Il moto della Terra lungo l'orbita

È difficile accorgersi di questo moto della Terra e interpretarlo, per due ragioni principali. È un movimento molto lento ed è mascherato dal moto di rotazione del nostro pianeta. Inoltre quando siamo rivolti verso il Sole non riusciamo a vedere il cielo stellato. L'atmosfera della Terra diffonde infatti la sua luce su tutto il cielo, impedendoci di vedere la luce delle stelle.
Questo non succede sulla Luna, come puoi vedere in questa foto. Sulla Luna l'atmosfera è quasi inesistente.

Infatti a sinistra del modulo lunare vedi splendere il Sole ma il cielo è scuro. Le stelle si possono quindi vedere anche di giorno.

Sulla Terra invece è come se tu vivessi in una stanza con le pareti stellate, e uno schermo ti impedisse di vederne una parte. Immagina di stare al posto di questa persona. Inizia ora a girare su te stesso in senso antiorario (cioè nel senso della freccia).

Vedresti allora il cielo muoversi come in questa animazione, e periodicamente le stelle sparirebbero dietro lo schermo.

Sicuramente noti una differenza con il moto notturno delle stelle reali. Esse infatti percorrono degli archi inclinati rispetto all'orizzonte e non paralleli come in questo caso.

Questo accade perché sei in piedi su una superficie curva, e quindi inclinato rispetto all'asse di rotazione della Terra.

Fai questo esperimento: siediti su una seggiola girevole e inizia a ruotare. Osserva il percorso delle cose attorno a te. Poi prova ad inclinarti in avanti. Come cambia il moto apparente delle cose?

Per fare in modo che le stelle si muovano come nell'animazione devi sederti su una poltrona inclinata all'indietro. Per lo stesso motivo spesso i telescopi astronomici sono montati su una forcella inclinata. Per seguire una stella se rimani in piedi devi ruotare il collo e inclinare la testa. Sulla tua poltrona speciale devi solo ruotare il collo. Nel caso del telescopio, è più facile controllare un solo movimento.

Immagina ora di fotografare il cielo tutte le sere a mezzanotte in direzione Sud. A mezzanotte questa direzione è opposta alla direzione Terra-Sole, e se la Terra e il Sole fossero immobili nello spazio tutte le sere guarderesti il cielo nella stessa direzione. Quindi avresti una serie di foto tutte uguali. L'osservazione di Orione ti mostra invece una situazione diversa. Guarda nuovamente l'animazione. Il moto stagionale del cielo è stato accelerato. La costellazione si muove, quindi si muove anche la direzione Terra-Sole. Nel corso di un anno le costellazioni compiono un moto simile a quello delle stelle durante una notte. A questo punto l'interpretazione è quindi semplice. Il moto stagionale delle costellazioni è dovuto al fatto che vieni trascinato con la Terra in un lentissimo moto di rotazione. Le costellazioni si muovono in senso orario, quindi il moto deve essere in senso antiorario. Le costellazioni non si muovono parallelamente all'orizzonte, quindi anche in questo caso sei inclinato rispetto all'asse di rotazione del moto. Durante questo moto la direzione Terra-Sole cambia nello spazio, quindi deve essere un movimento della Terra attorno al Sole.

Durante la notte le stelle descrivono degli archi paralleli all'Equatore e concentrici ad un punto vicino alla Stella Polare. L'Equatore rappresenta il piano del moto di rotazione della Terra. La distanza dell'Equatore dall'orizzonte è fissa, quindi anche la tua inclinazione rispetto a questo piano è fissa. Come si comportano le costellazioni? Inizia ad osservare il cielo ad un certo istante. Qui puoi vedere come si presenta il cielo il primo gennaio a mezzanotte. È un'immagine che rappresenta quello che vedresti sdraiandoti a terra, ammettendo che il tuo sguardo possa abbracciare l'intera volta celeste. La volta è limitata dal cerchio dell'orizzonte. Poiché la parte di cielo visibile dipende dalla latitudine, nella cartina sono mostrati gli orizzonti per diverse latitudini, da 30⁰ a 60⁰. La curva evidenziata viene chiamata eclittica. Inoltre è evidente la Via Lattea, rappresentata dalla fascia chiara. Cliccando sull'immagine puoi animarla. Osserva l'animazione attentamente, e nota il movimento delle costellazioni rispetto all'eclittica. Noterai che le costellazioni si muovono parallelamente all'eclittica. Essa rappresenta quindi il piano del moto. Ma in questo caso il piano si muove! Il movimento assomiglia a quello di una trottola quando sta per cadere. Quindi la tua inclinazione rispetto al piano cambia, e descrive un cono.

Questa deduzione è confermata dalla seconda osservazione. L'altezza del Sole sull'orizzonte, misurata ad esempio a mezzogiorno, varia nel corso dell'anno. Lo puoi rivedere nell'animazione qui a fianco. L'altezza è massima in estate e minima in inverno. Se ti sforzi di pensare il Sole fisso, questa animazione ricorda la prua di una nave che beccheggia.

A causa di questa oscillazione del tuo orizzonte rispetto al Sole, accade anche che l'arco compiuto dalla nostra stella durante il giorno ha una lunghezza diversa in periodi diversi dell'anno. Questa conseguenza ti viene mostrata dalla terza osservazione, che puoi rivedere qui.

In sintesi, ti trovi ad osservare il cielo stando su un punto di una sfera. Questa sfera orbita attorno al Sole. L'orientazione della sfera è fissa nello spazio. Per meglio dire, l'orientazione della sfera varia in maniera impercettibile in tempi dell'ordine di qualche anno. La sfera ruota su se stessa e tu puoi vedere le stelle solo quando guardi in direzione opposta al Sole. Con queste limitazioni a te sembra che il tuo movimento sia il risultato di una rotazione assieme ad una oscillazione.

Vai avanti verso la Luna .