20/12/2017 - Slunovrat, včely se těší na jaro

Od zítřka se prodlužuje den, budeme se spolu se včelami těšit na jaro. Proč ale již od zítřka, když bude Země Slunci nejblíže až 4. ledna, uháněje největším fofrem? A proč nám upíjí Lucie den, ale noci nepřidá?
Tradičně 13. prosince slaví svátek Lucie. Noci upije, dne nepřidá. Proč od 13. prosince nezapadá slunce každý den později, jak by mělo být, když slunovrat ještě nenastal? Na tom upíjení musí něco být. Země se otáčí velmi pravidelně a jedna její otočka, tedy den, trvá stále stejnou dobu. Zemská osa je vůči rovině oběhu Země kolem Slunce nakloněná, což je příčinou toho, že třeba v létě je u nás světlá část dne delší než tmavá noc (zemská osa míří severním koncem ke Slunci) a v zimě je tomu naopak (zemská osa je nakloněna od Slunce). Nás bude dále zajímat okamžik zimního Slunovratu, kdy je noc z celého roku nejdelší a kdy je zemská osa nakloněna severní částí právě přímo směrem od Slunce. Znalí Keplerových zákonů víme, že – podle přibližného znění prvního z nich – se planety, včetně Země, kolem Slunce pohybují po eliptických drahách, v jejichž společném ohnisku je Slunce. Druhý Keplerův zákon pak říká, že „Plochy opsané spojnicí Slunce a planety (tedy i Země) jsou za stejnou jednotku času vždy stejně velké". Z toho samozřejmě plyne poznání – když je Země na své eliptické dráze ke Slunci blíž, pohybuje se po oběžné dráze rychleji, než když je od něho dál. Když si navíc uvědomíme, že Země se nachází nejblíže Slunci kolem 4. ledna každého roku. Fyzikální vysvětlení pranostiky samozřejmě spočívá ve srovnání rovnoměrnosti rotace Země a nerovnoměrnosti jejího pohybu po oběžné dráze kolem Slunce. Zemská osa se během podzimu odklání svojí severní částí od Slunce, což u nás působí, že Slunce zapadá stále dříve a dříve a vychází čím dál později – světlá část dne se zkracuje. Protože ale současně podle 2. Keplerova zákona při svém oběhu kolem Slunce zrychluje, přihodí se zhruba 13. prosince (tedy na Lucii), že se na své dráze posune za jeden den o větší úsek než za den předešlý, ale přitom se nestačí otočit dost na to, aby kompenzovala zvýšení rychlosti oběhu kolem Slunce – prostě Země nestihne díky své rovnoměrné rotaci zařídit, aby Slunce zapadlo dříve než předešlý den a to přesto, že slunovrat ještě nenastal. V další dny je tento jev stále patrnější, takže si toho všimli i běžní pozorovatelé oblohy a vžilo se tvrzení, že – „Lucie noci upije…". To ale není vše. Jev, který působí zvečera „proti" západu Slunce působí samozřejmě i ráno „proti" Slunce východu a to dokonce ještě maličko více, protože v noci Země zase zrychlila. Takže „… ale dne nepřidá". Na to jsme si počkali do zítřejšího slunovratího dne. Stejný jev, který je připsán Lucii, funguje podobným způsobem i po slunovratu. Ten čas však již není příliš zmiňován, protože slunovrat nastal, noc se krátí a je důvod k veselí – k čemu se pak zabývat drobnostmi.
Jedno pěkné vysvětlení najdete i zde.