Stonehenge Sonne.

Von der Jungsteinzeit bis zur Gegenwart hat die Menge an Sonnenlicht, die wir an einem Tag sehen, einen tiefgreifenden Einfluss auf die menschliche Kultur. Wir nähern uns der Wintersonnenwende für die nördliche Hemisphäre, die am Dezember 21 stattfindet. Dies ist die längste Nacht des Jahres - einmal gefeiert alsWeihnachten”Vom heidnischen Volk Nordeuropas, bevor es zu Weihnachten wurde.

Stonehenge und die nahe gelegene neolithische Stätte von Durrington Wände (ca. 2,500 v. Chr.) wurden jeweils so gebaut, dass sie sich dem Sonnenuntergang und dem Sonnenaufgang in der Mitte des Winters anpassen. Diese Konzentration auf die Wintersonnenwende war eine wichtige Zeit gekennzeichnet durch Schlemmen und möglicherweise Tieropfer.

Jahrtausende später feierten die Römer Saturnalia (bis zum vierten Jahrhundert nach Christus) - ein Fest während der Woche der Wintersonnenwende dem Gott Saturn gewidmet, mit Spielen und Vergnügen. Der letzte Tag von Saturnalia wurde von den Römern als "dies natalis solis invicti" (Geburtstag der unbesiegten Sonne) bezeichnet, die sie im Dezember 25 mit Geschenken feierten. Das heidnische angelsächsische Ereignis namens Yule war während der Wintersonnenwende einige Jahrhunderte danach in vollem Gange und entwickelte sich schließlich zu dem Festival, das wir heute als Weihnachten kennen.

Kippender Planet

Aber was verursacht die Wintersonnenwende? Unser Planet hat eine axiale Neigung (von 23.4 °) in Bezug auf seine Umlaufbahn um die Sonne, was sich in den Jahreszeiten auswirkt. Die Winter- und Sommersonnenwende sowie die Frühlings- und Herbstäquinoktien sind die äußersten Punkte in jeder dieser Jahreszeiten (siehe Bild). Im Winter verursacht die Neigung der Erde von der Sonne Sonnenlicht über eine größere Fläche verteilen als im Sommer. Außerdem geht die Sonne später auf und früher unter, so dass wir weniger Sonnenlicht und kältere Temperaturen haben.

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Die Richtung der Neigung der Erde ändert sich im Laufe der Zeit. Diese Variationen sind seit der Zeit der alten Griechen bekannt. Hipparchus, einer der Begründer moderner astronomischer Techniken, schrieb einen der erste umfassende Sternkataloge in 129 BC. Nachdem er seinen Katalog zusammengestellt hatte, bemerkte er, dass sich die Position der Sterne von denen früherer Aufzeichnungen wie der Babylonier geändert hatte.

Interessanterweise schienen sich die Sterne um den gleichen Betrag verschoben zu haben, und er erkannte, dass die Lage von Norden am Himmel muss sich in den Jahrhunderten bewegt haben. Derzeit ist unser himmlischer Norden durch die Position des Sterns gekennzeichnet Polaris. Dies war jedoch nicht immer der Fall.

Die Rotation eines sich drehenden Objekts kann wie die Erde durch äußere Kräfte beeinflusst werden. In Anbetracht der Tatsache, dass sich die Erde bereits dreht, ändert jede Kraft, die auf sie ausgeübt wird, wie etwa die Schwerkraft des Mondes oder anderer Körper im Sonnensystem, diese Rotation (bekannt als Drehmoment). Das Ergebnis auf der Erde heißt Präzession der Äquinoktien - ein Phänomen, das unsere Beobachtungen der Sterne beeinflusst. Ein sichtbares Beispiel dafür in kleinerem Maßstab wird während des Films mehrmals gezeigt Beginn, wo die Präzession eines Kreisels verwendet wurde, um zu bestimmen, ob die Hauptfigur in Wirklichkeit war oder noch träumte.

Für die Erde zeichnet diese Präzession alle 26,000-Jahre einen Kreis am Himmel nach (siehe Abbildung unten). In 3,000 v. Chr. War der himmlische Norden der Stern Alpha Draconis (Thuban), im Sternbild Draco. Da wir diese Bewegung vorhersagen können, wissen wir, dass 13,000 in den nächsten Jahren unser Nordstern Vega sein wird, im Sternbild Lyrae.

