Летнее солнцестояние 2024: как наблюдать без устройств

О чем свидетельствуют солнечные лучи на Стоунхендже

Стоунхендж - не только наиболее известный исторический памятник Великобритании, но и одна из древнейших обсерваторий.

Несмотря на то, до сих пор идут споры об истинном назначении каменных глыб, в день солнцестояния солнечные лучи несется между конкретными камнями - то есть Солнце восходит напротив определенной точки, "отмеченной" предками.

Стоунхендж (фото: Freepik)

Поэтому каждый год это явление наблюдают тысячи людей, собираясь к восходу Солнца вблизи исторического сооружения.

Но на самом деле, из-за того, что продолжительность Земного оборота вокруг Солнца длиннее 365 суток примерно на 6 часов, в каждый год точный момент солнцестояния происходит в разные даты.

Кроме того, в течение почти недели - до и после максимума склонения солнечного диска - Солнце появляется почти в одной и той же точке горизонта.

Как наблюдать солнцестояние

Обычно момент солнцестояния наблюдают тогда, когда светило находится над горизонтом, а лучи проходят значительное расстояние в атмосфере. Только тогда можно наблюдать явление невооруженным глазом, ведь большая часть излучения рассеивается и поглощается.

В остальное время необходимо наблюдать солнцестояние с использованием специальных фильтров, а чувствительные глаза обязательно следует защитить от лучей темным стеклом. Однако смотреть на Солнце, чтобы определить его высоту - необязательно.

Наблюдать за тенью

Древнейший метод определения высоты Солнца - наблюдение за тенью от длинной палки - гномона - воткнутой вертикально в землю. Точность измерения зависела от высоты гномона: большая высота - больше точность.

А в момент полудня, когда Солнце проходило верхнюю кульминацию, тень от палки становилась самой короткой.

По схожему принципу были построены солнечные часы, которые можно встретить во многих городах Украины, однако обращали внимание не на длину тени, а на ее положение.

Солнечные часы в Варшаве (фото: Wikipedia)

Этот метод использовали в обсерватории "Джантар-Мантар", в индийском городе Джайпур - именно там построены самые большие солнечные часы, высота которых составляет 27,4 м. Это позволяет определить время с точностью до 2 секунд.

Солнечные часы в Джантар-Мантар (фото: Wikipedia)

Однако такие часы не помогут выяснить изменение высоты Солнца во время солнцестояния.

Поскольку скорость движения Солнца составляет 15 угловых секунд в секунду, что показывает вращение Земли вокруг своей оси, за одну секунду передвижения светила составляет примерно 1/20 видимого диаметра солнечного диска.

А к солнцестоянию склонение центра Солнца меняется всего на 7-8 секунд угловых. Поэтому высоты солнечных часов в Индии недостаточно для наблюдения изменений - высота должна быть в четыре раза больше той, которая есть сейчас.

В то же время такие "башни" достаточно легко найти в больших городах. Ведь 9-этажные дома обычно строят высотой 25 м, а 24-этажных, а то и выше, домов достаточно много.

Так что в солнечный день можно попробовать присмотреться к тени от угла дома или деталей на крыше. Она не будет резкого края, а станет полутенью, ведь Солнце, благодаря большому диску - не точечный источник света.

Это обуславливает рост размеров полутени с увеличением расстояния до предмета. Но именно из-за нечеткости тени невозможно измерить точное изменение склонения Солнца.

Что наблюдали через обскуру

Подобно принципу, использованному в Стоунхендже, с отмеченной точкой исчезновения верхнего края солнечного диска за горизонтом, свойства солнечных лучей использовались при конструировании камеры-обскуры.

Принцип ее работы заключался в том, что солнечные лучи, проходившие через крошечную щель в непрозрачном материале напротив окна, "проектировали" на противоположную стену совершенно темной комнаты отраженную по горизонтали "картину" снаружи.

Спроектированное на лист бумаги изображение обводили карандашом, получая первые "фотографии" до появления светочувствительных материалов и линз.

Старинная камера-обскура (фото: Wikipedia)

Чем дальше от щели находится наблюдатель, тем точнее можно измерить, как отклоняется луч от определенного ориентира.

Этот принцип также использовался в обсерваториях, в частности в обсерватории ученого Улугбека.

Из-за радиуса ее квадранта, астроном смог с точностью до половины минуты определять продолжительность года, и, с точностью до одной угловой минуты, наклон эклиптики к экватору - это был самый точный результат к телескопам.

Подобные наблюдения проводились в церквях Европы, например, в Санта-Мария-дель-Фьоре, Флорентийском соборе. В дни солнцестояния можно увидеть как солнечные лучи, проходящие скважину в крыше, освещают специальный кусочек мрамора в полу.

Однако из-за почти неизменного склонения Солнца в течение нескольких дней, лучи падают на встроенный кружочек не только в день солнцестояния, но и накануне и на следующий день.

В то же время в другие дни года, луч не попадает на "отметку" вообще, или освещает ее лишь частично.