در این مطلب در مورد سال خورشیدی صحبت خواهیم کرد. به صورت کلی سال در مفاهیم نجومی زمان پیمودن مدار خورشید توسط زمین است. با این حال نقطه شروع و پایان آن‌ها با هم متفاوت است و به این دلیل سال‌ها با نام‌های متفاوتی شناخته می‌شوند. در این مطلب در مورد سال خورشیدی و ویژگی‌های آن مطالعه خواهیم کرد.

روز خورشیدی چیست؟

یک تعریف ساده از یک روز مدت زمانی است که برای یک سیاره، ماهواره یا سایر اجرام آسمانی لازم است تا یک چرخش حول محور خود را انجام دهند اما دو تعریف برای روز وجود دارد. روز نجومی با توجه به ستاره‌ها اندازه‌گیری می‌شود در حالی که روز خورشیدی مدت زمانی است که از ظهر تا ظهر اندازه‌گیری می‌شود. منظور ما از ظهر زمانی است که خورشید از نصف النهار آسمانی عبور کرده و به حداکثر ارتفاع خود در آسمان می‌رسد.

هنگامی که زمین حول محور خود می‌چرخد، در امتداد مدار خود به دور خورشید نیز حرکت انجام می‌دهد. این بدان معنی است که زمان بین ظهرهای متوالی کمی (حدود 4 دقیقه) بیشتر از دوره چرخش واقعی سیاره است. علاوه بر این زمین در طول مدار خود با سرعت ثابت حرکت نمی‌کند بنابراین حرکت ظاهری خورشید در طول دایره البروج روز به روز تغییر می‌کند.

تفاوت میان روز خورشیدی و روز نجومی
تصویر ۱: تفاوت میان روز خورشیدی و روز نجومی

برای ساده کردن این حالت یک سرعت میانگین خورشیدی فرضی معرفی می‌شود. در این حالت یک خورشید در نظر گرفته می‌شود که با سرعت ثابت در امتداد خط استوای آسمانی (و نه دایره البروج) حرکت می‌کند. سرعت انتخاب شده میانگین سرعت حرکت دایره خورشید است که منجر به میانگین روز خورشیدی 24 ساعته می‌شود.

سال چیست؟

یک سال برابر با مدت زمانی است که زمین لازم دارد تا یک دور حول خورشید بچرخد. هرچند در اکثر مواقع این تعریف درست است و از شما پذیرفته می‌شود اما حقیقت این است که وقتی با این سوال که سال چیست مواجه می‌شوید باید سوال را در زمین فرد سوال کننده برگردانید و از او بخواهید که توضیح دهد منظورش از سال چه نوع سالی است.

در این حالت چندین نوع سال وجود دارد که هریک با دیگری تفاوت دارند و عبارتند از:
  • «سال نجومی» (Sidereal Year)
  • «سال خورشیدی یا سال اعتدالی» (Solar or Tropical Year)
  • «سال انحرافی» (Anomalistic Year)
  • سال تقویمی

و اگر منظور سال تقویمی است کدام تقویم مد نظر است تقویم جولین، تقویم میلادی، تقویم قمری یا تقویم ایرانی. تمام این موارد باید در سوال فرد پرسش‌گر از شما مطرح و مشخص شود. بدین ترتیب در این نوشتار به معرفی سال خورشیدی به تفصیل و به طور خلاصه به معرفی سال‌های دیگر می‌پردازیم.

سال نجومی چیست؟

سال نجومی میانگین زمانی است که زمین برای ایجاد یک دور کامل حول خورشید با توجه به در نظر گرفتن ستاره‌های ثابت در آسمان نیاز دارد.

سال خورشیدی چیست؟

سال خورشیدی مقدار متوسط ​​زمان بین اعتدال‌های متوالی بهاری است. سال خورشیدی به خاطر انحراف محوری زمین نسبت به خورشید 20٫4 دقیقه کوتاه تر از سال نجومی است. سال خورشیدی 365٫24219 روز و شامل فصل‌های متفاوت است.

