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L'arrivo all'immortalità degli esseri viventi ...

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Misurare il Tempo, giorni solari, siderei, siderali e Terra
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Nuovo Topic   Rispondi    Indice del forum -> Geologia, Astronomia, Geografia, Tempo: Spazio, Terra, Pianeti, Galassie, Comete, inquinamento, surriscaldamento globale, catastrofi, fine del mondo
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MessaggioInviato: Mar Feb 28, 2006 7:29 am    Oggetto:  Misurare il Tempo, giorni solari, siderei, siderali e Terra
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Cos’è il tempo? "Se nessuno me lo chiede, lo so. Se dovessi spiegarlo a chi me lo chiede, non lo so".
Con queste parole delle Confessionei di Sant’Agostino è iniziata la speculazione moderna sul concetto di tempo.
Per quanto esistono mezzi per misurarlo il tempo è qualcosa di sfuggente. Dividiamo il tempo in passato, presente e futuro ma se ci pensiamo bene il presente è composto di attimi, attimi di cui prendiamo conscienza una volta trascorsi. Da questa visione si può affermare che il presente non esiste.

Misurare il tempo ci sembra una cosa naturale eppure si tratta di una cosa tutt'altra che naturale basata o imposta da una certa visione del mondo.

Il tempo si è ridotto, infatti....non esistono più le mezze stagioni.

_________________
LE PRIME MANSIONI CHE MANTENGONO LA BUONA SALUTE E BENESSERE NEL TEMPO.
(Quello che non si volle mai fare: seguire e controllare i corpi) …


LA FORMULA UNICA SINTETIZZATA: che scientificamente comincia dal fare vivere più a lungo, mantenendo la buona salute nel tempo fino alla propria immortalità: non facendo più affaticare, invecchiare, ammalare, impazzire, incattivire ed inquinare sempre più (di conseguenze a catena, con catastrofi e similari); pulendo permanentemente l'uretra "che in realtà si riempie di sempre più detriti, scorie e similari"; consentendo il girare A RUSCELLO alla sua importantissima circolazione e con gli appositi allenamenti esterni ed interni.
...Inserendo per forza tali trattamenti nelle prevenzioni, cure e guarigioni proprio per non provocare fino all'AMMAZZARE I CORPI PRIMA O POI a seconda delle loro debolezze genetiche al concepimento "altrettanto misteriose".
* Oltre al "non fare rendere" per forza i cibi avariati; che non possono che aumentare i peggiori teppismi, le gravi gelosie, le vendette, il femminicidio, i kamikaze e l'altro attuale di inevitabilmente sempre più grave.

- Dalla Spazzatura Spaziale "misteriosa" si deve sapere quindi che si sporca anche dentro i corpi (come gli altri impianti).
- La
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infatti riduce del 70% le anche gravi malattie proprio perché vengono rimosse varie protuberanze prepuziali (che non servono proprio a nulla di utile "accertato anche dagli urologi") dove vi permangono inevitabili detriti.
Ma purtroppo questi si continuano a stagnare anche nel frenulo e nelle altre protuberanze uretrali: si bruciano, fermentano e pietrificano intralciando e facendo sempre più perdere quell'importantissima circolazione (chiamata "circolazione naturale urinaria" ma che solo alla fine scarica urina): facendo sforzare l'organo sessuale impedendo "le sue normali emissioni e prestazioni ("dalla sua goduria immensa anche magica", che gestirebbe e alimenterebbe per forza fino proprio all'immortalità che contengono i sempre diversi particolari valori sacri di tutti gli esseri viventi); rovinando invece sempre più fisici e morali nei citati modi odierni.
Ovvero la sola e unica causa di proprio tutti di tutti i mali; misteriosamente mai approfondita come quei detriti ...
* Girando "sempre a ruscello" da sola e con gli appositi allenamenti quella circolazione infatti, impedirebbe per forza alla pelle ed ossa dei corpi tutti gli infeltrimenti ed ossidi mantenendo l'intera loro elasticità e morbidezza (altrettanto anche magiche), evitando acne, rinforzando denti, gengive e similari, la scogliosi; consentendo il funzionamento eccellente di tutti gli organi vitali "favorendo cuore e cervello", il "lavaggio dal bruciore che causa l'ossigeno e ad esempio il bruciore del fegato" causato dall'eventuale eccessivo uso di ALCOL e SIMILI che venissero assunti. Riducendo notevolmente e "fino proprio ad evitare" ipertensioni, infarti, cancri, tumori, trombosi, "la CIRROSI, la PROGERIA" e praticamente perciò, tutte le altre patologie popolari e genetiche ...

- Ed inoltre, si può anche considerare dal possibile FARSI EVIRARE; per non fare più venire le voglie "irregolari" e quindi il poter tranquillamente uscire di prigione.

Con tutte queste prove almeno periodicamente perciò, occorrerebbe: allenare i corpi sia esternamente che internamente come previsto, ammorbidire e pulire gli organi sessuali: dal cominciare al spalmare su essi i già esistenti prodotti anti secchezze; ad esempio (come l'ottimo prodotto "Chilly idratante neutro extra emolliente pH5 clinicamente testato").
- Inserire durante il bagno i relativi amidi e sali e, a seconda delle sue minori o maggiori difficoltà raggiunte via via: immergere questi organi in un bicchiere o tazzina di plastica, strofinando dall'inguine all'intero glande o clitoride, dintorni e circuito urinario sino all'esterno dell'ano; con acqua e bicarbonato, o in circa un centimetro di acido borico, o di aceto, o di collutori anti placche (ad esempio quelli per denti), o con glicerine, qualsiasi saponi, giusti solventi (da inventare dagli appositi scienziati), acidi, olii e simili contenenti agenti sgrassanti, antincrostanti e disincrostanti che assorbono e distruggono completamente quei detriti "non facendo male alla pelle" (prelevandoli ad esempio dai detersivi per stoviglie, dagli anticalcari per lavatrici e pulizie WC).
Proprio come si fa per lavare il bucato".
E periodicamente si dovrebbe anche spalmare su questi quindi, anche le relative pomate come l'itiolo e a volte quelle per ustioni: per lenire e scrostare tutto quel bruciato interno, "formando magari un solo prodotto che contiene i tali più prodotti in uno; "da inventare di preciso dagli appositi scienziati".
...Oltre agli appositi cosmetici, lo stesso acido borico e all'assumere i relativi integratori ricchi di aminoacidi come l'arginina e simili; per migliorare "veramente" le prestazioni delle vie urinarie, della prostata, la squadratura del perineo, quindi l'erezione e le altre attività sessuali (evitando proprio sino al via-gra e simili).
Se tutto il ciò non bastasse, si dovrebbe allenare, dilatare e pulire periodicamente l'uretra "che non è diritto" con le apposite sonde uretrali per rimuovere tutta "come una guarnizione di quella rumenta" che si forma dall'intorno al suo canale in poi.
E all'occorrenza infine: si dovrebbe farsi effettuare per forza dagli appositi medici un semplice intervento chirurgico di inevitabile lisciamento totale dell'uretra, rimuovendo tutte quelle sue inutili protuberanze o se possibile far pulire permanentemente queste con le tecniche del LASER; per poter mantenere "veramente" dalla buona salute nel tempo fisica, morale ed occulta; fino a quell'immortalità immensa che si contiene (attualmente fedelmente vissuta quotidianamente nei propri sogni) ...

