НОА 2014, II кръг (областен), 11–12 клас — Задача 1. Светилище

• • Арките за изгрев и залез при равноденствие са точно на изток и на запад; арките за слънцестоянията са на $23.5^\circ$ северно (лятно) и на $23.5^\circ$ южно (зимно) от точките изток и запад.

• • Арките за равноденствие отново са на изток и запад; при лятно слънцестояние Слънцето само докосва хоризонта в точката север, а при зимно – в точката юг, така че се поставят по една арка на север и на юг.

• • Да, светилището ще може да се използва и днес.

  Прецесията мести северния небесен полюс на фона на звездите, но не променя наклона на земната ос спрямо еклиптиката, така че точките на изгрев и залез на Слънцето в определени дни от годината за дадено място остават практически същите.

В моментите на пролетно и есенно равноденствие Слънцето се намира в точките от еклиптиката, които пресичат небесния екватор. Следователно и на земния екватор, и на северната полярна окръжност тогава Слънцето ще изгрява от изток и ще залязва на запад. Съответните арки на светилището на екватора, както и на светилището на северната полярна окръжност трябва да са в посоките изток и запад.

Поради наклона на земната ос към еклиптиката, в моментите на лятно и зимно слънцестояние Слънцето отстои на ъгъл около $23.5^\circ$ от небесния екватор съответно в сверната и в южната небесна полусфера. Тук за определеност ще наричаме лятно слънцестояние момента, когато Слънцето е най-далеч от небесния екватор в северната небесна полусфера и за нас, които живеем в северното полукълбо на Земята, започва лятото.

За наблюдател на земния екватор слънцестоянията не могат да се нарекат зимно и лятно, защото от гледна точка на климата те са равностойни. Когато се намираме на земния екватор, за нас небесният екватор и всички небесни паралели определят равнини, перпендикулярни на хоризонта. Поради това при лятно слънцестояние, на земния екватор Слънцето ще изгрява от точка, разположена на $23.5^\circ$ северно от точката изток на хоризонта, и ще залязва в точка, разположена на $23.5^\circ$ северно от точката запад на хоризонта. При зимно слънцестояние то ще изгрява от точка, отстояща на $23.5^\circ$ южно от точката изток, и ще залязва в точка на $23.5^\circ$ южно от точката запад. Съобразно с това трябва да поставим каменните арки в нашето светилище на екватора.

За наблюдател на северната полярна окръжност в деня на лятното слънцестояние Слънцето ще се спусне в полунощ до точката север на хоризонта и после отново ще започне да се издига. Ако не отчитаме рефракцията, можем да кажем, че тогава центърът на видимия слънчев диск залязва в точката север и веднага след това изгрява. Поради рефракцията хората от племето ще наблюдават как Слънцето се спуска почти до хоризонта и после пак ще се издига в небето – затова на тази дата и в няколко денонощия около нея ще е непрекъснато ден. Така че с една каменна арка, разположена на север, в светилището ще се отбележи посоката, в която Слънцето се спуска най-ниско над хоризонта през лятото, без да залязва.

В деня на зимното слънцестояние, ако не отчитаме рефракцията, центърът на видимия слънчев диск ще се издигне по пладне до хоризонта в точката юг и веднага след това ще започне да се спуска отново надолу. Поради рефракцията тогава хората от племето ще виждат изгрев на Слънцето около пладне от точка, която ще бъде на малко разстояние източно от точката юг на хоризонта, и скоро след това залез в точка на малко разстояние западно от точката юг. Ъгълът на рефракция зависи от състоянието на атмосферата и е променлив, ето защо точките на изгрева и на залеза в деня на зимното слънцестояние ще се променят. В техните промени хората от племето няма да могат да видят някаква закономерност, както при движенията на небесните светила, защото това ще зависи от неспокойната земна атмосфера. Ето защо най-доброто решение за светилището ще бъде да се отбележи средното положение между точките на изгрева и залеза, а именно – точката юг. Там трябва да се постави и каменната арка.

У някои от нас може да възникне заблуждението, че поради прецесията на земната ос днес светилището ще е неизползваемо. Но това не е така. Наистина, при прецесията се променя направлението на земната ос и съответно, северният небесен полюс се мести на фона на звездното небе. Така че, ако в това светилище имаше каменни арки, отбелязващи изгревите или залезите на някои ярки звезди нощем, то действително днес изгревите и залезите на същите звезди нямаше да стават от същите посоки. Но по отношение на Слънцето не е така. Прецесията води до преместване на точките по земната орбита, където се случват равноденствията и слънцестоянията. Направлението на земната ос поради прецесията може да се изменя, но дотолкова, доколкото наклонът на земната ос спрямо еклиптиката остава постоянен, точките на изгревите и залезите на Слънцето в определени дни от годината за дадено географско място не се променят. Ако искаме да бъдем съвсем точни, леките изменения, които търпи този наклон с течение на хилядолетията, ще водят до малки промени в посоките на изгревите и залезите на Слънцето. Тези малки изменения обаче, едва ли могат да се регистрират чрез грубите каменни арки. Така че, светилището ще може да се използва с успех и в днешно време за проследяването на годишните сезони. Що се отнася до разговорите с боговете и пророчествата – това зависи много повече от дарбите на върховния жрец, отколкото от разположението на камъните.

Критерии за оценяване (общо 12 т.):

• За правилни съображения и обяснение относно точките на изгрева и залеза при равноденствията за двете светилища – $2 \times 1$ т. = 2 т.
• За правилни разсъждения и обяснение къде трябва да са точките на изгрев и залез в дните на слънцестоянията за двете светилища – $2 \times 2$ т. = 4 т.
• За правилно начертаване на схемите – $2 \times 2$ т. = 4 т.
• За обяснение и заключение по въпроса дали светилището може да се използва в наши дни – 2 т.