سال نجومی و سال خورشیدی
تصویر ۲: دوره چرخش و موقعیت زمین در مدار. X: مکان و موقعیت اولیه زمین پس از چرخش 360 درجه، Y: موقعیت زمین پس از سال خورشیدی اگر چرخش 360 درجه را در سال نجومی کامل کند، Z: موقعیت زمین پس از سال نجومی اگر چرخش 360 درجه را در سال خورشیدی کامل کند، S: موقعیت ستاره مرجع.

سال انحرافی چیست؟

سال انحرافی به طور متوسط ​​مدت زمانی است که بین دو رویداد حضیض پشت سر هم حول خورشید محاسبه می‌شود. سال انحرافی به لطف حرکت تقدیمی آپسیدال 4٫7 دقیقه بیشتر از سال نجومی است. حرکت تقدیمی آپسیدال، حرکت تقدیمی محور فرضی اجسام نجومی است که به شکل زیر در چرخش‌های متوالی زمین حول خورشید رخ می‌دهد.

حرکت تقدیمی آپسیدال
تصویر ۳: حرکت تقدیمی آپسیدال
نوع سال مدت زمان (بر حسب روز)
سال خورشیدی ۳۶۵٫۲۴۲۱۹
سال نجومی ۳۶۵٫۲۵۶۳۶
سال انحرافی ۳۶۵٫۲۵۹۶۴

سال تقویمی چیست؟

سال تقویمی به چهار فصل تقسیم می‌شود که به اختصار با Q1، Q2، Q3 و Q4 نشان داده می‌شود. بر این اساس سال جولیان توسط جولیوس سزار پیشنهاد شد که تلاشی برای رفع مشکلات تقویم رومی و کم و بیش همگام ماندن با فصول مختلف بود. رومی‌ها هر چهار سال مفهوم یک سال کبیسه را اضافه می‌کنند و سال جولیان را 365٫25 روز در نظر می‌گیرند. ستاره شناسان هنوز از مفهوم سال جولیان برای اندازه‌گیری زمان استفاده می کنند.

با این حال تقویم جولیان یک مشکل دارد. این تقویم تقریباً نیم ماه در قرن هجدهم خاموش شد، این زمانی بود که بسیاری از کشورها با قانون محاسبه سال کبیسه کمی پیچیده‌تر، به تقویم میلادی روی آوردند.

تقویم میلادی هر 400 سال 97 روز کبیسه دارد و در نتیجه یک سال به طور متوسط 365٫2425 روز است و هنوز کمی بیشتر از سال خورشیدی است. بدین ترتیب با فرض اینکه یک سال خورشیدی طول ثابتی دارد، حدود 3200 سال طول می‌کشد تا تقویم میلادی یک روز خاموش شود.

تقویم ایرانی حداقل در حال حاضر کمی بهتر از تقویم میلادی است. تقویم ایرانی یک فرمول پیچیده دارد که منجر می‌شود به این که هر 33 سال 8 روز کبیسه داشته باشد و در نتیجه یک سال به طور متوسط 365٫242424 روز است. با فرض اینکه سال خورشیدی طول ثابت خود را در بازه زمانی 4300 ساله حفظ کند، 4300 سال طول می‌کشد تا تقویم ایرانی یک روز خاموش شود.

با این حال این محاسبات یک سال خورشیدی را با طول ثابت در نظر گرفته است، اما مسئله این است که اغتشاشات توسط سیارات دیگر طول سال خورشیدی را متفاوت می‌کند. این تغییرات به نفع تقویم میلادی عمل می‌کند و حدود 4000 سال طول می‌کشد تا تقویم میلادی یک روز خاموش شود و تا آن زمان تقویم ایرانی کمی بیشتر از یک روز خاموش خواهد شد.

انواع تقویم‌ها و سال‌های دیگری نیز وجود دارد. برای مثال بعضی از کشورها به جای سال شمسی از سال قمری استفاده می‌کنند.