Tutti i dettagli :
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* PRESENTAZIONI VIDEO "con l'eventuale intervento chirurgico" (Canale YouTube):
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MessaggioInviato: Mar Feb 28, 2006 7:29 am    Oggetto: Adv






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MessaggioInviato: Mar Feb 28, 2006 7:44 am    Oggetto:  MISURARE IL TEMPO :
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cosa si intende per 'il tempo dura meno' ?


MISURARE IL TEMPO

La nozione di tempo, di un tempo che come un fiume scorre senza sosta e inesorabilmente dal giorno della nascita a quello della morte, forse è sempre esistita nella mente dell'uomo, ma l'esigenza di misurarne la durata deve essere sorta in un momento successivo e cioè solo quando, dopo essersi organizzato in gruppi, l’uomo sentì la necessità di ripartire la giornata tra il periodo da riservare al lavoro e quello da dedicare alle cerimonie religiose e al riposo.

L'uomo, allora, si deve essere guardato intorno alla ricerca di qualche fenomeno naturale che, evolvendo in modo ritmico ed uniforme, potesse essere utilizzato come indicatore del tempo che passa. E' noto che qualsiasi evento che si ripeta con regolarità nel corso di lunghi periodi, o qualsiasi meccanismo naturale o artificiale che si muova di moto uniforme, può essere utilizzato per misurare lo scorrere del tempo: potrebbe andar bene allo scopo, ad esempio, l'oscillare di un pendolo, il sorgere e il tramontare periodico del Sole, il defluire dell'acqua entro una clessidra, o il semplice battito del cuore.

Ora, fra tutti i fenomeni naturali, con i quali l’uomo primitivo era quotidianamente a contatto, il moto regolare della volta celeste sembrava essere il più evidente indicatore dello scorrere del tempo. Ancora oggi infatti accade che quando una persona si abitua a non portare l'orologio al polso, il modo più naturale e spontaneo per sapere l'ora, sia quello di guardare il cielo. Il moto degli astri, e del Sole in particolare, deve aver quindi rappresentato per l'uomo primitivo una specie di orologio naturale sempre disponibile e della cui immutabilità poteva essere certo. Da questo orologio era possibile trarre, in modo diretto, un'unità di misura del tempo: essa, senza dubbio, all'inizio, fu il «giorno», un lasso di tempo che oggi possiamo definire in due modi diversi a seconda del punto di riferimento che si adotta per misurarlo. Vediamo allora come si può fare per determinarne la durata.


1. IL GIORNO SIDEREO E IL GIORNO SOLARE

Se in una notte serena si guarda in alto in cielo, verso nord, per un tempo sufficientemente lungo, ci si accorge che le stelle si muovono, tutte insieme, intorno ad un punto, coincidente, quasi esattamente, con la Stella Polare. Il «Piccolo Carro», ad esempio, gira intorno alla Stella Polare, che è la prima del suo timone, come fosse la lancetta di un orologio (in verità molto originale) che si muove però in senso contrario a quello delle lancette dei nostri orologi. Quando il Piccolo Carro, insieme alle altre stelle, ha compiuto un giro completo attorno alla Stella Polare (che, come sappiamo, rappresenta il punto d’incontro del prolungamento dell’asse terrestre con la volta celeste) noi diciamo che è trascorso un giorno.

Per determinare però, con precisione, la nostra unità di misura, è indispensabile individuare in cielo il cosiddetto meridiano del luogo: l'operazione non è difficile. Si segna, innanzi tutto, il punto che si trova esattamente sulla verticale dell'osservatore: quel punto si chiama zenit da un termine arabo che significa "sopra la testa". Si traccia quindi, idealmente, una semicirconferenza che da nord passando per lo zenit arrivi a sud. Questa linea che divide il cielo in due metà uguali è denominata meridiano, termine che deriva da una parola latina che significa, letteralmente, "metà del giorno", perché quando è attraversata dal Sole, a metà del suo viaggio diurno da est ad ovest, è, per l'appunto, metà del giorno, ossia "mezzogiorno". Anche gli altri astri, nel loro spostarsi da oriente ad occidente, attraversano quella linea a metà del loro cammino. La Stella Polare, invece, sta permanentemente su quella linea, ad un’altezza, alle nostre latitudini, intermedia fra l’orizzonte e lo zenit.

Una volta individuato il meridiano del luogo, possiamo definire con rigore quello che viene chiamato il giorno sidereo, ossia il giorno determinato con riferimento ad una stella. Esso è l'intervallo di tempo che intercorre fra due passaggi successivi della stessa stella sul meridiano del luogo. Questo lasso di tempo dura esattamente 23 ore, 56 minuti primi e 4 minuti secondi (23h 56’ 4”).

Prima di continuare, è bene chiarire che il moto delle stelle intorno ai poli è solo un moto apparente perché ciò che si muove realmente è la Terra intorno al proprio asse. Quindi il giorno sidereo in realtà non è altro che il tempo impiegato dalla Terra per compiere una rotazione completa su sé stessa, e questo movimento, come abbiamo appena detto, può considerarsi di durata praticamente costante.

Ma l'uomo, di notte, generalmente dorme e se non dorme difficilmente si sofferma a guardare le stelle, quindi il giorno sidereo non viene utilizzato dalla gente comune come misuratore del tempo che passa. La vita civile oggi, come in passato, normalmente si svolge di giorno ed è quindi regolata dal movimento del Sole e non da quello delle stelle.

Ora viene da chiedersi: se per definire la durata del giorno anziché far riferimento ad una stella qualsiasi ci si rivolgesse al Sole, si otterrebbe lo stesso risultato? In altri termini, il giorno misurato rispetto ad una stella lontana ha la stessa durata del giorno misurato rispetto al Sole?

Prima di rispondere vediamo di definire il giorno rispetto al Sole così come si è fatto rispetto ad una stella lontana. In questo caso diremo che il giorno solare è l'intervallo di tempo che intercorre fra due passaggi successivi del Sole sul meridiano del luogo. La sorpresa si ha quando si va a misurare questo intervallo di tempo: si scopre innanzitutto che esso dura circa 24 ore, quindi circa quattro minuti in più del giorno sidereo e poi che non ha sempre la stessa durata nel corso dell’anno. Come mai queste differenze?

