07-Earths Revolution part 1

English version below

पृथ्वीची दैनंदिन गति आपण पाहिली. दर २४ तासात पृथ्वी स्वत:भोवती एक गिरकी पुर्ण करते. पृथ्वीला अशीच अजूनही एक गति आहे. ती म्हणजे तिचं सूर्याभोवती फिरणं. आपल्या ग्रहमालिकेतील इतर ग्रहांप्रमाणे पृथ्वीसुद्धा सूर्याभोवती सतत प्रदक्षिणा घालत असते. एखाद्या ठिकाणावरून मोजायला सुरवात केल्यास सूर्याभोवती एक फेरी मारून पुन्हा त्याच जागी यायला पृथ्वीला जो वेळ लागतो त्याला आपण एक वर्ष म्हणतो. हा काळ परिवलनाच्या १ दिवसाच्या काळापेक्षा खूपंच जास्त म्हणजे साधारण ३६५ पट मोठा असतो.

स्वत: भोवती फिरता-फिरताच एका मोठ्या वर्तुळाकार मार्गातून परिक्रमा करत पृथ्वी फिरत असते. या वर्तुळाला ‘क्रांतीवृत्त’ म्हणतात. पृथ्वी क्रांतीवृत्तातून सूर्याभोवती फिरते. आकाश निरीक्षण व कालमापन करताना हे क्रांतीवृत्त अत्यंत महत्वाची भुमिका बजावतं. क्रांतीवृत्ताला आधार मानून आकाशातील ग्रह, तारे व इतर वस्तुंची स्थानं मोजायला मदत होते. इतर सर्व ग्रह सुद्धा सूर्याभोवती फिरताना थोड्याफार फरकाने पण या क्रांतीवृत्ताच्या जवळूनंच फिरत असतात. क्रांतीवृत्ताशी तुलना करत इतर ग्रहांचे मार्गही समजायला सोपे होतात.

पृथ्वी ज्या अक्षाभोवती फिरते त्याला क्रांतीय अक्ष म्हणतात. आणि पृथ्वी फिरण्याच्या या काल्पनिक प्रतलाला क्रांतीय प्रतल म्हणतात. मागील ताऱ्यांच्या पार्श्वभूमीवर, सूर्याचं आणि पृथ्वीचं स्थान आणि त्यांच्या गतींचा अभ्यास केला जातो. या गति गणिताने मोजता येण्यासारख्या असतात त्यामुळे इतिहासातील कालमापनासही उपयुक्त ठरतात.

मागील तारे व नक्षत्र हे ग्रहांच्या तुलनेने खूपंच स्थिर असतात. सहस्रावधी वर्षानंतरही आपल्याला त्यांच्यात फारसा बदल जाणवत नाही. किंबहूना म्हणून तर त्यांना संस्कृतात ‘नक्षत्र’ म्हणतात; जे हलत नाही, जे न क्षरणारे ते नक्षत्र. नक्षत्रे स्थायी असतात. या उलट ग्रह सतत हलत असतात, अस्थायी असतात, सतत वेगवेगळी ‘स्थानं ग्रहण’ (to take position) करत असतात. म्हणून तर त्यांना ग्रह म्हणतात. English मधला planet म्हणजे ग्रह नव्हे. ग्रह म्हणजे आकाशात नियमितपणे हलणाऱ्या गोष्टी. मग तो चंद्र असो वा सूर्य. ते planet नाहीत पण नक्षत्रांसापेक्ष हलतात म्हणून ग्रह नक्कीच आहेत. याशिवाय राहू, केतू हे चंद्राच्या मार्गावरील दोन छेदन बिंदू. तेही सतत हलत असतात. म्हणुन तेही ग्रहंच पण planets नाहीत. म्हणून तर नव-ग्रहात त्यांचा समावेश आहे. पण नेपच्यून, युरेनस इ. न दिसणाऱ्या ग्रहांचा कालमापनास काही उपयोग नाही, त्यामुळे त्यांचा समावेश नाही. प्राचिन हिंदू खगोल वा ज्योतिष अभ्यासक प्रचंड ‘practical’ होते. त्यांचं ज्ञान, त्यांची समज आपल्याला वाटते त्यापेक्षा खूपंच जास्त होती.

आपण पृथ्वीवरून निरीक्षणं करत असल्यामुळे पृथ्वीच्या सापेक्ष सूर्य उदय-अस्त होताना जाणवतो हे आपण बघितलं. खरंतर पृथ्वी क्रांतीवृत्तातून पुढे जात सूर्याभोवती परिभ्रमण करते. पण पृथ्वीवरून बघताना सूर्यच या वर्तुळातून पृथ्विभोवती फिरताना दिसतो. त्यामुळे पृथ्वीसापेक्ष बघताना, सूर्यालाच या क्रांतीवृत्तातून फिरण्याची भासमान गति प्राप्त होते. आकाश निरीक्षण करताना, सूर्याचा पृथ्वीसापेक्ष मार्ग म्हणजेच क्रांतीवृत्त.

