Astronomia - Terza parte

(leggi la seconda parte ....)

Armiamoci di grande pazienza

In astronomia ha senso fare delle osservazioni su tempi molto lunghi in quanto sono rivelatrici di movimenti relativi molto lenti ma estremamente significativi. Nel nostro caso possiamo cercare di fare osservazioni del cielo sempre alla stessa ora per parecchi giorni consecutivi. Per quanto abbiamo detto dovremmo vedere sempre esattamente la stessa cosa, visto che la sfera celeste ruota con periodo pari a un giorno. In realtà non è così, giorno per giorno osserviamo, sempre alla stessa ora, una configurazione delle stelle in cielo che si sposta nello stesso senso della rotazione diurna. Osservando per pochi giorni probabilmente questo movimento non si apprezza ma da un mese all'altro o addirittura da una stagione all'altra questa differenza del cielo ad una stessa ora appare evidente. Il cielo di aprile alle dieci di sera è completamente spostato rispetto al cielo di settembre alla stessa ora: tanto per fare un esempio il grande carro, la parte più visibile della costellazione dell'orsa maggiore, è più basso o più alto nell'orizzonte a seconda della stagione in cui lo si osserva (a parità di orario), e addirittura alcune costellazioni che in certe stagioni sono ben visibili, in altre lo sono molto meno o non lo sono affatto.

Affiniamo l'immaginazione

Dunque i movimenti della sfera celeste sono due: un moto diurno di 360 gradi da est verso ovest a cui si sovrappone un moto molto più lento nello stesso senso. Ma ovviamente è più semplice dirla in questo modo: il moto diurno della sfera celeste non è pari ad un angolo giro completo nell'arco delle 24 ore, bensì leggermente di più. Lo scarto giornaliero che ne deriva e che si somma giorno per giorno è quello che determina un cielo sempre diverso, mese dopo mese, stagione dopo stagione. Ma che significa dire "nell'arco delle 24 ore"? Io intendevo dire "nell'arco di un giorno". Ma che cos'è un giorno? La cosa più ovvia è quello di misurare un giorno come l'intervallo di tempo in cui ho due passaggi del sole nello stesso punto, ad esempio il meridiano (in poche e imprecise parole la verticale al polo sud geografico del punto di osservazione). Quindi di fatto quello che stiamo osservando è che mentre il sole compie un giro esatto il resto del cielo stellato compie qualcosa di più di un giro. Oppure viceversa, quando la sfera celeste ha terminato il suo giro attorno alla Terra il sole ha ancora un piccolo tratto da coprire. Da ciò segue inevitabilmente che il sole ha un moto proprio sulla sfera celeste, d'altra parte se passando da aprile a settembre vedo a mezzanotte un cielo diverso è ovvio che da aprile a settembre a mezzogiorno il sole sarà in una regione di cielo diversa (sebbene questo non è direttamente osservabile visto che la grande luminosità del sole oscura completamente tutte le stelle del giorno).

Torniamo all'osservazione

Dunque il sole si sposta sulla sfera celeste. Ma in che modo? Eravamo partiti con l'osservare che la sfera celeste percorre in un giorno più di un angolo giro, questo di fatto significa che il sole si sposta sulla sfera celeste nel senso opposto alla sua rotazione, ovvero da ovest verso est (in tal modo ritarda la conclusione del giorno). Questo spostamento è effettivamente molto lento ma progressivo, quindi lascia pensare che in un certo tempo il sole riuscirà a compiere un intero giro della sfera celeste e tornare alla fine nello stesso punto. L'osservazione ci conferma questa cosa e ci fornisce anche l'intervallo di tempo in cui questo avviene. Il cielo notturno ad una certa data dell'anno e ad una certa ora è sempre lo stesso, dunque il sole compie un giro completo della sfera celeste nell'arco di un anno. Ma l'osservazione ci dice anche qualche cosa di più: durante l'anno il sole nel suo passaggio al meridiano cambia la sua altezza sull'orizzonte, in particolare si alza progressivamente nel passaggio dall'inverno all'estate e si riabbassa nei sei mesi successivi. A pensarci bene questo significa semplicemente che il moto del sole durante l'anno non avviene lungo l'equatore celeste (il cerchio massimo che separa in due la sfera celeste ortogonalmente all'asse polare di rotazione) ma su un cerchio inclinato rispetto ad esso, a cui si dà il nome di eclittica. Durante l'estate il sole transita sulla metà dell'eclittica che si trova al di sopra dell'equatore, e dunque risulta alto sull'orizzonte, durante l'inverno succede esattamente il contrario. Questa cosa ovviamente determina anche una diversa durata del giorno, intesa come ore di luce a disposizione, e uno spostamento del punto di alba e tramonto: dall'inverno all'estate l'alba si sposta verso est e il tramonto verso ovest, il sole si alza sull'orizzonte, percorre un arco più ampio e le giornate si allungano. Tutto facilmente osservabile e tutto conseguenza del diverso arco percorso nel cielo dal sole in funzione della sua posizione sull'eclittica. Se il movimento del sole giacesse esattamente sull'equatore celeste tutte queste differenze durante l'anno non si osserverebbero.

(leggi la quarta parte ...)