Астрономия и фантастика

Писатели фантасты, (и фентазисты), к сожалению, довольно часто пренебрегают астрономией в своих произведениях. Извращаясь в магии и технике, пытаясь придумать новые расы, народы и локации, оно совершенно теряют из вида такой источник для воображения как астрономия.
Для желающих советую почитать книгу Перельмана «Занимательная Астрономия», откуда и черпаю свою вдохновение.
Урок Первый. Влияние наклона планетарной оси на климат и чередование дня и ночи.
По умолчанию, все фантасты над такой проблемой вообще не задумываются, и просто срисовывают солярный цикл с родной планеты. Вспомним курс школьной географии. У Земли наклон оси составляет 23 ½ градуса. У нас есть Полярные круги, севернее (или южнее), которых наблюдается такое явление как полярный день и полярная ночь, когда солнце не заходит за горизонт, или наоборот, не опускается. А ещё есть тропики (северные и южные), между которыми солнце, в определённые дни поднимается в самый зенит, и светит нам прямо в макушку.
Между тропиками и полярными кругами наблюдается более-менее правильное чередование дней и ночей, которые, в зависимости от времени года и широты местности имеют разную длину.

Включаем фантазию.
Давайте представим, что на нашей вымышленной планете наклон оси равен 0 градусов, то есть ось планеты строго перпендикулярна плоскости орбиты. Что мы получим.
Первое: день всегда будет равен ночи, не завися от времени года.
Второе: собственно и привычной нам смены времён года не будет. Будет вечная Весна, или вечная Осень (кому как больше нравится).
Третье: высота солнца в течении года не будет изменятся, то есть на полюсе она всегда будет скользить вдоль горизонта, а на экваторе каждый день будет подниматься до самого зенита, и спускаться обратно.
Не будет не полярных кругов, ни тропиков.

Теперь давайте представим, что наша планета лежит на боку. Как, например, Уран. Наклон оси будет равен 90 градусов или около того.
Теперь очень старательно включаем воображение. Что будет у нас на самом полюсе?
На самом полюсе у нас будет чередование долгого полярного дня и не менее долгой полярной ночи, где-то между ними будет краткий период в пару дней, когда чередование дня и ночи будет почти нормальным (это если не учитывать эффект «белых ночей»). Представьте себе величественную картину: Начало Долгого Дня, Солнце самым краешком поднимается из-за горизонта и начинает долго-долго, четверть года, по спирали подниматься к самому зениту, не разу не ныряя под горизонт. Наконец в Полдень, Солнце на полюсе окажется в зените и будет светить полярным жителям в самую макушку. Затем Солнце начнёт свой долгий спуск по спирали (так же четверть года), пока наконец не нырнёт под горизонт. И наступит долгая почти полугодовая Ночь.
Совершенно другая картина будет наблюдаться на экваторе. Когда на полюсе будет самое-самое Утро, на экваторе Солнце будет стоять в зените, затем опускаться под горизонт и снова подниматься, чередование дней и ночей будет привычное нам, и день всегда равен ночи. Однако, вы смотрите на Солнце, а оно с каждым днём поднимается всё ниже и ниже. Наконец, когда на полюсе будет Полдень, на экваторе Солнце день другой будет бежать вокруг горизонта — это будет очень короткий «полярное утро/вечер», а затем снова будет подниматься к зениту. В момент смены Полярного Дня Полярной Ночью, Экваториальное Солнце будет снова греть нам макушку.
Однако, не всё так просто. Пускай, когда Солнце в первый раз поднимется к зениту — это будет 12 часов дня. Сколько будет времени, когда Солнце во второй раз в году снова окажется в зените — это будет полночь. Другими словами день и ночь как бы поменяются местами на циферблате часов. Если хотите то условной «Осень» и условной «Весной» (когда Солнце скользит у горизонта), жителям экватора придётся переводить часы на 12 (!) часов вперёд или 12 часов назад, чтобы синхронизировать смену день и ночь со временем на часах.

Для того, чтобы вас окончательно добить, пуская теперь мы живём на широте в 45 градусов, аналогично нашему Кавказу. Что мы будем наблюдать здесь?
Представьте себе, небесную сферу. Когда солнце находится в верхней части — у нас день, когда под горизонтом, внизу — у нас ночь. Теперь мысленно очертите обруч, проходящий где-то по середине небосвода выше него — зенит, ниже — горизонт. По этому обручу будет двигаться Солнце, та же отметьте и центр этого обруча, который в данный момент совпадает с небесным центром — зенитом. Теперь, когда на Полюсе Солнце стоит в зените — в зените и центр обруча, но на нашем «Кавказе» — Солнце обегает круг по небосклону на высоте 45 градусов. Это будет полярный день. Затем центр обруча начнёт перемещаться к горизонту. Через одну восьмую года, один край обруча коснётся горизонта, и солнце в первый раз зайдёт, зато другой край обруча будет в самом зените. Начнётся нормальная смена дня и ночи, и с каждым днём ночь будет всё длиннее. В тот момент, когда день, будет равен ночи, на полюсе Долгий День сменится Долгой ночью. Ещё через четверть года, обруч полностью окажется на «тёмной стороне небесной сферы», а Солнце взойдёт на считанные минуты в последний раз и тут уже зайдёт за горизонт. Настанет долгая, полярная Ночь, которая будет литься четверть года. Затем, снова взойдёт, сначала на несколько минут, а потом всё дольше и дольше, пока через четверть года не настанет День, и Солнце перестанет заходить. Нечто аналогичное в наших условиях модно увидеть где-то около 75 широты. Четверть года Ночь, два раза по четверть года нормальное чередование дня и ночи, и четверть года день.
Ну и далее понятно, что если мы пойдём от этого места на север (в Северном Полушарии), полярные дни и ночи будут длиннее, а если на юг — то короче.