Il motivo della discordanza fra giorno solare e giorno sidereo risiede nel fatto che la Terra, mentre ruota su sé stessa, si muove anche, e nello stesso senso antiorario, intorno al Sole, spostandosi, rispetto ad esso, in modo apprezzabile. La Terra non si sposta invece, nel corso dell’anno, in modo apprezzabile, rispetto alle stelle fisse, le quali, essendo lontanissime, appaiono occupare sempre la stessa posizione quando vengono osservate dai diversi punti nei quali si viene a trovare il nostro pianeta nel suo viaggio intorno al Sole.

A causa del movimento di rivoluzione della Terra, un osservatore vede il Sole cambiare posizione, giorno dopo giorno, rispetto allo sfondo delle stelle fisse. Per la verità le stelle, in pieno giorno, non sono visibili, però è ugualmente possibile conoscere la loro posizione anche quando il Sole illumina il cielo. Al mattino presto, ad esempio, poco prima dell’alba, o alla sera tardi, poco dopo il tramonto, è possibile osservare nel corso dell’anno le diverse stelle che stanno vicino al Sole; ricercando quindi gli stessi raggruppamenti di stelle sulle mappe del cielo notturno, si possono identificare anche quelle che si trovano in pieno giorno immediatamente dietro ad esso. Ebbene, questo sfondo di stelle, sul quale si staglia il Sole, cambia gradualmente durante l'anno. Per la precisione, in 365,2422 giorni solari (365 giorni e 6 ore circa), il Sole percorre il circuito com­pleto del cielo (conseguenza del movimento della Terra intorno ad esso), cioè copre un arco di 360° (alla velocità di circa un grado al giorno: 360°:365g ≈1° al giorno). Durante questo viaggio la Terra avrà ruotato su sé stessa un po’ più di 366 volte: saranno in pratica passati esattamente 366,2422 giorni siderei. In altre parole, in circa 365 giorni la Terra ruota su sé stessa un po’ più di 366 volte.

Per capire bene il motivo della differenza di durata fra giorno sidereo e giorno solare, immaginiamo di vedere, a mezzogiorno, insieme al Sole che passa (o "culmina", come anche si dice) sul meridiano del luogo, una stella che gli stia esattamente sopra la testa, e quindi anch'essa sullo stesso meridiano. Dopo un giorno sidereo, cioè dopo che la Terra avrà effettuato una rotazione completa su sé stessa, la stella ripasserà esattamente sul meridiano del luogo (dove si trovava il giorno prima), ma non ripasserà per quel punto il Sole perché in ritardo: esso si trova infatti spostato di circa un grado verso est (si tratta, come abbiamo detto più volte, di un moto apparente perché è la Terra che in realtà si è spostata avendo percorso, nel tempo di una rotazione su sé stessa, un breve tratto della sua orbita intorno al Sole). La Terra dovrà quindi girare su sé stessa ancora di circa 1 grado (e lo farà in circa 4 minuti) per potersi riallineare con il Sole. Il giorno seguente, per trovarsi di nuovo allineata con il Sole, dopo la culminazione della nostra stella di riferimento sul meridiano del luogo, la Terra dovrà spostarsi di due gradi sull'orbita e per farlo impiegherà circa 8 minuti, perché ora dovrà girare su sé stessa di ulteriori due gradi, e così via. Dopo sei mesi, quando rispetto alla nostra stella di riferimento sarà mezzogiorno, e cioè quando questa stella culminerà sul meridiano del luogo, rispetto al Sole sarà mezzanotte, e cioè esso culminerà sul meridiano opposto (quello che a mezzogiorno sta alle nostre spalle). Dopo un anno, la Terra avrà fatto una rotazione in più su sé stessa rispetto a quelle necessarie per mantenersi in sintonia con il Sole. La conseguenza di tutto ciò è che l'anno consiste di 366,2422 giorni siderei, ma di soli 365,2422 giorni solari.

Per chiarire ancor meglio il concetto facciamo un esempio concreto immaginando che la giornata lavorativa si fondi sul tempo sidereo anziché sul tempo solare. Che cosa accadrebbe se, per contratto, venisse stabilito che il lavoro debba iniziare alle 8 del mattino (ora siderea)? Succederebbe che il primo giorno si andrebbe al lavoro effettivamente allo spuntare del Sole ma, dopo sei mesi, le 8 del mattino(?) capiterebbero al calare della notte. Ciò sarebbe, per l'appunto, conseguenza del fatto che l'orologio sidereo è un po’ più veloce dell'orologio solare perché le ore, i minuti e i secondi dell’orologio sidereo sono un po’ più brevi di quelli dell’orologio solare. Per la precisione, ad ogni giorno che passa, l'orologio sidereo guadagna circa 4 minuti su quello solare e alla fine dell'anno avrà guadagnato un giorno intero (4' x 365g = 1.460' = 24 ore circa). Con questo esempio si chiarisce anche il moti­vo per il quale la misurazione del tempo debba necessariamente fondarsi sul movimento del Sole, e non su quello delle stelle.

Successivamente vedremo di spiegare il motivo della diversa durata del giorno solare nel corso dell’anno.


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MessaggioInviato: Mar Feb 28, 2006 7:55 am    Oggetto:  2. UN PO' DI STORIA
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Fin dai tempi antichi il giorno venne diviso in 12 parti, ciascuna delle quali, a sua volta, in 30 frazioni. Furono i Sumeri, il popolo che 3.000 anni prima di Cristo viveva sulle rive dei fiumi Tigri ed Eufrate, a suddividere il giorno in questo modo; essi, in precedenza, avevano già diviso l'anno in 12 mesi e i mesi in 30 giorni.

Per quale motivo i Sumeri scelsero proprio i numeri 12 e 30 per dividere periodi di tempo più lunghi? La risposta va ricercata innanzitutto in motivi di ordine pratico, ma forse alla decisione hanno contribuito anche ragioni di carattere religioso. Il 12 e il 30 sono due numeri particolari in quanto, caso unico, si lasciano dividere in vario modo in parti più piccole senza lasciare resto e questo fatto, per un popolo che non aveva tanta dimestichezza con il calcolo delle frazioni, doveva essere molto vantaggioso. Quelle popolazioni forse pensarono anche che fossero stati gli dei a creare quei numeri proprio perché venissero adoperati dagli uomini con facilità. Il 12 infatti è divisibile, senza lasciare resto, per 2, 3, 4 e 6 e nessun altro numero così piccolo si lascia dividere in tante parti dando sempre valori interi. Analogamente il 30 si lascia dividere, dando sempre numeri interi, per 2, 3, 5, 6, 10 e 15.

