I pendolari del cielo

Ognuno di questi fenomeni ha un periodo diverso; la loro ripetizione costante negli anni ha indotto l'uomo a dotarsi di un calendario per rappresentarne la durata. Il tempo è stato così suddiviso in intervalli: l'anno (periodo di alternanza delle stagioni), il mese (periodo delle fasi lunari), il giorno (periodo di alternanza del dì e della notte, del sorgere e tramontare delle stelle).

Il complesso megalitico di Stonhenge. Nell'antichità veniva probabilmente usato come un gigantesco calendario.

Questi ultimi due sono i più semplici tra i fenomeni astronomici che possiamo osservare. Il Sole sorge all'incirca in direzione est, percorre un arco nel cielo in senso orario e tramonta all'incirca in direzione ovest.
Anche le stelle compiono lo stesso tragitto, durante la notte: se le osservassi per qualche ora, noteresti che esse si spostano in senso orario, come il sole, percorrendo un arco nel cielo.

Per poter studiare il moto dei corpi celesti come la Luna, il Sole e le stelle, è necessario stabilire anzitutto rispetto a che cosa essi si spostano: come in tutti i viaggi, anche per il nostro viaggio verso lo spazio abbiamo bisogno di introdurre alcuni punti di riferimento.

Ad un osservatore come quello della figura, i corpi celesti appaiono proiettati su una sfera immaginaria, detta sfera celeste. La sfera celeste non esiste veramente, ma è un modo che l'uomo ha trovato per rappresentare la posizione degli oggetti nel cielo. Essa non è una sfera comune, perché non ha un raggio vero e proprio né una superficie: la sua "superficie" è posta ad una distanza infinita da noi: in pratica, su questa è registrata solo la direzione di un corpo celeste, ma non la distanza e la posizione reale.

Lo zenith rappresenta la direzione dello spazio esattamente sopra il capo dell'osservatore. Il nadir è invece la direzione opposta, cioè agli antipodi rispetto all'osservatore. Naturalmente, la direzione dello zenith e del nadir dipendono dal punto in cui si trova l'osservatore.
L'orizzonte è il piano che passa per l'osservatore e perpendicolare alla direzione dello zenith. Esso ci appare come una linea retta, lungo la quale il cielo e la terra si incontrano. L'orizzonte è anch'esso infinito, e divide la sfera celeste in due emisferi.

Le stelle ci appaiono come puntini luminosi isolati l'uno dall'altro. Per poter stabilire dei punti di riferimento nel cielo, rispetto ai quali osservare il moto dei pianeti, della Luna ecc.., l'uomo ha ideato nel passato un sistema di costellazioni. Le costellazioni sono degli insiemi di stelle, che sembrano formare delle figure (per esempio animali, figure mitologiche, oggetti..).

In realtà, tra le stelle di una costellazione non c'è nessun legame: si tratta solo di un effetto di prospettiva. Definire una costellazione è solo un modo per identificare un gruppo di stelle tra le migliaia che ci sono in cielo.

Adesso che sei in grado di orientarti un po', anche tu puoi compiere alcune semplici osservazioni, per le quali non è necessaria alcuna attrezzatura.

• Il dì e la notte: costruisci una semplice meridiana: scegli un luogo pianeggiante, ben esposto al sole in tutte le ore del giorno. Pianta nel terreno, in posizione verticale, un paletto della lunghezza di 40-50 cm. Poi segna la posizione dell'ombra del palo proiettata dal Sole sul terreno, alle 8 del mattino, alle 9, ecc.. fino al tramonto.

  Una volta costruita la meridiana, prova a segnare ad ogni ora la lunghezza dell'ombra del paletto sul terreno. Osserva anche l'altezza del Sole sull'orizzonte alla stessa ora. Che cosa noti ?
  Adesso segna la posizione dell'ombra ad una data ora, per esempio alle 8 del mattino, e quella di un'ora del pomeriggio, per esempio poco prima del tramonto. Prova a misurare, con l'aiuto di un goniometro, l'angolo che esse formano. In quanto tempo è stato percorso quell'angolo ? In quale direzione ? Quale angolo verrebbe percorso in 24 ore ?

• Il moto delle stelle : per compiere questa osservazione, dovrai stare alzato un po' più del solito alla sera. Appena il cielo diventa abbastanza buio da poter distinguere le stelle, esci e cerca di individuare una costellazione che conosci bene, per esempio l'Orsa Maggiore (conosciuta anche come Grande Carro). Se non riesci a trovarla, fatti aiutare da qualcuno.

  

  Una volta individuata, fissa la tua attenzione sulla direzione dell'asse AB e della "coda" del carro, l'asse EF. Cerca di registrarne la posizione rispetto ad un riferimento fisso (un palo della luce, un albero, la facciata di una casa...). Aiutati con un disegno.
  Ripeti a distanza di due ore, poi ancora dopo due ore. Adesso confronta i tre disegni e misura gli angoli di cui si sono spostati gli assi AB ed EF. Di quanto è ruotata la costellazione ? In quale verso ? Di quanto ruota in un'ora ? Di quanto avrebbe ruotato in 24 ore ?