روز و شب چگونه به وجود می‌آیند؟
حرکت وضعی زمین؛ موتور سازندهٔ روز و شب
زمین مانند یک فرفرهٔ غول‌پیکر به دور محور خود می‌چرخد. به این حرکت، حرکت وضعی می‌گویند. این چرخش عامل اصلی به وجود آمدن روز و شب است. یک بار چرخش کامل زمین به دور خودش، 24 ساعت طول می‌کشد که ما آن را یک «روز» می‌نامیم. تصور کنید یک توپ و یک چراغ قوه دارید. اگر توپ را بچرخانید، تنها قسمتی از آن که رو به چراغ قوه است روشن می‌شود (روز) و طرف دیگر در تاریکی باقی می‌ماند (شب). زمین و خورشید نیز دقیقاً همین رابطه را دارند.
محور زمین و نقش حیاتی آن
محور زمین یک خط فرضی است که از قطب شمال به قطب جنوب می‌گذرد. نکتهٔ جالب اینجاست که این محور کاملاً عمودی نیست، بلکه حدود 23.5 درجه انحراف دارد. این انحراف محوری، علاوه بر ایجاد روز و شب، دلیل اصلی تغییر فصل‌ها و طول روزها در زمان‌های مختلف سال است. اگر این انحراف نبود، طول روز و شب در همه‌جا همیشه برابر بود و فصل‌های متفاوت معنا نداشتند.
| رویداد نجومی | تاریخ تقریبی | طول روز در قطب شمال | طول روز در استوا |
|---|---|---|---|
| انقلاب تابستانی | 21 June | 24 ساعت روشنایی | ~12 ساعت |
| انقلاب زمستانی | 21 December | 24 ساعت تاریکی | ~12 ساعت |
سفر زمین به دور خورشید و تغییر فصل‌ها
زمین علاوه بر چرخش به دور خود، به دور خورشید نیز می‌گردد. این سفر که حرکت انتقالی نامیده می‌شود، حدود 365.25 روز (یک سال) طول می‌کشد. ترکیب این حرکت با انحراف محور زمین، باعث می‌شود زاویهٔ تابش نور خورشید به نیمکره‌های شمالی و جنوبی در طول سال تغییر کند. برای مثال، وقتی نیمکرهٔ شمالی به سمت خورشید متمایل است، نور خورشید با شدت بیشتری می‌تابد و فصل تابستان را تجربه می‌کند. در همین زمان، نیمکرهٔ جنوبی زمستان دارد.
خط‌های مهم و مناطق زمانی؛ تقسیم‌بندی روز در زمین
برای آنکه همهٔ مردم دنیا ساعت یکسانی را تجربه نکنند و هر منطقه بر اساس موقعیت خود نسبت به خورشید، ساعت مربوط به خود را داشته باشد، زمین به 24 منطقهٔ زمانی تقسیم شده است. هر منطقهٔ زمانی حدود 15 درجه طول جغرافیایی را پوشش می‌دهد (چون 360 / 24 = 15). خطی که ساعت 00:00 از آن شروع می‌شود، خط روزگردان نام دارد. وقتی از این خط به سمت شرق حرکت می‌کنید، زمان جلوتر می‌رود و وقتی به سمت غرب می‌روید، زمان به عقب برمی‌گردد.
شفق و فلق؛ زیباترین نشانه‌های گذار روز و شب
گذر از شب به روز و از روز به شب، ناگهانی نیست. دروه‌ای به نام شفق (غروب) و فلق (طلوع) وجود دارد که در آن، خورشید در زیر خط افق است، اما نور آن توسط لایه‌های بالایی جو زمین شکسته و پراکنده می‌شود و آسمان را به رنگ‌های زیبای نارنجی، صورتی و قرمز درمی‌آورد. این پدیده به‌خاطر پراکندگی [۱] رخ می‌دهد که در آن نور آبی بیشتر پراکنده می‌شود و نورهای قرمز و نارنجی به چشم ما می‌رسند.
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
پاسخ: خیر. این یک اشتباه رایج است. این زمین است که به دور خورشید و به دور خودش می‌چرخد. مدل مرکزیت خورشید امروزه به‌طور کامل پذیرفته شده است.
پاسخ: به دلیل انحراف 23.5 درجه‌ای محور زمین. در انقلاب تابستانی، قطب شمال به طور کامل به سمت خورشید است و تا شش ماه غروب نمی‌کند. در انقلاب زمستانی، قطب شمال کاملاً پشت به خورشید است و شش ماه در تاریکی به سر می‌برد.
پاسخ: یک نیمکره همیشه روزی داغ و سوزان و نیمکرهٔ دیگر همیشه شبی یخ‌زده داشت. زندگی به شکلی که امروز می‌شناسیم غیرممکن بود.
پاورقی
[۱] پراکندگی رایلی (Rayleigh Scattering): پدیده‌ای فیزیکی که در آن نور توسط ذرات کوچکتر از طول‌موج خود پراکنده می‌شود. این پدیده دلیل آبی بودن رنگ آسمان در روز و قرمزی آن در هنگام طلوع و غروب خورشید است.