Successivamente gli Egizi decisero che era più utile, ai fini pratici, suddividere il giorno in 24 ore invece che in 12. Il giorno egiziano, tuttavia, pur essendo diviso in 24 ore era profondamente diverso da quello odierno. Innanzitutto in esso si distinguevano le ore di luce che erano 10, da quelle di buio che erano 12 ed oltre a queste 22 ore venivano conteggiate altre due ore a parte per i crepuscoli: un'ora per l'alba ed un'altra per l'imbrunire. Adottando questo sistema, le ore del giorno finivano per avere durata diversa nel corso dell’anno in quanto, dovendo essere ciascuna di esse pari ad un decimo delle ore di luce totale, diventavano più lunghe d'estate (circa 75 minuti) e più brevi d'inverno (circa 45 minuti), quando le giornate, come tutti sanno per esperienza, sono più corte (circa 15 ore di luce d’estate contro solo 9 d’inverno). Di conseguenza, anche la durata delle ore notturne e quella dei crepuscoli variava lungo l’anno.

Il sistema di misura del tempo in uso fra gli Egizi era obiettivamente complicato e alla fine si decise di semplificarlo dividendo tanto le ore di luce quanto quelle di buio per12, eliminando in questo modo le ore dell'alba e quelle del crepuscolo serale. Le ore variavano sempre in lunghezza da stagione a stagione, ma ora le variazioni erano uniformi. Si pensa che questa semplificazione sia stata la conseguenza dell'invenzione dei primi orologi che non dipendevano direttamente dal moto degli astri.

Questi nuovi orologi erano le «clessidre ad acqua», congegni molto semplici che misuravano il passare del tempo vuotando o riempiendo di acqua un recipiente. Fino a quel momento il tempo era stato sempre misurato osservando il movimento degli astri e in particolare, durante il giorno, quello del Sole. Gli antichi sapevano quanto noi come fosse pericoloso per la vista osservare direttamente gli spostamenti del Sole in cielo, ma impararono ben presto che era possibile seguire i suoi movimenti anche senza guardarlo direttamente. Piantando un bastone a terra era possibile conoscere la posizione del Sole osservando lo spostamento dell’ombra proiettata dal legno. Ora, tutto sarebbe molto semplice se il Sole percorresse in cielo sempre la stessa traiettoria, mentre sappiamo che, alle nostre latitudini, esso rimane basso sull'orizzonte d'inverno e si alza d'estate, descrivendo archi sempre più ampi sui nostri orizzonti; pertanto, da un giorno all'altro, alla stessa ora, l'ombra del bastone non avrà né la stessa lunghezza, né la stessa direzione.

In seguito il rudimentale bastone divenne un'asta (la cui estremità era detta gnomone, da un termine greco che significa "uno che sa") fissata ad una coppa dotata di piedistallo. Sul bordo della coppa erano incisi dei numeri che indicavano le ore del giorno e poiché a metà giornata, quando il Sole è alto in cielo, le ombre si muovono con maggior lentezza, sul bordo della coppa i numeri relativi alle ore meridiane risultavano sistemati più vicini gli uni agli altri, mentre quelli che indicavano le ore della mattina presto o del tardo pomeriggio erano più distanziati fra loro. Questo strumento per la misura del tempo fu chiamato meridiana.


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MessaggioInviato: Mar Feb 28, 2006 8:06 am    Oggetto:  3. GLI OROLOGI
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La parola “orologio” deriva da due termini greci: hour che significa “stagione”, e logos che significa “discorso”, quindi l’orologio sarebbe un “discorso sulla stagione” con chiaro riferimento al fatto che la durata degli intervalli di tempo segnati da questi strumenti originariamente era diversa nelle diverse stagioni.

Come vedremo subito, per molti secoli gli unici strumenti per misurare il tempo restarono le meridiane e le clessidre, orologi noti fin dalla più remota antichità.

Di meridiane, che sarebbe più corretto chiamare «orologi solari» o «quadranti solari», ne furono costruiti diversi modelli: con il quadrante orizzontale, con il quadrante opportunamente inclinato, oppure con il quadrante verticale, orientato a sua volta verso sud, verso est o verso ovest. Anche l'asta dello gnomone cambiò posizione e, da verticale che era all'inizio, divenne parallela all'asse terrestre: in questo modo, durante l'anno, la sua ombra continuava a variare in lunghezza, ma non più in direzione e quindi le ore apparivano tutte della stessa durata.

La punta dell'asta degli orologi solari, in alcuni casi, fu sostituita da un piccolo foro praticato spesso sul tetto di un edificio in una posizione tale da lasciare passare direttamente i raggi del Sole a mezzogiorno: questi raggi, a loro volta, formavano una macchia luminosa sul pavimento all'interno dell'edificio. Un interessante esempio di questo tipo di orologio si trova nella Basilica di S. Petronio a Bologna dove, incastonata nel pavimento, si può vedere una lunga barra bronzea che ha la funzione di materializzare la linea meridiana. A mezzogiorno, quando il Sole culmina, i suoi raggi passano attraverso il foro praticato sul tetto, entrano nella chiesa, e vanno a cadere sulla barra bronzea in un punto diverso a seconda dei giorni dell'anno. Quest'orologio venne progettato e realizzato, nel 1655, da Gian Domenico Cassini (capostipite di una famiglia di astronomi di origine italiana che operò soprattutto in Francia) e serve, com'è evidente, solo per individuare il mezzogiorno vero, cioè quello indicato direttamente dal Sole. A rigore, pertanto, solo a questo tipo di orologio si dovrebbe dare il nome di meridiana riservando quello di orologio solare o quadrante solare a quegli strumenti che segnano anche le altre ore del giorno. La meridiana, come si è già detto implicitamente, oltre al mezzogiorno del luogo, indica anche il mese e il giorno corrispondenti perché la posizione che assume la macchia luminosa lungo la barra sistemata sul pavimento, si sposta nel corso dell’anno.

L'orologio solare funziona solo di giorno e solo se il cielo è sereno. Per segnare il tempo di notte o quando il cielo è nuvoloso andrebbe bene la clessidra, parola di origine greca che significa "ladra d'acqua". Si tratta, come si ricorderà, di uno strumento molto semplice che misura il passare del tempo facendo sgocciolare dell'acqua, attraverso un foro, da un contenitore ad un altro.

