Víme, co je rok a co den?

Na konci půvabného článku Ing. Vašků o pranostickém roce (Vesmír 75, 18, 1996/1) čteme: „Země se kolem své osy otočí jedenkrát za den a jeden oběh kolem Slunce trvá jeden rok.“ Co už může být zřejmější? Myslím, že i pro mnohé čtenáře Vesmíru bude překvapením, že citované tvrzení platí jen přibližně. Přesná délka tropického roku, která je v článku uvedena, by proto neměla být ztotožňována s dobou oběhu Země kolem Slunce, jak to autor patrně nedopatřením činí.

Co vlastně znamená přívlastek „tropický“? V řečtině tropos znamená obrat. Z pozemšťanova hlediska je tropický rok doba od slunovratu do slunovratu, během níž se vystřídají roční období. Odtud i slovo tropy: je to pás země mezi obratníky – rovnoběžkami, nad nimiž Slunce za slunovratu dosahuje zenitu.

Tropický rok by splýval s dobou oběhu Země kolem Slunce jen tehdy, kdyby sklon zemské osy byl v prostoru stálý. Tak tomu ale není. Rotace Země způsobuje její zploštění. Dík šikmé poloze zemské osy vzhledem k rovině jejího oběhu Měsíc a Slunce gravitačně působí na zploštělou Zemi tak, že se snaží její osu vzpřímit. Podle zákonů mechaniky na to Země reaguje tak, že její osa „uhýbá“ a opisuje precesní kužel. Než jej opíše, stačí Země oběhnout kolem Slunce asi 26 000krát. Tím se počet tropických a „oběžných“ roků rozejde o jedničku. To stačí k tomu, aby tropický rok byl o 20 minut a 24 sekundy kratší než doba oběhu Země kolem Slunce.

Oběžný rok se nazývá také siderický či hvězdný, protože po jeho uplynutí se Slunce na obloze vrátí k téže hvězdě. Hvězdný rok však není totožný s dobou, která uplyne mezi dvěma přísluními. Zemská dráha se totiž pod vlivem jiných planet zvolna stáčí. Tzv. anomalistický rok mezi přísluními je proto asi o 5 minut delší než rok hvězdný. Pro úplnost dodejme, že i doba opsání precesního kužele se nazývá rok, a to platónský. Toto pojmenování snad dostala podle pasáže o kosmickém koloběhu v Platónově Ústavě.

Hvězdný i anomalistický rok jsou ovšem pro běžné lidské záležitosti málo podstatné. Název „rok“ bez přívlastku si zaslouží pouze rok tropický. Obdobně není z lidského hlediska tak důležitý hvězdný den – doba, za niž se Země otočí kolem své osy v inerciálním (setrvačném) systému spojeném s hvězdami (jejichž vlastní pohyby jsou v krátkém časovém období zanedbatelné ve srovnání s jejich vzdálenostmi), ale sluneční den, který je dán otočením Země vzhledem k Slunci. Oběh Země kolem Slunce znamená jeden hvězdný den navíc oproti dnům slunečním; proto je hvězdný den asi o 4 minuty kratší než den sluneční.

Rozdíl mezi hvězdným a slunečním dnem sami procítíme, budeme-li každodenně ve stejnou noční dobu pozorovat hvězdnou oblohu. Brzy zjistíme, že se souhvězdí posunují na západ. Kdybychom dělali taková pozorování vždy po roce a mohli v tom pokračovat po tisíciletí, viděli bychom, že se souhvězdí posunují k východu. To je projev rozdílu mezi hvězdným a tropickým rokem. Tento rozdíl přichází často na přetřes v debatách o astrologii, které je vytýkáno, že jej nebere v úvahu a řídí se stavem, jaký panoval před tisíciletími, kdy souhvězdí dostala svá jména.

V dlouhodobé perspektivě může lidstvo pocítit i rozdíl mezi tropickým a anomalistickým rokem. Spočítáme-li dny v kalendáři, zjistíme, že jaro a léto je asi o týden delší než zima a podzim. Souvisí to s tím, že začátkem července je Země od Slunce nejdále a v důsledku zachování momentu hybnosti se pohybuje nejpomaleji. Teplé období proto trvá na severní polokouli déle než období studené, rozdíl mezi nimi je však méně výrazný než na polokouli jižní. Po tisíciletích se situace obrátí, a protože rozložení souše a pevniny je na obou polokoulích výrazně rozdílné, bude to mít jistě vliv na globální klima Země.

Stojí ještě za zmínku, že délka slunečního dne během roku znatelně kolísá. Proč? Sledujme podrobněji na nebeské klenbě roční „závod“ Slunce s hvězdou, která je v době rovnodennosti v jeho blízkosti. Zatímco hvězda prochází poledníkem ve velmi pravidelných intervalech (rotace Země je jen nepatrně ovlivňována přesuny jejích hmot), Slunce se za ní opožďuje nerovnoměrně. Zčásti je to odrazem nerovnoměrnosti oběhu Země po její eliptické dráze kolem Slunce. Dále se zde projevuje proměnlivý sklon zemské osy vůči spojnici Země se Sluncem. Díky tomu působí stejně velký pohyb Slunce vůči hvězdné obloze menší zpoždění o rovnodennosti, kdy Slunce protíná nebeský rovník, než o slunovratech, kdy se s ním pohybuje rovnoběžně. Oba popsané vlivy vedou ke kolísání délky slunečního dne v rozmezí necelé minuty. Občanský čas se proto pochopitelně musí řídit délkou středního a nikoliv pravého slunečního dne. Rozdíly mezi oběma se během roku skládají a vedou k tomu, že okamžik pravého poledne kolísá vůči našim hodinám v rozmezí asi 30 minut. Zvlášť nápadné je to na přelomu roků. Mnohý čtenář si jistě povšiml, že ač nejdelší noci jsou kolem vánočních svátků, největší tma je večer již na rozhraní listopadu a prosince, zatímco ráno až kolem Nového roku. To má patrně na mysli pranostika: „Lucie noci upije, ale dne nepřidá.“

Rok a den, jak jsme o nich mluvili do této chvíle, jsou spojeny s vratným časem mechanických procesů. I je ovšem zraňuje nevratný čas svým šípem. Slapové jevy, které vyvolává na Zemi Měsíc a Slunce, brzdí zemskou rotaci a prodlužují tak den. I když jde o pouhou tisícinu sekundy za století, rozdíl se čas od času nastřádá tak, že tomu musíme náš čas přizpůsobit, jak se právě nedávno stalo. Také délka roku se bude v dlouhodobé perspektivě prodlužovat s tím, jak bude klesat hmotnost, a tedy i přitažlivost Slunce.