ASTRONOMIA SEMPLICE

5/13/2018 ASTRONOMIA SEMPLICE - slidepdf.com

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LEZIONI DI ASTRONOMIA – SPUNTI DIDATTICI

ANNO SCOLASTICO 2008 – 2009 – Classe 3^D

Lezioni prof. Alborghetti.

1° capitolo: l’astronomia nell’antichità.

STONEHENGE.

Nel XVII secolo il re di Inghilterra Giacomo I, sedotto e incuriosito da Stonehenge,chiese al suo migliore architetto lord Jones di fare luce sul problema costituito da

queste misteriose pietre erette. Il celebre architetto attribuì questa costruzione agli

antichi romani ma si sbagliò di grosso: in realtà si tratta di un complesso costruito in

più tappe, la più antica delle quali alla fine del neolitico ( circa 2400 aC) e le altre due

durante l’epoca del bronzo antico (da 1900 a 1700 anni aC).

L’analisi delle pietre blu di Stonehenge ha rivelato che esse provengono dai monti

Prescelly nel Pembrokeshire, situato a circa 220 Km da Stonehenge.

Pare impossibile che questi pesanti massi abbiano potuto essere trasportati su unadistanza tanto ragguardevole, e nelle slide della presentazione in power point

sull’astronomia sono presentate alcune ipotesi che possono essere considerate meno

incredibili di altre. A rigore del vero, però, alcuni geologi ritengono che queste pietresiano state trasportate in loco da ghiacciai diverse migliaia di anni prima di essere

usate ed erette.

Il complesso consiste in cerchi concentrici di pietre erette, il più grande dei quali hadiametro di 32 metri. Le pietre del cerchio esterno sostengono pietre trasversali

poste in cima.

Una domanda scottante: PERCHE’ UNA COSTRUZIONE SIMILE, così faticosa darealizzare e apparentemente senza fini pratici?

La funzione esatta di questo complesso è a tutt’oggi ignota, ma pare che fosse legata

molto verosimilmente all’osservazione degli astri. … Luogo di culto solare o strumento

astronomico? La questione rimane irrisolta … Certo è che parecchie sono le peculiarità

di questo luogo, che proverò a riassumere in qualche punto:

ci sono strutture circolari, fossati e terrapieni. Il fossato ha circa 100 m di

diametro ;

1



all’interno del fossato e del terrapieno si distinguono 56 buche, disposte in

circolo attorno ai megaliti.all’interno si distingue un circolo di monoliti di arenaria alti circa 4 metri

ciascuno; il loro peso è di circa 40 tonnellate ciascuno e sono impiantati in buche

del terreno che li mantengono in posizione verticale.un efficace sistema ad incastro permette la stabile sistemazione delle pietre

disposte orizzontalmente che compongono la cintura esterna;

più internamente, una circonferenza di pietre più piccole (“pietre blu”) a cui

seguono degli imponenti triliti alti 6 metri e disposti a “U”, a cui

corrispondentemente segue, a mo’ di cornice a ferro di cavallo, un’altra serie di

pietre blu;

al centro del complesso compare un altare.

esternamente a tutto questo complesso compare una stele isolata, la cosiddetta

“pietra del tallone” (heelstone), una sorta di mirino che viene perfettamente incisoin corrispondenza dell’alba del 21 giugno, il giorno del solstizio d’estate nel nostro

emisfero.

INCISO: SOLSTIZI ED EQUINOZI.

La Terra ruota attorno al proprio asse in senso antiorario, da ovest verso est,

impiegando 24 ore: a questo periodo si dà il nome di giorno.

Il fatto che ci siano il giorno e la notte è conseguenza di questo moto terrestre

attorno al proprio asse.

La linea immaginaria che separa la zona di luce da quella d’ombra, di buio, è chiamata

CIRCOLO DI ILLUMINAZIONE: prova a infilzare una mela su un lungo stecchino da

spiedino e ad illuminarla con una pila: vedrai molto bene questa linea di demarcazione!

La Terra fa anche un altro movimento, cioè ruota attorno al Sole: per fare un giro

completo impiega 365 giorni e sei ore circa: l’anno solare è proprio il nome che si dà a

questo periodo di tempo, necessario per completare l’orbita terrestre attorno al sole.