L'invenzione della clessidra svincolò il computo del tempo dalla diretta e continua osservazione del cielo, ma consentì anche una sua diversa valutazione. Gli orologi solari e stellari indicavano infatti un “preciso istante”, ovvero il momento in cui un determinato evento si verificava. Le clessidre, invece, attraverso il lento svuotamento (o riempimento) di un recipiente (che presentava eventualmente incise all'interno delle tacche di riferimento), mostravano con chiarezza gli “intervalli di tempo”, ossia misuravano la durata di un determinato evento o fenomeno. Da questo punto di vista possiamo quindi ritenere che solo con l'invenzione della clessidra nacque l'effettiva misurazione del tempo.

Tuttavia come le nuvole rendevano inutilizzabili gli orologi solari, così il gelo rendeva inutilizzabili le clessidre ad acqua, benché nei paesi freddi, bastasse sostituire l'acqua con della sabbia per fare funzionare le clessidre anche d'inverno. Si trattava, tutto sommato, di apportare una piccola modifica alle clessidre esistenti, eppure, sembra incredibile, si è dovuto aspettare fino al 1300 per vedere in azione le prime clessidre a sabbia di cui vennero costruiti diversi modelli in grado di misurare intervalli di tempo variabili da pochi secondi a ventiquattro ore. Svariati furono anche gli utilizzi di tali orologi. Essi erano usati sulle navi dove non si potevano imbarcare orologi di altro tipo, nei tribunali per misurare il tempo da concedere agli avvocati per la difesa dei loro assistiti, nelle officine e, fino al 1800, per sentire il polso dei malati. Oggi le clessidre a sabbia sono considerate per lo più oggetti decorativi, tuttavia vi è ancora qualcuno un po’ snob che le utilizza per la cottura delle uova alla coque, o per misurare il tempo che passa al telefono.

Bisognerà aspettare fino alla fine del XIII secolo per vedere la nascita di un nuovo tipo di orologio, il cosiddetto orologio meccanico, un marchingegno piuttosto complicato e ingombrante che implicava il lavoro sincrono di molti elementi. A muovere il tutto provvedeva un peso legato ad una corda avvolta intorno ad un asse orizzontale, o "tamburo". Via via che il peso si portava verso il basso la corda costringeva l'asse a girare su sé stesso. Quest’asse rotante, a sua volta, metteva in azione una serie di ingranaggi i quali erano collegati ad una lancetta che indicava le ore o a dei campanelli che suonavano ad intervalli di tempo regolari. Naturalmente quando la corda si era completamente srotolata dal tamburo, bisognava riavvolgerla: più che di un orologio si trattava quindi di una specie di argano.

Per rallentare la discesa del peso era necessaria la presenza di un apposito meccanismo, altrimenti il peso scendendo avrebbe tirato con forza la corda che si sarebbe srotolata velocemente dall'asse esaurendo in breve tempo il moto degli ingranaggi. Il meccanismo con il compito di controllare la velocità di discesa del peso era chiamato «scappamento» e aveva la funzione, per mezzo di due nottolini che si inserivano alternativamente fra i denti di una ruota, di consentire alla stessa di girare a un dente per volta. Con questo sistema, l'energia prodotta dal peso che scendeva non si liberava velocemente, tutta insieme, ma "scappava" un po' per volta: da qui il nome del meccanismo.

Gli orologi meccanici, all'inizio, erano molto imprecisi (certamente più imprecisi delle clessidre e degli orologi solari), e per essi era normale l’errore anche di un'ora al giorno. Nonostante la qualità piuttosto scadente degli orologi in uso, già da lungo tempo si era tuttavia affermata l'abitudine di suddividere l'ora in 60 parti più piccole, tutte uguali, ciascuna delle quali veniva chiamata in latino pars minuta prima che significa "prima piccola parte", poi abbreviata in «minuto»; e queste, a loro volta, venivano suddivise in altre 60 parti ancora più piccole, ciascuna delle quali era chiamata, sempre in latino, pars minuta secunda (seconda piccola parte), poi abbreviata in «secondo». Anche in questo caso la scelta del numero 60 viene fatta risalire ai Sumeri, i quali avevano diviso il cerchio in 360 parti uguali, ciascuna delle quali in seguito venne chiamata grado, da un termine latino che significa "passo, scalino". Il 60 e il 360 erano considerati anch'essi numeri "magici" concessi all'uomo dagli dei perché facilmente divisibili in tanti modi diversi senza lasciare resto. A proposito di questa suddivisione in sessantesimi sia dei gradi della circonferenza che delle ore del giorno, soprattutto per i non addetti ai lavori, il parlare di minuti e di secondi sia riferendosi al tempo, sia riferendosi agli angoli, può rappresentare motivo di confusione.

Nel 1581, all'età di soli 17 anni, Galileo Galilei scoprì che l'oscillazione naturale di un pendolo avviene ad intervalli regolari di tempo, e ciò indipendentemente dall'ampiezza dell'oscillazione stessa. In al­tre parole, il tempo impiegato dal pendolo per andare e tornare in un viaggio di oscillazione completa è sempre lo stesso, tanto per l’oscillazione molto ampia quanto per quella poco ampia. La cosa non è affatto ovvia perché l'intuizione ci porterebbe a credere che le oscillazioni ampie debbano durare di più di quelle strette, invece Galilei notò che quando l'ampiezza era grande il moto era veloce, mentre quando era piccola il moto era lento e quindi il tempo per completare l’oscillazione in definitiva era lo stesso. (Oggi sappiamo che non è esattamente così, ma la differenza è veramente minima e per molti aspetti insignificante.)

La storia vuole che lo scienziato pisano arrivasse a questa scoperta osservando una lampada oscillare, sotto la spinta di una corrente d'aria, nella cattedrale della sua città, mentre assisteva ad una funzione religiosa. Si dice anche che per controllare l'isocronismo delle oscillazioni della lampada il giovane Galilei, a quel tempo studente di medicina, si sia avvalso delle pulsazioni del proprio polso.

Il «pendolo» (dal latino pendulus, "che oscilla") sarebbe quin­di un orologio perfetto, ma Galilei non riuscì a trasferire questa sua scoperta nel meccanismo di un orologio. In realtà egli ci provò, ma solo alla fine della sua vita, quando, ormai vecchio e sfiduciato, era anche diventato quasi cieco. Il primo orologio a pendolo verrà cos­truito invece dal fisico e astronomo olandese Christiaan Huygens, intorno alla metà del XVII secolo, pochi anni dopo la morte di Galilei.

Il pendolo non oscilla per tempi infiniti, ma a causa dell'attrito dell'aria e di alcuni contatti meccanici che non possono essere evitati, rallenta la sua corsa e alla fine si ferma. Occorre allora dargli ogni tanto una piccola spinta per mantenerne le oscillazioni. A ciò provvede un motore a peso, come si può vedere ancora oggi in molti orologi a pendolo delle nostre case, oppure un motore di altro tipo, ad esempio a molla o elettrico, come è nei modelli più moderni e sofisticati. L'orologio a pendolo si dimostrò dieci volte più preciso del precedente orologio meccanico.

