از دیدگاه نجومی، آیا طول روز و شب در نخستین روز پاییز باهم برابرند؟

باشگاه خبرنگاران جوان؛ جواد فراهانی - از دیدگاه نجومی، پاییز در نیم‌کره شمالی در ساعت ۱۲:۰۵ به وقت گرینویچ (GMT) در روز ۲۳ سپتامبر آغاز می‌شود؛ هم‌زمان، بهار در نیم‌کره جنوبی نیز در همان لحظه شروع می‌شود.

در آن لحظه، خورشید دقیقاً در نقطه اوج (بالای سر) در نقطه‌ای خاص از اقیانوس آرام استوایی —واقع در ۴۰۰ کیلومتری جنوب شرقی «تاراوا»، پایتخت کشور کیریباتی— طلوع می‌کند.

این تاریخ به عنوان «اعتدال» (Equinox) شناخته می‌شود؛ واژه‌ای برگرفته از لاتین به معنای «شبِ برابر» که به این مفهوم اشاره دارد که طول روز و شب در سراسر کره زمین یکسان است. با این حال، در واقعیت، این موضوع کاملاً دقیق نیست.  

چرا طول روز و شب واقعاً برابر نیست؟

تعریف اعتدال به عنوان زمانی که در آن روز و شب برابر هستند، ساده‌انگاری است؛ زیرا در این تعریف، شب صرفاً به عنوان دوره‌ای در نظر گرفته می‌شود که خورشید زیر افق قرار دارد و پدیده گرگ‌ومیش (شفق و فلق) نادیده گرفته می‌شود. اگر خورشید تنها یک نقطه نورانی بود و زمین جوّ نداشت، در زمان اعتدال، خورشید واقعاً نیمی از مسیر خود را بالای افق و نیمی دیگر را زیر آن طی می‌کرد.

اما در واقعیت، پدیده شکست نور در جوّ باعث می‌شود که قرص خورشید در هنگام طلوع و غروب، بالاتر از موقعیت واقعی‌اش (به اندازه‌ای بیش از قطر ظاهری خود) دیده شود. وقتی خورشید را به شکل گویی نارنجی‌مایل‌به‌قرمز در افق می‌بینیم، در حال مشاهده یک خطای دید هستیم: چرا که خورشید در آن لحظه کاملاً زیر افق قرار دارد.

علاوه بر شکست نور —که باعث می‌شود طلوع زودتر و غروب دیرتر رخ دهد— عامل دیگری نیز وجود دارد که باعث می‌شود در روز اعتدال، طول روز بیشتر از شب باشد: طلوع و غروب خورشید نه بر اساس مرکز قرص خورشید، بلکه بر اساس لحظه پدیدار شدن نخستین بخش یا ناپدید شدن آخرین بخش از لبه بالایی خورشید در افق تعریف می‌شوند.

به همین دلیل، اگر زمان‌های محلی طلوع و غروب را در روز اعتدال بررسی کنید، خواهید دید که مدت زمان روشنایی روز اندکی بیش از ۱۲ ساعت است، نه دقیقاً ۱۲ ساعت آن‌گونه که واژه «اعتدال» (برابری) القا می‌کند.

برای مثال در شهر پیتسبرگ —واقع در شمال شرقی ایالات متحده— خورشید ساعت ۷:۰۷ صبح طلوع و ساعت ۷:۱۶ عصر غروب می‌کند؛ بدین ترتیب، این شهر از ۱۲ ساعت و ۹ دقیقه روشنایی روز برخوردار می‌شود. طول روز و شب در آنجا تا ۲۵ سپتامبر — زمانی که خورشید ساعت ۷:۱۰ صبح طلوع کرده و دقیقاً ۱۲ ساعت بعد غروب می‌کند — واقعاً برابر نمی‌شود.

در قطب شمال، خورشید در حال حاضر مسیری دایره‌وار را در آسمان طی می‌کند و به نظر می‌رسد که تنها با افق تماس پیدا می‌کند. در لحظه اعتدال پاییزی امسال، خورشید از نظر تئوری باید از دید پنهان شود، اما قرص آن همچنان بالاتر از افق معلق می‌ماند. ۵۰ ساعت و ۴۴ دقیقه دیگر طول می‌کشد تا آخرین نقطه از لبه بالایی خورشید از نظر ناپدید شود.

این اثر شدید شکست نور همچنین باعث می‌شود که قرص خورشید هنگام نزدیک شدن به افق، بیضی‌شکل به نظر برسد؛ شدت شکست نور چنان به‌سرعت افزایش می‌یابد که لبه پایینی خورشید بالاتر از لبه بالایی آن قرار می‌گیرد و شکل قرص را به‌طور محسوس تغییر می‌دهد.

منبع: Space