منجمان تحویل سال نو را چگونه محاسبه میکنند و اینکه در لحظه تحویل سال چه اتفاقی می‌افتد؟
زمین دور جدیدی از مسیر گردش به دور خورشید و خورشید نیز دور تازه‌ای از گردش ظاهری میان برج‌ها را در آسمان آغاز می‌کند و فقط در یک لحظه در موقعیتی خاص واقع می‌شود. همان لحظه تحویل سال که اخترشناسان با دقت ثانیه محاسبه‌اش میکنند.
خط و خطوط فرضی در آسمان
از گذشته‌های دور منجمان در آسمان شب خط و خطوط مختصاتی خاصی را مشابه با خطوط جغرافیایی فرضی روی زمین در نظر می‌گرفتند.
فرض بر این بود که چون ستاره‌ها صرف نظر از کم‌نور یا پرنور بودنشان در فاصله یکسانی از ما دیده می‌شوند، پس احتمالا روی سطح داخلی کره‌ای در فاصله‌ای بسیار دور از زمین منقوش هستند.
درواقع آنها آسمان را در قالب فلکی بسیار دوردست و کروی شکل در نظر می‌گرفتند که کره زمین را درون خود احاطه کرده است.
به این ترتیب همانطور که کره زمین با خط استوا به دو نیمکره شمالی و جنوبی تقسیم می‌شد، از بسط خط استوای کره زمین به کره آسمان نیز به خطی فرضی می‌رسیدند که به آن «استوای آسمانی» گفته می‌شد.
ستاره‌هایی که بین استوای آسمانی و ستاره قطبی قرار داشتند، در نیمکره شمالی کره آسمان واقع بودند و ستاره‌هایی که پایین استوای آسمانی قرار داشتند، ستاره‌های نیمکره جنوبی آسمان را تشکیل می‌دادند.
امروزه با وجود اینکه می‌دانیم زمین به دور خورشید می‌چرخد و ستاره‌های آسمان در کهکشان راه شیری قرار دارند و واقعا خبری از کره آسمان در جهان واقعی نیست، با این حال برای بهتر تصورکردن دستگاه مختصاتی و گاهشماری‌ای که از طریق همین دستگاه مختصات انجام شود، کماکان با فرض کره آسمان و خطوط مفروض روی آن مانند استوای آسمانی ماجرا را به پیش می‌بریم.
برای فهمیدن مکانیسم محاسبه لحظه تحویل سال، علاوه بر آشنایی با خط استوای آسمانی، با خط فرضی دیگری به نام «دایره‌البروج» نیز بایستی آشنا شوید.
ماجرای برج‌ها و دایره‌البروج
اگر به شیوه منجمان قدیم، مجموع ستاره‌ها را زیر نظر داشته باشیم و در بین آنها هر شب دو سه ستاره بخصوص را زیر نظر بگیریم، آن وقت خواهیم دید ستاره‌ها هر شب نسبت به شب قبل حدود چهار دقیقه (سه دقیقه و ۵۷ ثانیه) زودتر طلوع میکنند. به این ترتیب موقعیت ستاره‌ای یکسان مانند شباهنگ در آسمان این‌گونه خواهد بود که اگر مثلا یکم مهرماه ساعت ۲۰ طلوع کند، با گذشت یک ماه، به اندازه ۳۰ × ۴ دقیقه یعنی ۱۲۰ دقیقه زودتر طلوع می‌کند و به این ترتیب همین ستاره شباهنگ در ابتدای آبان‌ماه دو ساعت زودتر، حدود ساعت ۱۸ طلوع خواهد کرد.
به این ترتیب در ماه‌ها و فصول مختلف سال در ساعتی بخصوص ستاره‌های گوناگونی بالای سر ما در آسمان دیده می‌شود.
منجمان از هزاران سال پیش با دقت در این تغییر موضع آرام ستاره‌ها، علت را جابه‌جا شدن تدریجی موقعیت خورشید در میان ستاره‌ها نتیجه‌گیری کردند.
آنها این میزان را با دقت رصد و محاسبه کردند و حتی مسیر حرکت ظاهری خورشید در میان ستارگان (که در واقع در نتیجه گردش انتقالی زمین به دور خورشید این طور به نظر می‌رسد) را با دقت و در نقشه ستاره‌های آسمان ترسیم کردند.