Nonostante la sua aria tranquilla il pendolo, tuttavia, non è im­perturbabile: se non è sistemato in posizione perfettamente verticale l'oscillazione si altera e il meccanismo si può anche fermare. Nemmeno il suo ritmo è così costante come immaginava Galilei: impiega infatti un po' più di tempo nelle oscillazioni lunghe e un po' meno in quel­le corte e questa impercettibile variazione di velocità, alla lunga, si fa sentire.

Sarà il fisico inglese Robert Hooke (1635-1703) a trovare la soluzione inventando il bilanciere a spirale, ossia una molla avvolta a spirale che muove alternativamente una rotellina prima in un senso e poi nell'altro. La sua funzione è uguale a quella del pendolo, però il suo ritmo non viene più modificato dalle variazioni di ampiezza e dai cambiamenti di posizione. Esso funziona altresì quando è sistemato in posizione orizzontale e può essere costruito anche di dimensioni ridotte. Grazie a questa nuova scoperta fu possibile realizzare il primo esemplare di orologio da tasca. In realtà qualche problema questo tipo di orologio ancora lo creava, perché la forza trasmessa dalla molla era irregolare: massima quando era completamente carica e via via minore a mano a mano che si allentava. Per ovviare a questo inconveniente fu escogitato un complicato congegno con una corda metallica che si avvol­geva intorno al cilindro dove era alloggiata la molla. Per questo motivo, nonostante il congegno sia ormai scomparso da tempo, a volte si sente ancora dire, con riferimento alla carica, "dare la corda" all'orologio, oppure "è giù di corda" quando si allude a qualcuno che è senza energia. Per avere l'orologio da polso bisognerà invece attendere addirittura l'inizio del ventesimo secolo.

Frattanto, l'orologio a pendolo veniva sempre più perfezionato utilizzando leghe d'acciaio indeformabili e sistemandolo all'interno di un ambiente in cui veniva creato il vuoto per proteggerlo da variazioni di temperatura, dalla polvere e dall'attrito dell'aria. L'orologio a pendolo diventava, in questo modo, uno strumento di grande precisione, adatto a misurazioni scientifiche.

La prossima innovazione si avrà con i cosiddetti orologi a quarzo i quali sfruttano una particolare proprietà di questi minerali che viene detta «piezoelettricità» (piezo è una parola greca che significa “comprimere”). Il fenomeno venne scoperto, nel 1880, dal chimico francese Pierre Curie (il marito di Marie, entrambi premi Nobel per le ricerche sul fenomeno della radioattività) il quale notò che quando un cristallo di quarzo subisce una pressione lungo un determinato asse di simmetria emette una debole corrente elettrica. Inversamente, se un cristallo di quarzo viene sottoposto all'azione di un campo elettrico, prodotto ad esempio da una piccola pila a secco, il cristallo si mette a vibrare come si trattasse di un diapason. E come con il diapason è possibile costruire orologi di alta precisione, altrettanto si può fare con i cristalli di quarzo i quali vibrano ad un ritmo più elevato e quindi sono ancora più precisi di quelli a diapason.

Il primo orologio a quarzo fu costruito nel 1927 da due tecnici inglesi di nome W. A. Marrison e J. Horton e si dimostrò subito un meccanismo quasi perfetto in grado di garantire una precisione di 1/1.000 di secondo al giorno. Esso sostituirà gradualmente gli orologi che portiamo al polso e raggiungerà ben presto una perfezione di funzionamento tale da consentire all'astronomo inglese H. Spencer Jones di verificare che il tempo di rotazione della Terra intorno al proprio asse non è così preciso come si era sempre ritenuto che fosse.


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MessaggioInviato: Mar Feb 28, 2006 8:17 am    Oggetto:  4. DAL GIORNO SIDEREO AL GIORNO SIDERALE
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Abbiamo detto che il giorno sidereo, definito come il tempo intercorrente fra due passaggi successivi di una stella al meridiano del luogo (che poi in realtà non è altro che il tempo che impiega la Terra a ruotare su sé stessa), è un lasso di tempo che si può considerare uniforme e costante. Ora dobbiamo precisare che non è proprio così perché la Terra, al contra­rio di come può sembrare ad una osservazione poco attenta, non gira in modo regolare intorno al proprio asse.

La Terra girerebbe intorno al proprio asse con moto invariabile e per l'eternità se fosse una sfera perfetta, rigorosamente omogenea, esattamente simmetrica, assolutamente rigida e perfettamente isolata nello spazio. Ma la Terra non è nulla di tutto ciò e quindi oscilla.

Prima che siano individuati i motivi per i quali l'asse di rotazione del nostro pianeta non è stabile, è necessario definire in modo più rigoroso quello che abbiamo chiamato il «giorno sidereo».

Sappiamo che, in generale, per definire la posizione di un punto nello spazio occorre trovare qualche cosa di fisso a cui fare riferimento. Ma esiste nell'Universo qualche cosa di veramente fisso? La risposta è no. Nell'Universo tutto è in movimento e quando scegliamo un sistema di riferimento rispetto al quale studiare i moti di altri corpi celesti, sappiamo già in partenza che quel sistema è a sua volta in moto rispetto a tutto il resto. Noi tuttavia ci preoccupiamo di utilizzare come sistema di riferimento un insieme di corpi che sia sì in movimento, ma di moto ordinato, retto da leggi precise che, una volta individuate, ci consentano di prevederne l'andamento.

Per quanto riguarda il moto di rotazione della Terra su sé stessa, in un primo tempo si pensò di definirlo rispetto ad una generica stella fissa, poi però, in seguito alla scelta di un sistema di riferimento più generale per la determinazione della posizione dei corpi celesti, si rese necessario riferirlo rispetto al cosiddetto punto vernale. Il punto vernale (da "ver" un termine indoeuropeo con il quale si indicava la primavera), detto anche punto d'Ariete o punto gamma, è un punto del cielo ben preciso che corrisponde all'intersezione dell'eclittica (cioè del piano su cui giacciono Sole e Terra) con l'equatore celeste che non è altro che il prolungamento di quello terrestre. Questo punto non è attribuibile ad un oggetto che esiste materialmente, come per esempio ad una stella, ed inoltre si sposta in continuazione dalla sua posizione. La cosa tuttavia non è così grave perché le leggi che regolano i suoi movimenti, a differenza dei movimenti delle cosiddette stelle fisse, sono tutte note.

