باز هم روز و شب
در ۲۱ ژوئن، سه نفر در سه شهر آسمان عصر را تماشا می‌کنند:
- در سنگاپور، نزدیک استوا، خورشید کمی بعد از ساعت هفت عصر غروب می‌کند، مثل همه‌ی روزهای سال.
- در مادرید، در اسپانیا، ساعت نه شب هنوز هوا روشن است. خورشید نزدیک ساعت ده غروب می‌کند.
- در ترومسو، در شمال دور نروژ، خورشید اصلاً غروب نمی‌کند. مردم نیمه‌شب زیر آفتاب قدم می‌زنند.
برای هر سه نفر، یک دور چرخش زمین ۲۴ ساعت طول می‌کشد. پس چرا روزهایشان این‌قدر متفاوت است؟
چرا یک روز همیشه ۱۲ ساعت نیست
در درس «روز و شب» دو چیز یاد گرفتیم:
- همیشه نیمی از زمین در نور خورشید است و نیم دیگرش تاریک.
- زمین تقریباً هر ۲۴ ساعت یک بار می‌چرخد. این چرخش هر جایی را از نیمه‌ی روشن و بعد از نیمه‌ی تاریک می‌گذراند.
وقتی زمین می‌چرخد، شهری مثل مادرید یک دور کامل به دور محور زمین می‌رود و به جای اولش برمی‌گردد. مسیرش یک دایره است.
اگر محور صاف ایستاده بود، مرز روز و شب دایره‌ی مادرید را به دو نیمه‌ی برابر تقسیم می‌کرد. مادرید نیمی از ۲۴ ساعت را در نور می‌گذراند و نیمی را در تاریکی: هر روز سال ۱۲ ساعت روز و ۱۲ ساعت شب.
اما در درس «فصل‌ها» دیدیم که محور کج است. به دلیل این کجی، مرز روز و شب دایره‌ی مادرید را به دو تکه‌ی نابرابر تقسیم می‌کند. گاهی تکه‌ی بزرگ‌تر در نور است و گاهی در تاریکی. طول روز مادرید همان زمانی است که پیمودن تکه‌ی روشن طول می‌کشد.
ژوئن: شمال به سوی خورشید خم است
تصور کنید در مادرید ایستاده‌اید. در دو تصویر زیر، نقطه‌ای که با «شما» نشان داده شده خود شما هستید، در مادرید.
نقطه را همراه چرخش زمین دنبال کنید. در ژوئن سر شمالی محور به سوی خورشید خم است، پس تکه‌ی بزرگ‌تر دایره‌ی مادرید در نور است: حدود ۱۵ ساعت روز و ۹ ساعت شب. کادر کوچک آسمان بالای سر شما را در مادرید نشان می‌دهد.
دسامبر: شمال از خورشید دور است
شش ماه بعد زمین آن سوی خورشید است. محور هنوز به همان سو خم است، پس حالا سر شمالی آن از خورشید دور است.
حالا تکه‌ی بزرگ‌تر دایره‌ی مادرید در تاریکی است: حدود ۹ ساعت روز و ۱۵ ساعت شب.
در نیمه‌ی جنوبی زمین برعکس است. در دسامبر جنوب به سوی خورشید خم است، پس جاهایی مثل ملبورن در استرالیا روزهای بلند دارند.
نزدیک استوا، و نزدیک قطب‌ها
استوا دایره‌ای به دور کمر زمین است. مرز روز و شب هم همیشه از وسط زمین می‌گذرد، پس زمین هر طور خم شده باشد، این مرز استوا را به دو نیمه‌ی برابر تقسیم می‌کند. به همین دلیل سنگاپور، نزدیک استوا، در تمام سال حدود ۱۲ ساعت روز و ۱۲ ساعت شب دارد.
هر چه جایی از استوا دورتر باشد، فرق روزهای تابستانش با روزهای زمستانش بیشتر است:
| جا | بلندترین روز | کوتاه‌ترین روز |
|---|---|---|
| سنگاپور، نزدیک استوا | حدود ۱۲ ساعت | حدود ۱۲ ساعت |
| مادرید، اسپانیا | حدود ۱۵ ساعت | حدود ۹ ساعت |
| اسلو، نروژ | نزدیک ۱۹ ساعت | حدود ۶ ساعت |
| ترومسو، شمال دور نروژ | خورشید غروب نمی‌کند | خورشید طلوع نمی‌کند |
نزدیک قطب شمال دایره‌ها کوچک‌اند. به بالای زمین در تصویر ژوئن نگاه کنید: دایره‌های کوچک آنجا در تمام چرخش در نور می‌مانند، پس خورشید تمام روز و تمام شب در آسمان است. به این خورشید نیمه‌شب (midnight sun) می‌گویند. در دسامبر همین دایره‌ها در تمام چرخش در تاریکی می‌مانند و خورشید اصلاً بالا نمی‌آید: شب قطبی (polar night).
در خانه امتحان کنید
به چراغ و پرتقال نیاز دارید، و مدادی که در درس «فصل‌ها» محور زمین بود.
- دور کمر پرتقال خطی بکشید: استوا. یک نقطه با خودکار روی آن بگذارید (سنگاپور)، و یکی دیگر در نیمه‌ی راه میان آن و بالای پرتقال (مادرید).
- سر مداد را به سوی چراغ خم کنید و پرتقال را آرام بچرخانید. نقطه‌ی مادرید در بیش از نیمی از چرخش در نور است؛ نقطه‌ی سنگاپور در نیمی از آن.
- سر مداد را از چراغ دور کنید و دوباره بچرخانید. حالا نقطه‌ی مادرید در بیش از نیمی از چرخش در تاریکی است. نقطه‌ی سنگاپور هنوز نیمی در نور و نیمی در تاریکی است.
واژه‌های این درس
- خورشید نیمه‌شب - وقتی خورشید تمام روز و تمام شب در آسمان می‌ماند، نزدیک قطب‌ها در تابستان
- شب قطبی - وقتی خورشید تمام روز بالا نمی‌آید، نزدیک قطب‌ها در زمستان
ایده‌ی اصلی
همیشه نیمی از زمین روشن است. چون محور کج است، مرز روز و شب دایره‌ی روزانه‌ی بیشتر جاها را به دو تکه‌ی نابرابر تقسیم می‌کند. وقتی نیمه‌ی شمالی به سوی خورشید خم است، جاهای آنجا روزهای بلند و شب‌های کوتاه دارند؛ وقتی از خورشید دور است، روزهای کوتاه و شب‌های بلند. نزدیک استوا، روز و شب در تمام سال هر کدام حدود ۱۲ ساعت‌اند.