Hepimiz bir günü 24 saat olarak kabul ederiz. İnsanlar güneşin gökyüzündeki konumuna göre buna karar verdi. Ancak Dünya’mız tam olarak bizim isteklerimize göre davranmıyor.
Saatlerimiz her günü eşit uzunlukta, 24 saat olarak ölçse de, Güneş bu kadar tutarlı değildir. Her gün aynı saatte gökyüzündeki Güneş’i fotoğrafladığınızda, yalnızca Güneş’in yukarı ve aşağı yönde hareket ettiğini görmekle kalmazsınız; aynı zamanda doğu-batı yönünde de “erken” ya da “geç” göründüğünü fark edersiniz.
Yıldız Günü Ve Güneş Günü Nedir?
Bir güneş günü, Güneş’in gökyüzündeki tepe konumuna—yani yerel öğle vaktine—yeniden ulaşması için geçen süredir. Ancak sanılanın aksine, bu süre sabit değildir; yıl boyunca değişiklik gösterir.
Bu değişkenlik, Dünya’nın kendi ekseni etrafındaki dönüşünde bir dengesizlik olduğu anlamına gelmez. Aksine, Dünya’nın dönüşü milisaniye düzeyinde oldukça sabittir. Her 23 saat 56 dakikada bir kendi ekseni etrafındaki dönüşünü tamamlar. Bu süreye yıldız günü denir.
Konum 2: Dünya tam bir dönüşünü tamamlamıştır (360 derece).
Konum 3: Ancak bu sırada Dünya, Güneş etrafındaki yörüngesinde de ilerlemiştir. Bu yüzden, Güneş’e yeniden dönük hâle gelmek için biraz daha dönmesi gerekir.
İşte bu ekstra dönüş süresi, güneş gününü yıldız gününden yaklaşık 4 dakika daha uzun yapar.
Ancak Dünya dönerken, aynı zamanda Güneş etrafındaki yörüngesinde de ilerlemeye devam eder. Bu yüzden, 23 saat 56 dakika sonra Dünya’nın konumu Güneş’e göre tam olarak aynı noktada değildir. Güneş’in gökyüzünde yeniden aynı konuma ulaşabilmesi için Dünya’nın ortalama 4 dakika daha dönmesi gerekir. Bu fazladan süre, güneş gününü yıldız gününden daha uzun kılar.
Güneş Günü Uzunluğu Sabit Değildir
Her güneş günü tam olarak 24 saat değildir. Şubat, Mayıs, Haziran ve Temmuz aylarında, güneş günü yaklaşık olarak 24 saate eşit olabilir. Ancak yılın bazı dönemlerinde bu süre belirgin biçimde değişir. Örneğin, ilkbahar (Mart) ve sonbahar (Eylül) ekinoksları civarında bir güneş günü, 24 saatten yaklaşık 20 saniye daha kısa olur. Buna karşılık, yaz ve kış gündönümleri civarında güneş günü 24 saatten biraz daha uzun sürer.
Bu küçük farklar, Güneş’in gökyüzündeki konumunu düzenli aralıklarla fotoğrafladığınızda fark edilir hâle gelir ve analemma adı verilen, sekizi andıran şekli oluşturur.
Bu olguyu tam olarak anlayabilmek için, Dünya’nın hareketine farklı bir bakış açısından yaklaşmak gerekir. Bir anlığına gerçeği askıya alıp Güneş merkezli bakıştan çıkarak, Dünya merkezli bir perspektif benimseyelim.
Normalde, Dünya kendi ekseni etrafında 23,5 derecelik bir eğimle döner. Ancak bu modeli tersine çevirip Dünya’yı dik konumda sabitler, Güneş’in yörüngesini 23,5 derece eğimli olarak hayal edersek, Güneş’in gökyüzündeki görünür hareketini anlamak çok daha kolay hale gelir.
Bu yeni bakış açısıyla, gündönümleri çok daha belirginleşir. Güneş, gökyüzündeki en kuzey veya en güney noktasına ulaştığında gündönümü gerçekleşir.