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Dies wirkt sich auch auf den Beginn der Jahreszeiten über die Dauer eines Jahres im Rahmen dieses 26,000-Jahreszyklus aus und hat daher wichtige Auswirkungen auf jeden, der versucht, kulturelle Bedeutung einem bestimmten Zeitpunkt in einer bestimmten Jahreszeit zuzuordnen. Die Zeit, die die Erde benötigt, um die Sonne zu umkreisen, beträgt ungefähr 365.25 Tage, was bedeutet, dass wir alle vier Jahre einen zusätzlichen Tag haben. Im Vergleich dazu ergibt die Präzession der Äquinoktien eine Differenz von etwa 20 Minuten zwischen der Umlaufzeit der Erde, gemessen gegen die festen Hintergrundsterne (ein sidereales Jahr) und die Zeit, die die Sonne braucht, um jedes Jahr (ein Sonnenjahr) an dieselbe Position am Himmel zurückzukehren.

Abgesehen von der historischen Seite war dies die Diskrepanz zwischen der Länge des Sonnenjahres und der Länge eines Jahres, wie von der Julianischer Kalender das veranlasste die Konvertierung zum derzeit verwendeten Gregorianischer Kalender. Die Präzession der Tagundnachtgleiche war bekannt und hatte zu einer Abweichung von wenigen Tagen geführt, die die Rat von Nicäa zu Ändern Sie unser Kalendersystem.

Im julianischen Kalender, der ursprünglich von den Römern in 46 v. Chr. Festgelegt wurde, war der Neujahrstag in England am März 25, und dies wurde auch verwendet, um den Beginn des Steuerjahres zu definieren. Die Übernahme des Gregorianischen Kalenders in 1752 verschoben das Datum des Steuerjahres 11-Tage weiterleiten, aber Neujahr auf Januar 1 setzen. Um jedoch 11-Tage mit Steuereinnahmen zu vermeiden, hat die damalige Regierung unser Steuerjahr festgelegt am April 6 zu beginnen wo es bis heute bleibt.

In Anbetracht dessen, dass 1,440-Minuten an einem Tag und eine Differenz von 20-Minuten zwischen Stern- und Sonnenjahr vorhanden sind, würden sich dann die Datumsangaben der Äquinoktien (und der Sonnenwende) im Kalender um ein Jahr nach hinten verschieben ganzen Tag, wenn sie nicht korrigiert wurden (was sie sind). Das heißt, ein Römer, der die Wintersonnenwende als Bezugspunkt für den Zeitpunkt des Weihnachtsfestes verwendet, hätte Weihnachten gegen Ende November gefeiert. Noch weiter hinten hätten die Baumeister von Stonehenge im September die Wintersonnenwende erlebt.

Weihnachten auf dem Mars

Die Wintersonnenwende war historisch gesehen von großer Bedeutung, aber wie sieht es mit der Zukunft aus? In einigen hundert Jahren feiern Menschen Siedler Weihnachten auf dem Mars. Der Planet Mars hat auch eine axiale Neigung (25.2 °) und daher Jahreszeiten wie wir. Der Mars erfährt auch eine Präzession der Äquinoktien, aber die Präzessionsperiode ist weniger stabil als die der Erde. Eine vollständige marsianische Präzession ist ungefähr 167,000 Jahre.

Die Wintersonnenwende der nördlichen Hemisphäre auf dem Mars ist gerade erst vorbei, am Oktober 16. Da ein sidereales Jahr auf dem Mars 687-Tage der Erde ist, wird die nächste Wintersonnenwende der Marshalbinsel der nördlichen Hemisphäre erst im September 2, 2020, stattfinden.

Dies bedeutet, dass alle zukünftigen Mars-Kolonisten, die die Wintersonnenwende-Feierlichkeiten an den Durrington Walls vor Tausenden von Jahren neu gestalten oder vielleicht nur Weihnachten markieren wollen, sich daran gewöhnen müssen, fast jedes Jahr in verschiedenen Mars-Jahreszeiten zu feiern.

Über den Autor

Gareth Dorrian, wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Weltraumforschung, Nottingham Trent University und Ian Whittaker, Dozent Nottingham Trent University

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