نجوم و زایش روشنایی

هرچند حیرت‌انگیز و باورنکردنی به نظر می‌رسد، اما واقعیت این است که اجداد ما از صدها سال پیش با دقت زیاد و محاسبه‌ای دقیق، این افزایش چند ثانیه‌ای در طولانی‌تر شدن مدت شب یلدا را محاسبه کرده بودند؛ کاری که شاید ما امروزه باوجود سواد دانشگاهی و بهره‌گیری از انواع اپلیکیشن‌ها و نرم‌افزارها و وبگاه‌ها، باز هم خودمان نتوانیم به تنهایی و با تکیه بر دانشی که از ریاضیات و هندسه در دبیرستان و دانشگاه آموخته‌ایم محاسبه‌اش کنیم. بیایید ببینیم چه اتفاقی رخ می‌دهد که امشب، به شبی خاص در فرهنگ ما ایرانیان و بسیاری از مردم جهان تبدیل شده است.

شاید عجیب باشد اگر بشنوید خورشید نوعی حرکت ظاهری در بین ستاره‌های آسمان دارد. طبیعی هم هست؛ مگر می‌شود تشخیص داد خورشید چطور بین ستاره‌ها جابه‌جا می‌شود! دور و بر خورشید که ستاره‌ای نمی‌تواند خودنمایی کند!

درست فکر می‌کنید، ولی پیشینیان ما موضوع رصد غیرمستقیم خورشید را به علت درخشش بی‌مانند این ستاره فروزان انجام می‌دادند. به این ترتیب که آنها می‌دیدند هر شب ستاره‌‌ای خاص نسبت به شب قبل در زمانی واحد نسبت به موقعیت خورشید اندکی رو به مغرب متمایل شده است یا به عبارتی اندکی زودتر طلوع می‌کند.

نتیجه این شده بود که در ماه‌ها و فصل‌های مختلف در ساعتی یکسان از ابتدای شب، می‌دیدند ستاره‌ها و صور فلکی مختلفی در وسط آسمان دیده می‌شود. وقتی روند را دنبال می‌کردند متوجه می‎شدند پس از 12مرتبه از گردش کامل ماه در میان صور فلکی، دوباره وضعیت قبلی تکرار می‌شود و ستاره‌ها و صور فلکی بخصوصی که 12 ماه پیش (یا یک سال قبل) بالای سر دیده می‌شد، مجددا به جایگاه قبلی خود برگشته‌اند.

از اینجا بود که متوجه شدند گویا خورشید بین ستاره‌ها حرکت می‌کند! البته ما امروزه می‌دانیم این زمین است که در جریان گردش انتقالی خود تقریبا هر 24219878/365 روز یک‌بار کامل به دور خورشید می‌چرخد، اما در گذشته این رویداد را به صورت حرکت خورشید به دور کره زمین روی مداری به نام «دایره‌البروج» تفسیر می‌کردند؛ به معنی مسیری دایره‌ای شکل دورادور آسمان که از بین یک برج یا صورت فلکی می‌گذرد. این برج‌ها به ترتیب عبارت بودند از حَمَل، ثور، جوزا، سرطان، اسد، سنبله، میزان، عقرب، قوس، جَدی، دَلو و حوت.

رصد منجمان نشان می‌داد در هر ماه شمسی، قرص خورشید در یکی از این برج‌ها در آسمان اقامت دارد و هر روز آرام‌آرام در مسیری رو به مشرق در این برج‌ها جابه‌جا می‌شود تا این‌که برج به پایان برسد و خورشید برسد به سَر برج بعدی. (این شما را احتمالا به یاد اصطلاح معروف آخر برج و اول برج بیندازد که در محاورات روزمره استفاده می‌کنیم و منظور از آن اشاره به روزهای ابتدایی و پایانی یک ماه شمسی است)

آنها تعیین موقعیت خورشید در میان ستارگان زمینه آسمان را در لحظه‌های طلوع و غروب هر روز با استفاده از ادوات قدیمی نجومی محاسبه می‌کردند و موقعیت دقیق خورشید را در میان ستاره‌ها روی نقشه‌های نجومی علامتگذاری می‌کردند. این کار پیوسته طی سال‌ها و بلکه قرون متمادی انجام می‌شد تا این‌که به درک نسبتا دقیقی از جابجایی تندشونده و کندشونده خورشید روی دایره‌البروج دست یافتند.

