Наблюдения звездного неба с нуля
23 сентября в 6 часов 50 минут по всемирному времени (UTC) или в 9 часов 50 минут по московскому наступает осеннее равноденствие в 2023 году. Для астрономов это момент, когда Солнце, двигаясь на фоне зодиакальных созвездий, пересекает небесный экватор и переходит из северной небесной полусферы в южную. В северном полушарии Земли этот момент знаменует собой окончание астрономического лета и дает старт астрономической осени.
Между тем, с этой датой, как и вообще с астрономическим понятием равноденствия, связано несколько примечательных заблуждений среди неспециалистов.
Содержимое
Обычно, говоря о равноденствии, мы по умолчанию подразумеваем некую особенную дату или день. Чаще всего мы так и говорим — день равноденствия. Если мы под этим подразумеваем некие культурные или религиозные интерпретации астрономического события, то, конечно, правильно говорить о дне. Но с астрономической точки зрения это всего лишь момент, мгновение, когда центр солнечного диска на небе пересекает воображаемую линию небесного экватора. Именно поэтому наступление равноденствия можно рассчитать вплоть до долей секунды.
Тут вот что интересно. Небесный экватор является проекцией земного экватора на небесную сферу. Поэтому в момент равноденствия, пересекая небесный экватор, Солнце равномерно освещает оба полушария Земли — и северное, и южное. На полюсах — это момент восхода и захода Солнца и начало полярного дня или же полярной ночи.

Во момент равноденствия Земля «смотрит» на Солнце экватором, поэтому на экваторе в полдень Солнце будет находиться точно в зените. При этом оба полушария Земли освещаются Солнцем равномерно. Источник: earthsky.org
Осеннее равноденствие это устоявшийся термин, но является ли он правильным? Для нас, жителей северного полушария Земли, конечно, да. Но как быть с жителями ЮАР, Австралии, Аргентины? Они живут в южном полушарии, и у них 23 сентября станет началом астрономической весны! Поэтому равноденствие 23 сентября южнее экватора является весенним. (Та же ситуация и с равноденствием в марте, которое является осенним для «южнополушарных».)
Как же быть? Да никак. Возможно, правильнее было бы называть предстоящее равноденствие не осенним, а сентябрьским, чтобы не обижать южных жителей, но никто все равно этого делать не будет. Поэтому просто стоит помнить о том, что когда у наступает осень, где-то далеко на юге начинается весна.
Смысл равенства долготы дня и ночи заложен в самом названии даты. Однако действительно ли 23 сентября день и ночь будут длиться ровно по 12 часов?
Нет!
Давайте в начале определимся, что считать днем, а что ночью. Если за ночь принимать время темноты между вечерними и утренними сумерками, то, очевидно, ночь будет короче. Вы скажете, что сумерки, может, и не ночь, но и днем их тоже нельзя считать. Хорошо! Давайте тогда за день примем время суток, когда Солнце находится на небе, то есть над горизонтом, а за ночь — время, когда Солнце находится под горизонтом.
В этом случае 23 сентября день продолжался бы ровно 12 часов только по меньшей при соблюдении трех условий.
Как видите, ни одно из этих условий не выполняется.
Во-первых, Солнце на нашем небе не точка, а диск! День начинается, когда верхний краешек солнечного диска появляется над горизонтом при восходе, а ночь начинается, когда последний кусочек Солнца скрывается за горизонтом. Так как в среднем нашему дневному светилу требуется около 2 минут, чтобы полностью пересечь горизонт, 23 сентября день будет примерно на 2 минуты длиннее, чем ночь.
Во-вторых, Земля обладает довольно плотной атмосферой. Лучи Солнца при входе в атмосферу преломляются, так как попадают из менее плотной среды (почти вакуума межпланетного пространства) в более плотную. Точно такой же эффект наблюдается, когда мы смотрим на ложку, опущенную в стакан с водой. Из-за преломления света наблюдается любопытный эффект: мы видим Солнце на горизонте, когда оно на самом деле находится уже под горизонтом! То есть, светило восходит чуть раньше и садится чуть позже положенного срока.
Когда же световой день будет равен ночи? На территории России 25 сентября. На юге эта дата смещается еще дальше, вплоть до второй половины октября.
В-третьих, очевидно, что день может быть равным ночи только в том случае, если бы Солнце пересекало небесный экватор ровно в полдень. Но ведь полдень наступает в разных местах Земли в разное время, скажете вы. В том-то и дело! Настоящее равноденствие возможно только на одной долготе на всем земном шаре — там, где в момент пересечения Солнцем небесного экватора наступил полдень.
Да, в-четвертых. Земля при этом летит вокруг Солнца по эллиптической орбите, а не круговой. Поэтому скорость нашей планеты никогда не бывает постоянной. Ускорение или замедление движения Земли мы не ощущаем, так как они очень незначительны, да еще и растянуты по времени. Зато мы можем наблюдать, как ускоряется и замедляется движение Солнца на фоне созвездий. Из-за этого в день равноденствия ночь и день могут различаться на доли секунды!
В общем, как вы уже поняли, с астрономической точки зрения день осеннего равноденствия — никакой не день, не осеннего и даже не равноденствия. А вот как праздник или особая дата день осеннего равноденствия действительно существует в культуре многих народов Земли! Сентябрьское равноденствие до сих пор отмечается как праздник урожая и день благодарности земле за ее плодородие. Вообще говоря, празднование осеннего равноденствия может иметь разное значение для разных людей в зависимости от культур, к которым они принадлежат.
На видео ниже заметно, что Солнца освещает полушария Земли неодинаково в зависимости от времени года: летом больше северное, а зимой — южное. И только в равноденствия оба полушария освещены одинаково.
С днем равноденствия!