لا يعتبر سبب وقوع الليل والنهار سؤالاً يزعج الكثيرين ؛ لأنه أمر طبيعي ، ولكنه في الواقع سؤال منطقي للكثيرين ، وسببه الوحيد هو دوران الأرض حول محورها ، وإذا لم تدور الأرض كالمعتاد ، فإن دورة الليل والنهار مختلفة تمامًا ، أو قد لا يكون موجودًا ، ويعتمد تغيير أوقات الليل والنهار على الموقع على الأرض ، والوقت من العام أيضًا ، يتأثر طول النهار والليل بميل محور الأرض ومسارها حول الشمس.
سبب حدوث الليل والنهار
يحدث الليل والنهار بسبب دوران الأرض حول الشمس ، والميل أو الانحراف المحوري يتحكم في تقسيم الليل والنهار لأنهما غير متساويين ، وإذا لم يميل محور الأرض يقسم اليوم إلى نصفين بالتساوي ؛ أي 12 ساعة في النهار و 12 ساعة من الليل ، ولن يكون هناك تغيير موسمي.
بدلاً من ذلك ، على مدار العام ، يتجه نصف الكرة الأرضية نحو الشمس أكثر قليلاً من النصف الآخر ، وخلال هذا الوقت ، يعاني نصف الكرة الأقرب من الشمس درجات حرارة أكثر دفئًا وأيامًا أطول ، بينما يعاني النصف الآخر من درجات حرارة أكثر برودة وليالي أطول.
يحدث الانقلاب الصيفي بين 20 و 22 يونيو في نصف الكرة الشمالي ، وبين 20 و 23 ديسمبر من كل عام في نصف الكرة الجنوبي ، ويحدث الانقلاب الشتوي في نفس الوقت ولكن في الاتجاه المعاكس ، أي أنه يحدث بين 20 ديسمبر. و 23 في نصف الكرة الشمالي ، وبين 20 و 22 يونيو في نصف الكرة الجنوبي.
أطول وأقصر أيام السنة
على الرغم من أن اليوم الشمسي 24 ساعة ، إلا أن الليل والنهار لا يتساوىان أبدًا ؛ يكون النهار في الشتاء أقصر منه في الصيف ، وذلك لأن المحور التخيلي للأرض ليس مستقيما صعودا وهبوطا ، بل درجة ميله 23.5 درجة ، وهذا الميل يسبب اختلاف المواسم ومن المعروف أن يوم الصيف أطول من يوم الشتاء ؛ لأن ميل المحور واضح ، لكن خلال الربيع والخريف لا يكون الميل نحو الشمس أو الابتعاد عنها ، ولكن في مكان ما بينهما ، لذا فإن الليل والنهار أكثر تشابهًا في هذه الأوقات من السنة.
الليل والنهار في الكواكب الأخرى
تدور جميع الكواكب في النظام الشمسي حول محاورها ، وبالتالي لها دورات نهارية وليلية ، لكن طول النهار والليل يختلف فيها ، ودوراتها أكثر تعقيدًا من دورة الأرض ؛ بسبب ميل محور الكوكب ومعدل مداره ، حيث أن سرعة دوران بعض الكواكب تكون أسرع من الأرض وبعضها يكون أبطأ ، فمثلاً المريخ له دورة نهارية وليلية تشبه الأرض ، ويوم المريخ هي 24 ساعة و 6 دقائق ، بينما تدور الزهرة حول محوره دورة واحدة كل 243 يومًا من الأرض ، ودورة واحدة ليلًا ونهارًا لعطارد أكثر تعقيدًا ، حيث يدور عطارد مرة ونصف خلال كل مدار حول الشمس ، ويوم عطارد من شروق الشمس إلى شروقها 176 يومًا من أيام الأرض. أما الكواكب الكبيرة فهي تدور بشكل أسرع ، حيث يدور كوكب المشتري مرة كل 10 ساعات ، ويدور زحل مرة كل 11 ساعة ، ويكمل نبتون دورته كل 16 ساعة. أما بلوتو فدورته تستمر 6 أيام وأربع ساعات حتى لا ينعم بالنهار والليل. لأنها بعيدة جدا عن الشمس ، وتبدو من سمائها وكأنها مجرد نجمة كبيرة.
سبب الاختلاف بين الليل والنهار معقد للغاية ، وقد استغرق الأمر مئات السنين للدراسة ، ولكل منهما مزاياه ، على سبيل المثال ، لا يمكن رؤية القمر والنجوم والأجرام السماوية الأخرى إلا في الليل ؛ لأن ضوء الشمس أقوى من نور الأجرام السماوية ، ولكن القمر لا يظهر دائمًا في الليل ، وعندما يكون في وضع جيد بين الأرض والشمس يمكن رؤيته بوضوح أثناء النهار.