خط‌کشی‌های فرضی در آسمان شب

از آنجا که دانش نجوم با ریاضی، جغرافی و هندسه ارتباط تنگاتنگی دارد، بسیاری از خط و خطوط جغرافیایی نظیر استوا و مدارها و نصف‌النهارها که جغرافیدانان برای مشخص کردن موقعیت‌ها روی زمین به صورت فرضی تصویر کرده‌اند، از سوی منجمان بسط داده شده و در کره فرضی آسمان نیز در نظر گرفته شده است.

به این ترتیب که مثلا همان‌طور که جغرافیدانان، کره زمین را با خطی فرضی به نام استوا به دو نیمکره شمالی و جنوبی تقسیم کرده‌اند، منجمان نیز با بسط دادن این خط فرضی رو به آسمان، کره فرضی آسمان را هم به دو نیمکره شمالی و جنوبی آسمانی تقسیم کرده‌اند. آنها این خط را استوای آسمانی نامیده‌اند که دقیقا در مقابل خط استوای زمین است.

از آنجا که امتداد راستای محور شمال ـ جنوب زمین نسبت به راستای قائم انحراف 23.5 درجه دارد، مسیر دایره‌البروج (که در حقیقت همان مدار واقعی گردش زمین به دور خورشید است) با استوای آسمانی زاویه 23.5 درجه می‌سازد.

خورشید که به صورت ظاهری و از دید ما زمینیان هر روز حدود یک درجه روی دایره‌البروج رو به مشرق جابجا می‌شود، در شش ماه اول سال در بالای خط استوای آسمانی (در نیمکره شمالی آسمان) و در شش ماه دوم سال در پایین خط استوای آسمان (در نیمکره جنوبی آسمان) قرار دارد.

خورشید در اعتدالین و انقلابین

خورشید در دو روز از سال دقیق روی محل برخورد دایره‌البروج و استوای آسمانی قرار دارد که این دو روز عبارتند از یکم فروردین و یکم مهر که در این دو روز خورشید روی استوای آسمان قرار داشته، در لحظه ظهر عمود بر استوای زمین می‌تابد و طول شب و روز نیز تقریبا در بیشتر نقاط زمین به هم نزدیک است.

در این روز خورشید از مشرق طلوع و دقیق در مغرب غروب می‌کند و در مجموع نیمی از کمان گردش ظاهری خود به دور زمین را در بالای افق طی می‌کند (روز) و نیمی دیگر را در زیر افق ناظر می‌پیماید (شب). در این دو حالت از نظر نجومی اصطلاحا گفته می‌شود که خورشید در اول فروردین (گاهی 29 یا 30 اسفند) در نقطه اعتدال بهاری و در اول مهر (گاهی 31 شهریور) در نقطه اعتدال پاییزی قرار دارد.

اما در روز اول تیر ماجرا تفاوت می‌کند. رصد دقیق موقعیت خورشید در این روز نشان می‌دهد آفتاب به بیشترین پیشروی ممکن در نیمکره شمالی آسمان روی دایره‌البروج دست یافته و از هر روز دیگری به قطب شمال آسمان نزدیک‌تر شده است. در این روز خورشید از حوالی شمال شرقی طلوع و در حوالی شمال غربی افق غروب می‌کند. در این شرایط اصطلاحا گفته می‌شود خورشید به نقطه «انقلاب تابستانی» رسیده است.

در این روز خورشید در لحظه ظهر، عمود بر نقاطی از زمین می‌تابد که روی مدار رأس‌السرطان قرار گرفته‌اند. آفتاب برای ساکنان نیمکره شمالی زمین، کمان بزرگی از حرکت ظاهری خود را در روز می‌پیماید و کمان کوچکی را در شب و نتیجه این می‌شود که بلندترین روز سال و کوتاه‌ترین شب سال برای مردم نیمکره شمالی و بلندترین شب سال و کوتاه‌ترین روز سال برای مردم نیمکره جنوبی زمین در روز اول تیر (گاهی 31 خرداد) رقم می‌خورد.