تقویم جولیان و میلادی
تصویر ۴: در سال ۱۵۸۲ روز چهارم اکتبر تقویم جولیان با ۱۵اُمین روز اکتبر تقویم میلادی ادامه یافت و تمام تاریخ‌ها قبل از ۱۵ اکتبر ۱۵۸۲ با تقویم جولیان معرفی می‌شود و این تاریخ شروع تقویم میلادی است.

برای آشنایی بیشتر با مبانی نجوم و کیهان‌شناسی، می‌توانید فیلم آموزش مقدماتی نجوم – نجوم باستان تا کیهان شناسی را مشاهده کنید که توسط فرادرس ارائه شده، لینک این آموزش در ادامه آورده شده است.

  • برای دیدن فیلم آموزش مقدماتی نجوم – نجوم باستان تا کیهان شناسی + اینجا کلیک کنید.

تقویم هجری خورشیدی چیست؟

تقویم هجری شمسی که به طور رسمی در ایران و افغانستان مورد استفاده قرار می‌گیرد یکی از دقیق‌ترین سیستم‌های تقویم در جهان است. همچنین به تقویم فارسی، تقویم ایرانی یا تقویم SH نیز گفته می‌شود. تقویم هجری خورشیدی را نباید با تقویم هجری اسلامی که در بسیاری از کشورهای مسلمان و مسلمانان جهان استفاده می‌شود یکسان در نظر گرفت.

این تقویم و زمان بندی آن به اعتدالین گره خورده است. تقویم هجری خورشیدی یک تقویم شمسی است، به این معنی که زمان محاسبه آن براساس حرکات زمین به دور خورشید است. برخلاف تقویم میلادی که مجموعه‌ای از قوانین از پیش تعیین شده را برای همگام ماندن با سال خورشیدی دنبال می‌کند، تقویم هجری شمسی براساس مشاهدات نجومی است.

سال نو از نزدیکترین نیمه شب به اعتدال بهاری در ایران به زمان استاندارد ایران در نصف النهار در طول جغرافیایی 52٫5 درجه شرقی که حدود 250 مایل (400 کیلومتر) شرق تهران است، آغاز می‌شود. اولین روز سال جدید را نوروز می‌نامند و مردم ایران آن را در سراسر کشور جشن می‌گیرند.

گره خوردن تقویم هجری خورشیدی با فصول نجومی بسیار دقیق‌تر از تقویم میلادی است که 1 روز در 3236 سال از سال خورشیدی دور می‌شود.

خیام
تصویر ۵: آرامگاه عمر خیام ستاره شناس ایرانی

اولین تقویم هجری شمسی  یا جلالی در قرن ۱۱ و توسط گروهی از ستاره‌شناسان که محقق ایرانی عمرخیام نیز در بین آن‌ها بود به جامعه معرفی شد.

ساختار تقویم هجری شمسی چگونه است؟

یک سال در تقویم هجری شمسی به 12 ماه با طول‌های مختلف تقسیم می‌شود. 6 ماه اول 31 روز و ماه‌های هفت تا یازده، 30 روز دارند. ماه آخر یعنی اسفند ماه 29 روز در یک سال عادی و 30 روز در یک سال کبیسه دارد.

مبداء تقویم هجری شمسی چه زمانی است؟

شمارش سال هجری شمسی با مهاجرت پیامبر اسلام حضرت محمد (ص) به مدینه در سال 622 میلادی آغاز شد. اگرچه تقویم هجری شمسی این تاریخ شروع را با تقویم هجری اسلامی مشترک دارد اما سیستم‌های این دو تقویم به یکدیگر ارتباط دیگری ندارند.

تقویم هجری تقویمی قمری است. به همین دلیل شمارش سال بین تقویم هجری شمسی و تقویم هجری قمری تفاوت اساسی دارد. به عنوان مثال اول ژانویه 2021 در تقویم هجری شمسی به سال 1399 شناخته می‌شود و در تقویم هجری قمری سال 1442 است.

