Зимой Земля максимально приблизится к Солнцу. Узнайте, почему это происходит и как самостоятельно наблюдать это явление.

4 января в 16:28 по московскому времени дистанция между Землей и Солнцем достигнет своего минимума.

Фото: Shutterstock.

4 января в 16:28 по московскому времени расстояние между Землей и Солнцем сократится до минимальных 147 117 000 километров. Если вам показалось, что Солнце выглядит особенно большим – вы не ошиблись. Мы объясним, почему это так, почему Солнце кажется близким, несмотря на зиму, и как можно самостоятельно это проверить.

НЕКРАСИВАЯ ОРБИТА

Земля движется вокруг Солнца по эллиптической орбите, то есть вытянутой форме. Поэтому Земля то приближается к Солнцу, то удаляется. Как и все планеты. Максимальное расстояние от Солнца Земля достигает в начале июля, а минимальное – как раз сейчас. Разница в позициях составляет целых 5 миллионов километров.

На протяжении веков астрономы считали, что орбиты планет могут быть только круговыми, поскольку круг считается идеальной фигурой, а эллипс – «некрасивой». Так думал и основоположник современной астрономии Николай Коперник.

Однако реальные движения планет не совпадали с гипотетическими кругами. Наконец, Иоганн Кеплер пришел к выводу, что орбиты имеют форму эллипсов. Это открытие далось ему нелегко, так как он долго сомневался: природа не может быть такой «уродливой»! Многие разделяли его сомнения, но факты нельзя игнорировать.

Если это так, то Солнце должно увеличиваться и уменьшаться в размерах. Измерять его видимые размеры сложно – ослепляет. Это удалось сделать лишь один раз в III веке до нашей эры Архимеду. Кеплер решил повторить этот эксперимент, используя камеру-обскуру. В коробке делается отверстие, и наблюдается «солнечный зайчик», пропорциональный размеру реального диска. И действительно! В течение года Солнце меняет свои видимые размеры!

А ПРОВЕРИМ?

Это легко сделать. Есть два способа.

Можно создать камеру-обскуру, как у Кеплера. Для этого возьмите коробку, лучше с прочными стенками. В одной плоскости сделайте очень маленькое отверстие, меньше миллиметра. Например, вырежьте большую дырку, заклейте ее фольгой, и в ней иголочкой проколите малое отверстие. Верх коробки должен оставаться открытым, чтобы мы могли видеть, что внутри.

Прямо сейчас аккуратно зарисуйте диск Солнца внутри коробки на стороне, противоположной отверстию. И подождите до начала июля. Когда вы повторите эксперимент летом, то увидите, что летний солнечный зайчик будет значительно больше зимнего. Разница будет очень заметна.

Также можно взять небольшое зеркало размером около сантиметра. Если такого нет, не беда, возьмите обычное зеркало, закройте его бумагой, в которой прорежьте «глазок».

Пустим зайчика. На расстоянии (метров 5 и более) он превратится в … изображение Солнца. На нем даже можно будет рассмотреть пятна. Неважно, какой формы будет зеркало или дырка в бумаге – изображение все равно окажется круглым.

Точно так же: зарисуйте его и сравните с летним.

Этот эксперимент немного сложнее, так как расстояние от зеркала до экрана должно быть одинаковым как зимой, так и летом. А коробка остается коробкой, с ней ничего не случится. Измерьте, а затем спрячьте до июля.

А ПОЧЕМУ ЗИМА?

На самом деле, как это возможно?

Зададимся вопросом: от чего зависит температура – тепло или холодно?

Часто говорят: от расстояния до Солнца! Но, как видно, это не так. Солнце близко, а у нас зима. И так происходит всегда.

На самом деле, ключевую роль играет угол падения солнечных лучей на поверхность Земли. Зимой косые лучи Солнца едва касаются почвы, так как Солнце находится низко. А летом – они светят почти вертикально. Именно это и приводит к тому, что летом тепло, а зимой холодно.

Также важно, что низкое Солнце проходит через значительную толщу атмосферы, и его тепло поглощается. В то время как летом лучи высоко стоящего светила теряют лишь небольшую часть своей энергии.

Тем не менее, лето в Южном полушарии совпадает с перигелием (так научно называется близкое положение Земли к Солнцу), и поэтому оно немного теплее, чем лето в Северном полушарии, которое происходит во время афелия (дальнего положения).

ЛИНЕЙКА ДЛЯ НЕБА

Хотя древние не знали, что Солнце то удаляется, то приближается, они смогли измерить (хотя и с заметной ошибкой) расстояние до Луны и Солнца, а Архимед довольно точно оценил удаленность ближайших звезд. Он полагал, что до них 2 световых года, на самом деле же – четыре.

И это действительно сложно осознать. Как??? Без GPS, карт и телескопов? Если бы нас оставили в пустыне без всего, мы бы не смогли определить север и юг, не говоря уже о расстоянии до Солнца.

Давайте попробуем повторить это. Сделаем, как они. Это не сложно.

ЗАГЛЯНЕМ В КОЛОДЕЦ

Основой всех расчетов является размер Земли. В метрах и километрах (понятно, что тогда использовали другие единицы длины, например, стадии, около 200 метров, но это не так важно).

Размер Земли в древности измеряли многие, наиболее точно – Эратосфен в III веке до н.э. Он заметил, что когда на юге Египта Солнце в полдень заглядывает в глубину колодцев, на севере, в Александрии, Солнце находится ниже. Он понял, что если измерить расстояние между этими точками в градусах (это просто – делается с помощью палки и ее тени) и в метрах (извините, в стадиях), можно понять размер всей сферы.

Итак.

В городе Сиена, на юге, Солнце, стало быть, в зените. А в Александрии оно отстоит от зенита на 7,2 градуса. Расстояние между этими пунктами оценивалось в 5000 стадий. Померяли караванами, шагами и вообще на глаз. Значит:

7,2 градуса = 5000 стадий

360 градусов (окружность Земли) = 250 тысяч стадий.

Ошибка заключалась в стадиях (шагами точно не померять), однако результат был хорошим. 40 008 километров в окружности против 40 075 километров на самом деле. Меряя Землю, он ошибся всего на 67 километров!

Когда-то, будучи подростком, я переписывался с ровесником из Пятигорска, и мы повторили этот эксперимент. У нас получилось, но результат оказался хуже, хотя расстояние (по карте) я измерил точно. Видимо, греки были лучше в измерении углов.

А КАК УЗНАТЬ РАССТОЯНИЕ ДО СОЛНЦА?

Этим занялся астроном Аристарх (тоже III век до н.э.). Он хотел поймать момент, когда фаза Луны – точно половина. Это означает, что угол Солнце – Луна – Земля составляет ровно 90 градусов.

Однако, глядя с Земли и измеряя угол между Луной и Солнцем на небе, мы получим какое-то другое значение, отличное от 90. Потому что Луна и