Starověké hvězdářství III.

Slunce - slunovrat a rovnodennost

Kromě dne Slunce vymezovalo i mnohem delší časové období - roční období a rok.

Roční období

V nejstarších dobách zřejmě lidé vystačili s dělením období na teplé a studené či suché a vlhké (resp. období záplav). Řídili se ekologickým časem, který byl vymezován přírodními ději v jejich okolí. Později lidská společenství potřebovala lépe synchronizovat a plánovat svou činnost. Člověk si začal všímat spojitosti mezi střídáním klimatických období a nebeskými jevy včetně běhu Slunce po obloze. V teplém období jsou dny delší než v období studeném. Pak se dny pomalu začínají zkracovat, Slunce je v poledne každým dnem níže a níže, stíny se prodlužují, teplé období postupně přechází do studeného. V období zimy nastane nejkratší den a nejdelší noc. Pak se dny začínají prodlužovat, Slunce se opět ujímá vlády a každým dnem dostoupá na nebi o něco výše. V polovině teplého období nastane nejdelší den, Slunce je nejvýše, cyklus se uzavírá.

Slunovrat

Postup roku nebylo snadné na obloze přímo pozorovat. Změny pohybu Slunce nejsou ze dne na den zřetelné. S odstupem mnoha dnů ale není problém všimnout si, že se pomalu mění místo východu a západu Slunce nad obzorem. Jednoduchým, i když zdlouhavým způsobem, jak sledovat změny v pohybu slunečního kotouče, je fixovat postavení slunečního kotouče těsně nad obzorem při jeho východech či západech. Využívaly se význačné body na horizontu či různé pomůcky - záměrné dřevěné kůly či trvanlivější vysoké kameny označující pozici Slunce na horizontu.

Porovnání zafixovaným bodů potvrdilo, že místo východu či západu Slunce na obzoru se každým dnem pomalu posouvá. Od zimy do léta se východ Slunce posouvá doleva, stále více k severu.

Zároveň dochází k prodlužování trvání dne a zkracování noci. Posun místa východu Slunce na obzoru je stále pomalejší a v určitý den se zastaví na své nejsevernější pozici, den je nejdelší a noc nejkratší. A pak v dalších dnech se začíná Slunce vracet zpět. Den se zkracuje.

Trpěliví pozorovatelé mohli časem zjistit, že pomalý posun míst východu a západu Slunce se opakuje v cyklech přímo souvisejících se střídáním klimatických období.  K jednomu meznímu postavení Slunce dochází vždy v období tepla resp. sucha, k druhému v období zimy resp. vlhka. Pokud měli lidé obě krajní pozice Slunce na obzoru zafixovány, mohli přesněji předpovídat nástupy pravidelných klimatických změn.

Čas, kdy se Slunce nacházelo ve své mezní poloze (severní či jižní), označili lidé za slunovrat. Slunce se v dalších dnech vracelo po obzoru zpět.

Dalším významným objevem bylo stanovení délky doby, kdy se Slunce vrátilo do jedné ze svých dvou mezních poloh. Tento cyklus trvá zhruba 365 dní a určuje délku slunečního roku. Za tuto dobu se vystřídala jedna teplá a jedna studená perioda.

Zimní a letní slunovraty byly v severní Evropě  přesně pozorovány a zaznamenávány snad už před 40 000 lety.^[7]  Později se člověk naučil budovat důležité stavby tak, aby byly umístěny nebo orientovány v souladu s významnými událostmi na obloze. Uveďme několik málo příkladů orientace prastarých staveb podle důležitých postavení Slunce na horizontu:

[2]	Na našem území se dochovaly rondely, kruhové stavby, z neolitické doby (5000 př. n. l.). Některé jsou orientovány k východu Slunce o letním slunovratu.
	V Karnaku, v severní Francii, je u hliněné mohyly vybudována chodba orientovaná k bodu, kde vychází Slunce o zimním slunovratu. Datum vzniku chodby bylo stanoveno na rok 4700 př. n. l.[4]
	Hlavní osa megalitického kruhu v anglickém Stonehenge je orientována k východu Slunce o letním slunovratu.[5] Největší díl prací na kamenných kruzích byl proveden v letech 2600 až 2300 př. n. l. Kamenným kruhům předcházely kruhy dřevěné z období 8000 př. n. l.[6]
	Pod mohylou New Grange (3000 až 2500 př. n. l.) je chodba orientovaná k zimnímu slunovratu.

