Większość gwiazdozbiorów widzianych na nocnym niebie jest związana ze specyficznymi porami roku. Obserwatorzy na północnej półkuli podziwiają Oriona jedynie w mroźne zimowe miesiące. Natomiast wiosną obserwujemy konstelację Lwa, a latem to gwiazdy Skorpiona dominują na niebie wraz z wielkim kwadratem Pegaza.

Ale dlaczego tak jest? Uzbrojeni w niektóre fakty, możemy poczynić pewne obserwacje i przeprowadzić proste doświadczenia, aby wyjaśnić tę ważną gwiezdną przypadłość.

Oglądając nocne niebo od zmierzchu do świtu zauważymy, że pewne gwiazdy pojawiają się za wschodnim horyzontem, przechodzą przez całe niebo podczas nocy, aby ostatecznie zniknąć pod zachodnim horyzontem. Nie ma tutaj zbyt wielkiej filozofii, przecież Słońce robi dokładnie to samo w dzień. Jednak z czasem zauważymy bardziej subtelne zmiany.

Po zachodzie Słońca gwiazdy znajdujące się nad zachodnim horyzontem podczas wczesnowieczornych godzin mogą, na przestrzeni kilku tygodni, zniknąć całkowicie z naszego widoku i ich miejsce zostanie zajęte przez gwiazdy znajdujące się wyżej na niebie kilka tygodni wcześniej. Jak jesteśmy w stanie zobaczyć wraz z czasem gwiazdy mogą stopniowo znikać, podczas gdy pojawiają się nowe nad wschodnim horyzontem.

Rotacja i orbita

Nasza Ziemia przemieszcza się i obraca wokół własnej osi podczas podróży dookoła Słońca, jej ruch powoduje noc i dzień, cztery pory roku i zmianę lat. Jeżeli zsynchronizujemy nasze zegarki używając ruchów gwiazd jako odniesienia to zauważymy, że Ziemia nie obraca się wokół własnej osi w ciągu 24 godzin, a cztery minuty krócej, dokładnie 23 godziny i 56 minut. Wynikiem tego gwiazdy wschodzą, przemierzają niebo i zachodzą cztery minuty wcześniej każdej nocy.

Podliczając w ciągu 15 dni daje nam to godzinę i dwie godziny w ciągu miesiąca. Wnikliwsze obliczenia pokażą, że w ciągu roku cykl zatacza pełne koło (12 miesięcy x 2 godziny = 24 godziny). W ciągu jednego roku gwiazda zatacza pełne koło na niebie.

Stanie się to bardziej jasne gdy przeprowadzimy pewny eksperyment:

W jakąkolwiek noc wybierz gwiazdę, połącz ją linią z jakimś bliskim punktem orientacyjnym (np. słupem telefonicznym, albo szczytem dachu sąsiadów). Upewnij się, że znasz dokładny czas i gwiazdę, która się posłużyłeś. Wróć następnej nocy i w tym samym czasie stań dokładnie w tym samym miejscu. Zauważysz, iż gwiazda przesunęła się trochę w prawo (na zachód) z pozycji, którą zajmowała noc wcześniej. Jeżeli przyjdziesz cztery minuty wcześniej to gwiazda będzie dokładnie w tym miejscu, w którym była dzień wcześniej.

Notujemy pozycję dwóch gwiazd – Alpha Pyxidis i Delta Velorum i wyznaczamy linię między nimi. Wyimaginowana linia przechodzi przez północny i południowy. Strzałak pokazuje, w która stronę obraca się Ziemia.

Pod 24 słonecznych godzinach widzimy, że obie giwazdy nie znajdują się dokładnie w tym samym miejscu, ale sa przesunięte o 4 minuty.

To jest ewidentny zachodni dryf gwiazd. Ziemia nie stoi dokładnie w jednym miejscu i się obraca wokół własnej osi, ale ciągle porusza się na orbicie wokół Słońca. Powoduje to pojawianie się gwiazd na wschodzie i znikanie ich na zachodzie. Pojawią się one po roku czasu, gdy Ziemia okrąży Słońce i wróci na swoje poprzednie miejsce.

Wszystkie te wschody powodują powstanie pytania: Jeżeli Ziemi zajmuje 23 godziny i 56 minut na obrót wokół własnej osi, to dlaczego z uporem maniaka twierdzimy, że dzień ma 24 godziny?

Astronomowie wprowadzili specjalne zegary przystosowane do odmierzania czasu według gwiazd. Ten astronomiczny zegar odmierza czas gwiazdowy. Zegar taki chodzi o 4 minuty szybciej od naszego zwykłego zegarka.

Gdyby nasze życie było przystosowane do tego gwiazdowego zegara to Słońce górowałoby na niebie kilka razy dokładnie w samo południe, ale kiedy indziej o północy, albo jeszcze podczas innej dziwnej godziny. My jesteśmy przyzwyczajeni do budzenia się podczas gdy jest jasno, a idziemy spać gdy się ściemnia, więc astronomowie wprowadzili zegar słoneczny, który pasuje do naszego trybu życia.

Jednak zegar słoneczny jest wyimaginowany i powoduje odstępstwa od prawdziwego położenia Słońca na niebie w ciągu roku. Ale matematycznie rzecz biorąc zegara słoneczny doskonale utrzymuje 24 godzinny dzień.

Autor

Wojciech Lizakowski