Почему с наступлением зимы день становится все короче, а ночь все длиннее? Этот вопрос волнует людей с древних времен. Давайте разберемся в причинах этого удивительного астрономического явления и узнаем много нового и интересного о движении Земли.
Основные причины более раннего наступления темноты зимой
Главной причиной того, почему зимой темнеет раньше, является изменение угла, под которым солнечные лучи падают на поверхность Земли. Это связано с двумя основными факторами:
- Наклоном оси вращения Земли по отношению к плоскости ее орбиты. Угол наклона составляет 23,5 градуса.
- Движением Земли по эллиптической орбите вокруг Солнца. Вскользь изменяется расстояние от Земли до Солнца в течение года.
Когда в Северном полушарии наступает зима, ось Земли максимально отклоняется от Солнца. В результате солнечные лучи падают на поверхность под острым углом и проходят по касательной.
Зимой солнечные лучи меньше прогревают и освещают Землю, отчего световой день становится короче, а ночь длиннее.
Еще одной важной характеристикой является понятие светового и астрономического дня:
- Астрономические сутки длятся 24 часа и делятся поровну на день и ночь.
- Световой день начинается с восхода Солнца и заканчивается закатом. Его длительность изменяется каждые сутки.
Почему зимой темнеет раньше чем летом, можно объяснить также через такие понятия, как солнцестояние и равноденствие:
| Зимнее солнцестояние | 21-22 декабря, самый короткий день в году |
| Летнее солнцестояние | 21-22 июня, самый длинный день в году |
| Весеннее и осеннее равноденствие | День равен ночи, 20-21 марта и 22-23 сентября |
На продолжительность светового дня влияет также широта местности. Чем дальше от экватора к полюсам, тем более выражен эффект укорочения дня зимой. Например, в полярных широтах царит полярная ночь.
История изучения этого астрономического феномена
Люди задавались вопросом почему зимой темнеет раньше, чем летом с древнейших времен. Первые попытки объяснить это явление предпринимались еще в античные времена такими учеными, как Пифагор, Аристотель, Птолемей.
Представления в античные времена
Древнегреческий философ Пифагор считал, что причиной смены дня и ночи является вращение небесной сферы вокруг Земли. Аристотель полагал, что длительность светового дня зависит от высоты Солнца над горизонтом. А Птолемей на основе многолетних астрономических наблюдений составил модель движения Солнца и планет, объясняющую смену времен года.
Средневековая наука
В Средние века господствовали религиозные догматы, однако некоторые ученые продолжали собственные астрономические наблюдения. Например, Тихо Браге подробно описал движение Луны и планет. А Кеплер на основе наблюдений Браге сформулировал законы движения планет.
Эпоха Возрождения
В эпоху Возрождения началось бурное развитие науки, были сконструированы первые телескопы. Галилей в 1610 году обнаружил четыре крупнейших спутника Юпитера и фазы Венеры, что подтвердило гелиоцентрическую систему мира Коперника.
Новейшие исследования
В XIX-XX веках благодаря открытию законов электромагнитного излучения и квантовой физики стало возможным проводить точные астрономические наблюдения. В XXI веке исследования Солнечной системы проводятся с помощью орбитальных телескопов и межпланетных станций.
Перспективы дальнейшего изучения
И сегодня ученые продолжают исследовать процессы, происходящие на Солнце, движение планет и их спутников. Открытие экзопланет позволяет сравнивать нашу Солнечную систему с другими планетными системами во Вселенной.
