เมื่อวานนี้ 21 มี.ค. 2550 เป็นวันพิเศษวันหนึ่งของโลกครับ เพราะว่า วันนี้เป็นวันที่ เวลาในกลางวัน กับกลางคืนยาวนานเท่ากัน หรือเวลากลางวันกับกลางคืน นาน 12 ชม.เท่ากัน ทั้งโลก (ทั้งโลกนะครับ ไม่ใช่เฉพาะที่ใดที่หนึ่ง) ซึ่งจะเกิดขึ้นทุก ๆ ปี ปีละ 2 ครั้ง สำหรับเมื่อวานนี้คือวัน Vernal Equinox หรือ Spring Equinox หรือ วันวสันตวิษุวัต ในภาษาไทย

ตามธรรมชาติแล้ว เวลาในตอนกลางวันกับกลางคืนจะยาวไม่เท่ากัน เนื่องจาก แกนหมุนของโลกนั้นทำมุมเอียง 23.5 กับระนาบวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ ซึ่งเมื่อแกนของโลกเอียงแล้ว ก็จะทำให้พื้นที่ต่าง ๆ ทั่วโลก รับแสงอาทิตย์ได้ในปริมาณที่ไม่เท่ากัน รวมถึงระยะเวลาที่ไม่เท่ากันด้วย ซึ่งบางครั้งซีกโลกเหนือก็รับแสงอาทิตย์นานกว่า บางครั้งซีกโลกใต้ก็รับแสงอาทิตย์นานกว่า

แกนของโลกที่เอียงนี้ เป็นเหตุให้เกิดฤดูกาลแตกต่างกันขึ้นบนโลก และทำให้เวลาในกลางวัน และกลางคืนยาวไม่เท่ากัน ในแต่ละฤดูกาลด้วย ซึ่งเราจะสังเกตได้ว่า ในฤดูร้อน กลางวันจะยาวกว่ากลางคืน พระอาทิตย์จะขึ้นเร็ว และตกช้า ส่วนในฤดูหนาว กลางคืนจะยาวนานกว่า โดย พระอาทิตย์จะขึ้นช้า ตกเร็ว

ลองดูรูปข้างล่างประกอบนะครับ โดยให้ดูรูปโลกทางซ้ายมือ จะเห็นว่า ซีกโลกเหนือนั้นได้รับแสงจากดวงอาทิตย์เต็มที่ ทำให้อุณหภูมิทางซีกโลกเหนือสูงกว่า ทางซีกโลกใต้ ทำให้เกิดเป็นฤดูร้อน หรือ ฤดูใบไม้ผลิทางซีกโลกเหนือ ซึ่งในทางตรงข้าม คือซีกโลกใต้ ก็จะมีอากาศเย็นกว่าทำให้เกิดเป็นฤดูใบไม้ร่วง หรือ ฤดูหนาว

Earth's seasons as seen from the north

และในขณะเดียวกัน ทางซีกโลกเหนือก็ได้รับแสงอาทิตย์เกือบตลอดเวลาด้วย เพราะไม่ว่าโลกจะหมุนรอบตัวเองไปเท่าไรก็ตาม แต่ ณ จุดขั้วโลกเหนือก็ยังได้รับแสงอาทิตย์อยู่ดี ซึ่งก็ก่อให้เกิดปรากฏการณ์พระอาทิตย์ไม่ยอมตกสักทีนั่นเอง ซึ่งพื้นที่ ๆ อยู่ต่ำลงมาจากขั้วโลกเหนือลงมา ก็จะมีกลางวันยาวกว่ากลางคืนตามลำดับ และก็จะเป็นตรงกันข้าม ในซีกโลกใต้ เช่นเดียวกับเรื่องของฤดูกาล

