زمان به‌جا آوردن فریضه نمازهای پنجگانه مسلمانان با موقعیت خورشید در آسمان و زمان نیت‌ كردن بر روزه واجب و آغاز و پایان ماه مبارك رمضان به شكل و موقعیت هلال ماه در آسمان شب كاملا گره خورده است. بی‌آن‌كه در كشاكش روزمرگی‌های‌مان حواسمان باشد، خورشید و ماه، طلوع و غروب می‌كنند و بسته به این‌كه چه موقعیتی در افق هر محلی داشته باشند، زمان نیایش مؤمنان فرامی‌رسد. شاید برایتان عجیب باشد، اما در همین لحظه‌ای كه مشغول خواندن این نوشتار در ماه مبارك رمضان هستید، با فرض این‌كه مسلمانان در جای‌جای كره‌زمین و حتی در جزایر اقیانوس آرام مستقر باشند، بدون شك عده‌ای در حال سحری‌خوردن و عده‌ای در حال افطار هستند. همین الان در بخش‌هایی از زمین موعد اذان صبح است، در بخش‌های غربی‌تر همان مناطق هم‌اكنون اذان ظهر را می‌گویند و غرب‌تر از آن مناطق موعد اذان مغرب برای افق ساكنان برخی نواحی زمین فرارسیده است. فرقی نمی‌كند شما الان در چه زمانی از روز این نوشته را می‌خوانید، ولی بدانید اكنون در سه‌موقعیت مختلف از زمین سه اذان می‌تواند در حال پخش باشد و این چرخه بی‌وقفه دورادور زمین می‌تواند ادامه‌دار باشد.
اگر ساكن تهران باشید، گوینده رادیو و تلویزیون اعلام می‌كند: «اذان مغرب به افق تهران» و اگر ساكن مشهد باشید می‌گوید: «اذان مغرب به افق مشهد.» شاید كنجكاوانه از خود پرسیده باشید چرا مثلا همه اذان‌ها را در كشوری مثل ایران به افق پایتخت كه تهران باشد حساب نمی‌كنند كه تكلیف همه یكسره و معلوم باشد؟! اصلا چرا هر روز رأس ساعت 12‌اذان ظهر را نمی‌گویند و عقب و جلو می‌شود؟ دقت كرده‌اید بعضی وقت‌ها اذان ظهر حوالی ساعت 11 و 45 دقیقه است و گاهی حوالی 12 و 30 دقیقه؟!
نكته جذاب در مورد اوقات شرعی همین است كه بسته به موقعیت خورشید در آسمان هر‌شهر/ محل، اذان آن منطقه برای افق همان مكان جداگانه بایستی محاسبه شود. حتما هنگام سفر متوجه شده‌اید كه زمان اعلام اذان در شهرهای شرقی‌تر كشور معمولا زودتر از شهرهای مركزی و زمان در این شهرها نیز معمولا زودتر از شهرهای غربی كشور است.
از همه اینها گذشته می‌دانید در صدر اسلام ساعت 24 ساعتی به مفهوم امروزی آن كه ساعتی مكانیكی یا دیجیتال با دقیقه و ثانیه، تیك‌تاك كند و بشود به‌طور لحظه‌ای زمان اذان‌ها را اعلام كرد، وجود نداشته است. در‌واقع زمان هر یك از اذان‌های صبح و ظهر و مغرب بنا بر احادیث و روایات از پیامبر اكرم(ص) و ائمه معصومین (ع) از صدر اسلام طبق تعریف فقهی و كیفی خاص محاسبه و اعلام می‌شده است و حالا با پیشرفت‌های دانش و فناوری می‌توان آن را به‌طور دقیق و بر حسب ثانیه محاسبه كرد. البته در این میان شیعیان و اهل تسنن تفاوت‌هایی جزئی در برداشت خود از روایات و شیوه نجومی محاسبه اوقات شرعی دارند كه البته هر دو در نهایت درست است؛ زیرا آنها در نهایت برمبنای ضابطه‌ای مشخص و طبق روش و استنباط مراجع خود عمل می‌كنند.