Vytyčení přibližných slunovratových pozic nemuselo být technologicky příliš náročné a nevyžadovalo zvláštní astronomické znalosti. Bylo nutné zajistit neměnné místo určené pro pozorovatele a pak pozorně a trpělivě sledovat denní posuny Slunce nad obzorem. Posun slunečního kotouče byl zaznamenáván záměrnými ukazateli, např. tyčemi. Problém mohlo činit samozřejmě počasí nepřející sledování slunečního kotouče. Krajní pozice Slunce bylo nutné fixovat trvalými ukazateli a každým rokem je postupně zpřesňovat. Změny postavení Slunce ze dne na den ale byly nepatrné. Přesnost pozorování východu či západu Slunce byla ovlivněna i řadou okolností, které nemohli lidé ovlivnit (refrakce slunečních paprsků, převýšení obzoru atd.). Určit tedy tímto pozorováním slunovrat na den přesně bylo velice obtížným úkolem.

Obr. Východ Slunce v sedle Bezdězu pozorovaný z rondelu Byseň.[13]

Pokud se našim prapředkům podařilo zaměřit ze svého pevného stanoviště slunovratové místa na obzoru, mohli postoupit dále. Například nalézt místo pro zřízení kultovní stavby, ze které bylo slunovratové Slunce fixováno významnou dominantou na obzoru. Z takového místa pak další generace mohly jednoduše určit období slunovratu jen proto, že Slunce vyšlo například přesně nad významným pahorkem či průsmykem na obzoru.

Zimní slunovrat

Pozorování místa východu a západu Slunce dávalo do úzké spojitosti krajinu s oblohou. Člověk poznal, že Slunce vykonává nejen každodenní pohyb po obloze od východu na západ, ale že se pomalu, pravidelně a cyklicky mění také místo jeho východu a západu nad obzorem.

Den zimního slunovratu byl velice významným mezníkem roku. Slunce zapadá v nejjižnějším místě horizontu, na nějž může při svém celoročním putování dorazit. Při své pouti po nebeské klenbě Slunce urazí nejkratší dráhu, vystoupí nejníže nad obzorem za celý rok. Rekordně pozdě svítá a brzy přichází opět noc. Noci jsou nejdelší, ale zkracování dne končí. Světla v dalších dnech opět přibývá a zima ustupuje sílícímu Slunci.^[a]

Zimní slunovrat nastává obvykle 21. či 22. prosince. Byl spojován s oslavami vítání delšího dne, ústupu zimy a příchodu tepla. Zimní slunovrat patřil spolu s jarní rovnodenností mezi dva klíčové okamžiky roku.

Letní slunovrat

V období letního slunovratu jsou dny nejdelší a noci nejkratší. Slunce putuje po nejdelší dráze, vystoupá nejvýše nad obzor. Po letním slunovratu se dny začínají pomalu zkracovat a noci prodlužovat. Začíná se blížit zimní období. K letnímu slunovratu dochází většinou 20. či 21. června.

Pohyb Slunce po obloze při letním a zimním slunovratu a rovnodennosti:

Rovnodennost

Pokud existuje kalendářní den, kdy je den kratší než noc a po půl roce se dočkáme jiného kalendářního dne, kdy je naopak nejdelší noc, pak logicky musí v průběhu roku nastat dva dny, kdy den trvá stejně dlouho jako noc.
V průběhu roku vymezuje Slunce kromě letního a zimního slunovratu (angl. solstice) další dva důležité okamžiky označované jako rovnodennosti (equinox). Název napovídá, že během rovnodennosti  trvá den stejně dlouho jako noc, den je rovný noci.