นักดาราศาสตร์ ได้แบ่ง ฤดูออกเป็น 4 ฤดู โดยอาศัย จุดอ้างอิง 4 จุด คือ

  • ฤดูหนาว (89 วัน) เริ่มต้นประมาณ 20-23 ธ.ค. โดยนับที่จุด winter solstice
  • ฤดูใบไม้ผลิ (92 วัน) เริ่มต้นประมาณ 19-22 มีนาคม โดยนับที่จุด spring equinox
  • ฤดูร้อน (93 วัน) เริ่มต้นประมาณ 19-23 มิ.ย. โดยนับที่จุด summer solstice
  • ฤดูใบไม้ร่วง (90 วัน) เริ่มต้นประมาณ 21-24 ก.ย. โดยนับที่จุด autumn equinox

หมายเหตุ ดูรูปจุด solstice จากรูปที่ใช้อธิบาย equinox

ดังนั้น ฤดูร้อน ในซีกโลกเหนือจะเกิดในช่วงเดือน กรกฏาคม – กันยายน ส่วนฤดูหนาว ก็จะเป็นช่วงเดือน มกราคม – มีนาคม โดยทางด้านซีกโลกใต้ก็จะตรงกันข้ามกัน เป็นต้น

และเนื่องจาก วงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์นั้น เป็นวงรีเกือบกลม จึงทำให้มีช่วงเวลาที่พื้นที่แถบเส้นศูนย์สูตรนั้น ได้รับแสงอาทิตย์มากน้อยไม่เท่ากันด้วย ทำให้เกิดฤดูร้อน และฤดูหนาวเช่นกัน แต่อุณหภูมิระหว่างฤดูร้อน และฤดูหนาวจะไม่แตกต่างกันมากเหมือนกับประเทศที่อยู่เหนือหรือใต้เส้นศูนย์สูตร

Solar System

ทีนี้ก็มาเข้าเรื่อง Equinox กันได้แล้วครับ ขอให้ดูรูปนี้ประกอบไปด้วยนะครับ

Equinox & Solstic

นี่คือรูปของ ทรงกลมท้องฟ้า หรือ celestial sphere จุดกลม ๆ เล็ก ๆ ตรงกลางคือ โลก เส้นวงกลมที่เขียนว่า Celestial Equator คือ เส้นอิเควเตอร์ท้องฟ้า หรือเปรียบได้กับ เส้นศูนย์สูตรของโลก ที่ยื่นออกไปในอวกาศ ส่วนเส้นวงกลมอีกวงหนึ่งที่เขียนว่า Path of Sun คือ ระนาบวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ หรือเรียกอีกอย่างว่า Ecliptic

ในรูปนี้ ให้มองเหมือนกับว่าโลกคือศูนย์กลางของจักรวาล และหมุนรอบตัวเองตามแนวระนาบของเส้นอิเควเตอร์ ส่วนดวงอาทิตย์กำลังโคจรรอบโลกตามเส้นวงโคจร Path of Sun จะเห็นได้ว่า ระนาบวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ทำมุมกับเส้นอิเควเตอร์ หรือแกนหมุนของโลกอยู่ 23.5 พอดี

และจุดที่ตัดกันที่เขียนว่า Autumnal Equinox กับ จุด Vernal Equinox นั่นก็คือ จุดที่ระนาบวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ ตัดกับเส้นอิเควเตอร์พอดี ซึ่งก็คือวันที่ กลางวัน กับ กลางคืน ยาวนานเท่ากันนั่นแหละครับ ที่จุดนี้จะทำให้เราซึ่งอยู่บนโลก จะเห็นพระอาทิตย์ขึ้นทางทิศตะวันออกพอดี และตกในทิศตะวันตกพอดี เหมือนกับ พระอาทิตย์วิ่งอยู่บนเส้นศูนย์สูตรเลยทีเดียว ถ้าไม่เชื่อลองเอาเข็มทิศมาลองวัดดูก็ได้ครับ

equinox

ซึ่งวัน Autumnal Equinox หรือภาษาไทยบัญญัติศัพท์ว่า ศารทวิษุวัต นั้น จะเกิดขึ้นประมาณวันที่ 21-23 กันยายน ฝรั่งเขาถือว่าเป็นวันเปลี่ยนฤดูกาล จาก ฤดูร้อน เข้าสู่ฤดูใบไม้ร่วง และ Vernal Equinox หรือ Spring Equinox หรือภาษาไทยว่า วสันตวิษุวัต จะเกิดขึ้นประมาณวันที่ 21-23 มีนาคม เป็นวันเปลี่ยนจากฤดูหนาวเข้าสู่ ฤดูใบไม้ผลิ ตามที่ผมได้อธิบายไปตอนต้นแล้ว

