Equinox, Solstice, Aries, Libra, Cancer and Capricorn

ทรงกลมท้องฟ้า แกนโลกเอียง 23.5องศาจาก ระนาบวงโคจรรอบดวงอาทิตย์
หรือที่เรียกว่า ระนาบสุริยะวิถี - Ecliptic Plan
 ภาพจาก http://www.physast.uga.edu/~loris/astr1020l/prob_FA16.html

ใกล้วัน Autume Equinox แล้ว ซีกโลกเหนือกำลังก้าวสู่ฤดูใบไม้ร่วง ในหนึ่งปีซีกโลกเหนือจะมีวันที่เป็นเครื่องหมายแห่งการเปลี่ยนผ่านฤดูกาลอยู่ 4 วันคือประมาณวันที่ 21 มีนาคม, 21 มิถุนายน, 23 กันยายน และ 22 ธันวาคม ไล่ตามลำดับก็คือ Vernal Equixnox, Summer Solstice, Autumnal Equinox และ Winter Solstice

หากสังเกตดูวัน Equinox ทั้งสองครั้งจะห่างกัน 6 เดือนและ Soltice จะอยู่ตรงกลางระหว่าง Equinox ทั้งสองครั้ง บทความนี้อาจช่วยให้เข้าใจทรงกลมท้องฟ้าและจะเข้าใจธรรมชาติของวันเหล่านี้มากขึ้น

โลกของเรามีพิกัดทางภูมิศาสตร์สำหรับระบุตำแหน่งเมืองหรือจุดใดก็ได้เป็นละติจูดและลองติจูดที่รู้จักกันดี มีการกำหนดเส้นลองติจูดที่ 0 องศาให้ผ่านหอดูดาวเมืองกรีนิช เราเรียกเส้นนี้ว่า Prime Meridian และยังเป็นจุดอ้างอิงของเวลาทั่วโลก

ลองจินตนาการว่าโลกอยู่ในทรงกลมใส จุดทุกจุด ดาวทุกดวงอยู่บนผิวทรงกลม มีระบบบอกพิกัดเหมือนบนโลกแต่เรียกว่าเส้นเดคคลิเนชั่นแทนละติจูดและไรท์แอสเซนชั่นแทนลองติจูด เดคคลิเนชั่นมีหน่วยเป็นองศาเริ่มต้นที่เส้นศูนย์สูตรฟ้า มีค่าบวกไปเรื่อยจนถึงขั้วโลกเหนือที่ +90องศา และมีค่าลบไปจนสุด -90องศาที่ขั้วโลกใต้

ส่วนไรท์แอสเซนชั่นต่างออกไป จะใช้เวลาเป็นหน่วยวัดตามการหมุนของโลกมี หน่วยคือชั่วโมง นาทีและวินาทีซึ่งจะคล้ายกับ Time Zone ที่เราคุ้นเคย ที่น่าสนใจคือบนโลกเราใช้หอดูดาวกรีนิชเป็นจุดอ้างอิงเวลาแล้วบนท้องฟ้าละจุดอ้างอิงอยู่ที่ไหน?

เดคคลิเนชั่น และไรท์ แอสเซนชั่น ภาพแสดงแกนโลกตั้งฉาก
ทำให้เส้นสุริยะวิถีเอียง 23.5องศา Cr: Wikipedia

ย้อนกลับไปเมื่อ 130 ปีก่อนคริสต์ศักราช ฮิปพาคัสนักคณิตศาสตร์และดาราศาสตร์ชาวกรีกผู้ริเริ่มระบบพิกัดท้องฟ้า พบว่าในวัน Vernal Equinox ตำแหน่งของดวงอาทิตย์จะอยู่ที่จุดตัดระหว่างเส้นสุริยะวิถีและเส้นศูนย์สูตรฟ้าพอดี เขาเรียกจุดนี้ว่า First point of Aries เพราะอยู่ในราศีเมษ

Vernal Equinox ได้รับการยอมรับให้ใช้เป็นจุดอ้างอิง เส้นไรท์แอสเซนชั่นที่ผ่านจุดนี้ได้รับชื่อว่าเส้น “Zero Hour” มีค่าเป็น 0ชั่วโมง 0นาที ทำนองเดียวกับเส้น Prime Meridian ที่ผ่านหอดูดาวเมืองกรีนิช

