Che ore sono? Guarda le stelle

 

 

Questo articolo spiega come determinare l’ora partendo dalla data e dalla posizione in cielo dell’Orsa Maggiore rispetto alla Stella Polare.

Nella prima parte descrive la procedura da seguire, nella seconda approfondisce i principi su cui la procedura è basata.

 

La misura dell’orario è iniziata molti millenni fa e col tempo si è sempre più perfezionata.

Un sistema ancora usato, ma per ragioni di arredo esterno, è la meridiana.

Tutti sanno che la meridiana segna lo scorrere del tempo attraverso lo spostamento del sole in cielo che provoca a sua volta lo spostamento dell’ombra dello stilo sul quadrante della meridiana stessa.

In realtà è la Terra che ruota attorno a sé stessa, dando l’illusione che sia il sole a muoversi.

Mentre siamo consapevoli dello spostarsi del sole in cielo durante il giorno, non lo siamo altrettanto del fatto che anche le stelle lo fanno di notte.

La Terra infatti ruota su sé stessa anche di notte e, conseguentemente, possiamo vedere le stelle spostarsi in cielo.

Si può semplificare il discorso dicendo che la Terra ruota su sé stessa e quindi vediamo tutti gli astri muoversi: stelle, sole, pianeti. Se di giorno non vediamo le stelle è perché il sole, con la sua forte luce, ne impedisce la visione. Se di notte non vediamo il sole è perché la Terra gli ha girato le spalle.

Quindi, come di giorno si può misurare l’orario con il moto del sole, così di notte lo si può fare con il moto le stelle.

Siccome le stelle non fanno ombra (e poi quale stella tra le tante si dovrebbe scegliere?) un sistema di misura come la meridiana non è possibile.

Nell’emisfero nord abbiamo la fortuna di avere una stella che nei nostri tempi è molto vicina al nord geografico (il punto in cui l’asse di rotazione esce della Terra). Il firmamento lo vediamo quindi ruotare attorno a questa stella: la stella Polare, che, a differenza delle altre, appare ferma.

La stella Polare è inoltre allineata con le ultime due stelle dell’Orsa Maggiore. Questo dà facilmente il modo di immaginare una lancetta di un orologio.

 

 

Quindi è possibile leggere l’ora usando questa lancetta?

No, e per tante ragioni:

-  la lancetta ruota in senso contrario a quello delle lancette dell’orologio;

-  la lancetta fa un giro completo in 24 ore invece di 12;

-  nel corso di un anno la Terra fa un giro completo attorno al Sole e questo porta ad un cambiamento nel firmamento (infatti le costellazioni invernali sono diverse da quelle estive);

-  l’orario dedotto dalle stelle sarebbe l’orario locale (quello che noi vediamo da dove siamo), mentre l’orologio segna l’orario ufficiale di un paese (tra Torino e Brindisi ci sono 11° di longitudine di differenza, cioè 44 minuti di tempo, ma l’orario ufficiale è lo stesso per entrambe le città).

 

L’algoritmo che segue consente di determinare l’ora ufficiale italiana perché tiene conto di tutti i punti sopraelencati ed è valido per una vasta fascia attorno al meridiano passante per Bologna.

Come esempio si considera di guardare il cielo il 18 di luglio e di vedere l’Orsa Maggiore posizionata come nel disegno precedente.

 

1) Stimare l’orario indicato dalla lancetta Stella Polare-Merak-Dubhe come fosse la lancetta delle ore di un normale orologio: nel disegno sopra le 8.50 espresso in ore.minuti;

2) calcolare la differenza in mesi tra la data in cui si effettua la lettura e l’11 marzo precedente; per le frazioni di mese, moltiplicare i giorni x 2: nel nostro esempio la differenza è 4 mesi e 7 giorni e il risultato sarà 4.14 espresso in ore.minuti;

3) sommare l’orario del punto 1 con il risultato del punto 2 tenendo conto del fatto che raggiunti i 60 minuti si devono aumentare le ore di una e diminuire i minuti di 60: nel nostro caso 8.50+4.14= 12.64= 13.04;

4) moltiplicare il risultato per 2 e, in caso si superino i 60 minuti, procedere come al punto 3: nel nostro esempio 13.04x 2= 26.08;

5) sottrare il risultato a 24 o a 48 se il risultato supera 24: nel nostro caso 48-26.08= 21.52;

6) al risultato finale aggiungere 1 ora in caso di ora legale;

7) siccome il 18 luglio c’è l’ora legale, l’orario sarà 21.52+1= 22.52.

 

La precisione dell’orario dipende dalla precisione della lettura dell’ora con le stelle (vedi punto 1) e dalla precisione dei calcoli. Dopo qualche esercizio non si dovrebbe superare il quarto d’ora di errore.

 

Per chi avesse voglia di costruirsi un notturnale (strumento per la misura dell’ora di notte) raccomando il sito http://gerlos.altervista.org/notturnale.

 

Per chi vuole maggiori dettagli sul funzionamento dell’orologio stellare, prego leggere il capitolo seguente. Le spiegazioni sono volutamente semplificate per renderne più semplice la comprensione.

 

 

Principio di funzionamento dell’orologio stellare

 

1) La Terra ruota su sé stessa. Come riferimento del momento del giorno usiamo il sole. Ad esempio, a mezzogiorno, tutti i giorni, il sole raggiunge il punto più alto in cielo. L’intervallo di tempo tra due mezzogiorni successivi è un giorno e dura 24 ore.

2) La terra ruota attorno al sole in un anno (365 giorni). In un giorno ha quindi percorso 1/365 del suo percorso attorno al sole. Mentre a mezzogiorno di due giorni successivi si vede il sole sempre nella sua posizione, negli stessi due giorni, quelli che stanno dalla parte opposta, quindi a mezzanotte, vedono due firmamenti spostati tra loro.In pratica, in 24 ore la Terra ruota, rispetto alle stelle, di più di un giro: un giro lo termina 4 minuti prima delle 24 ore.

 

 

 

 

3) Dopo 2 giorni anticipa di 8 minuti, dopo 3 giorni di 12 minuti fino ad arrivare ad 1 anno dove anticipa di 1 giorno esatto (4 minuti x 365 giorni = 24 ore) ripristinando quindi le condizioni iniziali.

4)  Il giorno 11 marzo (e solo in questo giorno), a mezzanotte, la lancetta Polare-Merak-Dubhe segna esattamente le 12. 

 

 

 

In questa data, a mezzanotte, la lancetta segna lo stesso orario dell’ora ufficiale. Il giorno dopo, a mezzanotte, la lancetta avrà girato 4 minuti in più di un’ora, portandosi quindi alle 11,56, e così via nei giorni che seguono.

5) In un anno, le stelle ruotano di 24 ore in senso antiorario, come pure in un giorno le stelle ruotano di 24 ore in senso antiorario. Occorre quindi sommare i due moti per ottenere il totale della rotazione, moltiplicare il risultato per 2 per riportare il tutto ad un quadrante di 12 ore invece di 24. Infine, calcolare quanto manca a 24 ore per riportare il moto in senso orario.

 

Mauro Filippini