مفهوم افق در اوقات شرعی
در نجوم و به‌ویژه در بحث اوقات شرعی اصطلاح «افق» را زیاد می‌شنوید. افق همان خطی است كه روی زمین در مقابل چشم شما قرار دارد و اگر مثلا كنار دریا ایستاده باشید و به دوردست‌ها نگاه كنید، خواهید دید خطی صاف، آب دریا و آسمان را از هم جدا كرده است. یا مثلا اگر در دشت مسطحی باشید در منتهای دید خود خواهید دید كه یك خط صاف آسمان و زمین را از هم جدا می‌كند. اخترشناسان به این خط «خط افق» (Horizon) می‌گویند.
از نظر نجومی نقطه‌ای در آسمان كه درست بالای سر ناظر (شما) قرار می‌گیرد را سرسو یا سمت‌الرأس (Zenith) می‌گویند. به خطی كه بتوان دورتادور ناظر با زاویه 90 درجه نسبت به نقطه سرسو كشید، خط افق می‌گویند. خورشید، ماه یا هر ستاره و سیاره‌ای كه طلوع می‌كند و بالای افق می‌آید در صورتی كه ناظر (شما) را در مركز یك زاویه تصور كنیم، پیوسته بر ارتفاعش نسبت به افق افزوده می‌شود.
حداكثر ارتفاعی كه یك جرم می‌‌تواند نسبت به افق پیدا كند 90 درجه است كه در حقیقت همان لحظه‌ای كه آن جرم به موقعیت سرسوی ناظر در آسمان می‌رسد.
به همین ترتیب وقتی خورشید، ماه یا هر‌ستاره و سیاره‌ای غروب می‌كند، از نظر ظاهری زیر افق می‌رود. در این حالت بر حسب زاویه‌ای كه آن جرم به مركزیت ناظر با خط می‌سازد، موقعیتش را در زیر افق به واحد درجه و به صورت منفی اندازه‌گیری و بیان می‌كنند.
معمولا در شهرها و بیشتر مناطق به‌واسطه وجود ساختمان‌ها، كوه‌ها و درختان و... قادر به دیدن خط افق نیستیم.
به این ترتیب مثلا ممكن است براساس اوقات شرعی اعلام شده از رسانه‌ها ببینید طلوع آفتاب در افق محل شما رخ داده است، اما هنوز آفتاب را در آسمان نمی‌بینید. علت این است كه احتمالا در افق مشرق شما كوهی وجود دارد و با وجود آن‌كه طلوع واقعی آفتاب رخ داده و از خط افق شما بالا آمده است، اما هنوز طلوع ظاهری آن از پشت دامنه‌های كوه رخ نداده است. شبیه به همین حالت در زمان مغرب نیز می‌تواند رخ دهد و شما ببینید كه آفتاب در پشت یك ساختمان یا پشت دامنه كوهی غروب ظاهری داشته باشد، اما هنوز موعد غروب آفتاب نرسیده باشد، زیرا هنوز خورشید بالای افق شما قرار دارد.
نكته جالب توجه این‌كه اگر شما روی قله كوهی باشید، احتمالا نسبت به زیر افق دید دارید (شاهد افق منفی هستید) و به این ترتیب ممكن است طلوع ظاهری آفتاب از طلوع واقعی آن برای شما زودتر رخ دهد. یا با توجه به افق منفی كه در مغرب ممكن است شاهدش باشید غروب ظاهری آفتاب نسبت به غروب واقعی آن دیرتر رخ دهد.
معمولا ملاك اوقات شرعی متناسب با خط افق واقعی ناظر و بدون توجه به عوارض افق محاسبه می‌شود. با این حال برای اطلاع بیشتر به رساله‌های توضیح‌المسائل مراجع می‌توانید مراجعه كنید.
اما در ادامه ببینیم اخترشناسان اوقات‌شرعی برای هر محل (افق) را چطور محاسبه
می‌كنند.



داستان اذان صبح
تا پیش از اذان صبح، قرص خورشید كاملا زیر افق شرقی است و هیچ‌روشنایی خاصی در آسمان مشهود نیست و به كلی همه جا تاریك است. از نظر فقهی زمان اذان صبح وقتی است كه اولین روشنایی ناشی از سپیده صبح (فجر صادق) در افق مشرق از سوی ناظر قابل رؤیت باشد. در مناطق كویری و كوهستانی كه آسمان تاریك و عاری از غبار و آلودگی نوری باشد گاهی می‌توان حوالی ساعت 1 تا 2 بامداد، روشنایی حاصل از نور منطقه‌البروجی را رؤیت كرد كه حاصل بازتاب نور خورشید از ذرات غبار در ابعاد میكرونی است كه در صفحه منظومه شمسی در حال گردش به دور خورشید است. در گذشته مشاهده این روشنایی بسیار ضعیف را به فجر كاذب یا صبح كاذب تعبیر می‌كردند و اهل فن می‌دانستند این نور، با نور فجر صادق صبحگاهی متفاوت است.