Jarní rovnodennost

Za často nejdůležitější časový mezník roku byl považován den rovnodennosti při postupu Slunce od zimního k letnímu slunovratu, tedy jarní rovnodennost. V mnoha kulturách tento den rovnodennosti označoval počátek jara, roční období, které lidem v severních končinách přinášelo konec zimního strádání a nový rozkvět života. Den jarní rovnodennosti se tak stal symbolem obrození života.

Nejstarší známé civilizace starověké Mezopotámie v letech 3000 až 2000 př. n. l. právě v době jarních rovnodenností začínaly nový rok.^[10]  Učenci starověké Babylónie na základě sledování slunovratů a rovnodennosti vytvořili první kalendář.^[8]
Jarní rovnodennost slavili Keltové, Germáni, Mayové, Řekové i Římané. Tento den je počátkem kalendáře zřejmě nejstaršího existujícího náboženství - zoroastrismu. Křesťané pak od stejné události odvozují jiný religiózní období - Velikonoce.^{[10] [b]}

Podzimní rovnodennost

Při rovnodennosti podzimní léto přechází do podzimu. Podzimní rovnodennost nastává většinou v období mezi 20. až 23. září. Některé kultury vzácně počítaly počátek roku od podzimní rovnodennosti.

Stanovení rovnodennosti

Den rovnodennosti (většinou jarní, někdy podzimní) byl pro většinu kultur jedním z nejdůležitějších mezníků - určoval konec a počátek roku. Jak ale naši předkové stanovili přesný den rovnodennosti?
Víme, že při rovnodennosti Slunce vychází přesně na východě a zapadá přesně na západě. Den je stejně dlouhý jako noc. Jsou ale tyto jevy určitelné na den přesně? Uměli lidé ve starověku určit astronomickou rovnodennost? A pokud ano, jak toho dosáhli? Lidé ve starověku i raném středověku neuměli přesněji měřit denní čas a tedy ani určit právě ten jediný kalendářní den, kdy světlá a tmavá část trvá stejnou dobu.

Půlení cesty Slunce

Jedním ze způsobů určení přibližného dne rovnodennosti mohlo být půlení cesty Slunce. Jednalo se o určení místa vycházejícího Slunce mezi jeho limitními (slunovratovými) pozicemi na obzoru. Při slunovratu leží na obzoru Slunce v jedné ze svých dvou krajních pozic. Pokud se sluneční kotouč ocitne právě uprostřed mezi oběma slunovratovými pozicemi, nastává doba rovnodennosti.

Obr. Při rovnodennosti se vycházející Slunce nachází přesně uprostřed mezi krajními slunovratovými pozicemi.

Lidé se při určování rovnodennosti samozřejmě potýkali se stejnými problémy, jako při slunovratech. Avšak určit den rovnodennosti bylo složitější. Zopakujme, že Slunce se při rovnodennosti nachází přesně uprostřed mezi krajními slunovratovými pozicemi. Zaměření tohoto bodu na obzoru (jako středu mezi krajními pozicemi Slunce) mohlo být zatíženo i dalšími nepřesnostmi.
Naopak výhodou pro určení rovnodennosti jsou nejrychlejší denní změny v postavení  Slunce nad horizontem za celý rok. Každodenní posun Slunce se blížícím okamžikem rovnodennosti zvětšuje. Stěží však lze takto určit rovnodennost na den přesně, rozdíl mohl činit několik dní.

