لماذا تختلف ساعات الليل والنهار على الأرض وهل يحدث ذلك على الكواكب الأخرى؟

بينما لا تشعر بذلك، الأرض تدور حول محورها مرة واحدة كل 24 ساعة، وتأخذنا جميعا معها. وعندما نكون على جانب الأرض الذي يواجه الشمس، يكون لدينا ضوء نهار. وبينما تستمر الأرض في دورانها، ننتقل معها إلى الجانب البعيد عن الشمس، ويكون لدينا الليل.

وإذا كنا ننظر إلى الأرض من أعلى القطب الشمالي، فيمكننا أن نرى الأرض تدور عكس اتجاه عقارب الساعة، وسنشاهد ضوء النهار والظلام يجتاحان الكرة الأرضية من الشرق إلى الغرب.

وبينما ينتج التغيير بين النهار والليل عن دوران الأرض حول محورها، فإن الأطوال المتغيرة للنهار والليل تعتمد على مكان وجودك على الأرض والوقت من العام. كما تتأثر ساعات النهار بميل محور الأرض ومسارها حول الشمس.

لماذا يتغير طول نهار الأرض خلال العام؟

رغم أن اليوم الشمسي هو 24 ساعة، فإنه لا يحتوي على 12 ساعة من ضوء النهار و12 ساعة من الليل كل يوم. سنلاحظ أن النهار أقصر في الشتاء منه في الصيف. هذا بسبب ميل محور الأرض 23.5 درجة.

وعندما تتحرك الأرض حول الشمس خلال عام، يميل النصف الشمالي من الأرض نحو الشمس في الصيف، مما يجعل النهار أطول من الليل. وفي الشتاء ينعكس ذلك. حيث تميل الأرض بعيدا عن الشمس ويصبح الليل أطول. وفي الربيع والخريف، لا يكون الميل نحو الشمس أو بعيدا عنها ولكن في مكان ما بينهما، لذلك يكون النهار والليل متماثلين في هذه الأوقات من العام.

ويختلف العدد الفعلي لساعات ضوء النهار في أي يوم معين من السنة من مكان إلى آخر كذلك، وتستقبل المواقع الموجودة حول خط استواء الأرض حوالي 12 ساعة من الضوء كل يوم.

في المقابل، يتلقى القطب الشمالي 24 ساعة من ضوء النهار لبضعة أشهر في الصيف وظلام دامس لعدة أشهر في الشتاء، ويفصل بين هاتين الفترتين السنويتين للضوء والظلام شروق شمس طويل وغروب طويل.

ترجع هذه الاختلافات إلى دوران الأرض حول محورها المائل بمقدار 23.5 درجة. عندما تدور الأرض حول الشمس، ويشير محورها المائل دائما في الاتجاه نفسه، تقريبا بشكل مباشر نحو نجم الشمال Polaris. لذلك، على مدار العام، تحصل أجزاء مختلفة من الأرض على مقدار مختلف من أشعة الشمس المباشرة.

ما الذي تسبب في ميل الأرض؟

منذ زمن بعيد، كان يعتقد أن جسما كبيرا يدعى "ثيا" قد ضرب الأرض وجعلها غير مستقرة. لذا بدلا من الدوران مع محورها بشكل مستقيم لأعلى ولأسفل، فإنها تميل أكثر قليلا.

أرسلت تلك الضربة كمية هائلة من الغبار والأنقاض من الأرض إلى المدار محدثة بذلك فجوة كبيرة جدا على الأرض. ويعتقد معظم العلماء أن تلك الأنقاض هي التي تشكل منها قمرنا الحالي.

الفرق بين اليوم الشمسي واليوم الفلكي

تدور الأرض حول نفسها مرة كل 24 ساعة تقريبا من منظور شمسي "اليوم الشمسي"، وتدور مرة كل 23 ساعة و56 دقيقة و4 ثواني من منظور نجمي "اليوم الفلكي".

اليوم الشمسي، هو الوقت الذي تستغرقه الأرض لتدور مرة واحدة بالضبط بحيث تظهر الشمس في المكان نفسه في السماء في اليوم التالي. مع ذلك، فإن الأرض تتحرك أيضا حول الشمس، وهذه الحركة تجعل قياس اليوم معقدا إلى حد ما.

الوقت الفعلي لدورة واحدة للأرض حول محورها أقصر قليلا، حوالي 23 ساعة و56 دقيقة. اكتشف علماء الفلك ذلك من خلال ملاحظة الوقت الذي يستغرقه ظهور نجم في المكان نفسه من السماء في اليوم التالي، وأطلقوا على هذا اليوم اسم "فلكي" أو "نجمي".

