by 
Μάρτης. Ο μήνας της εαρινής ισημερίας που δεν είναι ιση-μερία και του πειράματος του Ερατοσθένη επίσημα σε όλο το κόσμο πλην της Ελλάδας(εξαίρεση κάποιοι φιλότιμοι εκπαιδευτικοί). Ο Μάρτης επίσης δεν λείπει απο τη σαρακοστή , αλλά όπως πάει η Ελληνική εκκλησία σε λίγα χρόνια θα λείπει. Ο Μάρτης όμως ενίοτε είναι γδάρτης και κακός παλουκοκαύτης όπως καλή ώρα φέτος.
Την Κυριακή 20/3 και ώρα 15:33 UTC ή 17:33 ώρα Ελλάδας το κέντρο του ηλιακού δίσκου ακουμπά τον ισημερινό στο λεγόμενο εαρινό ισημερινό σημείο γ. Η στιγμή αυτή σηματοδοτεί την είσοδο της Άνοιξης στο βόρειο ημισφαίριο. Το γ μετακινείται δυτικά 50,3΄΄ το χρόνο λόγω μετάπτωσης του άξονα περιστροφής της γης, του χρόνου επομένως ο ήλιος θα συναντήσει το γ 1 min νωρίτερα. Αυτό το 1 min έχει ήδη μεταφέρει την εαρινή ισημερία από την 21/3 στην 20/3 και αυξάνει κάθε χρόνο 1 min τη διάρκεια του καλοκαιριού.
Τώρα σε κανονικές συνθήκες, με δεδομένη την παράλληλη κίνηση των ηλιακών ακτίνων λόγω πολύ μεγάλης απόστασης, θα έπρεπε σε όλο το πλανήτη να έχουμε 12 h ημέρα και 12 h νύχτα , όπως φαίνεται και στο παραπάνω σχήμα. Όμως: α) Ενώ αστρονομική ανατολή και δύση είναι η στιγμή που το κέντρο του ηλιακου δίσκου ακουμπά τον ορίζοντα, πρακτικά ανατολή θεωρείται η στιγμή που βγαίνει η πρώτη ακτίνα και δύση η στιγμή που χάνεται η τελευταία ακτίνα. Αυτό μεγαλώνει την ημέρα κατά το χρόνο που χρειάζεται ο ήλιος να γράψει περίπου μια διάμετρό του 0,50 περίπου ή 3-4 min στα δικά μας γεωγραφικά πλάτη (Ο ήλιος δεν “πέφτει” κατακόρυφα παρά μόνο στον ισημερινό) . β) Καθώς οι ακτίνες του ήλιου εισέρχονται απο τον αραιό διαπλανητικό χώρο στην πυκνότερη ατμόσφαιρα διαθλώνται με αποτέλεσμα ένας παρατηρητής να βλέπει τον ήλιο πριν ανατείλει γεωμετρικά και μετά τη γεωμετρική δύση(σχ. κάτω).
