Le solstice d'hiver est arrivé: la belle astronomie de Noël

Le solstice d'hiver est arrivé: la belle astronomie de Noël

(Pipop_Boosarakumwadi / iStock)

Du néolithique à nos jours, la quantité de soleil que nous voyons au cours d'une journée a eu un impact profond sur la culture humaine. Nous approchons rapidement du solstice d’hiver pour l’hémisphère Nord, qui aura lieu le 21 décembre.

C’est la nuit la plus longue de l’année - jadis célébrée comme " Noël "par le peuple païen du nord de l'Europe avant Noël.

Stonehenge et le site néolithique voisin de Murs de Durrington (environ 2500 avant JC) ont été construits pour être orientés de manière à faire face au coucher et au lever du soleil pendant l’hiver.

Cet accent mis sur le solstice d'hiver était un moment important marqué par la fête et éventuellement des sacrifices d'animaux.

Des millénaires plus tard, les Romains célébraient les Saturnales (jusqu'au quatrième siècle de notre ère), un festival organisé pendant la semaine du solstice d'hiver dédié au dieu Saturne , impliquant des jeux et de la gaieté.

Le dernier jour de Saturnales a été désigné par les Romains comme "le dies natalis solis invicti" (l'anniversaire du soleil invaincu), qui l'a célébré en se faisant un cadeau le 25 décembre.

L'événement païen anglo-saxon connu sous le nom de Yule battait son plein au solstice d'hiver quelques siècles plus tard, pour finalement devenir le festival que nous connaissons maintenant sous le nom de Noël.

Planète inclinée

Mais qu'est-ce qui cause le solstice d'hiver? Notre planète a une inclinaison axiale (de 23,4 °) par rapport à son plan orbital autour du soleil, ce qui entraîne les saisons. Les solstices d'hiver et d'été, ainsi que les équinoxes de printemps et d'automne, sont les points extrêmes de chacune de ces saisons (voir image).

En hiver, l'inclinaison de la Terre par rapport au soleil provoque la lumière du soleil étalé sur une plus grande surface qu'en été. Cela provoque également le lever et le coucher du soleil plus tard, nous donnant moins d'heures de soleil et des températures plus froides.

Il se trouve que la direction de l'inclinaison de la Terre change avec le temps. Ces variations sont connues depuis l'époque des Grecs de l'Antiquité. Hipparchus, l'un des fondateurs des techniques astronomiques modernes, a écrit l'un des premiers catalogues d'étoiles complets en 129 av.

Après avoir compilé son catalogue, il a remarqué que la position des étoiles avait changé par rapport à celles d’anciens enregistrements tels que le Babylonien.

Il est intéressant de noter que les étoiles semblent avoir bougé de la même position, et il réalisa que la position de Nord dans le ciel doit avoir bougé au cours des siècles. Actuellement, notre nord céleste est marqué par la position de l'étoile Polaris . Mais ce n'était pas toujours le cas.

La rotation d'un objet en rotation, comme la Terre, peut être affectée par des forces externes. Etant donné que la Terre tourne déjà, toute force qui lui est appliquée, telle que la gravité provenant de la lune ou d’autres corps du système solaire, modifiera cette rotation (appelée couple).

Le résultat sur Terre s'appelle le précession des équinoxes - un phénomène qui affecte nos observations des étoiles.

Un exemple visible à plus petite échelle est présenté plusieurs fois au cours du film. Début , où la précession d’une toupie était utilisée pour déterminer si le personnage principal était en réalité ou en train de rêver.

Pour la Terre, cette précession trace un cercle dans le ciel une fois tous les 26 000 ans (voir image ci-dessous). En 3000 avant JC, le nord céleste était l'étoile Alpha Draconis (Thuban), dans la constellation de Draco. Étant donné que nous pouvons prédire cette motion, nous savons que dans 13 ans, notre étoile nord sera Vega, dans la constellation Lyrae.

Cela influe également sur le début des saisons d'une année dans le cadre de ce cycle de 26 000 ans et a donc des conséquences importantes pour quiconque tente d'attribuer une signification culturelle à un moment donné d'une saison donnée.

Le temps qu'il faut à la Terre pour graviter autour du Soleil est d'environ 365,25 jours, ce qui signifie que nous avons un jour supplémentaire tous les quatre ans.

En comparaison, la précession des équinoxes entraîne une différence d’environ 20 minutes entre la période orbitale de la Terre, mesurée par rapport aux étoiles fixes de fond ( une année sidérale ), et le temps nécessaire au soleil pour revenir à la même position dans le ciel chaque année (une année solaire).

Côté historique, c’est l’écart entre la durée de l’année solaire et la durée d’une année définie par la calendrier julien qui a incité la conversion à la actuellement utilisé calendrier Grégorien .

La précession des équinoxes était connue et avait provoqué un décalage de quelques jours qui avait incité le conseil de Nicée à changer notre système de calendrier .

Selon le calendrier julien, établi à l'origine par les Romains en 46 av. J.-C., le jour du Nouvel An en Angleterre avait déjà lieu le 25 mars et était également utilisé pour définir le début de l'année d'imposition.

L'adoption du calendrier grégorien en 1752 décalé la date de l'année d'imposition avancez de 11 jours, mais fixez le Nouvel An au 1er janvier. Toutefois, pour éviter 11 jours de perte de recettes fiscales, le gouvernement de cette époque a défini notre année d'imposition. pour commencer le 6 avril où il reste à ce jour.

Donc, étant donné qu’il ya 1 440 minutes dans une journée et une différence de 20 minutes entre les années sidérale et solaire, les dates des équinoxes (et des solstices) seraient alors décalées d’un calendrier journée complète, s’ils n’ont pas été corrigés (ce qu’ils sont).

Cela signifie qu'un Romain utilisant le solstice d'hiver comme point de repère pour le calendrier de Noël aurait célébré Noël vers la fin du mois de novembre. Encore plus en arrière, les constructeurs de Stonehenge auraient vécu le solstice d’hiver en septembre.

Noël sur Mars

Le solstice d'hiver a clairement été important historiquement, mais qu'en est-il de l'avenir? Peut-être que dans quelques centaines d’années, les colons humains fêteront Noël sur Mars. La planète Mars a aussi une inclinaison axiale (25,2 °), et donc les saisons comme nous.

Mars connaît également une précession des équinoxes, mais sa période de précession est moins stable que celle de la Terre. Une précession martienne totale est d'environ 167 000 ans .

Le solstice d’hiver de l’hémisphère nord sur Mars vient de passer, le 16 octobre. Comme une année sidérale sur Mars est de 687 jours terrestres, le prochain solstice d’hiver de l’hémisphère nord martien aura lieu le 2 septembre 2020.

Cela signifie que tous les futurs colons de la planète Mars souhaitant recréer les "festivités" du solstice d'hiver à Durrington Walls il y a des milliers d'années ou, peut-être, marquant juste Noël, devraient s'habituer à célébrer presque chaque année à différentes saisons martiennes.

Gareth Dorrian , Assistant de recherche postdoctoral en sciences spatiales, Université de Nottingham Trent et Ian Whittaker , Maître de conférences, Université de Nottingham Trent .

Cet article est republié de La conversation sous licence Creative Commons. Lis le article original .

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