Mærkelig videnskab bag vintersolhverv

Denne ejendommelige tidsspil dans når sit højdepunkt ved solhverv i december - også kendt som den Vintersolhverv - det mest magiske stykke tid om vinteren!

Hvad er vintersolhverv helt præcist, spørger du? Det er et naturfænomen, der opstår, når solen når sit sydligste punkt på himlen. I år finder vintersolhvervelsen sted tirsdag den 21. december 2021 kl. 15:59 UTC (eller kl. 9:59 CST).

Hvad sker der under solhverv?

Groft sagt er der to ekstreme punkter for Jordens afstand til solen, som den kredser om. Det ene, hvor vi skifter tættest på solkæmpen, et punkt, der er kendt som Sommersolhverv; og en anden, hvor vi hælder længst væk fra den, kaldet vintersolhverv.

De allerførste menneskelige stammer observerede solens rejse hen over himlen. Derved lærte de, at dagslysets varighed og de nøjagtige steder for solopgang og solnedgang ændrede sig efter et mønster, der gentog sig hvert høstår. Denne viden kan ses i gamle menneskeskabte vidundere som Stonehenge (der efter sigende skulle være et sted for Druide tilbedelse) og ruinerne af Machu Picchu i Peru. Begge disse monumenter og andre lignende monumenter havde et praktisk formål med at blive bygget - at følge solens gang hvert år.

Videnskaben er kommet langt siden da, og vores forståelse af solhverv er fulgt med den. Raketskibe og andre svævefartøjer fra rumalderen - som f.eks. den internationale rumstation, for at nævne den hidtil største - har gjort det muligt for mennesker at observere begge solhverv fra rummet.

Hvor meget hælder jorden om sin akse?

Nu ved vi, at solhverv er en astronomisk begivenhed som enhver anden, og ikke bare et tilfældigt varsel om kongers død, som solformørkelser plejede at være. Forskere har faktisk fundet ud af, at solhverv er et naturligt resultat af hældningen af Jordens akse og af dens kredsløb om solen.

Her er sagen. Har du lagt mærke til, at moderne globusser i klasseværelset ikke er sat oprejst? Det skyldes, at den faktiske planet, som den er baseret på, Jorden, hælder 23½ grader på sin akse. I løbet af året "skifter" denne hældning mellem hvor meget af solens varme og lys der tilfalder henholdsvis den nordlige og sydlige halvkugle. Det, der giver os vinter og sommer, er ikke vores afstand til solen - det er Jordens hældning, eller hvordan planeten læner sig væk fra solkæmpen.

Derfor er vi faktisk tættest på solen - og ikke længst væk fra den - i slutningen af hvert år. Vi i vores varme frakker opfatter det bare ikke på den måde, for om vinteren er det hele den øverste halvdel af Jorden er længst væk fra solen.

Vintersolhverv: Den korteste dag, den længste nat

Ved vintersolhverv fastholder Jorden sin placering på en sådan måde, at solen forbliver under Nordpolens horisont. Ved middagstid, et par grader syd for ækvator - 23 ½ grader for at være præcis - skinner solen direkte på dem, der bor i den usynlige linje kaldet Stenbukkens vendekreds. Dette er det længst nede på planeten, som solen nogensinde vil skinne på.

Hvad sker der så? Alle steder under ækvator har dage, der varer mere end 12 timer. De, der bor over Ækvator, derimod, har deres dage på under 12 timer. For dem i de snedækkede områder er den korteste dag ved vintersolhverv. Men efter solhverv? Du kan forvente det modsatte fænomen: længere dage og kortere nætter.

Det er ret svært at ignorere det pludselige skift af årstider - som om naturen har skiftet til vinter.

Naturlige tegn, der signalerer vintersolhverv

Der er masser af tegn i naturen, der varsler vintersolhvervets ankomst, hvis du har øjne til at se det. Hvis du f.eks. bor på den nordlige halvkugle, vil du bemærke, at daggryet er kommet senere end normalt - og solnedgangen tidligere end normalt. Solen synes heller ikke at "svæve" så højt over himlen, som den plejer at gøre i løbet af dagen.

Her er et smart trick, som du kan prøve, når du beslutter dig for at få lidt sol i det fri. Ved middagstid kan du kigge på din skygge. Det skulle være årets længste skygge i dagtimerne - kun muligt i forbindelse med vintersolhverv!

For dem, der bor på den sydlige halvkugle, ser solhvervssolhverv ud på den modsatte måde. Solopgangen kommer tidligt, solnedgangen kommer sent, og det er den længste dag på året. For jer under ækvator er middagsskyggen den korteste i årets løb.

Soltid vs. klokketid

Så for at gøre tingene klart én gang for alle - vintersolhverv markerer årets korteste dag for dem, der bor over ækvator, og årets længste dag for dem, der bor under ækvator. Men hvis du bor i den nordlige halvdel af verden, er den tidligste solnedgang faktisk finder sted før vintersolhverv. Det samme gælder for dem på den sydlige halvkugle.

Her er grunden:

Solens reelle rejse over himlen stemmer ikke overens med timerne på uret. I stedet bør du henvise til det, som eksperter kalder sand sol middag, eller det tidspunkt på dagen, hvor solen skinner lige over din hovedbund. Det er ikke altid klokken 12, at det er middagstid!

I de første uger af december kommer den sande solmiddag næsten 10 minutter tidligere end ved vintersolhverv. Men ved solhverv den 21. december kommer den sande middagstid meget senere - sammen med hvornår solen står op og går ned for dagen.

Denne skøre forskel i soltid vs. urtid er grunden til, at den tidligste solnedgang over ækvator (og den tidligste solopgang for dem under ækvator) kommer før vintersolhverv.

Mærkeligt, ikke? Det kan du give hældningen af Jordens akse skylden for.

Langs den aflange bane

Et andet element i forskellen mellem soltid og urtid er Jordens elliptiske bane omkring Solen - en bane i form af en aflang bane. Husk på, at vores blå planets bane ikke er en egentlig cirkel. Så jo tættere Jorden drejer rundt om solen, jo hurtigere går den i sin bane. Planeten er en racerbil, der sætter omdrejningsprocessen i gang.

I begyndelsen af januar befinder Jorden sig i sin nærmeste position i forhold til solen. Dette usynlige punkt i rummet kaldes perihelium. Men før det sker, svæver planeten hurtigst i kredsløb omkring vintersolhverv. Hurtigere end den normale hastighed på omkring 30 km i sekundet (eller 19 miles i sekundet).

Derimod er der ikke stor forskel på klokkeslæt og soltid i forbindelse med sommersolhverv i juni. Hovedsageligt fordi vi er meget længere væk fra solen og ikke "accelererer" på den usynlige ellipse i rummet.

2021 Vintersolhverv

I år er vintersolhverv tirsdag den 21. december 2021 kl. 15:59 UTC. Begivenheden signalerer den første vinterdag på den nordlige halvkugle. (korteste dag) og den længste dag på den sydlige halvkugle.

I bund og grund følger den underlige videnskab bag vintersolhverv et simpelt mønster: tidligste solnedgang i begyndelsen af december; korteste dag ved vintersolhverv omkring den 22. december; og den seneste solopgang kommer i januar. Den nøjagtige dato for, hvornår solen tidligst går ned, afhænger altid af, hvor langt oppe man bor over ækvator.

Og sådan fortsætter det indtil det følgende år og det næste...