Per capire dove si trova esattamente il punto vernale, e come si sposta nel tempo, sono indispensabili alcune conoscenze di quella parte dell'astronomia classica detta «astronomia sferica». Questa insegna che il piano definito dall'orbita della Terra intorno al Sole si chiama piano dell'eclittica (in pratica, come abbiamo detto, è il piano su cui giacciono Terra e Sole) mentre si chiama piano equatoriale celeste il prolungamento del piano equatoriale terrestre fino ad incontrare la volta celeste. Il piano dell'eclittica è inclinato, rispetto al piano equatoriale celeste, di circa 23 gradi e mezzo.

A causa della posizione inclinata, di un piano rispetto all’altro, un osservatore che sta sulla Terra, vede il Sole, nel suo moto apparente sul piano dell'eclittica, viaggiare per 6 mesi stando al di sopra del piano equatoriale e per 6 mesi stando al di sotto di esso: e' evidente, allora, che due volte all'anno il Sole si troverà nei punti di intersezione del piano equatoriale con quello della eclittica. I due punti d'intersezione sono detti «punti equinoziali» (dal latino aequa nox che vuol dire “notte uguale”, sottinteso per tutta la Terra, perché nei due giorni dell'anno in cui il Sole viene a trovarsi nei punti suddetti la durata della notte, o meglio, la durata delle ore di buio, è la stessa in ogni località della Terra ed è anche uguale a quella del dì, ossia delle ore di luce). Uno di questi punti d'intersezione è quello in cui transita il Sole all'inizio della primavera e si chiama, come abbiamo detto, punto vernale. A volte questo punto è contrassegnato con la lettera greca gamma (g), l'antico simbolo dell'Ariete, in quanto, circa 2.000 anni fa, all'inizio della primavera, il Sole appariva proiettato nella costellazione dell'Ariete. Come si sa le costellazioni sono raggruppamenti apparenti di stelle; le dodici nelle quali si staglia il Sole nel corso dell’anno sono dette costellazioni dello zodiaco.

Distingueremo quindi il «giorno sidereo», dal «giorno siderale» che definiremo come l'intervallo di tempo compreso fra due passaggi consecutivi del punto gamma (e non di una stella qualsiasi) sul meridiano del luogo. Il giorno siderale risulta più corto (di circa un centesimo di secondo) del giorno sidereo e quindi non corrisponde più ad una rotazione completa della Terra su sé stessa. Questa piccola differenza è conseguenza del fatto che il punto gamma non è fisso in cielo, ma si sposta leggermente nella direzione della rotazione diurna della sfera celeste e quindi appare, sul meridiano del luogo, prima che si sia completata la rotazione della Terra su sé stessa.


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MessaggioInviato: Mar Feb 28, 2006 8:29 am    Oggetto:  5. LA TERRA NON GIRA REGOLARMENTE
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Torniamo ora alla Terra e al suo moto di rotazione incostante.

Oggi, l'asse intorno a cui ruota il nostro pianeta è quasi esattamente diretto verso la stella Polare, ma duemila anni fa lo era molto di meno e sappiamo che in futuro si allontanerà sempre più dalla posizione che occupa attualmente. Fra circa 13.000 anni, si verrà a trovare nella direzione più lontana rispetto a quella odierna e punterà verso Vega, la stella più luminosa della costellazione della Lira. Ciò dipende dal fatto che la Terra è schiacciata ai poli e leggermente rigonfia all'equatore e, a causa di questa forma non perfettamente sferica, il Sole e la Luna esercitano sul rigonfiamento equatoriale un'attrazione maggiore di quella che esercitano sulle zone prossime ai poli. La conseguenza di tutto ciò è che l'asse presenta un lento movimento conico che si completa in 26.000 anni circa.

E' lo stesso fenomeno che si può notare nella trottola la quale, quando ruota velocemente, mantiene il suo asse perfettamente verticale, ma quando rallenta, e si piega lateralmente, richiamata dalla forza di gravità, pur continuando a girare intorno all'asse, inizia anche un'altra rotazione, molto più lenta, rappresentata da un movimento conico dell'asse stesso intorno alla verticale che passa per il punto di appoggio al terreno.

Qualcosa di simile alla trottola che rallenta il suo moto avviene per la Terra la quale tuttavia non si ribalta lateralmente, perché non vi è nulla che la richiami verso il basso. Vi è al contrario qualcosa che tende a farla raddrizzare, ossia a costringerla a sistemare l'asse perpendicolarmente al piano dell'eclittica. Questo qualcosa sono il Sole e la Luna i quali, agendo con maggior forza sul piano equatoriale (a loro più vicino) che non sulle zone polari (più lontane), la invitano a "mettersi in piedi". Poiché però la Terra, ruotando velocemente su sé stessa, pone resistenza a questa azione combinata di Sole e Luna, l'asse è costretto ad effettuare quel lentissimo movimento conico di cui si è detto in precedenza che si compie in circa 26.000 anni.

A causa di questo movimento dell'asse terrestre, cambia la linea d'intersezione del piano equatoriale con il piano dell'eclittica e di conseguenza cambia anche la posizione dei punti equinoziali (detti anche nodi) determinando in questo modo, anno dopo anno, un piccolo anticipo dell'inizio della primavera e dell'autunno. Questo fenomeno si chiama precessione (cioè arretramento) degli equinozi, e venne scoperto da Ipparco di Nicea, uno dei più geniali astronomi greci dell'antichità, già due secoli prima di Cristo.

Più di duemila anni fa quindi gli antichi astronomi greci, all'inizio della primavera, quando il Sole si veniva a trovare nel punto gamma, lo vedevano proiettato sullo sfondo delle stelle fisse entro la costellazione dell'Ariete; oggi, in conseguenza della precessione degli equinozi, quando il Sole si trova nel punto gamma (ed è sempre, ovviamente, l'inizio della primavera), dalla Terra lo si vede proiettato nella costellazione dei Pesci, cioè nella costellazione dello zodiaco che sta immediatamente prima di quella dell'Ariete.

Abbiamo detto che l'asse intorno al quale ruota il nostro pianeta si sposta descrivendo un cono; in realtà si tratta di un doppio cono, con il vertice al centro della Terra e con la superficie laterale non perfettamente liscia come dovrebbe apparire se il movimento di quest’asse fosse del tutto regolare. L'aspetto leggermente ondulato della superficie laterale del cono è determinato dal fatto che l'attrazione lunisolare varia leggermente con il tempo a causa della distanza dei due astri i quali a volte si trovano più vicini alla Terra e a volte più lontani. Questa seconda oscillazione dell'asse terrestre fu scoperta, nel 1748, dall'astronomo inglese James Bradley e venne chiamata nutazione, da un termine latino che significa "annuire" perché l'asse terrestre, mentre compie l'ampio movimento conico, sembra anche andare avanti e indietro come a volte si fa con la testa quando ci si trova d'accordo con ciò che dice il nostro interlocutore. A causa della nutazione, nel corso di circa 18 anni e mezzo, la posizione del punto vernale, sull'equatore celeste, si scosta di poco più di un secondo d'arco in avanti o indietro, rispetto ad una posizio­ne intermedia determinata dalla sola azione della precessione.

