[singlepic id=232 w=320 h=240 float=left] V pondělí 21. března 2011 dvacet minut po půlnoci našeho času nastane jarní rovnodennost. Na tom není nic výjimečného – že jaro začíná 21. března jsme se učili již ve škole. V budoucnu tomu tak však nebude a letos máme poslední příležitost oslavit příchod jara ve „správný“ den. Proč tomu tak je? A co je to vlastně rovnodennost?
Co je jarní rovnodennost
Jarní rovnodennost, kterou považujeme za počátek astronomického jara, letos nastává 21. března v 0.20 SEČ. Rovnodennost nastává v okamžiku, kdy se Země se svojí skloněnou osou nachází vůči Slunci v takové poloze, že Slunce se nachází přesně nad zemským rovníkem a osvětluje tedy rovnoměrně severní i jižní polokouli. Protože souřadný systém na obloze (rektascenze a deklinace) je geocentricky odvozen od Země, nachází se Slunce v tomto okamžiku též na nebeském rovníku.
Takové okamžiky nastávají do roka dva, máme tedy rovnodennost jarní a podzimní. Při jarní přechází Slunce z jižní oblohy na severní, při podzimní naopak. Před jarní rovnodenností tedy Slunce svítí více na jižní polokouli, po tomto okamžiku naopak ozařuje více polokouli severní a díky tomu nám po jarní rovnodennosti nastává na severní polokouli teplejší část roku (a na jižní naopak).
Jarní bod
Při jarní rovnodennosti, se Slunce nachází v tzv. jarním bodě, který je referenčním bodem soustavy rovníkových (ekvatoriálních) souřadnic na obloze, a to obdobně, jako je tímto referenčním bodem pro zeměpisné souřadnice na zemi Greenwichská hvězdárna. Zatímco nebeský rovník a od něj odvozené souřadnice deklinace jsou (podobně jako pozemský rovník a zeměpisná šířka) jednoznačně a přirozeně určitelné, souřadnice rektascenze (podobně jako souřadnice zeměpisné délky) takový přirozený počátek nemají a musí být nějak stanoveny. Na Zemi se za tuto nulovou hodnotu (referenční bod) v současné době považuje již zmíněná Greenwichská hvězdárna (v minulosti byly stanoveny i jiné body na Zemi, např. Paříž či ostrov Ferro). Na obloze je tímto referenčním bodem právě jarní bod, tedy bod, ve kterém Slunce při svém pohybu po obloze překračuje nebeský rovník z jižní oblohy na severní. Stejně můžeme také říci, že jde o průsečík nebeského rovníku a průmětu roviny ekliptiky do oblohy.
Jarní bod je tedy počátkem soustavy rovníkových souřadnic na obloze, má deklinaci i rektascenzi 0°. Plní pro nebeský souřadný systém tutéž funkci, kterou by plnila Greenwichská hvězdárna pro soustavu zeměpisných souřadnic na Zemi v případě, že by Londýn byl na rovníku.
Přechod mezi znameními zvěrokruhu
S jarní rovnodenností bývá spojována též formulace „Slunce přechází ze znamení ryb do znamení berana“. Tato skutečnost je svrchovaně významná zejména pro hvězdopravce (ty, kteří hvězdářům kvůli historickému vývoji ukradli vědecké pojmenování astrologie a na hvězdáře pak zbyla jen astronomie). K tomu je však dlužno dodat, že uvedená formulace o přechodu z ryb do berana je poněkud zavádějící. Poloha jarního bodu na obloze se totiž vlivem precese zemské osy mění. Jak se při precesi mění směr zemské osy, posouvá se i místo na oběžné dráze Země kolem Slunce, ve kterém Slunce stojí nad zemským rovníkem. Tím se samozřejmě mění hvězdné pozadí, na které se nám v daném okamžiku Slunce promítá. Jarní bod se tedy postupně po nebeském rovníku posouvá, a to takovou rychlostí, že kolem dokola se přesune přibližně jednou za 25 800 let (této periodě se jinak říká platonský rok, což je výraz mající původ v Řečtině a vyjadřuje dlouhodobost cyklu, nikoliv spojitost s filosofem Platonem).
Tím, že se na obloze mění poloha „počátku souřadnic“, mění se přirozeně velmi pomalu i souřadnice jednotlivých nebeských objektů. Při jejich přesném určování je proto třeba vždy vztáhnout tyto souřadnice k nějakému okamžiku (tzv. ekvinokcium, v současnosti se např. většinou používá počátek roku 2000, což se vyjadřuje jako 2000.0).