IL PIANO SU CUI SI TROVA L’ORBITA TERRESTRE SI CHIAMA PIANO

DELL’ECLITTICA (cioè il piano sul quale la terra si sposta per girare attorno al sole).

E’ importante specificare che l’asse di rotazione terrestre e il piano dell’eclittica nonsono fra loro perpendicolari, cioè non è così:

NO!

90°

2



ma l’asse forma con il piano dell’eclittica un angolo di circa 66° e 33’, mantenendosi

sempre parallelo a sé stesso, quindi grosso modo è così:

66°33’ SI’!

Questo ha delle conseguenze enormi: a causa di questa inclinazione dell’asse il circolo

di illuminazione NON passa normalmente per i poli e quindi la durata delle ore di luce(dì) e di buio (notte) sono differenti: solo in due giorni all’anno, il 21 marzo e il 23

settembre, il circolo di illuminazione passa esattamente per i poli e notte e dì hannouguale durata in tutti i punti della Terra (EQUINOZI, da “equi” = uguale).

Agli equinozi i raggi del sole arrivano perpendicolarmente all’equatore.All’equatore, dato che il circolo di illuminazione lo taglia sempre a metà, il giorno dura

sempre esattamente come la notte (12 ore).

Il 21 giugno è il SOLSTIZIO D’ESTATE nell’emisfero boreale, cioè il giorno di

massima durata delle ore di luce. In questo giorno il sole al polo nord non tramonta maie al polo sud non sorge mai; il 21 giugno il circolo di illuminazione taglia come sempre ametà l’equatore e arriva tangente a due circonferenze sulla terra: i Circoli Polari

Artico e Antartico. Dal Circolo Polare Artico in su, in quel giorno, c’è sempre

esposizione ai raggi solari, mentre dal Circolo Polare Antartico in giù, in quel giorno,

c’è sempre ombra e quindi buio.

POLO N.

POLO S.

21 GIUGNO, solstizio d’estate nel nostro emisfero: i raggi del sole non arrivano sotto

il Circolo polare antartico ma illuminano completamente dal circolo polare artico fino al

polo nord. I raggi sono perpendicolari al parallelo chiamato tropico del cancro (passaper il Marocco, Libia, Algeria, …)

3



POLO N.

POLO SUD

22 Dicembre, equinozio d’inverno nel nostro emisfero: i raggi del sole non arrivano

sopra il Circolo polare artico ma illuminano completamente dal circolo polare antartico

fino al polo sud. I raggi del sole sono perpendicolari al parallelo chiamato tropico del

capricorno (passa per l’Australia, …)

POLO N.

POLO S

Situazione agli equinozi, 21 marzo e 23 settembre: il circolo di illuminazione, cioè lalinea tratteggiata in tutti e tre gli schemi precedenti, passa esattamente per i poli e i

raggi solari arrivano perpendicolarmente sull’equatore, che in tutti i tre disegni è la

linea rossa centrale perpendicolare all’asse.

Quello che colpisce di Stonehenge è la contraddizione apparente fra la presumibile

rozzezza di quel popolo primitivo che costruì questo complesso e una serie di

caratteristiche sorprendenti che esso presenta, fra cui:sembra che le 56 buche disposte nel complesso siano in un certo qual modo

legate alla successione delle ECLISSI LUNARI , che si alternano circa ogni 18 anni

(e qualche mese) ma con regolarità. L’eclissi lunare accade quando la Terra si

frappone fra il sole e la luna, e questa, non potendo più riflettere la luce solare in

quanto è schermata dalla Terra stessa, sembra scomparire… Per gli antichi questaera una esperienza spaventosa, perché avendo sacralizzato gli astri, gli episodi

come le eclissi in cui “gli dei” scomparivano e si sottraevano alla vista degli uominierano considerati dei presagi funesti di imminenti sciagure…!

la centralità del sole, forse adorato come una divinità, dà alcuni suggerimenti.Probabilmente il sole fu venerato in quanto sempre uguale a se stesso, sorge

sempre e tramonta sempre, giorno dopo giorno, scalda, illumina, dà la vita, …

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Quando tramonta arrivano le tenebre, il freddo, è più possibile avere paura o

essere spaventati da rumori di cui non si riesce a vedere bene l’origine … In unavita precaria come quella di allora, le cose immutabili davano certamente sicurezza.