Bu konumlar, Dünya’nın eksen eğikliğinin—ya da bu modelde Güneş’in eğimli yörüngesinin—mevsimlere neden olduğunu da açıkça gösterir. Güneş en kuzeydeyken, kuzey yarımküreye daha dik açıyla ışık gönderir; bu da uzun yaz günlerini beraberinde getirir. Aynı anda güney yarımkürede gece süreleri uzar, gündüzler kısalır ve kış mevsimi yaşanır.
Güneş, Dünya’nın ekvatorunu geçtiğinde ise ekinoks meydana gelir. Bu tarihlerde gece ve gündüz süreleri eşittir. Ayrıca Güneş’in gökyüzündeki hareketi kuzey-güney doğrultusunda daha hızlıdır; buna karşın doğu-batı yönündeki ilerlemesi çok daha azdır.
Bu nedenle, Güneş gökyüzünde doğu-batı yönünde çok az yer değiştirdiğinde, Dünya’nın onu yeniden “tam tepe” noktasına getirmesi için daha az dönmesi yeterlidir. Bu da ekinoks dönemlerinde güneş günlerinin 24 saatten kısa olmasına neden olur.
Ancak Güneş yörüngesinin uç noktalarına, yani gündönümlerine ulaştığında, kuzey-güney yönündeki hareketi yavaşlar ve neredeyse yalnızca doğu-batı doğrultusunda ilerler. Bu durumda, Güneş’in yeniden aynı tepe konumuna gelmesi için Dünya’nın biraz daha fazla dönmesi gerekir. Böylece gündönümü civarındaki güneş günleri 24 saatten daha uzun olur.
Eksen Eğikliği ve Güneş Günü Arasındaki İlişki
Burada aslında iki ayrı etki aynı anda devrededir. Kışa doğru ilerledikçe, Dünya’nın eksen eğikliği nedeniyle gündüzler kısalır. Bu, doğal olarak Güneş’in daha geç doğmasına ve daha erken batmasına yol açar.
Ancak kış gündönümüne yaklaştıkça ikinci bir etki devreye girer: Güneş günü uzamaya başlar. Çünkü Dünya, Güneş’in gökyüzündeki konumuna yeniden hizalanabilmek için daha fazla dönmek zorundadır. Bu da hem Güneş’in doğuşunun hem de batışının her geçen gün biraz daha geç gerçekleşmesine neden olur.
Bu nedenle, yılın en geç Güneş doğumu genellikle kış gündönümünden sonra yaşanır. Bu, sabah güneşini neden en geç o dönemlerde gördüğümüzü açıklar. Öte yandan, en erken gün batımı ise kış gündönümünden önce gerçekleşir. Yaz gündönümünde ise bu süreç tam tersine işler.
İlkbahar boyunca, Dünya’nın eksen eğikliği sayesinde gündüzler uzar; Güneş daha erken doğar ve daha geç batar. Ancak yaz gündönümüne yaklaştıkça, güneş gününün uzaması yeniden devreye girer. Dünya, Güneş’i gökyüzünde aynı konuma getirebilmek için biraz daha fazla dönmek zorundadır. Bu da hem Güneş doğuşunun hem de batışının daha geç gerçekleşmesine neden olur.
Sonuç olarak, en geç gün batımı, yaz gündönümünden sonra, en erken gün doğumu ise gündönümünden önce yaşanır. Tabii yazın sıcak ve uzun günlerinin tadını çıkarırken bu küçük zaman farklarını pek de fark etmeyiz. Ama bu fark, gökyüzünün hassas düzeninin güzel bir yansımasıdır.
Kaynaklar ve İleri Okumalar:
- Tavella, Patrizia & Mitrovica, Jerry. (2024). Melting ice solves leap-second problem — for now. Nature. 628. 273-274. 10.1038/d41586-024-00850-x.
- Why the sunrise is still later after the winter solstice shortest day. Yayınlanma tarihi: 22 Ağustos 2017. Kaynak site: Conversation. Bağlantı: Why the sunrise is still later after the winter solstice shortest day
Matematiksel
