Должно быть, ученые мужи XVII века были сильно удивлены и испытали немало неудовольствия, ознакомившись с книгой Иоганна Кеплера «Новая астрономия». Еще бы, ведь немецкий математик призывал ни много ни мало отказаться от круговых орбит, по которым движутся планеты, и заменить их эллипсами! Астрономы еще не осмыслили до конца революционные идеи Коперника, поместившего в центр мира Солнце и низведя, таким образом, Землю до статуса рядовой планеты, как был нанесен второй удар по двухтысячелетней системе мира Птолемея.

Эллипсы! Это почти святотатсво! Круг — совершенная фигура, и как же еще двигаться телам в небесном мире, как не по круговым орбитам! Но теория Кеплера объясняла движение планет лучше, чем любая из теорий, использовавшая круговые орбиты. На ее основе можно было делать более точные предсказания, в какой точке неба окажется та или иная планета через год, десять, сто лет. Теория работала!

Земля, как и другие планеты, тоже движется вокруг Солнца не по круговой, а по эллиптической, вытянутой орбите. Это значит, что одну часть своего пути наша планета приближается к Солнцу, а другую часть — удаляется. Точка, когда Земля располагается ближе всего к звезде, называется перигелием, а наиболее удаленная от Солнца точка орбиты называется афелием. Как следствие, размеры Солнца на нашем небе должны меняться.

размеры Солнца, когда Земля в перигелии и в афелии

Разница в размерах Солнца, когда Земля находится в перигелии и в афелии. Фото: Raffaele Esposito

Раз Земля движется по эллипсу, ее движение неравномерно. Из-за того что сила притяжения уменьшается с увеличением расстояния между тяготеющими телами, вблизи афелия Земля должна двигаться медленнее, чем в перигелии. Разумеется, это находит отражение в движении Солнца по небу: светило движется на фоне звезд то быстрее, то медленнее (имеется в виду не ежедневное движение Солнца с востока на запад, а второе, годичное движение на фоне созвездий!). Должны иметь разную продолжительность и времена года, ведь тот сезон, в который Земля находится ближе к Солнцу, наша планета «проскакивает» быстрее, чем прочие.

Все вышеперечисленное — очевидные следствия трех законов Кеплера, но в обычной жизни они проходят обычно мимо нашего внимания. И это не удивительно — земная орбита почти круг, вытянутость ее невелика. Не проводя специальных наблюдений, заметить эффекты от движения Земли по эллипсу практически невозможно.

Это длинное предисловие было сделано для того, чтобы сказать о главном: сегодня, 4 января 2015 года, Земля находится в перигелии к Солнцу — в ближайшей к звезде точке своей орбиты. Точная дата события — 4 января в 06:36 по всемирному времени, или в 09:36 по московскому.

Именно сегодня Солнце ближе к Земле, чем в любой другой день года, а значит, именно сегодня Земля получит от Солнца наибольшее количество света и тепла в 2015 году!

солнечное гало

Когда Земля ближе всего к Солнцу, в северном полушарии царит зима. Этот замечательный снимок солнечного гало сделан 2 января 2015 года на Аляске. © Tracey Mendenhall Porreca

Странно? Совсем нет! Вспомним, что времена года меняются не потому, что Земля находится то ближе, то дальше от Солнца, а потому, что ось вращения нашей планеты наклонена к плоскости земной орбиты. В результате Солнце полгода освещает в основном северное полушарие Земли, а другую половину года — южное. Поэтому в южном полушарии Земли сейчас царит самое настоящее лето!

Впрочем, как мы уже писали в прошлом году, полгода — это грубая прикидка. Посмотрим внимательнее.

Границами астрономических сезонов служат моменты равноденствий и солнцестояний. (Это не произвольно выбранные даты, а особые точки на орбите Земли, отмечающие ключевые «этапы» процесса освещения Земли Солнцем/) Например, астрономическое лето длится от момента летнего солнцестояния, которое в разные годы наступает 20, 21 или 22 июня, до осеннего равноденствия, наступающего 22 или 23 сентября. Таким образом, продолжительность лета равна 93,6 дня. Осень длится от осеннего равноденствия до момента зимнего солнцестояния, наступающего 21 или 22 декабря. Сосчитаем количество дней на календаре между этими датами и убедимся, что осень на целых 4 дня короче! — ее длительность равна 89,8 дней! Еще короче зима — только 89 дней. Наконец, продолжительность весны составляет 92,8 дней. Вот наглядное доказательство того, что Земля движется по эллипсу и зимой находится ближе к Солнцу, чем летом!

Впрочем, разница в расстояниях до Солнца летом и зимой невелика — всего около 5 миллионов км. Сегодня оно равно 147 миллионов 096 тысяч 204 километра. В афелии оно превысит 152 миллиона километров. Расстояние варьируется в пределах примерно 3%. Настолько же изменяется и размер Солнца на нашем небе — совершенно незаметно для невооруженного глаза!