เส้นศูนย์สูตรฟ้าหรือเส้นเดคคลิเนชั่นที่ 0 องศาก็เหมือนกับเส้นศูนย์สูตรบนโลกต่างกันที่อยู่บนท้องฟ้าทำหน้าที่แบ่งท้องฟ้าเป็นสองส่วนคือซีกเหนือ (มีค่าเดคคลิเนชั่นเป็น +) และซีกใต้ (มีเดคคลิเนชั่นเป็น -) แนวเส้นศูนย์ฟ้าจะเบี่ยงไปทางเหนือหรือใต้ขึ้นกับตำแหน่งของเราบนโลกเช่นเราอยู่ที่กรุงเทพซึ่งพิกัดละติจูด 13 องศาเหนือ เส้นศูนย์สูตรฟ้าก็จะเบี่ยงไปทางใต้ 13 องศาเช่นกัน

กรุงเทพฯตั้งอยู่ที่ละติจูดประมาณ 13 องศาเหนือ ดาวเหนือก็จะสูงจากขอบฟ้า 13 องศา
เส้นศูนย์สูตรฟ้าก็เบี่ยงไปทางใต้ 13 องศาองศา ส่วนละติจูดเชียงราย 20 องศาเหนือ
ดาวเหนือก็จะสูงจากขอบฟ้า 20 องศา  เส้นศูนย์สูตรฟ้าก็เบี่ยงไปทางใต้20 องศาเช่นกัน
[คลิกภาพเพื่อขยาย]

ส่วนเส้นสุริยะวิถีเกิดจากระนาบการโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ตัดกับทรงกลมท้องฟ้า หากมองจากบนโลก ดวงอาทิตย์จะเคลื่อนที่อยู่บนเส้นนี้

เส้นศูนย์สูตรฟ้าและเส้นสุริยะวิถีต่างก็เป็นวงกลมที่ตัดกันบนทรงกลมท้องฟ้า ทำให้นอกจาก Vernal Equinox แล้วยังมีจุดที่ตัดกันอีกจุดหนึ่ง ดวงอาทิตย์จะผ่านจุดนี้ในวัน Autumnal Equinox เรียกว่าจุด First point of Libra เพราะอยู่ในราศีตุลย์ จะมีเส้นไรท์แอสเซนชั่น 12h 0m ลากผ่าน

หากนับเวลา Equinox ทั้งสองจุดจะห่างกัน 6 เดือน และอยู่ตรงข้ามกันบนทรงกลมท้องฟ้า เรียกว่าหากเราเล็งกล้องดูดาวไปที่ Vernal Equinox ทิ้งให้เวลาผ่านไป 12 ชั่วโมง ทรงกลมท้องฟ้าจะหมุนไปครึ่งรอบ จุด Autumal Equinox ก็จะมาอยู่ในกล้องดูดาวของเราเอง

มาถึงตรงนี้บางคนอาจสับสนว่าตกลงแล้ว Equinox ห่างกัน 6 เดือนหรือ 12 ชั่วโมง ความจริงแล้วถูกทั้งคู่  เป็นการอ้างอิงคนละแบบ ที่เป็น 6 เดือนเพราะเป็นครึ่งหนึ่งของคาบวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ และเป็นเวลาที่ดวงอาทิตย์ผ่านจุด Equinox จริง ส่วน 12 ชั่วโมงนั้นมาจากระยะห่างของจุดสองจุดบนทรงกลมท้องฟ้าที่หมุนรอบตัวเอง 24 ชั่วโมง เท่านั้นเอง

ทรงกลมท้องฟ้าแบบยืดออกเพื่อให้ดูง่ายขึ้น เป็นแผนที่เมื่อ 150ปีก่อน คศ.
Vernal equinox จะอยู่ในราศีเมษ -Ariesใกล้เขตแดนราศีมีน -Piscs
[คลิกภาพเพื่อขยาย]

ในวิชาภูมิศาสตร์คงจำกันได้ว่าเส้นละติจูดที่ 23.5 องศาเหนือเรียกว่าเส้น Tropic of Cancer ส่วนเส้น Tropic of Capricorn จะใช้เรียกเส้นละติจูดที่ 23.5 องศาใต้ พื้นที่ระหว่างเส้นละติจูดสองเส้นนี้คือเขตร้อนชื้นหรือเขตศูนย์สูตร ทั้ง Cancer และ Capricorn เป็นชื่อกลุ่มดาวประจำเดือนหรือจักรราศีทั้งคู่ ลองเดาดูว่าชื่อนี้มีที่มาอย่างไร