Půlení poloviny roku

Další metodou stanovení dne rovnodennosti v neolitu mohlo být počítání dní mezi slunovraty a jejich rozpůlení. Pokud lidé počet dnů mezi slunovraty rozpůlili, určili přibližný den rovnodennosti.
Nevyžadovalo to ani zvláštní počtářskou dovednost. Mohli jednoduše dávat stranou jeden kamínek denně za každý den, který uplynul např. od zimního slunovratu k letnímu. Pak kameny spárovali a mohli odpočítávat polovinu dní mezi slunovraty. Každý den odejmuli jeden pár kamínků, a sledovali blížící se rovnodennost. Přibližný den rovnodennosti byl odvozen ze slunovratů. Slunovraty a rovnodennosti ale nedělí rok na stejné čtyři díly!

Podívejme se na slunovraty a rovnodennosti v létech 2005 až 2007. Jarní a podzimní rovnodennost odděluje 187 resp. 186 dnů a nikoliv 182 či 183 (polovina roku). Mezi zimním slunovratem a jarní rovnodenností napočítáme 89 dní a ne čtvrtinu roku (91 či 92 dnů). Pokud lidé den rovnodennosti dopočítali od slunovratu půlením cyklu mezi nimi, zmýlili se o dva až tři dny.

Uvedené stanovení dne rovnodennosti bylo jednoduché, ale stále nepřesné. Určený den se lišil zhruba o dva až tři dny vůči astronomické rovnodennosti. Zdeněk Ministr takto stanovenou rovnodennost označuje za neolitickou rovnodennost. Odpovídá deklinaci Slunce +3/4 stupně.^{[2] [3] [12]}

Metoda neolitické rovnodennosti byla podle Z. Ministra použita při rovnodennostní orientaci chodby egyptského chrámu v Abú Simbelu (cca. 1250 př. n. l.) Slunce dvakrát v roce osvítilo čtyři egyptská božstva na konci 65 m chodby až den či dva po jarní rovnodennosti. Spíše než o nepřesnost stavitelů se může jednat o zaměření na neolitickou rovnodennost.[12]

Obr. Chrám Abú Simbel - čtyři sochy  Ramsese II. před vchodem.

Sledování stínu, gnómon

Lidé nemuseli sledovat při určování rovnodennosti přímo posun Slunce,  ale jen posun slunečního stínu. Zaznamenávali pohyb konce stínu vrženého například pevně zabudovanou tyčí nebo vysokým kamenem.
Při letním slunovratu je stín nejkratší, při zimním slunovratu nejdelší. Přesto lze tento jev při určování slunovratu využít jen se značnou chybou. Každodenní posun Slunce nad obzorem se blížícím okamžikem slunovratu zpomaluje a posun stínu se stává téměř neměřitelný.

Geniálním vynálezem člověka bylo sledování postupu konce stínu během denního putování Slunce po obloze. Byl tak vynalezen gnómon, nástroj umožňující mimo jiné stanovit den astronomické rovnodennosti. Tyč, zaražená kolmo do země, na ni vrhá stín. Denní pohyb konce stínu vytváří vždy hyperbolu, s výjimkou jediného dne. Právě během rovnodennosti, kdy Slunce překračuje nebeský rovník, vytváří konec stínu přímou stopu.

Protože sluneční paprsky dopadají za rovnodennosti na zemský povrch kolmo k zemské ose, pohybuje se stín libovolného pevného bodu v průběhu dne po přímce (zeměpisné rovnoběžce). Pokud zaznamenáme tři polohy stínu téhož bodu v průběhu dne, a pokud leží na přímce, je právě rovnodennost.
Gnómon patří k největším lidským objevům v rámci měření času a určování kalendáře. Umožnil přesnější orientaci v čase i prostoru. Stopy stínu vrcholu gnómonu opisují v průběhu dne a roku hyperboly, které jsou nejprohnutější o slunovratech. Postupně se každým dalším dnem vyrovnávají až k přímce během rovnodennosti.^[3]

Otázkou zůstává, kdy se lidé naučili takto gnómon využívat. Podle Z. Ministra uměli určovat rovnodennost podle přímé stopy stínu již staří Egypťané či Keltové.^[12]
Později byl stín gnómonu nahrazen slunečními paprsky ukazujícími čas např. na podlaze v temné místnosti chrámu.