دوران الأرض حول نفسها يتباطأ بمرور الوقت، علما بأن اليوم في الماضي كان أقصر مما هو عليه الآن، وذلك بسبب تأثيرات المد والجزر التي يسببها القمر على دوران الأرض.

أطول وأقصر أيام العام

الانقلابات هي مواقع مدار الأرض التي تحدد أطول وأقصر أيام السنة. فالانقلاب الشتوي في النصف الشمالي من الكرة الأرضية هو أقصر يوم، وبعد ذلك تطول ساعات النهار. أما الانقلاب الصيفي في نصف الكرة الشمالي فيقع في أطول يوم، وبعد ذلك تصبح ساعات النهار أقصر.

ويمكن أيضا تسمية الانقلابات الشتوية بالشهر الذي تحدث فيه. على سبيل المثال، الانقلاب الشمسي لشهر يونيو/حزيران هو النقطة في مدار الأرض حيث يواجه القطب الشمالي الشمس.

وفي النصف الشمالي من الكرة الأرضية، يعتبر الانقلاب الشمسي لشهر يونيو/حزيران هو أطول يوم في السنة. أما في النصف الجنوبي من الكرة الأرضية، يعتبر الانقلاب الشمسي لشهر يونيو/حزيران هو أقصر يوم في السنة.

الموقع على الأرض

يؤثر مكانك على الأرض بالنسبة لخط الاستواء أيضا على عدد ساعات النهار التي تحصل عليها في يوم شمسي. على سبيل المثال، خلال فصل الصيف في نصف الكرة الشمالي، تزيد ساعات النهار في أقصى الشمال الذي تقصده؛ في هذا الوقت، يحصل القطب الشمالي على القليل من الظلام في الليل.

وفي الشتاء، يكون النهار أقصر كلما ابتعدت عن الشمال. أما في خط الاستواء فيتساوى الليل والنهار دائما بصرف النظر عن الفصل السنوي، ولهذا يسمى خط الاستواء.

هل للكواكب الأخرى نهار وليل؟

نعم، تدور جميع الكواكب في نظامنا الشمسي حول محاورها، وبالتالي يكون لديها دورات من النهار والليل.

تدور بعض الكواكب بشكل أسرع من الأرض وبعضها يدور بشكل أبطأ. المريخ له دورة نهارية وليلية مشابهة للأرض. وبينما يدور المريخ حول محوره مرة كل 24.6 ساعة، يدور الزهرة حول محوره مرة واحدة كل 243 يوما من أيام الأرض، وهذا أطول بقليل مما يستغرقه كوكب الزهرة للدوران حول الشمس.

وتعد دورة النهار والليل لكوكب عطارد أكثر تعقيدا، حيث يدور عطارد مرة ونصف حول نفسه خلال كل مدار واحد يكمله حول الشمس. وبسبب هذا، فإن يوم عطارد، من شروق الشمس إلى شروقها، يبلغ طوله 176 يوما على الأرض.

وتدور الكواكب الأكبر بشكل أسرع حول محورها. إذ يدور كوكب المشتري مرة واحدة كل 10 ساعات، ويدور زحل مرة كل 11 ساعة، ويكمل نبتون دورانه في 16 ساعة. بينما يدور بلوتو في أبعد نقطة في نظامنا الشمسي حول محوره مرة كل 6.4 أيام.

طول النهار والليل في الكواكب الأخرى

تعاني الكواكب الأخرى أيضا من هذه التغييرات في طول ساعات النهار والليل، لأنها أيضا مائلة على محاورها. كل محور كوكب يميل بزاوية مختلفة، حيث يميل كوكب المشتري بمقدار 3 درجات فقط، لذا فإن تغيره في طول النهار والليل أثناء تحركه حول الشمس يكون أقل حدة من تغيره على الأرض. ويميل محور نبتون بمقدار 30 درجة، لذا فإن التغيرات في النهار والليل ستكون أكثر حدة على نبتون منها على الأرض.

بينما يقدم أورانوس حالة مثيرة للاهتمام لأن ميل محوره أكثر تطرفا، 98 درجة، هذا يعني أن القطب الشمالي لأورانوس موجه نحو الشمس خلال الصيف القطبي الشمالي. ويكون القطب الجنوبي في ظلام دامس.

وخلال فصل الشتاء القطبي الشمالي، أي بعد حوالي 42 عاما من الأرض، يتجه المحور القطبي الجنوبي إلى الشمس وتكون المنطقة القطبية الشمالية في ظلام دامس. وخلال فصلي الربيع والخريف، عندما يكون محوره عموديا على أشعة الشمس القادمة، يمر أورانوس بدورة نهارية وليلية مدتها 17 ساعة بينما يدور حول محوره.