وضعیت شبانه‌روز در سایر سیاره‌ها چگونه است؟‌ به طور مثال در عطارد و زهره که به خورشید نزدیک‌تر هستند، شکل متفاوتی از شبانه‌روز را می‌بینیم؟

پاسخ اختصاصی به کانوت:

روزنامه‌نگار و مدرس نجوم

پرسش شما دو نگاه و موضوع متفاوت در خودش دارد. یک نگاه بررسی شبانه‌روز به لحاظ زمانی است. یعنی مدت زمان روشنایی روز و تاریکی شب در سیاره‌ها چقدر است. نگاه دیگر این است که عوامل تاثیرگذار در شبانه‌روز آن سیاره کدام است.

اساس به وجود آمدن شبا‌نه‌روز در هر سیاره‌ای، به حرکت وضعی‌‌ یا گردش سیاره حول محور دورانی‌اش بر‌می‌گردد. بسته به سرعت چرخش سیاره‌، مدت زمان یک شبانه‌روز می‌تواند از چند ساعت تا چند ماه طول بکشد. اما حرکت انتقالی سیاره‌ که در آن سیاره‌ به دور خورشید می‌گردد و یک دور کامل آن، برابر با یک سال شمسی آن سیاره است، بسته به سرعت و فاصله‌ سیاره از خورشید، می‌تواند در شکل‌گیری و مدت زمان شبانه‌روز تاثیر داشته باشد یا نداشته باشد و اگر تاثیرگذار باشد، ممکن است حالت‌ها و شکل‌های متفاوتی از شبانه روز را نسبت به آنچه ما از شبانه‌روز در زمین درک می‌کنیم، به وجود آورد.  

اگر جزئی‌تر بخواهم بگویم، وقتی مدت زمان یک شبانه‌روز بسیار کوتاه‌تر از مدت زمان یک سال سیاره‌ شود، حالت عادی شبانه روز را مشابه با آنچه در زمین می‌بینیم، در آن سیاره هم می‌بینیم. به طور مثال یک شبانه‌روز سیاره‌ی زمین ۲۴ ساعت بیشتر طول نمی‌کشد. اما ۳۶۵ شبانه‌روز ۲۴ ساعته باید تکرار شود تا یک سال شمسی شود. یا شبانه‌روز سیاره‌ی مشتری کمی کمتر از ۱۰ ساعت است. اما یک سال‌ شمسی مشتری، آنقدر طولانی است و آنقدر مشتری به آهستگی دور خورشید گردش می‌کند که عملاً می‌توان گفت در شبانه‌روز مشتری، تاثیر حرکت انتقالی مشتری،‌ بسیار ناچیز است. (۱)

 اما وقتی مدت زمان یک شبانه‌روز سیاره‌ای بسیار طولانی و تاحدی برابر با مدت زمان یک سال سیاره شود، شرایط شبانه‌روز هم متفاوت می‌شود. در چنین وضعیتی و با فرض آن که جهت چرخش حرکت وضعی و جهت گردش حرکت انتقالی سیاره یکسان باشد، یعنی هر دو از غرب به شرق و به صورت پادساعت‌گرد باشد،‌ در این صورت یک نیمه‌ی سیاره همیشه رو به سمت خورشید و در روشنایی روز قرار می‌گیرد و در نیمه‌ی دیگر پشت به خورشید و در تاریکی دائمی. (تصویر)

 

1

هر دو حرکت وضعی و انتقالی سیاره‌ به صورت پاد ساعت ‌گرد (غرب به شرق) و با مدت زمان برابر است.

طبیعی است وقتی سیاره یک دور ۳۶۰ درجه حول خورشید گردش می‌کند، ناظری که در آن سوی سیاره که همیشه پشت به خورشید و در تاریکی دائمی است، می‌تواند تمام ستاره‌ها و صورت‌های فلکی و… را در طول یک سال مشاهد می‌کند. با این حال هیچ کدام از سیاره‌های منظومه‌ی شمسی این وضعیت را ندارند. اما شاید در آینده مشابه این وضعیت را سیاره‌ها‌ی فراخورشیدی ببینیم.

