अध्याय 12: पृथ्वी, चंद्रमा और सूर्य

पृथ्वी उत्तरी और दक्षिणी ध्रुवों से होकर जाने वाली एक काल्पनिक रेखा के चारों ओर घूमती है। इस रेखा को पृथ्वी का अक्ष कहते हैं और इस घूमने को घूर्णन। पृथ्वी पश्चिम से पूर्व की ओर घूमती है और एक पूरा चक्कर लगभग 24 घंटे में होता है। हम घूमती पृथ्वी पर सवार हैं, इसलिए जैसे झूले पर पेड़ सरकते दिखते थे, वैसे ही सूर्य पूर्व में उगता, आकाश में ऊपर चढ़ता और पश्चिम में अस्त होता दिखता है। यह आभासी गति है: लगता है सूर्य चलता है, पर असल में हम स्वयं घूम रहे होते हैं। किसी खंभे की छाया सुबह लंबी, दोपहर में छोटी और शाम को फिर लंबी होती है, क्योंकि सूर्य की आभासी स्थिति बदलती रहती है। उन्नीसवीं सदी के मध्य में लियोन फूको ने भारी गोले वाले एक लंबे लोलक से पृथ्वी के घूर्णन का पहला सरल प्रदर्शन किया; नई दिल्ली के नए संसद भवन में 22 m लंबा फूको लोलक लटका है।

किसी भी क्षण सूर्य पृथ्वी के केवल उस आधे भाग को प्रकाशित करता है जो उसके सामने है। उस भाग में दिन होता है और दूसरे भाग में रात। पृथ्वी पश्चिम से पूर्व घूमती है, इसलिए उस पर कोई स्थान प्रकाशित भाग में आता है (सूर्योदय) और बाद में उससे बाहर निकलकर अँधेरे में चला जाता है (सूर्यास्त)। अँधेरे कमरे में ग्लोब और टॉर्च से यह दिखाया जा सकता है: टॉर्च सूर्य है और ग्लोब पृथ्वी; ग्लोब को धीरे-धीरे पश्चिम से पूर्व घुमाएँ। पूर्व के स्थान पश्चिम के स्थानों से पहले प्रकाश में आते हैं, इसलिए पूर्व में सूर्योदय पहले होता है: अरुणाचल प्रदेश में सूर्य गुजरात से पहले उगता है। पृथ्वी की अलग-अलग ओर बसे देशों में भी अंतर होता है: भारत में दोपहर हो तो अमेरिका में रात हो सकती है। एक पूरे दिन-रात के चक्र में लगभग 24 घंटे लगते हैं।

केवल सूर्य ही नहीं, चंद्रमा और तारे भी पूर्व में उगते और पश्चिम में अस्त होते दिखते हैं। कारण वही है: पृथ्वी पश्चिम से पूर्व घूमती है। सप्तर्षि (Big Dipper) की गतिविधि करके देखें: एक रात में ध्रुव तारे (या किसी स्थिर पेड़ या इमारत) के सापेक्ष सप्तर्षि की स्थिति बनाएँ और हर दो घंटे बाद दोहराएँ। वह ध्रुव तारे के चारों ओर घूमता दिखता है। उत्तरी गोलार्ध में पृथ्वी का अक्ष ध्रुव तारे के बहुत पास की ओर होता है, इसलिए ध्रुव तारा लगभग स्थिर दिखता है और बाकी सभी तारे उसके चारों ओर घूमते लगते हैं। कैमरे का शटर देर तक खुला रखने पर तारे वृत्त के चापों के रूप में दर्ज होते हैं, जिन्हें तारा-पथ (star trails) कहते हैं। आर्यभट जैसे प्राचीन भारतीय खगोलविदों ने भी यह देखा था: पाँचवीं सदी के आसपास लिखे आर्यभटीय में उन्होंने इसकी तुलना चलती नाव में बैठे उस आदमी से की जिसे स्थिर वस्तुएँ पीछे जाती दिखती हैं, और पृथ्वी के एक घूर्णन का उनका मान, लगभग 23 घंटे 56 मिनट, आज के मान के पास है।