Η ατμοσφαιρική διάθλαση αυξάνει επίσης τη διάρκεια της ημέρας κατά 5-6 min στα δικά μας γεωγραφικά πλάτη. Να σημειώσουμε ότι η διάθλαση, εκτός των άλλων, είναι μεγαλύτερη σε χαμηλότερη θερμοκρασία , σε αυξημένη υγρασία και υψηλή βαρομετρική πίεση. Στα δικά μας γεωγραφικά πλάτη επομένως η ημέρα είναι περίπου 10 min μεγαλύτερη όλο το χρόνο. Η ίση διάρκεια ημέρας -νύχτας προηγείται 4 ημέρες της εαρινής ισημερίας καθώς η ημέρα μεγαλώνει και έπεται 4 ημέρες της φθινοπωρινής καθώς η ημέρα μικραίνει.ΤΟ ΠΕΙΡΑΜΑ ΤΟΥ ΕΡΑΤΟΣΘΕΝΗ
Το πείραμα του Ερατοσθένη κατατάσσεται στα 10 ομορφότερα πειράματα που έχουν γίνει ποτέ. Σε μία εποχή που υπήρχαν πολλοί flat Earthers (που να γνώριζε ότι υπάρχουν ακόμα), είχε βεβαιωθεί ότι η γη είναι σφαιρική και μάλιστα είχε χαράξει μεσημβρινούς. Αντίθετα απο ότι πιστεύουν κάποιοι το πείραμα του Ερατοσθένη έγινε κατα το θερινό ηλιοστάσιο και όχι κατά την εαρινή ισημερία. Το ότι σήμερα πραγματοποιείται κατά την εαρινή ισημερία έχει να κάνει με τη λειτουργία των σχολείων. Ο Ερατοσθένης λοιπόν είχε την πληροφορία ότι κατά τη μεσημβρία του θερινού ηλιοστασίου ο ήλιος καθρεπτιζόταν στον πυθμένα ενός πηγαδιού στη Συήνη της Αιγύπτου σημερινό Ασσουάν. Επομένως οι ακτίνες του ήλιου πέφτουν κάθετα κατά τη μεσημβρία στη Συήνη. Στη συνέχεια υπέθεσε ότι η Συήνη βρίσκεται στον ίδιο μεσημβρινό με την Αλεξάνδρεια όπου ζούσε. Είναι εκπληκτικό ότι η διαφορά είναι μόλις 30 δυτικότερα η Συήνη. Πρίν το ηλιοστάσιο έστειλε βαδιστές ή καραβάνια να μετρήσουν την απόσταση Συήνη – Αλεξάνδρεια την οποία βρήκαν 5040 στάδια. Τη μεσημβρία του ηλιοστασίου έστησε κατακόρυφα μία ράβδο στην Αλεξάνδρεια(σχήμα) και μέτρησε τη γωνία που σχημάτιζε με τη διεύθυνση των ηλιακών ακτίνων(η ευθεία που ενώνει την κορυφή της ράβδου με την άκρη της σκιάς). Βρήκε τη γωνία αυτή 7,20 και επειδή είναι ίση με την γωνία στο κέντρο της γης … απλή μέθοδος => περίμετρος γης Π = 5040(360/7,2) = 252.000 στάδια. Με τη σημερινή εκτίμηση για το 1 στάδιο προκύπτει τιμή 39.600 km για την περίμετρο της γης έναντι 40050 km της πραγματικής.
Το μόνο που αλλάζει κατά την εκτέλεση του πειράματος στην εαρινή ισημερία είναι ότι βρίσκουμε έναν τόπο του ισημερινού ίδιου γεωγραφικού μήκους με τον δικό μας και με τα εργαλεία του google earth να μετρήσουμε την απόστασή του από εμάς. Προφανώς το πείραμα μπορεί να εκτελεστεί οποιαδήποτε μέρα του χρόνου αρκεί να γνωρίζουμε σε ποιούς τόπους οι ακτίνες του ήλιου πέφτουν κάθετα κατά τη μεσημβρία. Οι τόποι αυτοί βρίσκονται στη διακεκαυμένη ζώνη 23,50 πάνω και κάτω απο τον ισημερινό.
Καλημέρα Άρη.
“Ο Μάρτης επίσης δεν λείπει από τη σαρακοστή , αλλά όπως πάει η Ελληνική εκκλησία σε λίγα χρόνια θα λείπει.”
Θα λείπει ο Μάρτης από την σαρακοστή ή η σαρακοστή από τον Μάρτη 🙂
Διονυση γενικως λειπει η εκκλησια απο την πραγματικοτητα.
