Когда мы произносим слово «год», мы обычно представляем себе 365 дней, смену времен года, праздники и календари․ Но с точки зрения астрономии и физики всё обстоит гораздо интереснее․ Если ответить на поставленный вопрос кратко: да, год — это время полного оборота Земли вокруг Солнца․ Однако за этим простым «да» скрывается множество нюансов, без которых это определение будет неполным․
Что такое год с научной точки зрения?
Год (также называемый земным или солнечным годом) — это единица измерения времени, за которую Земля совершает полный оборот вокруг Солнца․ Символ этого обозначения в науке — yr․
Казалось бы, всё просто․ Но астрономы различают несколько типов года, и именно из-за этой разницы наш календарь не идеально совпадает с космическими процессами․
Сидерический (звёздный) год
Это «истинный» оборот Земли вокруг нашего светила․ Сидерический год — это период обращения Земли вокруг Солнца относительно неподвижных звёзд․ Именно за это время наша планета возвращается в исходное положение на своей орбите․ Его продолжительность составляет 365,2564 суток (или 365 суток 6 часов 9 минут 10 секунд)․
Юлианский год
В астрономии и различных расчетах часто используется юлианский год․ Он равен точно 365,25 суток․ Это средняя продолжительность года в юлианском календаре․ В секундах СИ юлианский год составляет ровно 31 557 600 секунд․ Именно эту величину используют для определения расстояния до звезд — светового года, а также для выражения периодов полураспада долгоживущих радионуклидов и периодов обращений небесных тел․
Почему в календаре 365 дней, если оборот дольше?
Как мы уже выяснили, полный оборот вокруг Солнца занимает чуть больше 365 суток․ Если бы мы строго жили по 365-дневному году, наш календарь очень быстро бы «съехал» — новогодние праздники со временем переместились бы на весну, а затем и на лето․
Чтобы этого не произошло, был введен високосный год․ Время полного оборота Земли вокруг Солнца составляет 365 суток и 6 часов․ Получается, что за 4 года эти лишние 6 часов накапливаются в целые сутки (4 × 6 = 24 часа)․ Поэтому каждые четыре года в нашем календаре появляется 29 февраля, и такой год длится 366 дней․
Интересный парадокс: сколько раз Земля вращается вокруг своей оси?
Здесь начинается самое удивительное․ Логично было бы предположить, что если Земля делает оборот вокруг Солнца за 365 с лишним суток, то она вращается вокруг своей оси ровно 365 раз․ Но это не так!
Земля делает один оборот вокруг собственной оси примерно за 23 часа 56 минут (это так называемые звёздные сутки)․ За год (за один полный оборот вокруг Солнца) Земля проворачивается вокруг своей оси 366 раз (а в високосный год — 367)! Почему же мы считаем, что в году 365 дней?
Дело в том, что Земля движется вокруг Солнца в том же направлении, в котором вращается вокруг своей оси․ Из-за этого солнечные сутки (24 часа) немного длиннее полного оборота Земли․ Чтобы Солнце снова оказалось точно на том же месте на небе (например, в зените), Земле нужно довернуться еще на небольшой градус, компенсируя свое смещение по орбите․ Суперпозиция этих двух вращений и приводит к неравенству солнечных и звёздных суток․ Именно поэтому для определения среднего солнечного времени берут среднюю продолжительность суток в течение года․
Движение в цифрах: как быстро мы летим?
Пока мы спокойно живем на поверхности планеты, мы не замечаем, с какой невероятной скоростью мчимся сквозь космос․ Барицентр Земли совершает движение с запада на восток со средней скоростью 29,78 км/c (это около 107 200 км/ч)! За один год наша планета проходит путь более 940 млн км по своей орбите․
Интересный факт: при движении вокруг Солнца лобовой — передней — частью поверхности Земли является та, через которую проходит утренний меридиан․ То есть мы всегда «влетаем» в новый день передней частью планеты․
А что на других планетах?
Понятие «год» применимо не только к Земле․ Каждый оборот любой планеты вокруг Солнца называется ее годом․ Например, год на Меркурии длится всего 88 земных суток, а вот на Юпитере — почти 12 земных лет․ Так что продолжительность года — величина относительная и зависит исключительно от удаленности планеты от звезды․
Начало года — условность
Поскольку орбита — это эллипс (практически круг), у неё нет четко обозначенной точки старта или финиша․ Дата начала года может быть любой․ Исторически так сложилось, что мы празднуем его 1 января․ Это решение было принято давно и связано с особенностями календаря и культуры, а не с астрономическими событиями․
Так да или нет? Однозначно ДА․ Год, это время, необходимое для того, чтобы Земля совершила полный оборот вокруг Солнца и вернулась в исходное положение․ Однако важно помнить, что этот процесс чуть сложнее, чем кажется на первый взгляд: разница между звёздными и солнечными сутками, наличие високосных лет и колоссальная скорость нашего движения делают это астрономическое явление по-настоящему захватывающим!