पृथ्वीच्या सूर्याभोवती फिरण्यामुळे पृथ्वीवरून पहाताना आकाशातील नक्षत्रांच्या पार्श्वभुमीवर सूर्याचं स्थान बदललेलं दिसतं. असं समजा की आज उदयाच्या वेळी सूर्य एका ठराविक नक्षत्राजवळ आहे. काही दिवसांनी पुन्हा निरीक्षण केल्यास तो पूढच्या एखाद्या नक्षत्रावर असेल. असं वर्षभर सूर्य नक्षत्रांच्या सापेक्ष सरकत असतो. म्हणजे पृथ्वीवरून तसा सरकताना दिसतो. पृथ्वीच्या स्वत:भोवती फिरण्यासाठी आणि सूर्याभोवती परिभ्रमण करण्यासाठी लागणाऱ्या वेळांमधील फरकामुळे असं घडतं. साधारण ३६५ दिवसांनंतर सूर्य पुन्हा त्याच नक्षत्राजवळ येतो. पृथ्वीच्या विविध गतिंमुळे या वेळेत नेहमी थोडाफार बदल होत असतो.

पृथ्वी जेंव्हा सूर्याभोवती फिरत असते त्यात आणखीही एक विशेष बाब असते. पृथ्वीचा स्वत:भोवती फिरण्याचा अक्ष आणि सूर्याभोवती फिरण्याचा अक्ष हे दोन्ही एकमेकांना समांतर नसतात. त्यात थोडासा कोन असतो. समजा विषुववृत्ताचं प्रतल आणि क्रांतीवृत्ताचं प्रतल यांचा विचार केला तर ते एकमेकांना तिरके असतात, त्यांच्यात थोडा कोन असतो. सध्या हा कोन साधारण २३.४ अंशाचा आहे. हा कोनही अनेक वर्षांच्या काळात सतत कमीजास्त होत असतो. कोनातील हा फरक पाश्चात्य जगाला उशीरा समजल्यामुळेच सूर्यसिद्धांता सारख्या ग्रंथातल्या नोंदी काल्पनीक व असत्य आहेत असा अनेकांचा समज होतो. व त्यामुळेच या ग्रंथांचा काळ मोजताना चूका होतात. याउलट, या नोंदी अचूक आहेत व त्या कधी नोंदवल्या गेल्या असतील हे ही स्पष्ट करतात. पुढे जमेल तसं आपण यावर बोलूच.

परिवलन व परिभ्रमण अक्षातील कोनामुळे पृथ्वीवरुन बघताना सूर्याला आणखी एक भासमान गति जाणवते. सूर्य उगवताना आपण दर दिवशी निरीक्षण करत गेलो तर दिसतं की सूर्याचं उगवण्याचं स्थान सरकत आहे. सूर्य ज्या ठिकाणी आज उगवला असेल त्या ठिकाणाच्या थोडा उजवीकडे किंवा डावीकडे उद्या उगवताना दिसेल. ‘तंतोतंत पूर्व’ दिशेपासून (विषूववृत्ताच्या बरोबर समोर) पासून सूर्य असा ढळताना दिसतो. अर्ध संवत्सर म्हणजे सहा महिने तो एका बाजूला सरकतो आणि सहा महिने दुसऱ्या बाजूला. अर्थात सूर्य प्रत्यक्ष काही असा सरकत नसतो, पण पृथ्वीसापेक्ष सूर्याचं ठिकाण सरकत जाताना दिसतं. पृथ्वीच्या स्वत:भोवती फिरण्याचा अक्ष आणि क्रांतीवृत्ताचा अक्ष यांतील कोनामुळे सूर्याला ही भासमान गति मिळते.

पृथ्वीचं सूर्याभोवती विशिष्ट कोनात भ्रमण करणं यामुळे वर्षभरात पृथ्वीवरील भाग टप्याटप्याने सूर्याच्या दिशेस जास्त वेळ रहातात. उदाहरणार्थ – सहा महिने उत्तरगोलार्ध सूर्याकडे झूकलेला असतो तर उर्वरीत काळात दक्षिण-गोलार्ध. याच गतिमुळे पृथ्वीवर आपल्याला ऋतू अनुभवास येतात. पृथ्वीच्या वातावरणावर सूर्याच्या प्रभावामुळे असे बदल घडत जातात आणि या बदलांचं चक्रही क्रमाक्रमाने गोल फिरतं. उत्तर गोलार्ध आणि दक्षिणगोलार्ध यात ऋतूचं चक्र बरोबर विरुद्ध दिशेस असतं. एका गोलार्धात उन्हाळा असेल तर दूसऱ्या गोलार्धात त्यावेळी हिवाळा असतो. सहा महिन्यांनी याच्या उलट स्थिती होते.

