امروز، ۶ ژوئیه ۲۰۲۶، زمین در نقطه اوج خورشیدی (Aphelion) قرار میگیرد؛ یعنی در دورترین فاصله خود از خورشید در مسیر سالانهای که به دور آن میپیماید. مثل همیشه، این موضوع باعث سردرگمی افراد زیادی شده است، زیرا دورترین فاصله زمین از ستاره میزبان ما برای بخش بزرگی از جمعیت زمین در ماههای تابستان رخ میدهد.
کمی بعد توضیح میدهیم که فصلها چگونه شکل میگیرند، اما ابتدا برای سرگرمی نگاهی کوتاه به تاریخ نجوم داشته باشیم. انسانها از دوران باستان میدانستند که زمین تقریباً کروی است و حتی بیش از ۲۰۰۰ سال پیش، به لطف اراتستن، یک چاه معروف و یک چوب، توانستند اندازهگیری بسیار دقیقی از محیط زمین انجام دهند.
اما درک مدارها به زمان بسیار بیشتری نیاز داشت. برای مدت طولانی، انسانها تصور میکردند زمین مرکز جهان است و سیارات، یا همان «سرگردانها» که در آسمان دیده میشدند، اجرام سنگی مانند زمین نیستند، بلکه خدایان یا ساختارهایی دیگر هستند که درون یک کره عظیم آسمانی قرار گرفتهاند.
مدت زیادی طول کشید تا بشر، با بررسی دقیق مدار زهره، شواهد قانعکنندهای (هرچند نه کاملاً قطعی) به دست آورد که سیارات واقعاً به دور خورشید میگردند.
ارسطو و کلیسای کاتولیک که بعدها دیدگاههای او درباره جهان را پذیرفت، احتمالاً روند پیشرفت در این زمینه را به شکل قابلتوجهی کند کردند. دیدگاه ارسطویی که بعدها در مدل بطلمیوسی جای گرفت، معتقد بود آسمانها کامل هستند و بنابراین خورشید، ماه و سیارات باید در مدارهایی کاملاً دایرهای به دور زمین حرکت کنند.
اما مشکل این بود که چنین چیزی در واقعیت درست نیست. علاوه بر اینکه خورشید به دور زمین نمیچرخد (اگر این موضوع برای برخی افراد در دوران قرون وسطی یک افشاگری محسوب میشد)، سیارات نیز در مدارهای کاملاً دایرهای حرکت نمیکنند، بلکه مسیر حرکت آنها بیضیشکل است و خورشید در یکی از دو کانون این بیضی قرار دارد.
یوهانس کپلر نخستین کسی بود که این موضوع را در سال ۱۶۰۹ متوجه شد. در آن زمان، تیکو براهه، اخترشناس دانمارکی، درباره مدار مریخ دچار مشکل شده بود و با وجود اینکه در نگهداری از دادههای نجومی خود بسیار محتاط بود، برای کمک به سراغ کپلر رفت.
مشکل این بود که براهه، با وجود اینکه اخترشناس برجستهای بود، روی مدلی عجیب از منظومه شمسی کار میکرد که در آن سیارات دیگر به دور خورشید میچرخیدند، اما خود خورشید به دور زمین حرکت میکرد.
کپلر در ابتدا نیز فکر میکرد مدارها باید دایرهای باشند، هرچند با دیدگاه زمینمرکزی درباره منظومه شمسی موافق نبود. با این حال، هر چقدر تلاش کرد، نتوانست مدلی برای مدار مریخ پیدا کند که همچنان شکل کامل دایرهای آن را حفظ کند.
ناسا توضیح میدهد:
«کپلر سرانجام متوجه شد که مدار سیارات دایرههای کامل نیستند. بینش درخشان او این بود که سیارات در مسیرهایی کشیده یا تختشده حرکت میکنند که بیضی نام دارند.»
«مشکلات خاصی که تیکو در حرکت مریخ با آن روبهرو شده بود، به این دلیل بود که مدار مریخ در میان سیاراتی که دادههای گستردهای از آنها داشت، بیشترین حالت بیضوی را داشت. در یک طنز تاریخی، تیکو ناخواسته دقیقاً همان بخش از دادههای خود را در اختیار کپلر قرار داد که به دستیارش اجازه داد نظریه درست منظومه شمسی را ارائه کند.»