แต่สำหรับประเทศไทยซึ่งตั้งอยู่ในเขตเส้นศูนย์สูตร วันศารทวิษุวัต ก็เป็นช่วงเปลี่ยนจาก ฤดูหนาว มาเป็น ฤดูร้อน และวันวสันตวิษุวัต ก็จะเป็นช่วงเปลี่ยนจากฤดูร้อน เข้าสู่ ฤดูหนาว (แต่ปัจจุบัน หาได้เป็นเช่นนั้นไม่ เพราะภูมิอากาศในโลกวิปริตไปแล้ว ... please stop global warming)

สำหรับฤดูฝน นั้นไม่เกี่ยวกับการโคจรของโลก แต่เกี่ยวกับสภาพภูมิอากาศภายในโลก (World Climate) ที่จะทำให้ฝนตกชุกในช่วงไหน สำหรับ ฤดูกาล ที่เป็นผลมาจากการโคจรของโลกนั้น มีสี่ฤดู คือ ฤดูร้อน (Summer) , ฤดูใบไม้ผลิ (Autumn) , ฤดูใบไม้ร่วง (Spring) และ ฤดูหนาว (Winter)เพราะเป็นผลจาก แสงอาทิตย์ล้วน ๆ ดังที่ได้เกริ่นไว้แต่ต้นเช่นกัน

และหลังจากวันนี้ไป วงโคจรของดวงอาทิตย์ เมื่อสังเกตจากโลก จะเห็นว่าแนววงโคจรจะเบี่ยงไปทางทิศเหนือ คือเบี่ยงจากทิศใต้ ขึ้นไปทางทิศเหนือ ส่วนหลัง วันศารทวิษุวัต แนววงโคจรจะเบี่ยงกลับขึ้นมาเหมือนเดิม คือจากทิศเหนือ ไปทางทิศใต้ และนี่เองที่เป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดภาพนี้

Analemma

ภาพนี้เรียกว่า Analemma ถ่ายโดย Vasiliy Rumyantsev เป็นภาพที่เกิดจากการตั้งกล้อง ณ จุดหนึ่งของโลก และถ่ายภาพดวงอาทิตย์ ณ เวลาเดียวกัน ทุกวัน ต่อเนื่องตลอดทั้งปี เมื่อนำมา Merge รวมกันแล้ว ก็จะเห็นพระอาทิตย์โคจรเป็นรูปสัญลักษณ์ Infinity (8) นั่นเองครับ

แต่อย่างไรก็ตามนะครับ หากคุณจะลองจับเวลาระหว่างกลางวันกับกลางคืน เพื่อจะดูว่ามันเท่ากันจริงหรือเปล่า คุณก็จะพบว่า มันไม่เท่ากันจริงดั่งทฤษฎีว่าไว้ นั่นก็เพราะว่า แสงอาทิตย์ที่เดินทางในอากาศ จะมีการหักเห เพราะชั้นบรรยากาศของโลก ทำให้เมื่ออาทิตย์ยังไม่ขึ้นจริง ก็อาจจะเห็นพระอาทิตย์ขึ้นก่อนได้ หรือพระอาทิตย์ตกไปแล้ว แต่เรายังเห็นพระอาทิตย์อยู่ครับ เรียกว่าบางครั้งธรรมชาติก็หลอกเราได้เหมือนกัน

ป.ล.1 ถ้าสงสัยว่า solstice คืออะไร เอาไว้ถึงวันที่ 21 มิ.ย. ผมจะมาอธิบายต่อครับ

ป.ล.2 Autumnal และ Autumn Equinox เขียนถูกทั้งคู่นะครับ เดี๋ยวจะมาหาว่าผมเขียนผิด