किसी वस्तु का दूसरी वस्तु के चारों ओर घूमना परिक्रमण है, और उसके चलने का पथ उसकी कक्षा। अपने अक्ष पर घूमते हुए पृथ्वी सूर्य की परिक्रमा भी करती है। ऊपर से देखने पर उसकी कक्षा लगभग वृत्ताकार होती है (कुछ पुस्तकों का लंबा-पतला चित्र बगल से देखा गया होता है)। एक परिक्रमण में लगभग 365 दिन और 6 घंटे लगते हैं, यानी लगभग एक वर्ष। घूर्णन और परिक्रमण अलग हैं: घूर्णन अपने अक्ष पर घूमना है, परिक्रमण दूसरी वस्तु के चारों ओर घूमना। परिक्रमण से रात का आकाश बदलता है। पृथ्वी सूर्य के चारों ओर चलती है, इसलिए सूर्यास्त के बाद हम अंतरिक्ष की अलग-अलग दिशाओं की ओर देखते हैं, और शाम को दिखने वाले तारे वर्ष भर धीरे-धीरे बदलते हैं। कोई तारा-समूह हर रात कुछ मिनट पहले उगता है, महीने भर में लगभग दो घंटे पहले, और एक वर्ष बाद वही आकृति उसी समय उसी स्थान पर लौट आती है। ताप्ती घाटी के भील और पावरा समुदाय कुछ तारा-आकृतियों के दिखने को मानसून की वर्षा के आने का संकेत मानते थे।

पृथ्वी का अक्ष उसकी कक्षा के सापेक्ष सीधा खड़ा नहीं है; वह झुका हुआ है, और सूर्य की परिक्रमा करते समय पृथ्वी वही झुकाव बनाए रखती है। यह झुकाव और पृथ्वी का गोलाकार आकार मिलकर ऋतुएँ बनाते हैं। जून में उत्तरी गोलार्ध सूर्य की ओर झुका होता है। सूर्य की किरणें वहाँ अधिक सीधी पड़ती हैं, इसलिए उतना ही प्रकाश छोटे क्षेत्र में फैलता है और वह क्षेत्र अधिक गर्म होता है; साथ ही वहाँ दिन 12 घंटे से लंबा होता है। अधिक देर तक तीव्र प्रकाश का मतलब गर्मी का मौसम। दिसंबर में उलटा होता है और उत्तरी गोलार्ध में सर्दी होती है: कम समय तक और कम तीव्र प्रकाश। दक्षिणी गोलार्ध में उसी समय विपरीत ऋतु होती है: जून में सर्दी और दिसंबर में गर्मी। ऋतुओं के दो आम कारण गलत हैं: कि झुका हुआ गोलार्ध सूर्य के पास आ जाता है, और कि पृथ्वी की अंडाकार कक्षा दूरी को बहुत बदल देती है। दूरी थोड़ी ही बदलती है; सच तो यह है कि पृथ्वी जनवरी में सूर्य के सबसे पास होती है।

उत्तरी गोलार्ध में सबसे लंबा दिन लगभग 21 जून को होता है, यह ग्रीष्म अयनांत है। उसके बाद दिन छोटे और रातें लंबी होने लगती हैं। सबसे छोटा दिन और सबसे लंबी रात लगभग 22 दिसंबर को आती है, यह शीत अयनांत है। लगभग 21 मार्च और 23 सितंबर को दिन 12 घंटे का होता है; उत्तरी गोलार्ध में ये वसंत विषुव और शरद विषुव हैं। भूमध्य रेखा पर हमेशा 12 घंटे प्रकाश और 12 घंटे अँधेरा रहता है और सूर्य की किरणों की तीव्रता भी साल भर लगभग एक-सी रहती है, इसलिए भूमध्य रेखा के पास के भारत के दक्षिणी राज्यों में ऋतुओं का प्रभाव बहुत स्पष्ट नहीं होता (स्थानीय भौगोलिक बनावट और समुद्र से निकटता भी मायने रखती है)। उत्तरी ध्रुव पर 21 मार्च को सूर्य उगता है और छह महीने आकाश में रहता है, लगभग 22 सितंबर को अस्त होता है; फिर छह महीने अँधेरा रहता है। उत्तरी ध्रुव पर जून में 24 घंटे सूर्य का प्रकाश रहता है और दिसंबर में नहीं रहता। दक्षिणी ध्रुव पर इसका उलटा होता है।