سال کبیسه چیست؟

سال‌های کبیسه سال‌هایی هستند که یک روز اضافی یا مقطعی از یک روز به پایان کوتاهترین ماه سال یعنی اسفند اضافه می‌شود. در این حالت روز اضافه شده و یا مقطعی از یک روز اضافه شده معمولاً به عنوان روز کبیسه شناخته می‌شود. سال‌های کبیسه به جای 365 روز معمولی 366 روز دارند و تقریباً هر چهار سال یکبار اتفاق می‌افتند.

سال قمری چیست؟

دوازده ماه قمری سال قمری را تشکیل می‌دهند. ماه قمری را می‌توان به معنای زمانی که ماه برای گذر از هر یک از مراحل خود (ماه نو، نیمه ماه و ماه کامل) طی می‌کند و دوباره به موقعیت اولیه خود باز می‌گردد تعریف کرد. یک ماه قمری 29٫5 روز طول می‌کشد اگر چه میانگین این مقدار ممکن است کمی متفاوت باشد.

فازهای ماه
تصویر ۶: فازهای محتلف ماه در آسمان

برای آشنایی بیشتر با فازها و شکل‌های متفاوت ماه در آسمان مطلب شکل های ماه — اشکال ماه در روزهای مختلف چرا و چگونه تغییر می کند؟ را مطالعه کنید.

یک سال قمری چند روز است؟

یک سال قمری ۳۵۴ روز و یک سال خورشیدی ۳۶۵ روز دارد.

چه تفاوتی میان سال قمری و سال خورشیدی وجود دارد؟

بین یک سال خورشیدی و یک سال قمری 11 روز تفاوت وجود دارد که این تفاوت در نتیجه تعاریف بین آن‌ها است. واژه «ایپکت» (epact) این تفاوت زمانی خاص بین سال خورشیدی و سال قمری را توصیف می‌کند. در طول 33 سال به دلیل اختلاف پی در پی بین سال خورشیدی و سال قمری یک سال تفاوت وجود خواهد داشت.

سال خورشیدی چه مدت طول می‌کشد؟

سال خورشیدی (365 روز 5 ساعت 48 دقیقه 46 ثانیه)، سال اعتدالی یا سال فصلی نیز نامیده می‌شود. این بازه مدت زمانی است که بین دو واقعه متوالی اعتدال بهاری (لحظه عبور خورشید از استوای آسمانی در حال حرکت به سمت شمال) وجود دارد.

کنوانسیون تقویم قمری و خورشیدی

در بیشتر نقاط دنیا به جای تقویم قمری از تقویم شمسی یا خورشیدی استفاده می‌شود. با این حال مسلمانان و یهودیان از تقویم قمری پیروی می‌کنند. تقویم‌های اسلامی که در این صورت تقویم‌های هجری نیز نامیده می‌شوند براساس چرخه قمری است و سال آن شامل 12 ماه قمری است. تقویم هجری برای اهداف مذهبی نقش مهمی دارد و اعیاد مذهبی مسلمانان بر اساس این تقویم است. تقویم یهودی در درجه اول از تعاریف قمری استفاده می‌کند و هر ماه از فاز ماه نو آغاز می‌شود اما سال براساس سال خورشیدی است. تقویم‌های چینی نوعی تقویم قمری و ترکیبی از تقویم قمری و تقویم شمسی است.

چرا یک سال ۳۶۵ روز است؟

هیچ چیز مقدس و عرفانی در این تعریف وجود ندارد که چرا ما 365 روز (به علاوه 0٫25 روز) داریم. این تعریف به معنای واقعی کلمه با سرعت چرخش زمین نسبت به خورشید، سرعت حرکت زمین در مدار خود و فاصله مدار کامل تعیین می‌شود. هر یک از این پارامترها را می‌توان به روش‌های مختلف اندازه گیری کرد.