Certamente i costruttori di Stonehenge dovevano avere buone conoscenze

astronomiche e mi piace ipotizzare che questo popolo abbia voluto con questacostruzione cercare di afferrare meglio, forse di controllare, il mistero della loroesistenza… non è azzardato credere infatti che per i nostri “antenati” il sole

potesse rappresentare la concretizzazione di tutta la misteriosa vitalità della

natura.

INCISO: COSA HA SPINTO \ CI SPINGE A COSTRUIRE COSE CHE “NON

SERVONO”?

In un clima freddo, piovoso, ostile all’agricoltura come quello della Gran Bretagna,amaggior ragione 2000 anni a.C., cosa avrà spinto i popoli primitivi a cimentarsi in una

colossale impresa che nulla aveva a che fare con la loro immediata sussistenza?(cacciare, mangiare, trovare riparo, scaldarsi, procreare, proteggere la prole, …)

Molto probabilmente quel “qualcosa” è la stessa inquietudine che qualcuno di noi sente

dentro di sé, ha sentito o sentirà: quella di un BISOGNO DI VERITA’ su noi stessi e

sul mondo che ci circonda, perché non ci accontentiamo di essere ingranaggi

inconsapevoli di un mondo che non comprendiamo!

Evidentemente il popolo di Stonehenge ha sentito l’esigenza di mettersi in contatto

col mistero, della natura cosmica o della divinità che sia, mostrando in modo

inequivocabile che le quattro dimensioni dell’uomo a cui abbiamo accennato l’anno

scorso, - fisica, psichica, emotiva e spirituale – non sono inventate ma pilastri

essenziali della nostra identità!

Seconda riflessione: tutto ciò dà una bella lezione alla nostra cultura dell’avere,

secondo cui uno è tanto più felice quanto più possiede (e ovviamente mostra agli altri

altrimenti non c’è gusto!!!). Penso che anche 2000 anni fa agli abitanti dell’odierna

Cornovaglia avrebbe fatto comodo possedere un coltello più affilato o una pelliccia più

calda per proteggersi dal freddo o una casa più robusta, e forse si sarannogiustamente preoccupati di migliorare la qualità della loro vita, ma NON SI SONO

FERMATI LI’: hanno intuito in pieno che la felicità dell’uomo va cercata oltre le cosedi ogni giorno, oltre le proprie esigenze personali pratiche!

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2° capitolo: Il fascino della luna.

La Luna è il corpo celeste più vicino alla Terra ed è il suo unico satellite naturale.

Come la Terra, essa si muove di tre movimenti:

1. ruota attorno al proprio asse da ovest verso est (PROPRIO COME LA TERRA),compiendo un giro completo in circa 27 giorni (ATTENZIONE: LA TERRA FAUN GIRO SU SE STESSA IN SOLE 24 ORE!)

O E

2. ruota attorno alla Terra in senso antiorario su un’orbita ellittica di cui la Terra

occupa uno dei fuochi (così come la Terra fa nei confronti del sole) e impiega nel farequesto lo stesso tempo che impiega nel fare il primo moto: per questa ragione la luna

rivolge verso la Terra sempre la stessa faccia.

3. assieme alla Terra ruota attorno al Sole, in senso antiorario e seguendo la Terra

lungo un’orbita ellittica.

Muovendosi attorno alla Terra lungo un’ellisse, la Luna non è sempre alla stessadistanza dalla Terra: questa varia da 385000 chilometri (perigeo = posizione + vicina

alla Terra) a circa a 407000 chilometri circa (apogeo = posizione + distante dalla

Terra).

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Dal fatto che la Luna si muove attorno alla Terra e che la Terra a sua volta ruota su se

stessa, ma molto più velocemente di quanto non faccia la Luna, noi nel cielo nonvediamo la Luna sempre allo stesso modo… Osserviamo che:

a volte la Luna c’è, altre volte non c’è;

a volte vediamo la Luna rotonda, a volte a falce;

a volte ha la gobba verso est, altre volte l’ ha verso ovest;

a volte la Luna ci sembra più grossa, soprattutto quando è bassa

all’orizzonte, altre volte ci appare più piccola;

a volte sorge a mezzanotte e tramonta a mezzogiorno (quindi la vediamo di

mattino assieme al Sole);

a volte sorge la sera e tramonta al mattino (quindi rischiara la notte);

a volte sorge a mezzogiorno e tramonta a mezzanotte (quindi la vediamo dal

pomeriggio);

…..

E’ il complesso meccanismo delle fasi lunari, cioè di come noi riusciamo a vedere laLuna in base alla posizione relativa di tre corpi celesti: SOLE – TERRA – LUNA.

Tutte le osservazioni che abbiamo fatto sopra si ripetono nel corso di un mese (27

giorni, 7 ore e 43 minuti) e le possiamo associare al movimento della Luna attorno al

nostro pianeta: possiamo distinguere 4 posizioni tipiche, una successiva all’altra di una

settimana circa, fra le quali ci sono tutte quelle intermedie.

1^ SITUAZIONE: VEDO UNA MEZZALUNA CON LA GOBBA A OVEST.

Consultando un calendario con le fasi lunari, possiamo vedere che nel mese dinovembre 2008 questa situazione si verificherà venerdì 28 novembre.

La Luna in questo caso è crescente, cioè si avvia a diventare Luna piena (cresce giorno

dopo giorno la parte illuminata) e ha la gobba a destra: infatti il proverbio dice “Lunacrescente, gobba a ponente” – cioè a ovest!

La Luna quando si presenta in questo modo si dice che è in quadratura con Sole e

Terra, cioè la linea immaginaria che le unisce forma un angolo retto.

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Se osservi bene, vedrai che il 28 di questo mese la Luna sorge a mezzogiorno

(controlla quando esci da scuola se la vedi verso est!) e tramonta a mezzanotte. Allasera la troviamo a metà del suo cammino, cioè a sud. Se volessimo rappresentare con

un disegno questa situazione, potremmo schizzarlo così:

1: Illuminata, dalla Terra la vedo

2: Illuminata, ma dalla Terra non la vedo

3: buia, anche se dalla Terra la vedrei

4: buia, dalla Terra non la vedrei comunque

1 32 4

Il disco giallo è il Sole, quello marrone la Terra, quello trasparente la Luna e il puntinorosso sulla Terra rappresenta il punto di osservazione.

2^ SITUAZIONE: DOPO 7 GIORNI VEDIAMO LA LUNA PIENA.Osserva quando vedi comparire la luna piena e quando la vedi tramontare: sorgerà al

crepuscolo a est e tramonterà al mattino a ovest. La faccia della Luna illuminata dalla

luce solare è proprio quella rivolta verso la Terra e noi la vediamo totalmente

illuminata. Questa situazione si chiama LUNA PIENA e si dice che Sole – Terra – Luna

sono in congiunzione perché è come se fossero allineati (non è proprio vero ma diciamo

così per semplificarci la vita): vedi lo schemino seguente, in cui il pallino rosso indica

l’osservatore che dalla Terra guarda la Luna.

Guardando un calendario con le indicazioni delle fasi lunari, possiamo osservare che la

luna piena, nel mese di dicembre 2008, è osservabile attorno al 5 - 6 dicembre.buia

illuminata: vedo la Luna piena!!

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3^ SITUAZIONE: DOPO ALTRI 7 GIORNI …

Dopo 7 giorni la Luna si è spostata di 90° rispetto alla sua posizione precedente, edato che abbiamo detto che il suo moto è in senso antiorario, si troverà nella posizione

indicata nella figura successiva.

La parte illuminata nel frattempo ha seguitato a diminuire (si parla infatti di “Lunacalante”), finchè allo scadere del settimo giorno circa vedrò una mezzaluna, con la

gobba rivolta verso est, a sinistra (“Luna calante, gobba a levante”), perché il Sole

illumina solo metà della faccia rivolta verso la Terra.

Se osservi bene, la Luna sarà sorta a mezzanotte e sarà tramontata a mezzogiorno.

Quindi di primo mattino la trovi a sud.

Si dice che la Luna si trova in quadratura, perché Sole – Terra – Luna formano tra loroun angolo di 90° (ovviamente immaginario!!!)

1: Illuminata, ma dalla Terra non la vedo

2: Illuminata, e dalla Terra la vedo

3: buia, dalla Terra non la vedrei comunque

4: buia, anche se dalla Terra la vedrei

1 3

2 4

4^ SITUAZIONE: DOPO ALTRI 7 GIORNI NON VEDIAMO LA LUNA.

Questo significa che la faccia della Luna illuminata dalla luce solare non è quella

rivolta verso la Terra, ma quella opposta: la Luna rivolge verso la Terra la faccia

oscura, non illuminata dai raggi solari, e pertanto non la vediamo. Questa situazione si

chiama LUNA NUOVA, si dice che Sole – Terra – Luna sono in congiunzione perché è

come se fossero allineati (non è proprio vero ma diciamo così per semplificarci la vita):vedi lo schemino seguente, in cui il pallino rosso indica l’osservatore che dalla Terra

guarda la Luna. Riguardando le osservazioni che riguardano i tre casi precedenti,

possiamo dedurre che la luna nuova dovrà sorgere al mattino e tramontare la sera,

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anche se noi non la vediamo: solo così infatti le regolarità che abbiamo notato nei tre

casi precedenti possono trovare coerenzaDando un’occhiata al calendario di dicembre 2008, la luna nuova (non vedo la Luna) si

ha attorno al giorno 20.

buia: dalla Terra non vedo la Luna!!!illuminata

L’importanza della Luna nei confronti della Terra è notevolissima: vi riporto alcune

interessanti ipotesi tratte dal libro citato di seguito.

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LA LUNA: UN SATELLITE MOLTO SPECIALE!!

( DA: “L’universo come opera d’arte” – Jhon D. Barrow – ed.BUR scienza, 2002)

I concetto: la Luna influenza la durata del giorno terrestre.La Luna esercita sulla Terra un’azione di attrazione gravitazionale e a causa di questo

la durata del giorno sulla Terra si sta allungando molto lentamente, di circa 2 millesimidi secondo ogni secolo. Nell’arco dei lunghissimi periodi di tempo necessari affinché si

possano avere modificazioni geologiche e biologiche significative, questo piccoloallungamento acquista molto peso, perché due miliardi di anni fa, il tempo in cui

risalgono i primi batteri fossili di cui disponiamo, il giorno doveva essere circa 11 orepiù corto rispetto a oggi. Andando ancora più indietro, ai tempi di formazione della

Terra, possiamo concludere che il giorno non durava più di 6 ore circa! Pertanto, se laLuna non esistesse, la durata del giorno sarebbe circa un quarto di quella attuale.

Tutto questo avrebbe delle conseguenze pesantissime anche sul campo gravitazionale

terrestre: con un giorno di sole sei ore, le particelle cariche del nucleo terrestre

ruoterebbero più rapidamente e quindi formerebbero un campo magnetico terrestre

circa triplo di quello attuale, con conseguenti effetti notevoli sull’adattamento degli

esseri viventi alla gravità! Inoltre si creerebbero venti fortissimi che spazzerebbero

senza sosta il pianeta e il grado di erosione comportato da venti e ondate sarebbe

altissimo: in simili circostanze, la pressione selettiva favorirebbe alberi bassi confoglie robuste, meno facili da staccare e ciò potrebbe avere possibili conseguenze

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sulla composizione chimica dell’atmosfera terrestre, attraverso una ritardata

conversione della CO2 ad opera della fotosintesi.

II concetto: l’influenza (?) della Luna.

Rispetto alla Terra, la Luna è molto più grande di qualsiasi altro satellite del sistemasolare nei confronti del suo pianeta. Giove e Saturno, autentici giganti se confrontaticon la Terra, hanno satelliti di dimensioni paragonabili alla Luna! Inoltre la Luna è

molto vicina alla Terra, in quanto si trova a una distanza di 60 volte il raggio

terrestre: tutto ciò fa sì che il sistema Terra – Luna si comporti come un “pianeta

doppio”. L’influenza della Luna è impressa nei cicli del nostro pianeta, nella nostra

cultura come il modo di misurare il tempo (la suddivisione dell’anno in 12 mesi si basa

sulla Luna: in particolare, il mese è vicino al periodo di 27,32 giorni che la Luna impiega

per ruotare attorno alla Terra, e se pensiamo che durante questo periodo la Terra si

sposta sulla propria orbita attorno al Sole e la Luna deve perciò compiere un ulteriorespostamento per completare il suo ciclo di fasi attorno al Sole, allora l’intero ciclo

mensile delle fasi lunari è di 29,53 giorni.)

La Luna esercita sulla Terra un’attrazione che è maggiore sulla faccia del pianeta più

vicina al satellite: questo comporta una variazione mensile dell’altezza degli oceani che

segue il movimento lunare attorno alla Terra. Esistono indizi interessanti secondo i

quali queste variazioni hanno lasciato una traccia evidente nei comportamenti degli

esseri viventi: per le creature che vivono in acque basse o che sono addirittura anfibie

la variazione delle maree costituisce un fattore importantissimo, nei confronti del

quale l’adattamento può risultare benefico. Le donne hanno un ciclo di produzione degliestrogeni di 28 giorni, vicino al mese lunare. Sembra che non sussista una spiegazionediretta fra fasi lunari e cicli mestruali, ma è stato ipotizzato che ciò potrebbe essere

“un’eredità” dei nostri progenitori, che vivendo nel mare facevano affidamento inqualche modo ai cicli delle maree. Un’altra ipotesi è che questi cicli siano un

adattamento alla luce, risalente al tempo in cui gli uomini erano raccoglitori –cacciatori. In tali circostanze, la luce diurna era un bene quantitativamente limitato e

bisognava sfruttare fino in fondo quella della Luna piena. Il periodo di oscurità,durante il quale la Luna era in fase calante, fu con ogni probabilità dedicato

spontaneamente all’attività riproduttiva e quindi potrebbe essersi verificato unadattamento dell’organismo tale da rispecchiare in una periodicità ciclica la variazione

lunare.

III CONCETTO: LA LUNA RENDE POSSIBILI LE ECLISSI!

Le eclissi si verificano per un fatto fortuito in natura, perché il diametro del Sole è

circa 400 volte maggiore di quello della Luna e la sua distanza dalla Terra è anch’essa

di circa 400 volte superiore rispetto a quella del nostro satellite. Queste grandi

disparità fanno sì che in cielo le dimensioni apparenti del Sole e della Luna siano più omeno le stesse. Di conseguenza, quando la Luna passa davanti al Sole può coprirlo

completamente, producendo così una eclissi totale. Invece, esaminando gli altri pianeti

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del sistema solare, scopriamo che nei loro cieli le rispettive lune appaiono molto più

grandi del Sole! Se ipotizzassimo che la Luna fosse più distante dalla Terra solodell’8%, circa 29000 km, dalla Terra non sarebbero più visibili le eclissi totali di Sole!

Sappiamo che la distanza media Terra – Luna sta gradualmente aumentando di 3 cm

all’anno, così ipotizziamo che fra 500 milioni di anni la Luna sarà così lontana dallaTerra che non ci saranno più eclissi di Sole.

IV CONCETTO: IL POLO NORD DELLA TERRA CAMBIA DIREZIONE NEL

TEMPO!

La Terra non è da sola mentre ruota attorno al proprio asse , ma la Luna e il Sole

contribuiscono a creare un altro effetto particolare sul movimento della Terra.

Intorno alle regioni equatoriali, dove le forze centrifughe sono molto intense, la

rotazione terrestre è causa di un rigonfiamento. Poiché l’asse di rotazione terrestre è

inclinato di 23,5° rispetto alla perpendicolare al piano dell’eclittica, neanche questorigonfiamento si trova su quel piano e di conseguenza i campi gravitazionali solare e

lunare tendono a spostare l’asse terrestre in modo da riportare il rigonfiamento

equatoriale a giacere sul piano dell’orbita. Gli effetti sono simili a quelli di una spinta

su una trottola in movimento, che non produce solo una modificazione della direzione

dell’asse di rotazione ma una rotazione della direzione dell’asse stesso che va a

descrivere un circolo. Pertanto la direzione del polo nord cambia nel tempo, seguendo

questo circolo che per essere completato richiede circa 26000 anni. Oggi il polo nord

punta verso la Stella Polare, ma all’altra estremità del circolo la stella più vicina al polo

non è più quella polare, ma Vega; ad esempio né greci né romani avevano una StellaPolare che segnasse il nord, in quanto alla loro epoca l’asse terrestre non puntava inmodo soddisfacente verso la Stella Polare, e fra un migliaio di anni toccherà a Vega

essere la stella più vicina alla direzione in cui punterà il polo nord, ma per i navigantiessa sarà un misero sostituto della Stella Polare in quanto disterà comunque alcuni

gradi dal polo nord terrestre.

Stella polare Vega

Direzio

ne Sole - Luna

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V CONCETTO: PER FORTUNA CHE C’E’ LA LUNA a stabilizzare il clima sulla

Terra!La Luna è importante per stabilizzare “l’obliquità” terrestre, ovvero l’inclinazione del

suo asse rispetto alla perpendicolare al piano dell’eclittica. L’evoluzione dell’obliquità

terrestre è influenzata in modo predominante dalla presenza della Luna, perché sequesta non esistesse o se fosse molto piccola, allora l’obliquità dell’eclittica terrestreevolverebbe caoticamente in un intervallo compreso fra 0 e 85 gradi, rimanendo

superiore ai 50° per milioni di anni. Ciò creerebbe sulla Terra una situazione climatica

estrema, in cui i poli riceverebbero una quantità di radiazione solare molto inferiore

rispetto all’equatore. Poiché le passate variazioni di soli 1 o 2 gradi sono state

sufficienti a provocare fenomeni quali le glaciazioni, variazioni di questa portata

risulterebbero catastrofiche per l’evoluzione della vita. Fortunatamente la Luna

esiste! La sua presenza ha una potente funzione stabilizzatrice e la sua azione

gravitazionale contiene l’obliquità terrestre nell’ambito di una oscillazione che non èmai più di 1,3 ° attorno alla posizione media di 23,5°. Le moderate mutazioni climatiche

del nostro pianeta sono legate al grado di inclinazione e alla velocità di rotazione,

parametri che senza l’azione stabilizzatrice della Luna varierebbero in maniera

drammatica circa ogni 100 000 anni. Il mantenimento di un clima stabile necessita

della Luna, ad ogni modo non è detto che sia stato sempre così: prima che essa fosse

creata dall’impatto con la “proto – Terra” circa 4 miliardi e mezzo di anni fa, l’obliquità

terrestre avrebbe potuto variare in modo casuale e imprevedibile, e solo in seguito

alla interazione con la Luna la mutevole obliquità dell’eclittica terrestre sarebbe stata

guidata verso un futuro di oscillazioni stabili, attorno all’attuale valore di 23,5°funzionale al prosperare della vita così come la conosciamo oggi. ________________________________________________________________

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APPROFONDIMENTI: ECLISSI E INFLUENZA DELLA LUNA SULLE MAREE.

Le ECLISSI sono dei fenomeni che avvengono quando Sole, Terra, Luna sono

perfettamente allineati e quindi avvengono degli oscuramenti.

ATTENTO: NON AVVIENE UNA ECLISSI AD OGNI LUNA PIENA E LUNA NUOVA,perché i tre corpi celesti non sono sempre perfettamente allineati; il piano dell’orbita

lunare e quello dell’orbita terrestre 8il piano dell’eclittica) infatti sono sfasati di circa

5° e le eclissi possono avvenire solo quando Luna, Terra, Sole si trovano sulla linea di

intersezione fra questi due piani:

orbita della Terra

orbita della Luna

Piano dell’eclittica Circa 5°

Se chiamiamo NODI (le due palline rosse del disegno sopra) i due punti in cui l’orbita

lunare interseca quella terrestre, allora diremo che le eclissi si verificheranno solo

quando la Luna occupa una di queste due posizioni. Le eclissi sono dei fenomeni regolari

e prevedibili: in un anno sulla Terra avvengono almeno due eclissi solari e al massimosette eclissi in totale, di cui due lunari e cinque solari. Si vede quindi che le eclissi

solari sono più frequenti di quelle di Luna. La prossima eclissi totale di Sole sarà

visibile in Italia nel 2081.

ECLISSE LUNARE: SI OSCURA LA LUNA.

LA TERRA SI INTERPONE FRA SOLE E LUNA, quindi è possibile solo in situazione diluna piena quando i tre corpi celesti sono perfettamente allineati. Il cono d’ombra

della Terra può coprire totalmente o parzialmente la Luna, dando origine ad una eclissitotale oppure ad una eclissi parziale; la Luna non scompare del tutto alla vista dalla

Terra e appare come un disco rossastro. La figura seguente cerca di illustrare questa

situazione: A indica la zona di eclissi totale e B indica le zone di eclissi parziale.

B

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A

B

La durata dell’eclissi è il tempo impiegato dalla Luna per attraversare il cono d’ombra

della Terra e dura al massimo 1 ora e 40 minuti.

Ricapitolando, la Luna non è visibile perché si trova nel mezzo del cono d’ombra

proiettato dalla Terra !

