Dal Neolitico ai giorni nostri, la quantità di luce solare che vediamo in un giorno ha avuto un profondo impatto sulla cultura umana. Ci stiamo avvicinando rapidamente al solstizio d'inverno per l'emisfero settentrionale, che si svolge il 21 dicembre. Questa è la notte più lunga dell'anno - una volta celebrata come "Yule" dai pagani del Nord Europa prima che diventasse Natale.

Stonehenge e il vicino sito neolitico di Durrington Walls (circa 2, 500 aC) sono stati costruiti ciascuno per essere orientati rispettivamente verso il tramonto e l'alba di pieno inverno. Questa attenzione al solstizio d'inverno era un momento importante segnato da banchetti e forse dal sacrificio di animali.

Millenni dopo, i romani celebravano i Saturnalia (fino al IV secolo d.C.) – una festa durante la settimana del solstizio d'inverno dedicata al dio Saturno, coinvolgendo giochi e allegria. L'ultimo giorno di Saturnalia era chiamato dai Romani "dies natalis solis invicti" (compleanno del sole invitto), che lo celebravano scambiandosi doni il 25 dicembre. L'evento pagano anglosassone noto come Yule era in pieno svolgimento durante il solstizio d'inverno pochi secoli dopo, alla fine evolvendo nel festival che ora conosciamo come Natale.

Pianeta inclinato

Ma cosa causa il solstizio d'inverno? Il nostro pianeta ha un'inclinazione assiale (di 23,4°) rispetto al suo piano orbitale attorno al sole, che risulta nelle stagioni. I solstizi d'inverno e d'estate, e gli equinozi di primavera e d'autunno, sono i punti estremi in ciascuna di queste stagioni (vedi immagine). In inverno, l'inclinazione della Terra rispetto al sole fa sì che la luce solare si diffonda su una superficie più ampia rispetto all'estate. Inoltre fa sorgere il sole più tardi e tramontare prima, dandoci meno ore di luce solare e temperature più fredde.

Come succede, la direzione dell'inclinazione della Terra cambia nel tempo. Queste variazioni sono note fin dai tempi degli antichi greci. Ipparco, uno dei fondatori delle moderne tecniche astronomiche, scrisse uno dei primi cataloghi stellari completi nel 129 aC. Dopo aver compilato il suo catalogo, notò che la posizione delle stelle era cambiata rispetto a quelle di registrazioni molto precedenti, come il babilonese.

interessante, le stelle sembravano essersi spostate di posizione della stessa quantità, e si rese conto che la posizione del nord nel cielo doveva essersi spostata nei secoli successivi. Attualmente, il nostro nord celeste è segnato dalla posizione della stella Polare. ma questo non era sempre il caso.

La rotazione di un oggetto rotante, come la Terra, possono essere influenzati da forze esterne. Dato che la Terra sta già girando, qualsiasi forza applicata ad esso, come la gravità della luna o di altri corpi nel sistema solare, modificherà questa rotazione (nota come coppia). Il risultato sulla Terra è chiamato precessione degli equinozi, un fenomeno che influenza le nostre osservazioni delle stelle. Un esempio visibile di questo su scala ridotta è mostrato più volte durante il film Inception, dove la precessione di una trottola è stata utilizzata per determinare se il personaggio principale fosse in realtà, o ancora sognando.

Per la Terra, questa precessione traccia un cerchio nel cielo una volta ogni 26, 000 anni (vedi immagine sotto). in 3, 000 aC, il nord celeste era la stella Alpha Draconis (Thuban), nella costellazione del Draco. Dato che possiamo prevedere questo movimento, sappiamo che 13, 000 anni da oggi la nostra stella polare sarà Vega, nella costellazione delle Lire.

Ciò influisce anche sull'inizio delle stagioni nell'arco di un anno come parte di questo 26, ciclo di 000 anni, e quindi ha importanti implicazioni per chiunque tenti di attribuire un significato culturale a un punto particolare in una data stagione. Il tempo impiegato dalla Terra per orbitare attorno al sole è di circa 365,25 giorni, il che significa che abbiamo un giorno in più ogni quattro anni. A confronto, la precessione degli equinozi risulta in circa 20 minuti di differenza tra il periodo orbitale terrestre misurato rispetto alle stelle fisse di sfondo (un anno siderale), e il tempo necessario affinché il sole appaia per tornare nella stessa posizione nel cielo ogni anno (un anno solare).

Come digressione storica, fu la discrepanza tra la lunghezza dell'anno solare e la lunghezza di un anno come definito dal calendario giuliano che spinse la conversione al calendario gregoriano attualmente in uso. La precessione degli equinozi era nota e aveva causato una discrepanza di alcuni giorni che spinse il concilio di Nicea a cambiare il nostro sistema di calendario.

Sotto il calendario giuliano, originariamente fondata dai romani nel 46 a.C., Il capodanno in Inghilterra era il 25 marzo, e questo è stato utilizzato anche per definire l'inizio dell'anno d'imposta. L'adozione del calendario gregoriano nel 1752 spostò la data dell'anno fiscale in avanti di 11 giorni, ma imposta Capodanno al 1 gennaio. Tuttavia, per evitare 11 giorni di mancato gettito fiscale, il governo di quel tempo stabilì che il nostro anno fiscale iniziasse il 6 aprile dove rimane fino ad oggi.

Così, dato che sono 1, 440 minuti al giorno, e una differenza di 20 minuti tra l'anno siderale e quello solare, quindi in un periodo di 72 anni le date degli equinozi (e dei solstizi) si sposterebbero indietro nel calendario di un giorno intero, se non sono stati corretti per (cosa che sono). Ciò significa che un romano che usava il solstizio d'inverno come punto di riferimento per i tempi del Natale avrebbe festeggiato il Natale verso la fine del nostro novembre. Ancora più indietro, i costruttori di Stonehenge avrebbero vissuto il solstizio d'inverno nel nostro settembre.

Natale su Marte

Il solstizio d'inverno è stato chiaramente importante storicamente, ma per quanto riguarda il futuro? Forse tra qualche centinaio di anni, i coloni umani festeggeranno il Natale su Marte. Il pianeta Marte ha anche un'inclinazione assiale (25,2°), e quindi stagioni come facciamo noi. Marte sperimenta anche una precessione degli equinozi, ma il periodo di precessione è meno stabile di quello terrestre. Una precessione marziana completa è di circa 167, 000 anni.

Il solstizio d'inverno dell'emisfero nord su Marte è appena passato, che si verifica il 16 ottobre. Poiché un anno siderale su Marte è di 687 giorni terrestri, il prossimo solstizio d'inverno dell'emisfero settentrionale marziano non si verificherà fino al 2 settembre, 2020.

Ciò significa che tutti i futuri coloni di Marte che desiderano ricreare le "feste" del solstizio d'inverno a Durrington Walls migliaia di anni fa o, forse, solo segnando il Natale, avrebbe dovuto abituarsi a festeggiare in diverse stagioni marziane quasi ogni anno.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.