در حقیقت هیچ کس مفهوم سال یا روز را اختراع نکرده است. یک روز به سادگی یک دوره نوری است از زمانی که خورشید در بالای افق قابل مشاهده است و پس از آن یک دوره تاریکی از زمانی که خورشید قابل مشاهده نیست تعریف می‌شود. اگر از ابتدای زندگی خود در اعماق دریا زندگی می‌کردید به احتمال زیاد از این چرخه تکرار نور و به دنبال آن تاریکی آگاه نبودید، زیرا نور خورشید به انتهای اقیانوس نفوذ نمی‌کند.

با این حال در برهه‌ای از زمان موجودات زنده در اقیانوس شروع به استعمار در مناطق نزدیک به سطح کردند و بدین ترتیب بود که چرخه نور و تاریکی تبدیل به یک عامل برای شمارش شد. ساکنین اولیه زمین متوجه شدند که چرخه تاریکی و روشنایی با چرخه گرم شدن و خنک شدن مکان زندگی‌شان همراه است.

سال خورشیدی

این چرخه تکراری تمام آن چیزی است که ما روز می‌نامیم. تمام موجودات زنده که در مناطقی فعالیت می‌کنند که گرما از طریق نور و یا آفتاب می‌تواند در آن نفوذ کند تا حدی از این چرخه آگاه هستند. بعضی از موجودات روز و بعضی دیگر شب‌ها شکار یا چرا می‌کنند. در حقیقت گونه‌های حیوانی از روز و شب پیش از آمدن انسان‌ها آگاه بودند و تمام کاری که انسان انجام داد این بود که بر روی این چرخه نام گذاشت و آن را روز نامید.

روشن است که موجودات زنده‌ای که در سطح زندگی می‌کنند باید از چرخه سالانه گرما و سرما نیز آگاه باشند. این امر به آن‌ها نشان می‌دهد که آیا زمان خواب زمستانی یا کوچ آن‌ها فرا رسیده است؟ آیا زمان تولد فرزندان آن‌ها است یا زمانی است که لازم است تا بر روی تخم‌های خود بخوابند تا به بچه‌ها به دنیا بیایند؟ همان طور که می‌بینید این موضوع مفهوم پیچیده‌ای ندارد و تنها بر یک چرخه تکراری تاکید می‌کند.

هوش انسان در این جا وارد عمل می‌شود تا این چرخه‌های تکراری را بشناسد و برای هر یک از این چرخه‌ها نامی در نظر بگیرد. چرخه روز و شب را یک روز بنامد و چرخه کامل تغییر فصل‌ها را یک سال نامگذاری کند.

به این دلیل و در تلاش برای درک این الگوها مردم شروع به شمردن دوره‌های تکراری مختلف کردند، برای مثال آن‌ها محاسبه کردند که چند ماه کامل از یک فصل گرم تا فصل گرم بعدی وجود دارد؟ چند چرخه روشن و تاریک بین ماه‌های کامل وجود دارد؟ چقدر طول می‌کشد تا الگوهای نوری در آسمان مجدداً ظاهر شوند؟

با مشاهده الگوهای طبیعی زمان‌بندی بین فصول و مشاهده تغییرات در ستاره‌های آسمان، مردم دریافتند که ستاره‌های آسمان در هر فصل گرم مجدداٌ به الگوی ابتدایی خود باز می‌گردند.

در این نقطه است که بین فرهنگ‌های مختلف، تفاوت وجود دارد. بعضی از فرهنگ‌ها به عنوان مثال فرهنگ‌های خاورمیانه و مدیترانه یک سال را به عنوان مدت زمانی که لازم است تا ستاره‌ها به یک پیکربندی ابتدایی و مشخص بازگردند، تعریف می‌کنند. این همان چیزی است که به عنوان تقویم خورشیدی شناخته می‌شود و بیشتر ما به آن عادت داریم. در این تعریف یک سال کمی بیشتر از 365 روز است و به همین دلیل هر 4 سال یک سال کبیسه داریم.

