Terra e Sole
I tropici
Il Tropico del Cancro e il Tropico del Capricorno segnano le latitudini più estreme alle quali il Sole può trovarsi direttamente allo zenit a mezzogiorno. La loro posizione deriva dall’inclinazione dell’asse terrestre. I loro nomi provengono dall’astronomia antica.
Dove può trovarsi il Sole allo zenit?
Sposta il cursore nel corso dell'anno. Il punto giallo indica la latitudine in cui il Sole è allo zenit a mezzogiorno. Si sposta soltanto tra i due tropici.
Rappresentazione schematica; dimensioni e distanze non sono in scala.
Che cos’è un tropico?
Il Sole può trovarsi esattamente allo zenit a mezzogiorno solo tra circa 23,44° nord e 23,44° sud. Queste due latitudini limite sono i tropici. Al tropico settentrionale il punto subsolare raggiunge la posizione più a nord; al tropico meridionale quella più a sud.
L’intera regione compresa tra essi è chiamata zona tropicale. La parola risale al greco τροπή (tropḗ), che significa “svolta” o “inversione”. τροπικός (tropikós) significa all’incirca “legato a una svolta”. Si riferisce all’inversione del movimento apparente nord-sud del Sole.
Solo in questa zona il Sole può raggiungere lo zenit: una volta l’anno esattamente su un tropico, due volte l’anno tra un tropico e l’equatore. All’equatore ciò avviene intorno ai due equinozi. Fuori dai tropici, il Sole non raggiunge mai lo zenit.
La grandezza di base è la declinazione solare δ. Nel corso dell’anno varia tra circa +23,44° e −23,44°. Questo intervallo corrisponde all’inclinazione dell’asse terrestre rispetto alla perpendicolare al piano orbitale.
Perché si chiamano Cancro e Capricorno?
I nomi sono storici. Gli astronomi antichi conoscevano le costellazioni lungo il percorso annuale del Sole. Le stelle vicine al Sole non sono visibili di giorno, quindi le loro posizioni venivano determinate indirettamente, per esempio tramite osservazioni al crepuscolo ed eclissi lunari. Al solstizio settentrionale, la posizione del Sole era nel Cancro; al solstizio meridionale, nel Capricorno. I due paralleli presero il nome da queste costellazioni.
Il Sole davanti allo zodiaco orientale
Sposta data e latitudine. Il selettore dell’epoca confronta le costellazioni dietro il Sole oggi e intorno al 500 a.C., rendendo direttamente visibile l’effetto della precessione.
Confronta oggi con circa il 500 a.C.: a causa della precessione, ai solstizi dietro il Sole si trovavano costellazioni diverse.
Le stelle direttamente dietro il Sole non sono naturalmente visibili di giorno. Le costellazioni sono mostrate in forma semplificata nella loro posizione relativa al Sole. La vista storica approssima la precessione dal 500 a.C.; non ricostruisce i moti propri stellari né i confini storici delle costellazioni. Durante il giorno o la notte polare non c’è alba in quella data.
Oggi i solstizi non si trovano più davanti alle stesse costellazioni. Il motivo è la precessione: la direzione dell’asse terrestre cambia lentamente. Un ciclo completo dura circa 26.000 anni. I punti di riferimento stagionali si spostano quindi rispetto al cielo stellato, mentre i vecchi nomi rimangono.
L'asse terrestre non punta per sempre esattamente nella stessa direzione. Descrive molto lentamente un cono. Di conseguenza, solstizi ed equinozi si spostano rispetto alle costellazioni.
Come potevano i Greci conoscere il tropico meridionale?
Non dovevano recarsi fino a 23,44° sud. Nell’astronomia greca una Terra sferica era già un modello consolidato nell’antichità classica. Una volta misurato il movimento annuale nord-sud del Sole, il tropico meridionale deriva dalla geometria della sfera.
In linea di principio basta un bastone che proietta un’ombra. L’altezza del Sole fornisce la sua declinazione. Se al solstizio d’inverno la declinazione raggiunge circa −23,44°, quel giorno il Sole deve trovarsi allo zenit alla latitudine di 23,44° sud - anche se l’osservatore vive molto più a nord.
Potevano vedere il Capricorno?
Sì. Il Capricorno si trova sullo zodiaco ed è visibile dalla regione mediterranea. Quando il Sole stesso si trova davanti alla costellazione, la luce del giorno nasconde le stelle, ma la sua posizione rispetto al campo stellare può comunque essere dedotta. Ipparco utilizzò, tra gli altri metodi, le eclissi lunari: l’ombra della Terra sulla Luna si trova esattamente dalla parte opposta del Sole nel cielo.