καλημέρα, Άρη
έχω μια ερώτηση βασανιστική και μια διαφωνία κάθετη
η βασανιστική ερώτηση: (επειδή θεωρώ ότι γνωρίζεις περισσότερα πράγματα Αστρονομίας από πολλούς από μας, από εμένα σίγουρα, σε διαβάζω και σε άλλον χώρο)
νομίζω ότι η καθετότητα στο σημείο γ, όπως ονομάζεται, δεν το ήξερα, είναι στιγμιαία,
διότι στη διάρκεια ενός ημερονυκτίου ο άξονας περιστροφής της Γης έχει μεταβληθεί, λίγο μεν, αλλά έχει μεταβληθεί, φτάνει μέχρι 23 μοίρες συνολικά στη διάρκεια της χρονιάς,
οι ακτίνες του Ήλιου, άρα, θα πέφτουν κάθετα σε άλλα σημεία, όχι στο γ, πριν και μετά το σημείο, λίγο πριν και μετά χρονικά
εκτιμώ εν ολίγοις ότι ισημερία υπάρχει μόνο στον μεσημβρινό που περνάει από το γ, πουθενά αλλού, όχι δηλαδή σε όλη τη Γη,
διότι ο χρόνος που αυτοί οι τόποι “κερδίζουν” στη διάρκεια του ημερονυκτίου και ο χρόνος που “χάνουν” αλληλοαναιρούνται για λόγους συμμετρίας
η κάθετη διαφωνία: (την έχω γράψει και σε άλλον χώρο, εκτιμώ και σέβομαι την καλή πρόθεση συναδέλφων Πειραματικών, αλλά, επειδή συμβαίνει να είμαι κι εγώ Πειραματικός…)
διαφωνώ κάθετα ότι η δραστηριότητα που περιγράφεται είναι “πραγματοποίηση του πειράματος του Ερατοσθένη”, βαρύγδουπος τίτλος,
είναι απλά πραγματοποίηση πειράματος εύρεσης του γεωγραφικού πλάτους μιας Πόλης, της Σπάρτης π.χ., ή της Δράμας, μέχρις εκεί,
θυμίζω ότι ο Ερατοσθένης δεν μέτρησε μόνο, τη σκιά του ραβδιού, μέτρησε και την απόσταση, με βηματιστές και καβαλάρηδες, των δύο πόλεων, αυτό ήταν και το δύσκολο
αν είναι να βρίσκουμε μέσω Google, θα έλεγα “τζάμπα”, την απόσταση της Πόλης μας από τον Ισημερινό, γιατί δεν βρίσκουμε την απόσταση του Β. Πόλου από τον Ισημερινό και να πολλαπλασιάσουμε μετά με το 4,
πιο εύκολο δεν θα ήταν;
Ευάγγελε τους αστρονόμους τους ενδιαφέρει με ακρίβεια χιλιοστού του δευτερολέπτου και βάλε , η στιγμή που το κέντρο του ηλιακού δίσκου ακουμπάει τον ισημερινό στο γ ,δεδομένου ότι δυο διαδοχικές διαβάσεις του ήλιου απο το γ ορίζουν το τροπικό έτος. Αυτή την ακρίβεια την έχουμε ειδικά τώρα με τα ατομικά ρολόγια. Τους ενδιαφέρει ακόμα η ετήσια κίνηση του γ λόγω μετάπτωσης γιατί με βαση τη θεση του γ στον ισημερινό καθορίζονται οι βασικές ουράνιες συντεταγμένες των άστρων και αυτήν τη ακρίβεια την έχουν. όλα τα άλλα παίζουν και έχεις δίκιο. Κάθετη πρόσπτωση ακριβώς θα έχουμε ΜΟΝΟ αν ο ήλιος διαβαίνει απο το γ ΤΗ ΜΕΣΗΜΒΡΙΑ και αν ο ήλιος ήταν σημείο και δεν υπήρχε διάθλαση, ναι όλοι οι τόποι του μεσημβρινού που περνάει απο το γ θα είχαν ίση διάρκεια ημέρας και νύχτας. Για να ξεκαθαρίσουμε επομένως για τους αστρονόμους ισημερία δεν είναι ούτε ιση διάρκεια ημέρας νύχτας ,ούτε κάθετη πρόσπτωση ακτίνων ήλιου, αλλά η ΣΤΙΓΜΗ ΑΚΡΙΒΩΣ που το κέντρο του ήλιου ακουμπάει το γ, τίποτα περισσότερο και τίποτα λιγότερο.