فرهنگ‌های دیگر به عنوان مثال بومیان آمریکای شمالی و چینی‌ها از تقویم قمری استفاده می‌کنند و سال را با ترکیبی از ماه‌ها و فصول کامل تعریف می‌کنند. این نوع از محاسبه منجر به یک زمان خالی می‌شود زیرا چرخه کامل ماه 28 روز کامل است و دقیقاٌ پس از مدتی بین این تقویم و فصول خورشیدی مطابقت وجود ندارد. فرهنگ‌های مختلف روش‌های مختلفی برای تصحیح این امر به کار می‌برند.

نظریات در نجوم مدرن بیان می‌کنند که دلیل این که سال خورشیدی کار می‌کند و نسبتاً دقیق است این موضوع است که الگوهای ستاره‌ای بعد از چرخش به موقعیت‌های اولیه خود بازمی گردند و زمین نیز نسبت به خورشید و دیگر ستاره‌ها به همان موقعیت خود باز می‌گردد. بنابراین به معنای واقعی کلمه زمین یک چرخش کامل را به دور خورشید انجام داده است که این معنای مدرن سال را می‌دهد. اما همه این توضیحات زمانی معنی دارد که مفهوم سال قبل‌تر توسط انسان مورد بحث و توافق قرار گرفته باشد.

سال کدام سیاره منظومه شمسی از بقیه طولانی‌تر است؟

سیاره نپتون. دلیل این موضوع نیز چیزی غیر از فاصله این سیاره از خورشید نیست. در حقیقت این سیاره بزرگترین مدار خورشیدی را به دلیل فاصله‌اش تا خورشید دارد و به همین دلیل بلندترین سال را نیز دارا است. یک سال خورشیدی در این سیاره، یعنی مدت زمانی که طول می‌کشد تا نپتون یک دور حول خورشید بچرخد برابر ۱۶۴٫۸ سال زمینی یا ۶۰,۱۸۲ روز زمینی است.

معرفی فیلم آموزش مقدماتی نجوم – نجوم باستان تا کیهان شناسی

آموزش نجوم

مجموعه فرادرس در تولید و تهیه محتوای آموزشی خود اقدام به تهیه فیلم  آموزش مقدماتی نجوم – نجوم باستان تا کیهان شناسی کرده است. این مجموعه آموزشی از شش درس تشکیل شده و برای دانشجویان رشته فیزیک و افراد علاقه‌مند به نجوم و کیهان‌شناسی مفید است. پیش‌نیاز این درس آموزش فیزیک پایه ۱ و آموزش ریاضی پایه دانشگاهی است.

درس اول این مجموعه مروری بر نجوم باستان و درس دوم به روش های اخترشناسی می‌پردازد. درس سوم به تعریف و مطالعه ویژگی‌های منظومه شمسی و درس چهارم به بررسی اجزای دیگر منظومه شمسی غیر از ماه و سیارات اختصاص دارد. در درس پنجم اخترفیزیک و مفهوم‌های به کار برده در این موضوع را خواهید آموخت و در درس ششم ویژگی‌های سحابی‌ها و کهکشان‌ها بررسی می‌شود.

جمع بندی

در این مطلب در مورد سال خورشیدی صحبت کردیم. به دلیل تفاوت بین نقاط ابتدایی و انتهایی حرکت زمین حول خورشید برای سال نام‌های متفاوتی وجود دارد. در این مطلب علاوه بر معرفی انواع سال به بررسی تفاوت سال خورشیدی و انواع سال‌های دیگر پرداختیم.

اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌ها و مطالب زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

«سارا داستان»، دکتری فیزیک نظری از دانشگاه گیلان دارد. او به فیزیک بسیار علاقه‌مند است و در زمینه‌ متون فیزیک در مجله فرادرس می‌نویسد.

بر اساس رای 1 نفر

آیا این مطلب برای شما مفید بود؟

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *