什麼是夏至?天文學家解釋

2020-12-05 博科園
博科園-科學科普

夏至標誌著夏季的正式開始，它為生活在北半球的88%的人帶來了一年中最長白晝和最短夜晚。世界各地的人們用篝火、節日和音樂慶典來慶祝季節的變化。天文學家可以計算出冬至的確切時間，當地球到達其軌道上的點時，北極與太陽的角度最近。那一刻將是早上6點07分。東部時間今年6月21日。從地球上看，太陽相對於恆星會出現在最北邊。住在北回歸線上的人，在赤道以北23.5度的地方，中午會看到太陽直直地穿過頭頂。六個月後，太陽將到達南極，在南回歸線上的人們將從頭頂飛過，而北方人將在冬至度過他們一年中最短的一天。

夏至北半球的日照量最大。圖片：Takmeng Wong and the CERES Science Team at NASA Langley Research Center, CC BY

太陽相對於地球赤道的角度變化如此之快，以至於如果沒有儀器，這種變化在10天內是很難察覺的。這就是「至日」一詞的起源，意思是「太陽停止」。這種緩慢的變化意味著在中北部高緯度地區，6月21日只比6月20日多1秒。大約要過一個星期，才會有一分鐘的時間來改變計算的白晝時間。即使這只是一個近似值——地球的大氣層根據天氣的不同會使光線在地平線上彎曲不同的程度，這可能會帶來超過一分鐘的日出和日落時間的變化。

夏至是北半球一年中白天最多的24小時。圖片：Przemyslaw 'Blueshade' Idzkiewicz, CC BY-SA

英國的巨石陣、埃及的卡納克和秘魯的Chankillo紀念碑顯示，世界各地的人們已經注意到太陽的南北旅行超過5000年。從巨石陣的立石圈，太陽將直接升起在一條古老的大道上，在夏至時一直延伸到東北部。我們對建造巨石陣的人所知甚少，也不知道他們為什麼要如此努力地建造巨石陣——從140英裡外的巖石中移走數噸重的石頭。所有這一切都標誌著，在太陽每年返回的地平線上休息片刻，然後再向南移動。也許他們和我們一樣，慶祝著即將到來的季節變化的信號。

即使在今天，遊客們也會湧向巨石陣。圖片：Stonehenge Stone Circle, CC BY

博科園-科學科普｜ 文：史蒂芬·施耐德（麻薩諸塞大學阿姆赫斯特學院天文學教授）Space

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