точкою Овна.

Отже, у нас є дві системи координат, в кожній з яких ми можемо визначити положення Сонця або зірки на небі: екваторіальні координати на основі земного екватора і екліптичні координати на основі орбіти Землі. Знаючи, що Земля обертається навколо Сонця за рік, ми, сучасні люди, можемо визначити тривалість року з абсолютною точністю. По суті справи, у нас три різних року: по-перше, сидерический рік - тобто час, який витрачає Земля, щоб зробити шлях рівно через 360 ° по колу; по-друге, тропічний рік, відповідний часу, за який Земля проходить коло від першої точки Овна до неї ж, він становить неповні 360 °; а так як екваторіальна точка наближається до Землі, ми говоримо про прецесії рівнодень; в цьому році тропічний рік дорівнює сидеричному мінус двадцять хвилин. Нарешті, є і ще один рік, який називається аномалістіческій, він залежить від руху точки земної орбіти, в якій Земля знаходиться найближче до Сонця; вона, так би мовити, тікає від першої точки Овна, замість того щоб йти їй назустріч, так що в даному випадку у нас виходить сидерический рік плюс майже п'ять хвилин.

Кут нахилу площини обертання Землі до площини її обертання навколо Сонця, який, як я казав, в даний час складає близько 23½ °, називається нахилом екліптики. Цей нахил трохи змінюється, про що я буду говорити в наступному розділі.

Земля і Сонце в момент рівнодення

Щоб конкретно уявити собі найважливіші точки в річному русі Землі навколо Сонця, давайте візьмемо для прикладу чотири глобуса, розставлені по колу, які зображують Землю в різних точках її орбіти, і ще один глобус в центрі, який зображає Сонце, і відзначимо дві практично протилежні точки на орбіті Землі, в яких вісь не схилили до Сонця або від нього, а перебуває під прямим кутом до лінії, що з'єднує Землю в цих двох точках, і дві протилежні і проміжні точки, в яких північний полюс осі найбільше нахил н до Сонця і від нього.

На схемі зображено, що у нас виходить в цій ситуації. Якщо спочатку взяти точки, в яких вісь не схилили до Сонця, а знаходиться під прямим кутом до нього, стає абсолютно очевидно, що при такому стані речей через рух Землі навколо своєї осі неосвітлена сторона Землі і освітлена сторона, тобто сторона, повернена до Сонця, будуть однаковими за площею, від полюса до полюса; так що будь-яка точка на Землі, що обертається в такому положенні, буде половину періоду обертання висвітлюватися сонцем і половину періоду перебувати в темряві; таким чином, день буде дорівнює ночі, і, отже, дні і ночі будуть рівними у всьому світі.

Земля і Сонце в момент сонцестояння

Ми називаємо ці моменти рівноденням; при цьому положення Землі щодо Сонця дні мають таку ж тривалість, як і ночі.

На наступному малюнку ми бачимо інше положення. Тут вісь Землі нахилена під найбільшим кутом 23½ ° до Сонця або від нього. Якщо взяти місце дуже близько до Північного полюса, то влітку через обертання Землі воно буде постійно перебувати на світлі, а місце на такій же відстані від південного полюса - в темряві. Такі умови поруч з двома іншими точками, які ми називаємо сонцестоянням.

Схема, що показує положення сонця щодо зеніту в Лондоні в момент зимового сонцестояння в Північній півкулі

На кожному глобусі я накреслив лінію, яка зображує напрямок з Лондона. Якщо ми помітимо кут між напрямком зеніту і напрямком до Сонця в зимовий час, виявиться, що він досить великий; але якщо взяти положення на протилежному боці через півроку, кут виявиться невеликим.

Іншими словами, в першій ситуації в Лондоні сонце опівдні знаходиться далеко від зеніту, у нас в цей час зима; в другій ситуації сонце опівдні максимально наближене до зеніту, і у нас літо. Цим двом ситуацій відповідають дві точки на орбіті Землі, де у Сонця найбільше південне і північне відмінювання. При максимальному північному відмінюванні сонце піднімається високо і здається, ніби воно залишається на тій же висоті над горизонтом опівдні протягом одного-двох днів, як це буває під час літнього сонцестояння, а потім знову починає опускатися; в іншій точці при максимальному південному відмінюванні воно опускається до нижньої точки, як буває взимку, зупиняється і починає підніматися - тобто сонце, кажучи про його висоті над горизонтом опівдні, стоїть нерухомо, що і виражається в терміні «сонцестояння». Таким чином, ми маємо дві протилежні точки в обертанні Землі навколо Сонця, де у нього однакова висота опівдні, і дві інші точки, де його висота максимальна і мінімальна.

Схема, що показує положення Сонця щодо зеніту в Лондоні в момент літнього сонцестояння в Північній півкулі

Виходить однакова висота в рівнодення і максимальна і мінімальна висота в сонцестояння.

Висота залежить від зміни відміни Сонця. Зміна відміни впливає на азимут і амплітуду сходу і заходу сонця; ось чому в нашому Північній півкулі сонце сходить і заходить на північ від всього взимку і на південь від всього літа. У рівнодення у Сонця завжди нульове схиляння, так що воно сходить і заходить рівно на сході і рівно на заході в усьому світі. Але в сонцестояння у нього максимальне південне або північне відмінювання 23½ °; отже, воно сходить і заходить далеко від точок сходу і заходу; наскільки далеко, залежить від широти конкретного місця. Нижче наведені приблизні значення:

У Фівах, які у нас представляють Єгипет, на 25 ° 40 'пн. ш., ми знаходимо, що амплітуда Сонця на сході й заході в літнє сонцестояння буде приблизно 26 ° на північ від точки сходу на сході і 26 ° на північ від точки заходу на заході.

Ці сонцестояння і супутні їм ефекти - разючі явища фізичного світу. У зимове сонцестояння у нас самий розпал зими, в літній - літа; іншими словами, в той час як сонцестояння відповідають максимальним значенням холоду або спеки, рівнодення вказують на ті дві пори року, коли температурні умови майже однакові, хоча, звичайно, в одному випадку ми прощаємося з літом, а в іншому з зимою. Для Єгипту літнє сонцестояння було важливіше за все, так як воно відбувалося під час розливу Нілу на початку єгипетського року.

Чи знали стародавні люди що-небудь про сонцестояння і рівнодення? Чи були знайомі напівміфічні Хор-Шесу, тобто сонцепоклонники, з річним рухом сонця? Це один з тих питань, які ми розглянемо нижче.