مریخ مداری نسبتاً بیضوی یا به اصطلاح «با خروج از مرکز زیاد» دارد، بنابراین فاصله آن از خورشید در طول سال تغییر قابلتوجهی میکند. اما مدار زمین بسیار ملایمتر و نزدیک به دایره است و خروج از مرکز آن حدود ۰.۰۱۶۷ است.
در زمان اوج خورشیدی، زمین حدود ۱۵۲,۰۸۷,۷۷۴ کیلومتر (۹۴,۵۰۲,۹۶۱ مایل) از خورشید فاصله خواهد داشت. در مقابل، در حضیض خورشیدی (Perihelion)، یعنی نزدیکترین فاصله زمین از خورشید، فاصله سیاره ما حدود ۱۴۷.۱ میلیون کیلومتر (۹۱.۴ میلیون مایل) خواهد بود.
در زمان اوج خورشیدی، شدت نور خورشیدی که به زمین میرسد حدود ۷ درصد کمتر از زمان حضیض خورشیدی است. با این حال، میانگین دمای زمین در واقع بالاتر است. دلیل این موضوع به توزیع خشکیها، که بخش بیشتری از آنها در نیمکره شمالی قرار دارند، و همچنین انحراف ۲۳.۵ درجهای محور زمین مربوط میشود.
روی اسپنسر از مرکز جهانی هیدرولوژی و اقلیم ناسا به Space Weather توضیح داده است:
«ما در ماه ژانویه به خورشید نزدیکتر هستیم، اما نور اضافی خورشید در آن زمان در سراسر اقیانوسها پخش میشود.»
او اضافه کرد:
«میانگین دمای کل زمین در زمان اوج خورشیدی حدود ۴ درجه فارنهایت یا ۲.۳ درجه سانتیگراد بیشتر از زمان حضیض خورشیدی است.»
با این حال، بعید است مردم درباره افزایش میانگین دمای جهانی در زمان اوج خورشیدی دچار سردرگمی باشند. دلیل اصلی سردرگمی این است که بیشتر افراد در نیمکره شمالی زندگی میکنند و ظاهراً فراموش میکنند که فصل تابستان به دلیل انحراف محور زمین ایجاد میشود، نه فاصله آن از خورشید.
با وجود اینکه زمین اکنون از خورشید دورتر است، نیمکره شمالی به سمت خورشید متمایل شده و همین موضوع باعث افزایش دما در این بخش از جهان میشود. ساکنان نیمکره جنوبی معمولاً چنین سؤالی مطرح نمیکنند، زیرا آنها با نزدیک شدن به اوج خورشیدی در فصل زمستان قرار دارند.
البته این وضعیت برای همیشه ادامه نخواهد داشت. از آنجا که تقویمهای ما کاملاً با مدار زمین هماهنگ نیستند، زمان وقوع اوج و حضیض خورشیدی در طول سالها به تدریج تغییر میکند.
در حال حاضر، اوج و حضیض خورشیدی تقریباً نزدیک به انقلابهای تابستانی و زمستانی رخ میدهند؛ یعنی کوتاهترین و بلندترین روزهای سال که خودشان نیز نتیجه انحراف محور زمین هستند. اما اگر به سال ۱۲۴۶ میلادی بازگردیم، انقلاب دسامبر دقیقاً در همان روزی رخ میداد که حضیض خورشیدی اتفاق میافتاد.
از آن زمان، این دو تاریخ با سرعتی حدود یک روز در هر ۵۸ سال از یکدیگر فاصله گرفتهاند. طبق دادههای timeanddate.com، در سال ۶۴۳۰ میلادی، حضیض خورشیدی با اعتدال بهاری همزمان خواهد شد.
پس پاسخ کوتاه به پرسش اصلی این است: دورترین فاصله زمین از خورشید فقط برای یکی از نیمکرهها در تابستان رخ میدهد. و این وضعیت نیز برای همیشه ادامه نخواهد داشت.