जब चंद्रमा सूर्य और पृथ्वी के बीच आकर सूर्य का प्रकाश रोक देता है, तब सूर्यग्रहण होता है। किसी वस्तु का आभासी आकार उसके वास्तविक आकार और दूरी पर निर्भर करता है। चंद्रमा सूर्य से बहुत छोटा है, पर बहुत पास भी है, इसलिए आकाश में दोनों लगभग एक-से आकार के दिखते हैं और चंद्रमा पूरा सूर्य ढक सकता है। बुध और शुक्र चंद्रमा से बड़े हैं पर बहुत दूर हैं, इसलिए वे सूर्य को रोकने जितने बड़े नहीं दिखते; शुक्र सूर्य के सामने से गुज़रे तो केवल एक नन्हा काला बिंदु दिखता है, यह दुर्लभ घटना शुक्र का पारगमन कहलाती है। चंद्रमा की छाया पृथ्वी के छोटे क्षेत्र पर पड़ती है। उस क्षेत्र में पूर्ण सूर्यग्रहण दिखता है: सूर्य का कोई भाग नहीं दिखता और कुछ मिनट अँधेरा हो जाता है। जहाँ सूर्य का केवल कुछ भाग ढकता है, वहाँ आंशिक सूर्यग्रहण दिखता है। पृथ्वी और चंद्रमा लगातार चलते हैं, इसलिए छाया पृथ्वी पर सरकती जाती है, इसीलिए पूर्ण अवस्था केवल कुछ मिनट रहती है। सूर्य को कभी सीधे न देखें, धूप के चश्मे, दूरबीन या टेलिस्कोप से भी नहीं; तारामंडलों और खगोल-क्लबों के आयोजित अवलोकन कार्यक्रमों में भाग लें।

जब पृथ्वी सूर्य और चंद्रमा के बीच आ जाती है और चंद्रमा तक सूर्य का प्रकाश नहीं पहुँचता, तब चंद्रग्रहण होता है। पृथ्वी की छाया चंद्रमा की पूरी चकती पर पड़ती है। जब चंद्रमा पूरी तरह पृथ्वी की छाया में होता है तब पूर्ण चंद्रग्रहण होता है; चमकीला चंद्रमा छाया से बाहर निकलने तक गहरा लाल दिखता है। जब चंद्रमा का कुछ भाग छाया में और बाकी दिखता रहता है, तब आंशिक चंद्रग्रहण होता है। सूर्य के विपरीत, ग्रहण लगा पूर्णिमा का चंद्रमा नंगी आँखों से सुरक्षित रूप से देखा जा सकता है। प्राचीन काल से लोग ग्रहण देखते और उनके रिकॉर्ड रखते आए हैं; कारण पता न होने से कई लोग उनसे डरते थे और खाने, पकाने या बाहर जाने को लेकर अनेक अंधविश्वास बन गए। अब कारण ज्ञात है, इसलिए यदि हम सूर्य को सीधे न देखें तो डरने की ज़रूरत नहीं। सूर्य सिद्धांत जैसे प्राचीन भारतीय ग्रंथ, लयबद्ध संस्कृत श्लोकों में लिखे हुए, ग्रहणों की भविष्यवाणी के लिए गणनाएँ देते हैं। निःशुल्क Stellarium ऐप आपके स्थान से दिखने वाले आगामी ग्रहण दिखा सकता है। 1899 में स्थापित और भारतीय खगोल भौतिकी संस्थान द्वारा संचालित कोडाइकनाल सौर वेधशाला सौ से अधिक वर्षों से सूर्य के बारे में आँकड़े देती आ रही है। आधुनिक भारतीय खगोलशास्त्र के जनक एम. के. वैनु बप्पू ने भारत में दूरबीनें स्थापित कीं, एक धूमकेतु खोजा और सूर्यग्रहणों के अध्ययन के लिए यात्राएँ कीं।