La curiosità del mese

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Il giorno più corto

La curiosità del mese di gennaio 2018 a cura di Tomaso Belloni

Fig. 1 - Cielo al solstizio anno 2005 a Fiumicino (Roma). Crediti: Danilo Pivato - da APOD del 21/12/2014

È da poco passato il Natale, che come si sa cade ogni anno il 25 dicembre.
La scelta del 25 dicembre, fatta dopo l’anno 200 d.c., è sicuramente stata influenzata dal fatto che il 25 dicembre era il giorno del solstizio di inverno nel calendario romano.
Il solstizio di inverno però, dal punto di vista astronomico, non cade il 25 dicembre e non cade nemmeno lo stesso giorno ogni anno.
Nel 2017 è stato il 21 dicembre alle 17:28 ora italiana.
Nel 2018 sarà il 21 dicembre alle 23:23.
Per capirne il motivo dobbiamo parlare di cosa sia un solstizio (e un equinozio).

Fig. 2 - Disegno che rappresenta solstizi ad equinozi nel nostro emisfero.

La Terra orbita intorno al Sole con un periodo di circa 365.25 giorni e ruota su se stessa ogni 23 ore 56 minuti e 4.1 secondi (24 ore è il periodo di rotazione apparente del sole intorno alla terra).
L’asse intorno a cui ruota è inclinato rispetto al piano dell’orbita intorno al sole di circa 23.44 gradi.
Se l’inclinazione dell’asse fosse zero, su tutto il pianeta il giorno e la notte durerebbero esattamente 12 ore ciascuno. Non ci sarebbero stagioni.

Fig. 3 - Disegno che rappresenta la durata del giorno al solstizio d'inverno.

Fig. 2 - Disegno che rappresenta la durata del giorno al solstizio d’inverno.

Essendo l’asse inclinato e puntato sempre nella stessa direzione (a parte la sua precessione, ma questo è un effetto molto lento), ci saranno due momenti in un anno in cui è "puntato" in direzione del sole : uno in cui punta la sua parte a Nord e uno in cui punta quella a Sud. Il nostro (dove "noi" siamo gli abitanti dell’emisfero nord) solstizio d’estate è quando punta la sua parte a nord, il solstizio d’inverno è l’altro.
Ovviamente nell’emisfero sud i solstizi si invertono.
Il giorno del solstizio invernale la durata del dì è minima, il giorno del solstizio estivo è massima (fanno eccezione le regioni polari, dove per un periodo che può andare da qualche giorno a sei mesi a seconda della latitudine il dì, o la notte, dura 24 ore).
Gli equinozi di primavera e autunno sono quando l’asse terrestre punta a novanta gradi dal sole. In quei giorni il dì e la notte hanno durata uguale, dato che l’inclinazione dell’asse non conta.

Fig. 4 - Rappresentazione artistico di Babbo Natale.

Fig. 4 - Rappresentazione artistica di Babbo Natale

Ma perchè solstizi e equinozi non cadono sempre nello stesso giorno e ora?
La risposta sta in una cosa che ho scritto sopra: il periodo di rivoluzione della terra intorno al sole è di circa 365.25 giorni.
L’anno è di 365 giorni, quindi il tempo dei solstizi e degli equinozi si sposta ogni anno in virtù di questo errore.
L’errore viene corretto ogni quattro anni con l’allungamento dell’anno a 366 giorni (anno bisestile), ma non si tratta dell’unica correzione.
Alla fine di ogni secolo, ad esempio nel 1900, l’anno che dovrebbe essere bisestile non lo è.
Questo accade alla fine di tutti i secoli tranne quelli divisibili per quattrocento.
Quindi il 1800 non è stato bisestile perchè 1800 non è divisibile per quattrocento, e nemmeno il 1900.
Il 2000, passato relativamente da poco, è stato bisestile (2000:400=5). Questo fa sì che il giorno del solstizio si sposti in un modo curioso nei secoli.
Il solstizio d’inverno è stato il 23 dicembre nell’anno 1903 (ore italiane 00:21) e sarà il 20 dicembre nell’anno 2096 (ore italiane 20:50).
Fortunatamente per noi, Babbo Natale vive al polo nord, dove è buio per tutti i sei mesi dall’equinozio di autunno a quello d’inverno, quindi non è al corrente di queste sottigliezze e agisce ogni anno lo stesso giorno.