Earlier, we saw the daily motion of Earth’s rotation. It takes 24 hours for Earth to complete one rotation about its axis. But Earth has one more critical motion: its revolution around the Sun. Like other planets in our solar system, Earth revolves around the Sun continuously. If we start observing from one point on that path, it takes one year to complete a full circle and return to the same point again. We call it one year. This timespan is 365 times larger than the rotation time around itself.

Now, imagine the path Earth takes while revolving around the Sun. While rotating about itself, Earth travels through a sizeable circular route around the Sun. This huge path is called the ecliptic. It plays a critical role in star gazing and time calculation. This path is used as a reference frame to measure the coordinates of celestial objects. Most other planets revolve near the ecliptic plane, and their orbital paths are calculated from the ecliptic.

The axis about which Earth revolves is the ecliptic axis, and the plane of its orbit is called the ecliptic plane. The positions and the movements of the Earth and the Sun, relative to the background stars, are studied. Since these motions are mathematically predictable, they help estimate the timing of historic events.

As seen from Earth, the background stars are much more stable than the planets. Even after thousands of years, we don’t see them move at all. That is why they are called ‘Nakshatra’ (नक्षत्र) in Sanskrit; the one that does not deviate or does not ‘Kshara’ is a Nakshatra. They are ‘in place’, stationary. On the contrary, the planets, or to be precise, the ‘Graha’ (ग्रह) in Sanskrit, are moving regularly. The meaning of the word ‘Graha’ is not the same as the English word ‘Planet’. ‘GrahaNa’ (ग्रहण) means ‘to take’ or ‘to partake’, as in ‘to take place’ or ‘to partake food’. And Graha means the one who does it (takes place). Hence, even though the Moon and the Sun are not ‘Planets’ per Western definition, they move regularly, relative to background Nakshatras, and ‘they are certainly Grahas‘. The two nodes of the Moon’s orbit, called ‘Rahu’ and ‘Ketu’ in Sanskrit, are mathematical intersection points, not physical objects; hence, they are not planets. But they are also Grahas. That is why Rahu, Ketu, along with the Moon and the Sun, are included in the ‘Nava-Grahas’ (नव-ग्रह) or the Nine ‘Grahas’, which are easily seen or can be visualised from Earth and can be used to track time. It seems the ancient Indian Astronomists had a very pragmatic, practical vision. Their wisdom was far more elevated than we think.

As we saw earlier, since we are observing from Earth, we see the Sun rising and setting. In reality, the Earth revolves around the Sun through the Ecliptic, but seen from Earth, it seems the Sun is travelling from the Ecliptic circle. This is an apparent motion of the Sun. The Sun’s apparent path relative to Earth is the Ecliptic.

The Sun changes its position, as seen from the Earth, with respect to the background stars. Imagine if we record the position of today’s Sunrise using a nearby star or Nakshatra. If we recheck it after a few days, the Sunrise will occur near a different star. The Sun keeps moving in this way throughout the Year. This apparent movement happens due to the difference between the time it takes for Earth’s rotation and revolution. After around 365 days, the Sunrise again occurs near the same star observed earlier. The timespan changes slightly due to Earth’s various other motions.

The Earth revolves around the Sun in a peculiar fashion. The axis of Earth’s rotation and the axis of its revolution are not parallel. The Ecliptic plane and the plane of the equator are at a slight angle, called the ‘obliquity to orbit’. Currently, this angle is about 23.4°, and it changes over many years. The modern world discovered this change occurring in obliquity relatively recently. Due to this, even today, people assume that the observations in ‘Surya Siddhanta’ are either wrong or simply poetic embellishments. On the contrary, they are precise and tell us when they must have recorded those. We will talk more about this later when possible.

The difference in the axis of Earth’s rotation and revolution gives the Sun one more apparent motion. If we observe the position of the sunrise every day, we see a shift. The position keeps shifting left or right from the ‘due East’, i.e. precisely from the east, throughout the year. For six months, it shifts towards the south and for the other six months to the north. Here, the Sun does not actually move like this; it only looks to be shifting due to the difference in Ecliptic and equator angles.

The revolution of Earth at such an angle, or the obliquity, causes different parts of the Earth to face the Sun in a Year. For example, the northern hemisphere faces the Sun more for six months and vice versa. This obliquity is the reason for seasons on Earth. The atmosphere experiences changes due to the Sun at various times of the year. The changes in season themselves also move further along with the revolution. Thus, the north and south hemispheres always have opposite seasons at a given time. If a particular place in the northern hemisphere has winter, then the opposite point to the Earth has summer. After six months, the situation turns opposite.