Spojnice východu a západu

Pradávní měřiči času snad mohli využít i další vlastnosti pohybu Slunce při rovnodennosti. Spojnice místa východu Slunce, stanoviště pozorovatele a místa západu Slunce leží na jedné přímce právě ve dni rovnodennosti.

Světové strany

Při rovnodennosti Slunce vychází přesně na východu a zapadá přesně na západu. Uměli lidé ve starověku předpovídat blížící se rovnodennost přibližováním místa východu Slunce ke světové východní straně? Určit okamžik rovnodennosti podle světových stran předpokládá jejich přesné vytyčení. Lidé mohli určit severní směr podle místa otáčení hvězd a odtud vytyčit V-Z směr. Postup by však byl zatížen chybami, což by silně ovlivnilo přesnost stanovení rovnodennosti. 

Při rovnodennosti putuje Slunce oblohou po čáře nebeského rovníku. V zimním období se Slunce pohybuje pod nebeským rovníkem, v letním období naopak nad rovníkem.

Obr. Pohyb Slunce po obloze v době rovnodennosti. Slunce jen a pouze v době rovnodennosti putuje po nebeském rovníku, tedy přesně od východního obzoru k západnímu.

Astronomická rovnodennost a slunovrat

 Připomeňme si, co o slunovratech a rovnodennostech víme dnes:

Výše definované slunovraty a rovnodennosti označujeme jako astronomické. Vymezují např. tyto časové intervaly:
astronomická roční doba - období ohraničené rovnodenností a slunovratem^[11]
tropický rok - období mezi dvěma po sobě jdoucími jarními rovnodennostmi (dnes trvá 365 d 5 h 48 min 46s)^[9]

Dnes víme, že astronomická rovnodennost je okamžik, kdy Slunce má vůči světovému rovníku nulovou deklinaci. Sluneční kotouč se tedy nachází přesně na světovém rovníku. Určení přesného okamžiku astronomické rovnodennosti nebylo v silách našich prapředků.

Jarní rovnodennost nebyl jen začátkem jara či celého kalendářního roku, ale také roku astrologického. Slunce vstupuje ze znamení Ryb do znamení Berana. Beran je prvním astrologickým znamením tropického zvěrokruhu. Dle astrologie přináší novou energii a vybízí vše živé k růstu a rozvoji, je znamením nového začátku. Pokud se v době jarní rovnodennosti podíváme na oblohu, můžeme si představit, jak Slunce stojí přímo na počátku dvanáctidílného zvěrokruhu, na rozhraní Ryb (posledního znamení) a Berana (prvního znamení zvěrokruhu):

Obr. Slunce na obloze při jarní rovnodennosti. Dráhu Slunce značí ekliptika. Na pozadí jsou vyznačeny ekliptikální souřadnice. Ekliptiku můžeme rozdělit do 12 úseků o délce 30°, vyznačujících astrologická znamení. Ryby leží v úseku 330° - 360° (tj. 0°), Beran v úseku 0° - 30°. Slunce se tak při jarní rovnodennosti  přesouvá ze znamení Ryb do znamení Berana. V době rovnodennosti dráha Slunce protíná nebeský rovník (Slunce se ocitá v rovině rovníku). Pokud jednu naši paži namíříme ke Slunci a druhou k nebeskému pólu (hvězda Severka), svírají naše paže pravý úhel.

Slunce a mezníky roku

Sledování Slunce umožnilo již ve starověku stanovit přibližnou délku roku a ten dále rozdělit dvěma slunovraty a dvěma rovnodennostmi. Lidé tak stanovili čtyři stěžejní mezníky svého kalendáře. Za počátek roku pak často považovali jarní rovnodennost.

Předchozí - Slunce - den, týden a světové strany
Následující - Souhvězdí

   
Vydáno: 16. 04. 2006