การเอียงของแกนโลกทำให้ระนาบสุริยะวิถีทำมุม 23.5 องศากับระนาบศูนย์สูตร ผลคือในรอบปีดวงอาทิตย์จะค่อยๆเบี่ยงขึ้นไปทางเหนือ 23.5 องศาเหนือและจะค่อยๆเบี่ยงลงใต้จนสุดที่เส้น 23.5 องศาใต้ ตามการโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ ตำแหน่งที่ดวงอาทิตย์ขึ้นไปเหนือสุดและลงไปใต้สุดนี่เองที่เรียกว่า Solstice

เมื่อมาดูในแผนที่ดาวในยุคฮิปพาคัส ก็จะเห็นว่าจุด Solstice ทางเหนืออยู่ในกลุ่มดาว Cancer หรือปู ส่วน Solstice ทางใต้อยู่ในกลุ่มดาว Capricorn ซึ่งนั่นก็คือตำแหน่งของเส้น Tropic of cancer และ Tropic of Capricon นั่นเอง

เรื่องทั้งหมดก็เอวังด้วยประการฉะนี้

เพิ่มเติม

แผนที่ดาวในยุคปัจจุบัน Vernal equinox
ขยับมาอยู่ในเขตราศีมีน -Pisec และใกล้ราศีกุมภ์ -Aquarius เข้าไปทุกที
[คลิกภาพเพื่อขยาย]

1. ในแต่ละวันดวงอาทิตย์จะเคลื่อนที่ทีละน้อยบนเส้นสุริยะวิถี และใช้เวลา 1 ปีจะวนมาครบรอบที่จุดเดิม เมื่อเราแบ่งเส้นสุริยะวิถีออกเป็น 12 ส่วนแต่ละส่วนจะมีพื้นที่ 30 องศา (30x12=360) ดาวที่อยู่ด้านหลังเส้นสุริยะวิถีก็ผูกเป็นกลุ่มดาวจักรราศีซึ่งก็คือเดือนทั้ง 12 เดือน

ดวงอาทิตย์อยู่ในเขตราศีไหนก็คือเดือนนั้น เช่นดวงอาทิตย์อยู่ในเขตราศีมังกร ก็คือเดือนมกราคม เรียกว่ามนุษย์รู้จักใช้ท้องฟ้าเป็นปฎิทินสุริยะคติมานานเป็นพันปีแล้วก็ได้

2. เนื่องจากว่าแกนโลกนอกจากเอียงแล้วยังหมุนส่ายโดยมีรอบประมาณ 26000 ปี ทำให้ในปัจจุบันดวงอาทิตย์ย้ายราศีหรือย้ายเดือนไม่ตรงกับวันที่ 1 อย่างที่ควรจะเป็น แต่จะขยับไปราววันที่ 20 ของทุกเดือน (เป็นเหตุผลว่าทำไมราศีเกิดถึงไม่ตรงเดือน) และจะขยับออกไปเรื่อยๆ กินเวลาราวสองพันหนึ่งร้อยปีต่อ 1 ราศี

3. นอกจากทำให้วันย้ายราศีขยับแล้วยังทำให้วันสำคัญทั้ง 4 วันขยับด้วยเช่น Vernal Equinox ที่ปัจจุบันขยับจาก Aries มาอยู่ที่ Piscs แล้ว แต่ยังคงเรียกว่า First point of Aries เหมือนเดิมไม่เปลี่ยนแปลง จุดอื่นก็ยังคงใช้ชื่อเดิม

4. ผลจากโลกหมุนแบบส่ายอีกอย่างก็คือขั้วฟ้าเหนือ ที่ในยุคฮิปพาคัสไม่ได้ใกล้ดาวเหนือเหมือนตอนนี้ ต่อไปขั้วฟ้าเหนือก็จะค่อยขยับไปเรื่อยๆ ตามการส่ายของแกนโลก

ตำแหน่งขั้วฟ้าเหนือที่จะขยับตามการส่ายของแกนโลก
ปัจจุบันจะใกล้ดาวโพลาริส
Cr: in-the-sky.org [click]