Proč svatá Lucie noci upije a dne nepřidá?

Všichni z praxe víme, že Země se otáčí (až na pomocí smyslů nezachytitelné nerovnosti) velmi pravidelně a jedna její otočka, tedy den, trvá stále stejnou dobu. Všichni také dále ze zeměpisu víme, že zemská osa je vůči rovině oběhu Země kolem Slunce nakloněná, což je příčinou toho, že třeba v létě je u nás světlá část dne delší než tmavá noc (zemská osa míří severním koncem ke Slunci) a v zimě je tomu naopak (zemská osa je nakloněna od Slunce). Nás bude dále zajímat okamžik zimního slunovratu, kdy je noc z celého roku nejdelší a kdy je zemská osa nakloněna severní částí právě přímo směrem od Slunce. Pro úplnost předpokladů je nutné zmínit zjevný fakt, že Slunce vychází na východní části obzoru a zapadá na jeho části západní, neboli Země se otáčí východním směrem.

Všichni znalí Keplerových zákonů pak konečně také víme, že - podle přibližného znění prvního z nich – se planety, včetně Země, kolem Slunce pohybují po eliptických drahách, v jejichž společném ohnisku je Slunce. Druhý Keplerův zákon pak říká, že „Plochy opsané spojnicí Slunce a planety (tedy i Země) jsou za stejnou jednotku času vždy stejně velké.“ Z toho ale samozřejmě plyne poznání - když je Země na své eliptické dráze ke Slunci blíž, pohybuje se po oběžné dráze rychleji, než když je od něho dál. (viz animace)) Když si navíc uvědomíme, že Země se nachází nejblíže Slunci kolem 4. ledna každého roku, je pro řadu čtenářů již řešení zřejmé.

Fyzikální vysvětlení pranostiky samozřejmě spočívá ve srovnání rovnoměrnosti rotace Země a nerovnoměrnosti jejího pohybu po oběžné dráze kolem Slunce. Zemská osa se během podzimu odklání svojí severní částí od Slunce, což u nás působí, že Slunce zapadá stále dříve a dříve a vychází čím dál později – světlá část dne se zkracuje. Protože ale současně podle 2. Keplerova zákona při svém oběhu kolem Slunce zrychluje, přihodí se zhruba 13. prosince (tedy na Lucii), že se na své dráze posune za jeden den o větší úsek než než za den předešlý ale přitom se nestačí otočit dost na to, aby kompenzovala zvýšení rychlosti oběhu kolem Slunce – prostě Země nestihne díky své rovnoměrné rotaci zařídit, aby Slunce zapadlo dříve než předešlý den. A to přesto, že slunovrat ještě nenastal. V další dny je tento jev stále patrnější, takže si toho všimli i běžní pozorovatelé oblohy a vžilo se tvrzení, že - "Lucie noci upije...". To ale není vše. Jev, který působí zvečera "proti" západu Slunce působí samozřejmě i ráno "proti" východu Slunce, a to dokonce ještě maličko více, protože v noci Země zase zrychlila. Takže "... ale dne nepřidá". Na to si opravdu musíme počkat až do slunovratu.

V následujícím videu je vidět simulace Slunce v 15:49 SEČ v okolí 13. prosince 2012. Jde o čas, kdy Slunce tento den zapadá. Je ukázáno, že jak ve dnech předcházejících 13. prosinci, tak ve dnech následujících je Slunce ve stejný čas na obloze výše což by pro dny po 13. prosinci neplatilo, kdyby se Země pohybovala po kružnici (nebo kdyby třeba perihelium nastalo v létě). Na přiloženém grafu jsou ukázány hodnoty času východu Slunce (modře), západu Slunce (zeleně) a délky světlé části dne (červeně, pravá osa) s přesností na minuty v středoevropském čase, zubatost grafu je způsobena tím, že je založen na pospojovaných diskretních hodnotách a s přesností právě jen na minuty. Je vidět, že stejný jev, který je připsán Lucii, funguje podobným způsobem i po slunovratu. Ten čas však již není příliš zmiňován, protože slunovrat nastal, noc se krátí a je důvod k veselí – k čemu se pak zabývat drobnostmi.

Svatá Lucie (Panna Lucie Syrakuská) žila ve třetím a na začátku čtvrtého století našeho letopočtu v Itálii a na Sicílii, její krátký život byl ukončen mučednickou smrtí mečem a provazem poté, co byla odsouzena pro křesťanskou víru. Je uctívána jako svatá prakticky všemi křesťanskými církvemi a je patronkou mj. slepých či gondoliérů. Její ostatky jsou uloženy v kostele San Geremia v Benátkách. V křesťanském kalendáři je připomínána 13. prosince.

Po různém otáčení balónkem simulujícím Zemi, čmárání elips na papír a lomení rukama se zdá, že Lucka pochopila. S jídlem roste chuť a tak mi položila otázku z jiné kategorie - že prý "kdo šetří, má za tři" a jak to tedy je. Po krátkém zaváhání a odkazu na osoby povolanější jsem si jen, aby neslyšela, pomyslel - "bejvávalo....."

Převzato: Hvězdárna v Úpici