منجمان مسلمان در طول تاریخ تلاش كرده‌اند تا معلوم كنند خورشید چند درجه اگر زیر افق باشد، می‌توان نخستین نشانه از برآمدن فجر صبحگاهی را مشاهده كرد. بر این اساس همواره آنها ارتفاعی در حدود منفی19 تا منفی17درجه را برای حصول این شرایط كافی دانسته‌اند. دیدن نخستین تابش فجر صادق در چنین شرایطی به افق باز در مشرق و آسمان كاملا عاری از غبار و آلودگی نوری نیاز دارد و بدیهی است از شهرهای بزرگ امروز قابل مشاهده نباشد. با توجه به بررسی‌های صورت گرفته از سوی مركز تقویم مؤسسه ژئوفیزیك دانشگاه تهران كه مسؤولیت استخراج اوقات شرعی اقصی نقاط كشور را به‌عهده دارد، اكنون ملاك استخراج لحظه اذان صبح در هر شهر زمانی است كه خورشید 7/17درجه زیر افق قرار داشته باشد و زمان‌های اعلامی از‌سوی رادیو و تلویزیون نیز از همین قاعده تبعیت می‌كند.



اذان ظهر در وسط روز
اخترشناسان انواع نصف‌النهارها و خط و خطوط فرضی را برای محاسبات نجومی خود در كره آسمان متصورند. یكی از این خطوط نصف‌النهار ناظر (Meridian) است كه خطی فرضی است كه از نقطه شمال روی افق بالا آمده، به ترتیب از نقاط قطب شمال آسمان و سرسوی ناظر عبور كرده و عمود بر افق جنوب ناظر پایین می‌آید. به این ترتیب نصف‌النهار ناظر، نیمكره آسمان ناظر را به دو ربع كره شرقی و غربی تقسیم می‌كند. هر جرمی در آسمان وقتی به نصف‌النهار ناظر برسد، بیشترین ارتفاع از افق را خواهد داشت. به این ترتیب خورشید نیز وقتی به این موقعیت در آسمان روز برسد، از هر‌زمان دیگری عمودتر بوده و طول سایه‌ها به كمترین میزان خود در شبانه‌روز می‌رسد.
براساس روایات، اذان ظهر لحظه‌ای است كه طول سایه شاخص یا شاقول (هر جسمی كه عمود بر زمین باشد) در طول شبانه‌روز به كمترین حد خود رسیده باشد. ترجمه نجومی این حكم فقهی به صورت تقریبی این می‌شود كه اذان ظهر را برای لحظه‌ای باید محاسبه كنیم كه مركز قرص خورشید روی نصف‌النهار ناظر واقع شده باشد. اكنون كارشناسان مركز تقویم موسسه ژئوفیزیك برای محاسبه اذان‌ظهر از همین تعریف استفاده كرده و نهایتا لحظه اذان ظهر را با دقت یك دقیقه برای افق شهرهای گوناگون گرد‌می‌كنند.