ECLISSE SOLARE: SI OSCURA IL SOLE.

LA LUNA SI INTERPONE FRA SOLE E TERRA, quindi è possibile solo in situazione diluna nuova (assenza di luna) quando i tre corpi celesti sono perfettamente allineati.

In questa situazione, il Sole non è visibile dalla Terra perché il suo disco risulta

coperto dall’ombra che la Luna proietta sulla Terra. In queste condizioni la corona

solare diventa ben visibile e gli astrofisica la possono studiare adeguatamente.

L’eclissi solare può essere TOTALE per i punti della Terra che si trovano esattamente

nel cono d’ombra della Luna (zona A) o parziale se l’osservatore terrestre si trova in

una zona di penombra (zona B)

B

A

B

La durata di un’eclissi totale di Sole è al massimo di 7 minuti e 40 secondi, e questo

fenomeno è possibile perché in determinate condizioni, grazie alle distanze relative,

disco solare e lunare dalla Terra appaiono di dimensioni paragonabili; se l’eclissi

avviene quando la Terra nella sua orbita ellittica si trova più vicina al Sole (quindiquesto appare più grande) e la Luna dal canto suo è alla massima distanza dalla Terra

(cioè appare più piccola), allora il disco lunare non riesce a coprire totalmente quellosolare: vedremo un anello luminoso, la cosiddetta eclissi anulare :

anello luminoso visibile dalla Terra

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Luna

LE MAREE E L’INFLUENZA LUNARE.

Sono movimenti periodici di sollevamento e abbassamento delle acque marine dovute

all’attrazione congiunta solare e lunare. La marea cambia ogni circa 6 ore e il fenomeno

di variazione delle maree si verifica due volte al giorno su tutto il pianeta.

Si ha una alternanza di sollevamenti del livello del mare (alta marea o flusso) e di un

abbassamento (bassa marea o riflusso).

Questo fenomeno può essere modesto, come nel mari chiusi in cui si limita a qualche

decina di centimetri ma anche molto più spettacolare come sulle coste oceaniche o neigolfi e negli stretti, in cui può anche arrivare a qualche metro!

Le maree sono il frutto dell’effetto combinato di attrazione solare e lunare, ma dato

che la vicinanza della Luna alla Terra è molto maggiore rispetto al Sole, l’incidenza del

nostro satellite è di gran lunga superiore: la Luna esercita una forza di attrazione più

che doppia rispetto a quella del sole, e per questo fatto il fenomeno delle maree è in

massima parte regolato dalla Luna e solamente “aggiustato” dall’influenza solare.

ALTA MAREA: QUEL PUNTO SI TROVA ALLINEATO SULL’ASSE “LUNA - CENTRODELLA TERRA”.

Dopo 6 ore nella località indicata dal pallino rosso si avrà invece BASSA MAREA,perché la Terra ruotando attorno al proprio asse avrà portato quella località fuori

dall’allineamento fra Terra e Luna, ma i tre corpi celesti formano un angolo di 90°.

Dopo 6 ore di nuovo avrò ALTA MAREA per effetto ancora della rotazione terrestre

attorno al proprio asse, che ha portato il pallino rosso sulla congiunzione centro della

Terra - Luna; anche se in questa posizione la Luna è lontana dalla nostra località

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indicata dal pallino rosso, per effetto della forza centrifuga derivante dalla rotazione

terrestre gli effetti di alta marea si sentono anche lì! Quindi se in luogo terrestrec’è alta marea, sul luogo che gli sta diametralmente opposto si verifica lo stesso

identico fenomeno.

Dopo 6 ore di nuovo avrò BASSA MAREA perché la rotazione terrestre ha riportato il

pallino rosso fuori dalla congiunzione centro della Terra – Luna:

L’azione del Sole è, come ho detto prima, un’azione di rinforzo e di aggiustamento; se

ho fase di congiunzione (luna piena e luna nuova), l’azione del Sole si somma a quella

della Luna e l’alta marea raggiunge il massimo valore:

In condizioni di quadratura, invece, l’alta marea è minore perché gioca solo l’azione

della Luna, mentre quella del Sole tenderebbe a far ridimensionare le basse maree,innalzandole un po’ di livello in quanto su di esse esercita la propria attrazione:

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ASTRONOMIA SEMPLICE

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