تا به حال به این فکر کرده اید در لحظه تحویل سال که برای ما ایرانیان بسیار مهم است و همیشه با دقت ثانیه آن را به خاطر داریم چه اتفاقی می‌افتد و معیار ما برای شروع سال چیست؟ پاسخ این سوال در دنیای پر رمز و راز علم نجوم نهفته است.
‌
می‌دانیم که کره زمین در حال گردش به دور خورشید است و هر سال یکبار خورشید را دور می‌زند، آن هم با سرعت باور نکردنی ۳۰ کیلومتر بر ثانیه! در هنگام این گردش این طور به نظر می‌رسد که خورشید در میان ستارگان پس زمینه آسمان جا به جا شده و دایره‌ای را در طول یک سال می‌پیماید که به آن دایره البروج می‌گوییم و در واقع همان صفحه مداری زمین است.

از سوی دیگر زمین با سرعت ۱۶۰۰ کیلومتر بر ساعت در حال چرخش به دور خودش است. اما این محور گردش که مبنای دستگاه مختصات استوایی است بر صفحه مداری زمین عمود نیست و انحرافی ۲۳.۵ درجه‌ای با آن دارد. به همین دلیل صفحه استوای زمین هم بر دایره البروج یا همان صفحه مداری زمین منطبق نیست و فقط در دو نقطه یکدیگر را قطع می‌کنند.

این عدم تطابق باعث این امر می‌شود که خورشید همیشه بر روی استوای سماوی نبوده و فقط دو روز از سال از این نقطه عبور کند. ایرانیان باستان نقطه اعتدال بهاری یا نقطه‌ای که خورشید با عبور از آن از نیم کره جنوبی آسمان به نیمکره شمالی وارد و از آن پس طول روز‌ها از شب‌ها در نیمکره شمالی زمین طولانی‌تر می‌شود را مبدا تقویم خود قرار داده و جشن می‌گیرند. در این روز به دلیل واقع شدن خورشید بر روی استوای سماوی طول شب و روز در سراسر کره زمین یکسان می‌شود.

البته در اول پاییز هم اتفاق مشابهی رخ می‌دهد با این تفاوت که خورشید از نیمکره شمالی وارد نیمکره جنوبی آسمان میشود و طول روز‌ها برای نیمکره شمالی زمین کوتاه‌تر می‌شود.

در گذشته‌های دور نقطه اعتدال بهاری در صورت فلکی حمل قرار داشته و به همین دلیل به نقطه اول حمل معروف است. اما به علت حرکت تقدیمی زمین این نقطه جا به جا شده و هم اکنون در صورت فلکی حوت قرار دارد. شاید برایتان سوال شود که چرا لحظه تحویل سال هر سال یکسان نیست؟ علت این امر طول سال زمینی است. گردش زمین به دور خورشید دقیقا ۳۶۵ روز نیست! بلکه برابر ۳۶۵.۲۵ روز است. این یک چهارم روز باعث میشود که هر سال لحظه تحویل سال چند ساعت جا به جا شده و هر ۴ سال با اضافه کردن یک روز به کمک سال کبیسه این جا به جایی جبران می‌شود.

انواع حرکت‌های کره‌ی زمین

۱. حرکت وضعی

حرکتی است که ما به دلیل چرخش زمین به دور محورش داریم. وقتی زمین در هر ۲۴ ساعت یک بار به دور خود می‌چرخد، هرنقطه‌ای روی سطحش دایره‌ای را در فضا طی می‌کند که شعاع این دایره برابر است با فاصله عمودی آن نقطه تا محور چرخش زمین. در دو قطب زمین این شعاع صفر و سرعت صفر و در استوا برابر با شعاع زمین است و بنابراین با سرعتی معادل ۱۶۰۰ کیلومتر بر ساعت می‌چرخد.

۲. حرکت انتقالی زمین به دور خورشید

حرکت سالانه زمین به دور خورشید از غرب به شرق است. فاصله‌ای که زمین در مدت یک سال به دور خورشید که مقدار آن ۳۶۵٫۲۵۶۴ شبانه‌روز معادل ۳۶۵ شبانه‌روز و ۶ ساعت و ۹ دقیقه و ۱۰ ثانیه طی می‌کند و حدود ۹۴۲ میلیون کیلومتر می‌باشد، پس سرعت زمین در مدارش به دور خورشید، ۱۰۷۵۳۵ کیلومتر در ساعت و بیشتر از سرعت حرکت سطح زمین به دور خودش است. باز هم متوجه این سرعت نمی‌شویم، چون ما و زمین همزمان با این سرعت، حرکت می‌کنیم، اما اگر کسی روی سطح خورشید باشد، این سرعت را تشخیص می‌دهد.

