Літнє сонцестояння 2024 року: як спостерігати без пристроїв

Про що свідчать сонячні промені на Стоунгенджі

Стоунгендж - не лише найбільш відома історична пам'ятка Великої Британії, а й одна з найдавніших обсерваторій.

Попри те, ще й досі точаться суперечки про істинне призначення кам'яних брил, в день сонцестояння сонячне проміння лине поміж конкретних каменів - тобто Сонце сходить навпроти певної точки, "відміченої" пращурами.

Стоунгендж (фото: Freepik)

Тому кожен рік це явище спостерігають тисячі людей, збираючись до сходу Сонця поблизу історичної споруди.

Та насправді, через те, що тривалість Земного оберту навколо Сонця довша за 365 діб приблизно на 6 годин, кожного року точний момент сонцестояння відбувається в різні дати.

Крім того, протягом майже тижня - до і після максимуму схилення сонячного диска - Сонце з'являється майже в одній і тій самій точці горизонту.

Як спостерігати сонцестояння

Зазвичай, момент сонцестояння спостерігають тоді, коли світило знаходиться над горизонтом, а проміння проходить значну відстань в атмосфері. Тільки тоді можна спостерігати явище неозброєним оком, адже більша частина випромінювання розсіюється та поглинається.

В інший час необхідно спостерігати сонцестояння з використання спеціальних фільтрів, а чутливі очі обов'язково слід захистити від променів темним склом. Проте дивитися на Сонце, аби визначити його висоту - необов'язково.

Спостерігати за тінню

Найдавніший метод визначення висоти Сонця - спостерігання за тінню від довгої палиці - гномона - встромленої вертикально в землю. Точність вимірювання залежала від висоти гномона: більша висота - більше точність.

А в момент полудня, коли Сонце проходило верхню кульмінацію, тінь від палиці ставала найкоротшою.

За схожим принципом були побудовані сонячні годинники, які можна зустріти в багатьох містах України - проте звертали увагу не на довжину тіні, а на її положення.

Сонячний годинник у Варшаві (фото: Wikipedia)

Цей метод використовували в обсерваторії "Джантар-Мантар", в індійському місті Джайпур - саме там збудований найбільший сонячний годинник, висота якого становить 27,4 м. Це дозволяє визначити час з точністю до 2 секунд.

Сонячний годинник у Джантар-Мантар (фото: Wikipedia)

Однак, такий годинник не допоможе з'ясувати зміну висоти Сонця під час сонцестояння.

Через те що швидкість руху Сонця становить 15 кутових секунд на секунду, що показує обертання Землі навколо своєї осі, за одну секунду пересування світила становить приблизно 1/20 видимого діаметра сонячного диска.

А до сонцестояння схилення центру Сонця змінюється лише на 7-8 секунд кутових. Тож висоти сонячного годинника в Індії недостатньо для спостерігання змін - висота має бути в чотири рази більша тої, яка є зараз.

Водночас такі "вежі" досить легко знайти в великих містах. Адже 9-поверхові будинки зазвичай будують заввишки 25 м, а 24-поверхових, а то й вище, будинків - доволі багато.

Тож в сонячний день можна спробувати придивитися до тіні від рогу будинку чи деталей на даху. Вона не матиме різкого краю, а стане півтінню, адже Сонце, завдяки великому диску - не точкове джерело світла.

Це зумовлює зростання розмірів півтіні зі збільшенням відстані до предмета. Та саме через нечіткість тіні неможливо виміряти точну зміну схилення Сонця.

Що спостерігали через обскуру

Подібно до принципу, використаному в Стоунхенджі, з відміченою точкою зникнення верхнього краю сонячного диска  за горизонтом, властивості сонячного проміння використовувалася при конструюванні камери-обскури.

Принцип її роботи полягав у тому, що сонячне проміння, яке проходило через крихітну шпаринку в непрозорому матеріалі навпроти вікна, "проєктувало" на протилежну стіну абсолютно темної кімнати віддзеркалену по горизонталі "картину" зовні.

Спроєктоване на аркуш паперу зображення обводили олівцем, отримуючи перші "фотографії" до появи світлочутливих матеріалів і лінз.

Старовинна камера-обскура (фото: Wikipedia)

Чим далі від шпаринки знаходиться спостерігач, тим точніше можливо виміряти, як відхиляється промінь від певного орієнтира.

Цей принцип також використовували в обсерваторіях, зокрема в обсерваторії вченого Улугбека.

Через радіус її квадранту, астроном зміг з точністю до половини хвилини визначати тривалість року, і, з точністю до однієї кутової минути, нахил екліптики до екватора - це був найточніший результат до телескопів.

Подібні спостереження проводилися в церквах Європи, наприклад, у Санта-Марія-дель-Фьоре, Флорентійському соборі. В дні сонцестояння можна побачити як сонячне проміння, що проходить шпаринку у даху, освітлює спеціальний шматочок мармуру у підлозі.

Проте, через майже незмінне схилення Сонця протягом декількох днів, промені падають на вбудований кружечок не лише в день сонцестояння, а й напередодні та наступного дня.

Водночас в інші дні року, промінь не потрапляє на "відмітку" взагалі, або ж освітлює її лише частково.