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domingo, 9 de septiembre de 2012

La Hora de las Estrellas Capítulo dos


La hora del sol.

Observando los cielos en el hemisferio sur, desde una latitud media, partamos de los siguientes supuestos para imaginar el movimiento aparente del cielo como un reloj:

Tres puntos de partida.
1º- La Tierra gira sobre su eje de oeste a este en el llamado “movimiento de rotación”, causal del día y la noche.
2º- El movimiento real o directo de la tierra produce el movimiento aparente o retrógrado del cielo. Por ello, si observamos el cielo hacia el polo sur celeste veremos a las estrellas girar sobre él en redondo; es decir, en círculos, siguiendo el movimiento de las agujas del reloj.
3º- El movimiento del Sol y del resto de las estrellas puede ser medido con precisión suficiente como para hacer aseveraciones y predicciones.

Confío en que los dos primeros puntos sean sólidos. Trabajemos un momento en el último de ellos: medir el paso del sol o del resto de estrellas.

Sol, que quiero verte.
Medir el paso del sol por el cielo diurno implica tomar ciertos cuidados ya que no puede ser observado a simple vista pues la intensidad de su brillo es suficiente para dañar de forma permanente nuestras retinas*. Mediremos su paso y posición en forma indirecta; utilizaremos la sombra que proyecte un palo o estilo sobre maderas, cartones o el suelo mismo.

La luz se desplaza en línea recta (para el ejemplo en cuestión), así, el punto del suelo que toque la sombra de un palo clavado en la tierra siempre será una proyección inversa de la posición del sol.

* Es válido observar el sol a simple vista solo en los ocasos, es decir, en los amaneceres y atardeceres, cuando, por hallarse en los horizontes, la gran cantidad de atmósfera extra que media hasta nuestros ojos actúa de filtro natural. De hecho, allí es cuando brilla de color rojo ya que las altas energías, que corresponden a los colores próximos al azul, han sido dispersadas hacia las altas capas de la atmósfera (por ello el cielo se ve azul en el horizonte opuesto al orto heliaco, y rojo sobre él).
Orto heliaco: momento en que el sol aparece o desaparece en el horizonte.

A medir, nomás.
Una mañana cualquiera, clava un palo en la tierra (o simula uno con un cartón o madera para usarlo sobre la baldosa o una mesa) y siéntate a observar.
Cuando el sol incida sobre el palo, proyectará una sombra que irá hacia el oeste. A medida que el sol se alce, la proyección del mojón se irá haciendo más corta, al tiempo que irá a caer cada vez más cerca de la base del poste (el nombre científico de esa herramienta es estilo o gnomón; la superficie sobre la cual midas las sombras se llama dial).
Llegará un momento en que la sombra deje de mermar. Entonces habrá alcanzado el punto más cercano a la base del estilo, lo cual implicará que el sol se encuentra en el punto más alto del cielo*, durante esa jornada.

*La recta que una la base del estilo con la sombra más corta indicará el meridiano del lugar, esto es, la recta que señala el polo sur verdadero, necesario para orientar las monturas ecuatoriales de nuestros telescopios.



Toda vez que la sombra alcance su mínimo, inmediatamente comenzará a extenderse, pero ahora hacia el este, ya que el sol habrá dejado atrás el medio día del lugar y comenzará a acostarse sobre el oeste. Es importante notar que no nos interesa saber la longitud de las sombras; tan solo el comparar unas con otras a fin de decidir cual es el punto de la menor proyección umbría.

        Por supuesto, el largo de las sombras indica algo, si las comparamos no durante una jornada, sino día tras día. Nos indica  que el sol -y con él las estrellas fijas- cambia su declinación o posición con respecto al ecuador terrestre. Esta variación se produce por la llamada oblicuidad de la eclíptica. Palabras tan difíciles significan lo siguiente: la tierra, al girar sobre sí, lo hace con su eje inclinado con respecto al plano de traslación alrededor del sol. Así, en determinado momento el polo sur se inclina leve hacia el sol, mientras que el polo norte lo hace hacia afuera del sistema solar, en contra de la posición del sol; seis meses después, ocurre lo contrario.

Para incorporar poco a poco estos conceptos, sería bueno constatar, día a día:
a-    ¿Cómo varían los largos de las  sombras?
b-    ¿Qué ángulos barren esas sombras?
c-    ¿En qué tiempos lo hacen?

El valor de lo regular.
Si el reloj se ha ubicado de un modo conveniente, la sombra lograda por el estilo irá barriendo ángulos iguales en lapsos iguales. La sombra de los objetos iluminados por el sol es un reloj hecho y derecho, ya que dicho astro fue el origen del tiempo medido por los hombres ya que:
Si una magnitud o medida de movimiento es proporcional al tiempo en que se produjo, pues
¡Al medir sombras, medimos tiempos!