Pro nás je však podstatná právě skutečnost, že se postupně mění hvězdné pozadí, na kterém se jarní bod promítá, tedy jinými slovy souhvězdí, ve kterém se Slunce při jarní rovnodennosti nachází. Na rozhraní souhvězdí ryb a berana se přitom jarní bod nacházel před cca 2 000 lety, v době, kdy vznikal základ současného hvězdopraveckého učení. Data přechodu mezi znameními zvěrokruhu byla odvozena od poloh souhvězdí v té době. Pro jednoduchost pak již tato znamení zůstala svázána s kalendářním rokem (jde de facto o kalendářní období), již však neodpovídají skutečným souhvězdím, ve kterých se Slunce v daném znamení promítá. Posun v současné době činí přibližně 26 dní.
Zde je třeba důsledně rozlišovat „znamení zvěrokruhu“ a „zvířetníková souhvězdí“. Zatímco znamení zvěrokruhu jsou definována na systému rovníkových nebeských souřadnic jako 12 úseků po 30 stupních s počátkem právě v jarním bodě, zvířetníková souhvězdí jsou souhvězdí, v nichž se Slunce skutečně promítá (každé je jinak velké, takže v každém z nich je Slunce jinak dlouho, navíc těchto souhvězdí je 13 – oproti znamením zvěrokruhu je zde navíc Hadonoš). Slunce tedy při jarní rovnodennosti skutečně přechází ze znamení ryb do znamení berana, ale nachází se v hloubi souhvězdí ryb, poblíž souhvězdí vodnáře. Stejně tak i narodil li se někdo v určitém znamení, Slunce tehdy bylo pravděpodobně v úplně jiném souhvězdí.
Astronomové tuto nesrovnalost rádi používají jako jasný důkaz nesmyslnosti astrologie, neboť již základní stavební kámen je vlastně tak trochu zfalšovaný. Astrologové však mají odpověď a posunu jarního bodu v rámci znamení využívají k definování tzv. věků. Takže nyní, když se jarní bod nachází v souhvězdí ryb, resp. přesněji zvěrokruh je otočen o méně než 30 stupňů, máme věk ryb. Za pár set let, až otočení zvěrokruhu přesáhne 30 stupňů, tedy celého jednoho znamení, se ocitneme ve věku vodnáře, jak se o tom zpívá ve známé písni Age of aquarius z muzikálu Hairs. K tomu je však třeba poznamenat, že sami astrologové nemají tak úplně jasno v tom, kdy vlastně ten věk vodnáře nastane, resp. zda už vlastně nenastal (zmiňovaná populární píseň vychází z toho, že jsme již tehdy byli na úsvitu tohoto nového věku a s tímto novým věkem vstoupí do naších životů mír, láska, světlo humanita…).
Délka dne a noci
Již z pojmu rovnodennost vyplývá, že v tento den by měl být na celé Zemi den stejně dlouhý a že den má být stejně dlouhý jako noc. Již pouhým nahlédnutím do hvězdářské ročenky, popř. sledováním zpráv o předpovědi počasí, jejichž součástí je oznamování času východu a západu Slunce, zjistíme, že za rovnodennosti den a noc stejně dlouhé nejsou. Den je o chvíli (na 50. rovnoběžce cca o 20 minut) delší než noc. Konkrétně na průsečíku 15. poledníku a 50. rovnoběžky (poblíž Kouřimi ve středních Čechách) letos 20. března (před okamžikem slunovratu) Slunce zapadá v 18:14 a 21. března ráno po slunovratu vychází v 6:04. Den má tedy délku 12 h 10 min, noc pak 11 h 50 min. Takto je den delší než noc na celé Zemi, žádná místa, kde by naopak o rovnodennosti byl den o chvíli kratší než noc, na Zemi nejsou. Důvodem je tzv. atmosférická refrakce, kdy sluneční paprsky jsou při průchodu atmosférou lámány (resp. jak vstupují do hustších a hustších vrstev postupně ohýbány) tak, že Slunce se nám jeví nad obzorem i v případě, že již je fyzicky pod obzorem. Tento posun směrem nad obzor činí více než celý sluneční průměr, tedy více než přibližně 0,5 stupně. Nebýt atmosféry, byl by tedy při rovnodennosti skutečně na celé Zemi den stejně dlouhý jako noc. Vlivem atmosféry je však den o něco delší. Zároveň rovněž z důvodu refrakce platí, že ve vyšších zeměpisných šířkách je i při rovnodennosti den o něco delší než na rovníku, neboť Slunce zde pod obzor sestupuje pod malým úhlem (na rovníku sestupuje Slunce o rovnodennosti kolmo k zemi) a na překonání rozdílu 0,5 stupně tedy potřebuje více času. Slunce je v době rovnodennosti nad obzorem i na obou zemských pólech. V okamžiku rovnodennosti je tedy na obou pólech polární den, přičemž na jednom před nedávnem začal (v případě jarní rovnodennosti na severním) a online casino na druhém (v našem případě na jižním) za chvíli skončí.