نگاهی به زمان‌های طلوع و غروب آفتاب و مدت شب و روز برای تهران در روزهای 29 و 30 آذر و یکم دی 96:

ماجرای نجومی یلدا

با توجه به توصیفات بالا احتمالا متوجه شده‌اید که در شب یلدا وضعیت چگونه است. در شب یلدا (30 آذر یا یکم دی)، خورشید به بیشترین پیشروی خود روی دایره‌البروج در نیمکره جنوبی آسمان می‌رسد و بیشتر از هر زمان دیگری به قطب جنوب آسمان نزدیک می‌شود. در 30 آذر و اول دی خورشید در نقطه «انقلاب زمستانی» در آسمان نیمکره شمالی زمین، کوتاه‌ترین کمان خود را طی روز در آسمان طی می‌کند و رکورد کوتاه‌ترین روز سال را بر جای می‌گذارد. متعاقبا در طول شب نیز به بیشترین حد خود می‌رسد و شب یلدا شکل می‌گیرد. خورشید در واپسین روز پاییز از جایی نزدیک به جنوب شرقی در افق طلوع و در نقطه‌ای نزدیک به جنوب غربی غروب می‌کند.

اما همزمان در نیمکره جنوبی و برای مردم کشورهایی همچون استرالیا، برزیل و آفریقای جنوبی شرایط دیگری حکمفرماست؛ آنها می‌بینند که خورشید به بیشترین ارتفاع ممکن هنگام ظهر در آسمان می‌رسد. برای آنها شرایط شبانه‌روز درست شبیه وضعیت ما در ایران در اول تیر است. به این ترتیب در شرایطی که در شب یلدا برای ما در نیمکره شمالی زمین، بلندترین شب سال و کوتاه‌ترین روز سال رقم می‌خورد، برای ساکنان نیمکره جنوبی زمین، شرایط بلندترین روز سال و کوتاه‌ترین شب سال برقرار است.

زودترین غروب و دیرترین طلوع آفتاب

برخلاف باور عمومی، رخداد طولانی‌ترین شب سال به این معنی نیست که در این شب زودترین غروب سال و دیرترین طلوع سال رخ می‌دهد. به علت یکسری ظرایف تقویمی و نجومی و در نتیجه تفاوت بین دو مفهوم «روز خورشیدی میانگین» و «روز خورشیدی حقیقی» قریب به دو هفته پیش از شب یلدا، زودترین غروب سال اتفاق می‌افتد و حدود دو هفته نیز پس از شب یلدا، دیرترین غروب سال رخ می‌دهد. مثلا امسال زودترین غروب آفتاب در 14 آذر 96 ساعت 16 و 50 دقیقه و 54 ثانیه رخ داد که با مقایسه داده‌های نشان داده شده در جدول همین مقاله می‌بینید درست چهار دقیقه زودتر از زمان غروب آفتاب در 30 آذر بوده است.

به ترتیب با عبور از شب یلدا، بار دیگر خورشید در مسیر حرکت ظاهری خود روی دایره‌البروج آرام‌آرام به نقطه اعتدال بهاری نزدیک می‌شود تا این‌که یکم فروردین و موعد نوروز از راه برسد. این فرآیند از زمان پیدایش منظومه شمسی و زمین از حدود 4.5 میلیارد سال پیش برقرار است و به نظر می‌رسد تا مدتی قریب به همین مدت نیز ادامه داشته باشد.

ما موجودات بسیار خوش‌اقبالی هستیم که می‌توانیم در روزگاری زندگی کنیم که دانش بشر اجازه می‌دهد تا حد بسیار خوبی از ظرایف طبیعت و گردش ماه و خورشید و زمین مطلع باشیم. یلدا مبارک!

کاظم کوکرم - روزنامه‌نگار / جام جم