Prosinec má nejdelší dny. Ne, nespletli jsme se

„Čas je iluze. Čas oběda dvojnásob.“

Ford Prefect, Stopařův průvodce po Galaxii

Někdy v prosinci vám někdo řekne, že dny jsou teď nejkratší. A vy souhlasíte, protože venku je tma ve čtyři odpoledne a vstávat za tmy vám přijde jako osobní urážka ze strany vesmíru. Jenže pak přijde někdo jiný a tvrdí, že prosinec má naopak nejdelší dny roku. A oba mají pravdu. Záleží jen na tom, co přesně myslíte slovem „den“.

To není slovní hříčka. Je to okno do toho, jak jsme si celou tu věc s měřením času vlastně vymysleli – a jak elegantně nám příroda ukazuje, že naše definice jsou jen pohodlná fikce.

Dva různé dny, jeden zmatek

Když řekneme „nejkratší den roku,“ myslíme tím počet hodin světla – čas od východu do západu slunce. V tom má prosinec jasno: zimní slunovrat kolem 21. prosince opravdu přináší nejméně denního světla v severní polokouli. Na tom se nic nemění.

Jenže existuje ještě jiné měření dne, které naše digitální hodiny ignorují. Sluneční den – tedy čas od jednoho slunečního poledne do druhého, od nejvyššího bodu Slunce na obloze po tentýž bod druhý den – se v průběhu roku nemění rovnoměrně. A právě v prosinci je tento sluneční den nejdelší v celém roce: 86 430 sekund místo standardních 86 400. Třicet sekund navíc. Každý den.

Není to nic, co by vám ukázaly hodinky. Ale ty sluneční to ví.

Proč se Země musí točit trochu navíc?

Abychom pochopili, proč sluneční den v prosinci roste, musíme se zbavit jednoho intuitivního předpokladu: že den trvá přesně jednu otočku Země kolem vlastní osy – tedy 360 stupňů. Ve skutečnosti to nestačí. Zatímco se Země točí, zároveň se pohybuje po oběžné dráze kolem Slunce. Aby se Slunce vrátilo přesně „nad hlavu“ téhož místa, musí Země otočit o něco víc než těch 360 stupňů – přibližně 361 stupeň. Takový je základ každého dne.

Jenže to „o něco víc“ není konstanta. Mění se ze dvou důvodů, a oba se v prosinci nakupí ve stejném směru.

První příčina: Země neobíhá Slunce v dokonalém kruhu, ale v elipse. Keplerovy zákony říkají, že čím blíž k tělesu, tím rychleji objekt letí. Kolem 3. ledna je Země Slunci nejblíže (perihelium) a pohybuje se o něco rychleji než v létě. Protože za 24 hodin „ujede“ dál po oběžné dráze, musí se Země otočit o 0,033 stupně navíc, aby Slunce dohnala. Výsledek: sluneční den prodloužený o přibližně 8 sekund.

Druhá příčina: sklon zemské osy. Ten dává vzniknout ročním obdobím, ale zároveň způsobuje, že v době slunovratu – kdy osa míří přímo k Slunci nebo od něj – jsou rovnoběžky zeměpisné délky namířeny vůči Slunci pod jiným úhlem. Aby příslušná poledníková linie „dohnala“ pohyb Slunce po obloze, musí Země opět otočit o kousek navíc: 0,088 stupně. Sluneční den prodloužen o dalších přibližně 21 sekund.

Geologická náhoda: Právě teď žijeme v době, kdy perihelium (nejbližší bod k Slunci) téměř přesně splývá se zimním slunovatem. Oba efekty tedy působí zároveň a ve stejném směru a vzájemně se sčítají na těch 30 sekund navíc denně. Za jiných epoch geologické historie tomu tak nebylo a nebude. Jsme na tohle dočasně „nastavení“ správně.

Kde ty sekundy mizí a proč západ slunce nepřichází nejdřív o slunovratu

„Vesmír není povinný dávat smysl tvé intuici.“

Neil deGrasse Tyson

Těch 30 sekund navíc denně se neprostě „ztratí.“ Posunou se o den dál. Sluneční poledne – moment, kdy je Slunce nejvýš – nastává každý den v prosinci o 30 sekund později než den předtím. A protože se posouvá poledne, posouvají se spolu s ním i východ a západ slunce. Celý sluneční den tak jako celek „klouže“ kupředu v čase.

Z toho plyne něco, co každý rok mate meteorology a fanoušky krásných večerů. Jak dokumentuje University of Connecticut, nejdřívější západ slunce v Praze nenastane 21. prosince, ale přibližně 8. – 12. prosince. Od té chvíle se začínají večery pomalu prodlužovat, i když ráno to ještě vypadá zoufale. A naopak nejpozdější východ slunce přichází až v prvních dnech ledna – tedy týden po slunovratu.

Jinými slovy: pokud vás trápí tma ráno, zprávy jsou ještě chvíli špatné i po Vánocích. Ale pokud vám záleží na večerním světle, to se zlepšuje dřív, než čekáte.

Hodinky a hodiny

Celý tento jev má jméno: rovnice času (Equation of Time). Je to rozdíl mezi tím, co ukazují hodinky, a tím, co říkají sluneční hodiny. V únoru mohou hodiny předbíhat Slunce o celých 14 minut. Na jaře a na podzim se zase srovnají. A existuje způsob, jak to celé vidět najednou: pokud byste každý den celý rok ve stejnou hodinu nafotili Slunce z téhož místa, výsledná montáž by nevykreslila přímku ani bod – ale osmičku. Astronomové jí říkají analemma.

Celý ten mechanismus připomíná, jak moc naše každodenní realita stojí na dohodách a průměrech. „Den trvá 24 hodin“ je praktická fikce, kterou jsme si vymysleli, abychom mohli dojet vlakem. Slunce se o dohody nezajímá. Má svůj vlastní rytmus – mírně nepravidelný, astronomicky přesný a občas překvapivě sdílný vůči těm, kteří se zeptají správně.

Příští prosinec, až vám bude připadat, že tma nikdy neskončí, vzpomeňte si: dny se tehdy sice krátí nejpomaleji, ale večery se prodlužují dřív, než si uvědomíte. Záleží jen na tom, ze které strany se na to díváte.

Zdroje: YouTube, EarthSky, UniversityOfConnecticut