El ángel alzó su mano, tenía una vara de medir…
Los primeros relojes fueron de sombra, hoy llamados de sol. Miden la jornada del amanecer al atardecer y no pueden coordinarse sino sobre una misma longitud geográfica (es decir, sobre un mismo meridiano).
Dos observadores ubicados uno al costado derecho o izquierdo del otro registran meridianos o medio días diversos. Esto no incomodó a los antiguos, pues su comercio o citas de amores no eran tan urgentes como usual las creemos hoy.
El único horario seguro era el indicado por el meridiano, el cual divide las horas de luz en dos (casi). El resto de horas se lograba en la proporción de sombra proyectada.
Es notorio que en verano los días tienen más horas de luz que en invierno, ya que al alzarse el sol por un punto del horizonte más cercano al polo sur, el recorrido de nuestro astro es mayor, requiriendo un tiempo superior. En invierno, el sol sale por un punto del horizonte corrido hacia el polo norte, lo cual implica un menor recorrido espacial aparente sobre nuestro cielo. Los únicos dos días del año que comparten una cantidad horaria son aquellos en que el sol sale y se acuesta exacto por los cardinales Este y Oeste. En esos días el sol recorre la mitad de los recorridos extremos máximo y mínimo y las horas de luz equivalen a las de oscuridad (casi*). Estos días, claro, son los llamados equinoccios (equi = igual; nox= noche).

         * La refracción que produce la atmósfera sobre los rayos de luz hace que el sol sea visible unos minutos antes de aparecer realmente en el horizonte; lo mismo sucede durante la puesta solar, con lo cual los minutos de luz son más que los de oscuridad, aún durante los equinoccios).

          * Para ejemplificar el cambio de longitud del camino del sol sobre nuestros cielos, podemos imaginar el tamaño en que uno corta rodajas de  un salame que esté está parado sobre un corte hecho en diagonal. Así, al cortar cerca de la base (horizonte norte) la rodaja de salame será pequeña, y, al cortar lejos de la base (cerca del horizonte sur en nuestro hemisferio), la rodaja será de mayor tamaño.

Era hora de hacer el reloj, che.
Para fabricar un reloj de sol confiable, necesitamos un  dial sobre el cual proyectar las sombras de un estilo.
Necesitas dos cartones y un alambre. Veamos: uno de los cartones será la base; el otro, más pequeño, el dial, el cual estará marcado en ambas caras cada 15º.

Dichas divisiones son lógicas ya que si el día de 24 horas equivale a un giro de 360º: 360º / 24 = 15º.

El alambre o estilo se eleva recto desde la base en un ángulo igual al de la latitud del observador. Esto garantiza que el estilo copie el eje de giro terrestre, dejando al dial en una posición rotatoria similar a la de la tierra.

El dial se coloca perpendicular al estilo. Este paso garantiza que el mismo se encuentre copiando la inclinación del ecuador terrestre, círculo máximo dónde las proyecciones del gnomón son constantes. Si el dial tuviese otra inclinación (puede tener cualquiera) es menester calcular los ángulos de las horas en función de una proyección esférica; cálculos sencillos siempre que apliquemos  trigonometría; no es el punto de esta nota.

Para hacer la lectura horaria resta orientar el punto alto del estilo hacia el polo sur celeste (con una brújula es suficiente, aunque la orientación exacta se logra copiando una meridiana).

El dial se marca en ambas caras ya que al variar la altura a la que el sol se alza cada día (por la oblicuidad de la eclíptica) durante medio año el sol indicará las horas sobre la cara inferior y el medio año restante lo hará sobre la cara superior. Por supuesto, dos días al año este reloj no funciona; durante los equinoccios el sol camina justo sobre el ecuador y esto es decir justo sobre el borde delgado del dial, lo cual niega sombras al estilo.

Si hemos llegado hasta aquí ya tienes tu reloj, ya puedes medir el paso del tiempo leyendo el movimiento de un astro del cielo, nuestro querido sol.
 

Es cierto que este reloj no indicará la misma hora que tu reloj de pulsera; el punto es: el reloj de sol indica la hora solar verdadera de tu punto geográfico observacional. Los relojes comunes indican la hora civil -esto lo veremos luego. Por ahora, te bastará saber que muchos países cambian sus horas civiles en función de áreas más amplias llamadas husos horarios. Por ejemplo, Argentina tiene una hora cambiado su horario civil con respecto al huso horario que le corresponde en su longitud geográfica (Argentina corresponde a -3 hora universal y utilizamos -4 hora universal).

         Volver, con la sombra marchita…
Aprender a construir un reloj de sol implica recorrer el camino del pensamiento hacia atrás; recuperar un razonamiento antiguo ideado en los albores de la humanidad. De hecho, el reloj de sol más antiguo conocido data del 3500AC.

En próxima nota veremos el reloj de estrellas y detalles sobre las horas civil y solar, así como las correcciones necesarias para hermanar ambas lecturas horarias.

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