Z popisovaného jevu atmosférické refrakce vyplývá mimo jiné pro většinu lidí příjemné zjištění, že den je v průměru delší než noc, a to na celé Zemi.
Datum rovnodennosti
Letos jarní rovnodennost nastává 21. března, což je v souladu s tím, co jsme se vždy všichni učili na základní škole. I z minulosti však víme, že jarní rovnodennost často nastávala i 20. března a již v úvodu tohoto článku je uvedeno, že 21. března nastává jarní rovnodennost naposledy letos. Tedy další „nesrovnalost“. Rovnodennost skutečně může nastat jak 21. března, ale stejně tak i 20. března ba dokonce i 19. března a 22. března. Nejde o žádnou nepravidelnost v nebeské mechanice, jde naopak o důsledek nepravidelnosti našeho kalendáře, který se snaží s nebeskou mechanikou držet krok. Potíž je v tom, že náš kalendář má dvě základní jednotky (den a rok). Aby byl kalendář v občanském životě snáze použitelný, obsahuje rok celý počet dní. Skutečný, tzv. tropický, rok vycházející z délky oběhu Země kolem Slunce, však neobsahuje celý počet dní, ale obsahuje jich 365,2422. Proto střídáme roky o délce 365 dní a 366 dní, a to podle takových pravidel, aby se odchylka od skutečného roku příliš nezvyšovala (podle pravidel Gregoriánského kalendáře, který používá dnes rozhodující část světa včetně nás, má kalendářní rok délku průměrně 365,2425, tedy o pouhé 3 desetitisíciny dne delší než je skutečná délka roku).
Datum jarní rovnodennosti (a stejně tak podzimní rovnodennosti a obou slunovratů) pak záleží na tom, v jaké fázi cyklu pro vkládání přestupných roků se nacházíme. Nejpozději vždy tyto významné dny nastávají vždy v roce předcházejícím přestupnému roku (jako je rok letošní), neboť kalendář v dalším roce vložením 29. února vždy zpozdí o přibližně tři čtvrtě dne (366 – 365,2422 = cca 0,75). Pak se kalendář každý rok přibližně o čtvrt dne posouvá dopředu až se po čtyřech letech opět vkládá 29. únor. Tento základní čtyřletý cyklus by tedy neměl způsobit variace větší než ¾ dne. Kde se tedy berou data 19. a 22. března? Důvodem je delší, 400letý cyklus. Při vkládání přestupných roků každé 4 roky je délka roku 365,25 dne. Rok je tedy proti jeho skutečné délce 365,2422 dne příliš dlouhý, za skutečným astronomickým rokem se zpožďuje. Proto je potřeba některé přestupné roky vypustit. Gregoriánský kalendář tedy nevkládá přestupné roky každé čtyři roky, ale vypouští je v těch letech, jejichž letopočet je sice dělitelný čtyřmi, ale je zároveň dělitelný sty (např. rok 1800 či 1900 tak přestupné nebyly). Opět jej však vkládá, pokud je letopočet zároveň dělitelný i čtyřmisty (proto rok 2000 přestupný byl). Tím se liší gregoriánský kalendář od kalendáře juliánského, který se u nás používal dříve a dodnes jej používají jako církevní kalendář pravoslavní křesťané (ten vkládá přestupné roky pravidelně každé čtyři roky). Za 100 let, po kterých je obvykle jeden přestupný rok vypuštěn a rozdíl dorovnáván, získáváme variaci dalšího ¾ dne. Z pravidla gregoriánského kalendáře však zároveň vyplývá, že nastávají též období, kdy přestupný rok není vypouštěn celých 200 let (např. od roku 1901 do roku 2100). Zde je potom variace více než jeden a půl dne, což spolu s variací v rámci 4letého cyklu činí téměř dva a půl dne.
Nyní se nacházíme těsně za polovinou jednoho takového 200letého období, neboť právě rok 2000 byl tím rokem, kdy přestupný rok byl zařazen, ačkoliv byl letopočet dělitelný stem (byl dělitelný též čtyřmi sty). Důsledkem je ta skutečnost, že právě letos nastává jarní rovnodennost naposledy 21. března, nyní bude řadu let nastávat vždy 20. března a v druhé polovině století pak čím dál častěji i 19. března. Zde nutno poznamenat, že pokud bychom vycházeli ze světového – Greenwichského – času, nastala rovnodennost naposledy 21. března již v roce 2007, naopak v časových pásmech na východ od nás bude rovnodennost občas nastávat 21. března i v příštích letech. Pro nás, co žijeme v Čechách, je však pro zbytek našich životů poučka o tom, že jaro nastává 21. března nepříliš užitečná, neboť je sice stále pravdivá v průměru za dlouhá staletí, ale za života kohokoliv z nás již po letošku nikdy jaro 21. března nenastane.