شبانه‌روز زهره

ممکن است بپرسید چرا گفته‌ام مشابه این وضعیت را در هیچ کدام از سیاره‌های منظومه‌ی شمسی نمی‌بینیم؟ مگر در سیاره‌ی زهره که مدت زمان شبانه‌روزش تاحدی برابر با یک سال شمسی‌اش هست، چنین پدیده‌ای دیده نمی‌شود؟

در پاسخ باید بگویم درست است که سیاره‌ی زهره چنین وضعیتی دارد. در واقع زهره آنقدر کند و آهسته دوران می‌کند که یک شبانه‌روزش ۲۴۳ روز طول می‌کشد، و یک سال شمسی در زهره هم کمی کمتر از  این مقدار و ۲۲۵ روز است. و اگر از اختلاف ۱۸ روزه بین مدت زمان شبانه‌روز و مدت زمان یک سال شمسی زهره و اثر بلند مدت آن صرف‌نظر کنیم، آنچه باید اتفاق بیافتد این است که یک نیمه‌ از سیاره‌ی زهره رو به سمت خورشید و در روشنایی روز قرار بگیرد و نیمه‌ی دیگر پشت به خورشید و در تاریکی.

اما یک استثنا وجود دارد. حرکت دورانی زهره حول محورش برعکس سایر سیاره‌ها، از شرق به غرب است. (به دلیل وارونگی محور دورانش) این در حالی است که گردش زهره به دور خورشید از غرب به شرق است. در نتیجه‌، اثر این دو حرکت مخالف هم باعث می‌شود حدوداً در هر نیم دور (۱۸۰ درجه‌) گردش زهره به دور خورشید، شاهد یک شبانه روز باشیم. ۵۸ روز در روشنایی روز (از طلوع تا غروب خورشید) و ۵۸ روز در تاریکی. به عبارت دیگر در یک سال شمسی زهره، شاهد دو شبانه‌روز هستیم. همان طور که در شکل زیر می‌بینید، در حالت اول خورشید در حال طلوع است. در حالت دوم ظهر هنگام است و در حالت سوم خورشید در حال غروب است. در حالت پنجم خورشید بار دیگر از افق مغرب طلوع می‌کند. و تا به این جا، یک شبانه‌ روز سپری شده است. در ادامه همین وضعیت در حالت‌های پنجم تا آخر تکرار می‌شود.

2

گردش سیاره‌ زهره حول خورشید به صورت پاد ساعت گرد است. اما چرخش زهره حول محورش به صورت ساعت گرد (شرق به غرب) است. با این وجود مدت زمان یک دور کامل در هر دو حرکت وضعی و انتقالی زهره، تاحدودی با هم برابر است.

شبانه‌روز عطارد

اما شرایط سیاره‌ی عطارد چیزی مابین دو حالت‌ فوق است که اشاره‌ کردم. مدت زمان یک دور گردش عطارد به دور خورشید (حرکت انتقالی) حدود ۸۸ روز و مدت زمان یک دور حرکت وضعی عطارد حدود ۵۹ روز طول می‌کشد. (نسبت دو سوم مابین حرکت انتقالی و حرکت وضعی؛ یعنی در هر ۲ دور حرکت انتقالی، سه دور حرکت وضعی داریم)