از آنجا که این مسیر دورادور کره فرضی آسمان از بین ۱۲ صورت فلکی آسمانی به نام‌های حَمَل، ثور، جوزا، سرطان، اسد، سُنبله، میزان، عقرب، قوس، جَدی، دَلو و حوت گذر می‌کند و به هر یک از آنها یک برج گفته می‌شود، این مسیر حرکت ظاهری خورشید در آسمان را دایره‌البروج می‌نامند؛ به معنی دایره برج‌ها. خورشید در هر ماه شمسی، در محدوده یکی از این برج‌ها اصطلاحا اقامت دارد و ابتدا تا انتهای آن را می‌پیماید.
محل برخورد دو خط فرضی در آسمان
از آنجا راستای محور شمال و جنوب کره زمین بر صفحه گردش زمین به دور خورشید عمود نیست و زمین از راستای قائم حدود ۲۳.۵ درجه کج شده است، از همین رو در کره آسمان بین دایره‌البروج و استوای آسمانی نیز زاویه‌ای به اندازه ۲۳.۵ درجه وجود دارد. این دو خط فرضی در کره آسمان در دو نقطه به نام‌های اعتدال بهاری و اعتدال پاییزی با هم برخورد میکنند.
کره زمین محیط ۳۶۰ درجه گردش سالانه خود به دور خورشید را در ۲۴۲۱۹۸۷۸/۳۶۵ روز می‌پیماید. یعنی تقریبا هر روز یک درجه.
این اندازه زاویه‌ای در آسمان تقریبا به اندازه دو برابر قرص ظاهری خورشید یا ماه دارد که تقریبا به اندازه ۰.۵ درجه است.
به همین علت از دید ما در زمین به نظر می‌رسد که خورشید هر روز به اندازه دو برابر قرص خود در آسمان بین ستاره‌ها رو به مشرق پیشروی می‌کند.
خورشید در طول یک سال نیمی از مسیر جابه‌جایی ظاهری خود روی دایره‌البروج را در نیمکره شمالی آسمان می‌پیماید (از یکم فروردین تا ۳۱ شهریور) و نیمی از مسیر جابه‌جایی ظاهری خود را در نیمکره جنوبی آسمان (از یکم مهر تا ۲۹ اسفند).
در لحظه تحویل سال چه اتفاقی می‌افتد؟
درست در لحظه‌ای که خورشید روی دایره البروج آرام‌آرام و ذره‌ذره به پیش می‌رود و طبق محاسبات نجومی در مدتی کمتر از یک ثانیه مرکز قرص خورشید بر نقطه محل برخورد استوای آسمانی و دایره‌البروج (اعتدال بهاری) منطبق می‌شود، لحظه تحویل سال محسوب می‌شود.
یک ثانیه پیش ازاین لحظه مرکز قرص خورشید در نیمکره جنوبی آسمان و یک ثانیه پس از آن مرکز قرص خورشید در نیمکره شمالی آسمان قرار می‌گیرد. دقت محاسبه این لحظه به عنوان لحظه تحویل سال و آغاز گردش دوباره زمین به دور خورشید از سوی منجمان محاسبه می‌شود.
به این ترتیب در تعاریف نجومی از مدت سال هجری شمسی با عنوان سال اعتدالی یاد می‌شود؛ یعنی مدت زمان یک سال برابر است با دو عبور متوالی خورشید از نقطه اعتدال بهاری در کره آسمان.
این مدت به‌عنوان مدت یک سال در بازه زمانی حدود ۱۰۰ سال به‌طور متوسط چیزی حدود ۳۶۵ روز و ۵ ساعت و ۴۸ دقیقه و ۴۶ ثانیه است.
با این حال مدت سال شمسی اعتدالی در همین دوره ۱۰۰ ساله می‌تواند از ۳۶۵ روز و ۵ ساعت و ۳۲ دقیقه تا ۳۶۵ روز و ۶ ساعت و ۴ دقیقه متغیر باشد.
به این ترتیب محاسبه لحظه دقیق تحویل سال تنها از طریق رصد منظم موقعیت خورشید در آسمان و تغییرات بسیار جزئی در سرعت گردش زمین به دور خورشید قابل محاسبه است و از همین روست که کارشناسان تقویم هجری شمسی را دقیق‌ترین تقویم جهان می‌دانند. لحظه‌ای که بر اساس محاسبات کارشناسان برای تحویل سال ۱۳۹۷ ساعت ۱۹ و ۴۵ دقیقه و ۲۸ ثانیه محاسبه شده است.