اذا ن مغرب در گرگ و میش پس از غروب
حتما دیده‌اید اذان مغرب را لحظه‌ای اعلام می‌كنند كه هنوز آسمان روشن و گرگ‌و‌میش است. پس از غروب آفتاب دورتادور افق در قالب نواری سرخ‌رنگ كه به آن حمره مشرقیه می‌گویند سرخ می‌شود. با گذشت زمان می‌توان به‌تدریج سایه خاكستری رنگ و عظیم زمین در سمت مقابل خورشید را در افق مشرق مشاهده كرد (بیشتر مردم این پدیده زیبای حیرت‌انگیز توجه‌شان را جلب نكرده است). با گذشت زمان و پایین‌تر رفتن قرص خورشید نسبت به افق، ارتفاع و وسعت نوار سرخ‌رنگ بیشتر و در عین حال به‌تدریج كم‌نور‌تر می‌شود. براساس روایات، زمان اذان مغرب هنگامی است كه حمره مشرقیه محو شود. برخی منابع نیز می‌گویند برای اذان مغرب باید لحظه‌ای را در نظر گرفت كه حمره مشرقیه از سرسوی ناظر بگذرد كه البته در هر حال اندكی پیش از آن، نواری كه در افق مشرق به سرخی می‌زند، از درخشش آن كم شده و محو می‌شود. اخترشناسان در سال‌های گذشته سعی كرده‌اند ارتفاع خورشید در چنین لحظه‌ای را به‌دقت محاسبه كنند و به این ترتیب نتیجه گرفتند وقتی مركز قرص خورشید حدود 5/4 درجه زیر افق باشد چنین شرایطی مهیا می‌شود. اكنون مركز تقویم موسسه ژئوفیزیك بر مبنای همین ضابطه زمان اذان مغرب به افق شهرها را محاسبه می‌كند.
در نظر داشته باشید لزوما زمان رخ داد لحظات اذان برای شهرها اختلاف ثابتی با هم ندارند و با توجه به عرض جغرافیایی و موقعیت خورشید در آسمان جداگانه محاسبه خواهد شد. همین‌طور ممكن است شهری در غرب شهر ما،  برخی زمان‌های سال و در زمان‌های نزدیك به یكم تیر یا یكم دی زمان اذانش از شهر ما جلوتر باشد كه برای اطلاع از علت آن می‌توانید به منابع مرتبط با محاسبات نجومی مراجعه كنید.



طلوع آفتاب و غروب آفتاب
اخترشناسان معمولا طلوع و غروب آفتاب را لحظه‌ای در نظر می‌گیرند كه مركز قرص خورشید دقیقا روی افق قرار داشته باشد. اما این موضوع برای اوقات شرعی متناسب با آنچه از روایات و احادیث استنباط می‌شود اندكی متفاوت است.
بر این اساس لحظه‌ای كه لبه بالایی قرص خورشید از زیر افق ناظر بالا می‌آید، به‌عنوان لحظه طلوع خورشید محاسبه می‌شود. محاسبه لحظه غروب خورشید نیز به‌نحو مشابهی صورت می‌پذیرد؛ یعنی لحظه‌ای كه لبه بالایی قرص خورشید روی افق ناظر مماس شود. اما یك نكته در اینجا وجود دارد و آن پدیده شكست نور در جو زمین است. عبور نور خورشید از جو زمین سبب می‌شود مسیر نور اندكی منحرف شده و به این ترتیب قرص آفتاب كمی بالاتر از موقعیت واقعی خود به نظر برسد. مقدار شكست نور خورشید در افق ناظر تقریبا 34 دقیقه قوسی است (هر درجه را 60 دقیقه قوسی در نظر می‌گیریم). قرص خورشید حدود نیم‌درجه از كره آسمان را می‌پوشاند كه اگر بخواهیم خیلی دقیق آن را محاسبه كنیم به‌طور میانگین در یك سال و متناسب با دور و نزدیك شدن زمین در گردش به دور آن حدود 32دقیقه قوسی می‌شود. به این ترتیب با احتساب شكست نور در جو زمین لحظه طلوع آفتاب و لحظه غروب آفتاب در محاسبات اوقات شرعی برای هر محل زمانی در نظر گرفته می‌شود كه مركز قرص خورشید حدود 50دقیقه قوسی زیر افق باشد. 34دقیقه قوسی برای احتساب شكست نور و 16دقیقه قوسی به اندازه شعاع قرص خورشید.


قصه نیمه‌شب شرعی
اگر نماز مغرب و عشا به تأخیر بیفتد حداكثر تا نیمه‌شب شرعی وقت دارید آن را به جا آورید. اما این‌كه نیمه‌شب را چطور محاسبه كنیم بستگی به این دارد كه مدت شب را چگونه تعریف كنیم. اكنون بیشتر مراجع معتقدند زمان نیمه‌شب شرعی را بایستی لحظه‌ای بین غروب آفتاب تا اذان صبح روز بعد در‌نظر بگیریم. از همین روست كه معمولا می‌بینید نیمه‌شب شرعی لحظه‌ای پیش از ساعت 12 شب اعلام می‌شود.