جهت گردش هر دو حرکت هم به صورت پادساعت‌گرد (از غرب به شرق) است. ترکیب هر دو حرکت وضعی و انتقالی باعث می‌شود که حرکت خورشید و سایر اجرام آسمانی از دید ناظری در عطارد، به گونه‌ای دیده شود که ستاره‌های دور دست آسمان به سرعت از افق شرق به سوی غرب جابه‌جا می‌شوند، اما خورشید این مسیر را بسیار آهسته طی می‌کند. در نتیجه این طور به نظر می‌رسد که خورشید به کندی طلوع می‌کند، پس از چندین روز ظهر می‌شود و سپس پس از چندین روز، به کندی غروب می‌کند. روشنایی روز (از طلوع تا غروب خورشید) در عطارد ۸۸ روز یا حدود سه ماه طول می‌کشد. به همین ترتیب تاریکی آسمان (از غروب تا طلوع دوباره‌ی خورشید) هم ۸۸ روز طول می‌کشد. مجموع دو ۸۸ روز روشنایی و تاریکی ۱۷۶ روز می‌شود و ۱۷۶ روز یعنی یک شبانه‌روز عطارد. پرسش اینجا است پس چرا با وجود ۸۸ روز حرکت انتقالی و ۵۹ روز حرکت وضعی، شبانه‌روز عطارد آنقدر طولانی شد؟‌ اینجاست که علاوه‌بر حرکت وضعی، تاثیر حرکت انتقالی هم در وضعیت شبانه‌روز به خوبی دیده می‌شود.  

ادامه بحث را از روی شکل زیر پی می‌گیریم. اما قبل از آن به این نکته هم توجه کنید که ۱۷۶ روز (یا همان یک شبانه‌روز عطارد)‌ برابر با سه دور گردش عطارد به دور خورشید است. (۱۷۶=۳*)۵۹

حالت اول تصویر را در نظر بگیرید. خورشید در این حالت در حال غروب است. حال به ترتیب حالت‌های دوم و سوم و… و تغییر موقعیت عطارد و حالت‌ها را دنبال کنید. در حالت پنجم یک دور حرکت وضعی عطارد کامل می‌شود. اما هنوز یک سوم تا کامل شدن حرکت انتقالی باقی مانده است و آسمان هنوز تاریک است. در حالت هفتم که ۸۸ روز گذشته‌ است، یک دور حرکت انتقالی کامل می‌شود و البته این بار خورشید در حال طلوع است. در حالت نهم در حالی دور دوم حرکت وضعی به پایان می‌رسد که میانه‌ روز است و در حالت دهم لحظه‌ی ظهر فرا رسیده‌ است. در نهایت در حالت سیزدهم عطارد همزمان دور سوم حرکت وضعی‌اش را کامل می‌کند و هم دور دوم حرکت انتقالی‌اش؛ روشنایی روز هم به پایان رسیده و همچون حالت اول، خورشید در حال غروب است.

+¬+¦+ê+è+¦ +¦+ê+à _ +¦+¿+º+å+çGÇî+¦+ê+¦ +ê +è+â +¦+º+ä +¦+++º+¦+»

—————————————————————————————————-

پی‌نوشت (۱): مقایسه سرعت حرکت وضعی و حرکت انتقالی سیاره‌ و مقدار اثرگذاری هر کدام از این دو حرکت در شکل‌گیری شبانه‌روز را به روش اختلاف سرعت‌ زاویه‌ای بین هر دو حرکت هم می‌توان بررسی و اثبات کرد. ام در اینجا از ذکر آن به سبب دور شدن از مباحث ریاضی و مفاهیم فیزیک نسبتا پیچیده صرف نظر می‌کنم.

  • با عرض سلام ببخشید اشکالی ندارد من از این مطلب واقعا خوبتان در وب سایت خودم البته با ذکر منبع استفاده کنم ؟ باید بگم مطلب شما عالیست و حیفم می آید این مطلب را در وب سایت خودم قرار ندهم .

  • eli

    سلام من یک سوال داشنم:
    چرا ماه قمری ۲۹/۵ روزه است ئر صورتی که یک دور گردش با سرعت ماه ۲۸ روز است؟؟؟

  • melika

    واقعا ممنونم ،شما نجاتم دادی اگه منبع شما نبود من ۰ میگرفتم.
    واقعا باید افتخار کرد که همچین کسایی هستند

تمام حقوق این سایت برای © 2018 پرسش و پاسخ محفوظ است. خدمتی از کانون نگارش و ترجمه کانوت
قدرت گرفته از وردپرس فارسی