Όσον αφορά το πείραμα του Ερατοσθένη προφανώς κατά την ισημερία μετράμε το γεωγραφικό πλάτος του τόπου σαν γωνία φ, κατα το ηλιοστάσιο φ = γ.π – 23,5 και οποιαδήποτε άλλη ημέρα φ = γ.π – δ , όπου δ η απόκλιση του ήλιου την ημέρα αυτή. Όμως λέγοντας ότι ο Ερατοσθένης δε γνώριζε γεωγραφικά πλάτη και μήκη κάνεις μια μικρή αυθερεσία να βρείς έναν τόπο στον ισημερινό που να έχει το ίδιο γ.μ με τον δικό σου, λέγοντας ότι ο Ερατοσθένης αυτό το υπέθεσε και άλλη μία με τη μέτρηση της απόστασης, τονίζοντας πάλι τη διαδικασία του Ερατοσθένη. Νομίζω λοιπόν ότι το πείραμα που γίνεται σήμερα έχει μία σημαντική ιστορική αξία.
Ευχαριστούμε Αρη για το άρθρο. Το πείραμα του Ερατοσθένη το κάνω κάθε χρόνο εδώ και πολλά χρόνια με χιλιάδες μαθητές.
Η δραστηριότητα έχει μεγάλη αξία γιατί μπορεί να γίνει από όλα τα παιδιά στην αυλή του σχολείου με έναν χάρακα. Η μετρηση ειναι απλη. Και αποτελεί μια εξαιρετική ευκαιρία να μιλήσει ο διδάσκων για την αστρονομία, τα μαθηματικά, την ιστορία της επιστήμης. Την δραστηριότητα αυτή την έχω κάνει με χιλιάδες παιδιά και πίστεψέ με Βαγγέλη την θυμούνται πολλά χρόνια μετά. Για όσους συναδέλφους δεν κάνουν ποτέ πειράματα ή δραστηριότητες είναι μια χρυσή ευκαιρία για μια ασφαλή δοκιμή .
Καλησπέρα Άρη. Μας έδωσες πολύ ωραίες πληροφορίες, άγνωστες στους περισσότερους. Στη Φυσική Β΄ Γενικής, όταν κάνουμε το Φως, μπορούμε να αναφέρουμε κάποια στοιχεία για τη διάθλαση του ηλιακού φωτός, όπως το γράφεις στο άρθρο σου και την αύξηση στη διάρκεια της ημέρας!
Ο Ερατοσθένης στο πείραμά του πρέπει να χρησιμοποίησε και Ευκλείδη, με τις εντός εναλλάξ, ο οποίος γεννήθηκε μισό αιώνα νωρίτερα από τον Ερατοσθένη.
Γράφεις “Στα δικά μας γεωγραφικά πλάτη επομένως η ημέρα είναι περίπου 10 min μεγαλύτερη όλο το χρόνο”
Για τα αντίστοιχα γεωγραφικά πλάτη του Νοτίου Ημισφαιρίου ισχύει επίσης αυτή η αύξηση;
Ανδρέα απάντηση με καθυστέρηση. Ναι και στο νότιο ημισφαίριο ισχύουν τα ίδια. Έτσι μια πληροφορία ακόμα στο θέμα. Στην αρκτική ζώνη πάνω από 67.5 μοίρες υπάρχει από 1 ημέρα έως 6 μήνες στο βόρειο πόλο ακριβώς που έχουμε συνεχώς ημέρα. Η Αγία Πετρούπολη είναι αρκετά κάτω από την αρκτική ζώνη, όμως γύρω από το θερινό ηλιοστάσιο η ατμοσφαιρική διάθλαση κρατάει τον ήλιο οριακά στον ορίζοντα όλη τη νύχτα. Είναι οι περίφημες λευκές νύχτες της Αγίας Πετρούπολης με πλήθος εκδηλώσεων και εκατομμύρια επισκεπτών. Θέλω να πάω.