Почему зимой мы видим Большую Медведицу перевёрнутой?

Ковш Большой Медведицы в средней полосе не заходит никогда, но каждый сезон стоит по-своему. Осенним вечером — низко на севере, чашей вверх, будто держит воду. Весенним — почти в зените, вверх дном. Зимним — стоит на ручке на северо-востоке, летним — свисает ручкой вверх на северо-западе.

В один и тот же вечерний час за год он делает полный круг около Полярной. Ковш — стрелка часов с периодом в год, и этот круг — след второго движения Земли.

У Земли два вращения, и оба видны по ковшу. Суточное гонит его вокруг Полярной со скоростью 15° в час — это заметно даже за один вечер. Годовое добавляет медленный сдвиг. Чтобы увидеть, откуда он берётся, вообразите стрелку, воткнутую в глобус в вашем городе, и пусть сейчас полдень: стрелка смотрит точно на Солнце, а далеко-далеко за Солнцем, на той же линии, стоит какая-нибудь звезда.

Земля вращается, стрелка описывает круг. Вот она совершила ровно один оборот: снова смотрит на ту же далёкую звезду — звезда так далеко, что направление на неё одно и то же, откуда ни смотри. Но полдень ещё не наступил. Пока Земля крутилась вокруг оси, она успела пройти по орбите вокруг Солнца примерно один градус — 360° на 365 дней, — и направление на близкое Солнце уехало на этот градус в сторону. Земле нужно довернуться. При скорости 15° в час один градус стоит четырёх минут — они и отличают оборот от суток: оборот по звёздам занимает 23 часа 56 минут, а солнечные сутки, от полудня до полудня, — привычные 24 часа.

— 24 ч.

А наши часы идут по Солнцу. Поэтому звёзды каждый вечер приходят на прежнее место на четыре минуты раньше, чем вчера.

Можно сказать то же самое одной фразой: за год Земля делает относительно звёзд ровно на один оборот больше, чем относительно Солнца, — 366¼ оборота против 365¼, и лишний оборот — это годовой обход орбиты. Отсюда точная длина суток «по звёздам»:

$$\frac{24\ \text{ч}\times 365{,}25}{366{,}25}=23\ \text{ч}\ 56\ \text{мин}\ 4\ \text{с}$$

Четыре минуты в сутки — это градус в сутки, тридцать градусов в месяц, полный оборот за год: вот и весь механизм годовой стрелки. Заметьте, это зеркальный близнец синодического месяца из сюжета о фазах: там Луна догоняла повернувшуюся линию Солнце — Земля, здесь Земля доворачивается до Солнца.

«указатели»: линия Мерак → Дубхе ведёт к Полярной из любого положения.

Отсюда же сезонные созвездия: любое из них видно ночью тогда, когда оно оказывается в стороне, противоположной Солнцу. Орион — зимняя фигура не потому, что зимой «появляется», а потому, что зимой Земля повёрнута к нему ночной стороной; летом он стоит на дневном небе, утопленный в солнечном свете.

Проверьте сами. Сдвиг ловится за месяц. Заметьте сегодня в десять вечера положение ковша относительно дерева или конька крыши. Через месяц в те же десять он уйдёт на тридцать градусов против часовой стрелки — это три ширины кулака на вытянутой руке. А суточное вращение видно за один вечер: 15° в час, и за два часа между чаем и сном ковш заметно провернётся вокруг Полярной.

Тот же принцип. Этими четырьмя минутами люди пользовались тысячелетиями. Египтяне ловили утро, когда Сириус впервые показывается в рассветном небе после семидесяти дней невидимости — всё это время он стоял слишком близко к Солнцу и тонул в его свете. Возвращение Сириуса совпадало с разливом Нила и три тысячи лет держало египетский календарь. А обсерватории до сих пор живут по звёздному времени — по часам, которые честно спешат на четыре минуты в сутки: только они показывают, какие созвездия сейчас над телескопом.