۳. حرکت تقدیمی

حرکتی است که به موجب خم بودن محور زمین نسبت به مدار خود ایجاد می‌شود و در نتیجهٔ کشش گرانشی خورشید، ماه و سیاره‌ها بر برآمدگی استوای زمین به وجود می‌آید. این جابجایی و تغییر محور دوران زمین را حرکت تقدیمی می‌نامند و هر ۲۶ هزار سال یک بار یک دایره را در آسمان تکمیل می‌کند. این حرکت به خاطر تاثیر برآیند نیرو‌های گرانشی وارد بر زمین است و تاثیری که از آن مشاهده می‌شود تغییر امتداد قطبین سماوی است. در حال حاضر محور چرخشی زمین تقریباً در امتداد ستاره قطبی است، ولی به‌دلیل این حرکت طی ۲۶ هزار سال آینده جا به جا می‌شود.

۴. حرکت رقص محوری

وجود ماه به عنوان یک قمر طبیعی حرکات زمین را پیچیده می‌کند، این حرکت تنها یک لرزش سینوسی در مدار زمین ایجاد می‌کند؛ که دلیل این امر جاذبه و چرخش ماه به دور زمین است. مدار ماه نسبت به دائرهالبروج کج است؛ در نتیجه، صفحهٔ مداری آن دارای حرکت تقدیمی می‌باشد. یک چرخش، ۱۸.۶ سال طول می‌کشد و اختلالی با همین دوره تناوب در حرکت تقدیمی زمین ایجاد می‌کند. این اثر، معروف به رقص محوری، طول دائرهالبروجی را همراه با کجی دائرهالبروج تغییر می‌دهد. در اینجا محاسبات بسیار پیچیده‌تر است؛ اما خوشبختانه اختلالات ناشی از رقص محوری نسبتاً کوچک می‌باشد؛ یعنی تنها کسری از یک دقیقه قوسی.

۵. حرکت در کهکشان راه شیری

حرکت بعدی زمین در راه شیری میباشد، منظومه‌ی شمسی، شامل خورشید، سیاره‌ها و همه‌ی اجرامی که تحت تاثیر گرانش خورشید قرار دارند و از جمله زمین در حال حرکت در کهکشان راه شیری هستند. همانطوری که می‌دانید یک سیاه چاله عظیم و شگفت انگیز در مرکز کهکشان راه شیری قرار دارد که خورشید و سیاراتش و البته همه ستاره‌های دیگر کهکشان راه شیری، به دور آن می‌چرخند. خورشید ما و همه خانواده اش، با سرعت متوسط ۲۲۰ کیلومتر در ثانیه هر ۲۵۰ میلیون سال یک بار به دور آن می‌گردند، یعنی از ۶۵ میلیون سال پیش که دایناسور‌ها از بین رفتند، کمی بیش از ۱٫۴ یک دایره کامل را طی کرده ایم.

۶. حرکت در خوشه کهکشانی

حرکت بعدی، حرکتی است که با زمین، خورشید و کهکشان راه شیری شریک هستیم. کهکشان ما یکی از ۳۳ عضو گروه محلی کهکشان است که در حجمی از فضا به قطر ۱۰ میلیون سال نوری پراکنده هستند. کلیه اعضای این گروه بدور مرکز ثقل آن که نقطه‌ای مابین کهکشان راه شیری و کهکشان آندرامدا است در حال گردش می‌باشند. کل گروه محلی با سرعت تقریبا ۶۰۰ کیلومتر در ثانیه به سمت جایی در ابر خوشه سنبله در حرکت است و رفتن کهکشانی از انتهای خوشه‌ای به انتهای دیگر آن، ۵ میلیارد سال طول می‌کشد.

۷. حرکت انبساط کیهان

حرکت آخر، انبساط کیهان میباشد که همه اجرام کائنات آن را به نسبت نقطه بیگ بنگ (انفجار بزرگ) شریک اند و آن تابش میکروویو زمینه کیهانی است. به نظر می‌رسد که همه ما، از جمله کهکشان راه شیری با سرعت انبساط باور نکردنی که توسط ماهواره پلانک محاسبه شده با سرعت ۶۷٫۱۵ میلیون پارسک در ثانیه در حال حرکت ایم. انبساط کیهان فقط در مقیاس‌های بزرگ قابل تشخیص است و در خوشه‌ها و کهکشان‌های نزدیک به هم تاثیر چندانی روی حرکت و ادغام کهکشان‌ها نخواهد داشت.

انبساط کیهان به معنی افزایش فاصلهٔ متریک بین اجسام جهان با گذشت زمان است. این انبساط درونی است، یعنی به فاصلهٔ نسبی بین اجزای جهان برمی‌گردد، و به معنی حرکت اجسام به سمت فضای بیرون نیست. انبساط جهان از ویژگی‌های مهم کیهان‌شناسی نظریه بیگ بنگ است و ریاضیات آن با متریک FLRW و نظریه میدان اسکالر برای توضیح فرم شتابدار آن توصیف می‌شود. بخشی از این انبساط به خاطر اثر اینرسی است که جهان در گذشته منبسط شده‌است، و بخش دیگر به خاطر نیروی رانش ناشناخته‌ای است که شاید از یک ثابت کیهان‌شناسی یا انرژی تاریک آمده باشد. انبساط جهان به سرعت‌های بالاتر از سرعت نور می‌انجامد که برای تازه‌واردان گمراه‌کننده است.