Ma esiste anche un terzo movimento dell'asse terrestre ipotizzato già nel 1765 dal matematico svizzero Leonhard Euler, meglio noto con il nome di Eulero. Egli affermò che se la Terra fosse un corpo rigido, come in effetti appariva dalle rilevazioni di quel tempo, i poli avrebbero dovuto muoversi su piccoli cerchi nel corso dell'anno. Questo presunto movimento dei poli (e quindi dell'asse), quasi insignificante, non poteva essere rilevato facendo uso degli strumenti dell'epoca, ancora piuttosto imprecisi. In seguito però gli strumenti di misura si perfezionarono e si raffinarono al punto da rendere possibile la registrazione delle supposte fluttuazioni dell’asse terrestre previste da Eulero. La misurazione fu effettuata per la prima volta, e lo spostamento rilevato, da uno scienziato americano di nome Seth C. Chandler: la nuova scoperta prese quindi il nome di «oscillazione chandleriana».

Sennonché, le oscillazioni misurate da Chandler erano superiori a quelle previste dai calcoli di Eulero, ed inoltre apparivano alquanto irregolari. Ciò dipendeva sicuramente dal fatto che la Terra in realtà non è un corpo perfettamente rigido, paragonabile ad una sfera d'acciaio, come l'aveva considerata Eulero, ma forse anche da qualche altra causa.

Si pensò allora, in un primo momento, a spostamenti di masse di magma all'interno della Terra causate da terremoti o da altri fenomeni endogeni, ma poi si scoprì che, in massima parte, queste oscillazioni aggiuntive dell'asse terrestre erano dovute a spostamenti stagionali di masse d'aria. La vera causa dell’oscillazione chandleriana era quindi il vento, il quale, variando di direzione e di intensità con le stagioni, produceva attrito sulle terre emerse e quindi accelerava o ritardava la rotazione della Terra. Ora, poiché le terre emerse sono più estese nell'emisfero settentrionale che in quello meridionale l'azione dei venti, nel corso dell'anno, non era bilanciata e di conseguenza l'asse oscillava in modo imprevedibile.

Anche l'acqua forse gioca un ruolo importante in questo fenomeno. Durante l'inverno milioni di tonnellate di acqua si spostano, sotto forma di ghiaccio e neve, dagli oceani alle calotte polari e ai rilievi più alti delle zone temperate. In questo processo si abbassa il livello del mare e si alza quello delle terre emerse producendo un leggero rallentamento della rotazione terrestre come si può osservare anche quando la ballerina, allargando le braccia, sposta il peso del corpo all'esterno per frenare la propria rotazione. Naturalmente, l'aumento di acqua gelata sulle terre emerse del nord dovrebbe essere bilanciato da una diminuzione della stessa entità sulle terre emerse del sud per il fatto che quando nell'emisfero settentrionale è inverno, in quello meridionale è estate, e viceversa. Per giustificare la mancata compensazione degli effetti del fenomeno, bisogna però tenere presente, ancora una volta, l'asimmetrica distribuzione delle terre e dei mari sulla superficie del globo.

Queste fluttuazioni sono insignificanti e irregolari, ma comunque sufficientemente rilevanti così da mascherare una variazione della rotazione terrestre di gran lunga più piccola, ma di natura costante e quindi tendente ad accumularsi nel tempo. Si tratta del rallentamento dovuto alle maree.

I geofisici erano da lungo tempo convinti che lo spostamento dell'acqua causato dalle maree sui fondali marini poco profondi potesse frenare leggermente la rotazione terrestre (e di conseguenza allungare la durata del giorno), ma non erano riusciti ad individuare un sistema idoneo a misurare il fenomeno. Per farlo sarebbe stato infatti neces­sario tenere sotto controllo la durata del giorno, facendo uso di orologi molto precisi e per tempi molto lunghi: ma orologi della precisione necessaria a quel tempo non erano disponibili.

Come abbiamo detto, il rallentamento della rotazione terrestre dovuto agli attriti delle maree è minimo (10 o 15 milionesimi di secondo all'anno), ma si accumula nel tempo così che nei secoli diventa ri­levante (2 ore in 2.000 anni). Gli scienziati hanno recentemente scoperto due fenomeni naturali che consentono di misurare il rallentamento della rotazione della Terra provocato dall’azione delle maree.

La prima prova viene fornita dalle antiche cronache delle eclissi o di altri fenomeni astronomici i quali, dai calcoli odierni, sembrano essere avvenuti in punti della Terra diversi da quelli segnalati. La mancata concordanza fra le località descritte dalle antiche cronache e quelle calcolate sulla base dell'attuale velocità di rotazione della Terra, non può che dipendere dal fatto che il nostro pianeta, in tempi lontani, ruotava a velocità diversa da quella attuale.

Ma vi è un'altra osservazione che induce a pensare che in tempi molto lontani la Terra doveva ruotare su sé stessa più velocemente di quanto non faccia oggi. Si tratta dello studio effettuato su alcuni coralli fossili risalenti al periodo Devoniano, quindi di età compresa fra i 350 e i 400 milioni di anni. Questi fossili presentano degli anelli di crescita in numero maggiore di quelli che si possono contare su coralli simili che vivono attualmente nei mari caldi del sud. In effetti, è possibile osservare nei coralli, all'interno degli anelli annuali di crescita, una serie fittissima di striature che vengono interpretate come anelli di crescita giornalieri. Ebbene, queste leggere striature si contano in numero di circa 400 nei coralli fossili del Devoniano e di circa 365 in quelli attuali. Questo potrebbe dipendere dal fatto che nel Devoniano i giorni dell'anno erano circa 400 e quindi la Terra girava su sé stessa più velocemente di quanto non faccia oggi in cui i giorni dell'anno sono solo 365. Se l'interpretazione del fenomeno è corretta, vi è da ritenere che dal Devoniano ad oggi la durata del giorno si è notevolmente allungata e in futuro potrebbe allungarsi ulteriormente fino a diventare uguale al periodo di rivoluzione della Terra intorno al Sole (un giorno durerebbe allora un anno). A quel punto il nostro pianeta mostrerebbe al Sole sempre la stessa faccia, come fa attualmente la Luna rispetto alla Terra.

La cosa, però, che più interessa, dal nostro punto di vista, è che la Terra non ruota su sé stessa in modo uniforme, e poiché proprio il moto di rotazione della Terra è stato scelto come base della misura del tempo, né il giorno sidereo, né il giorno siderale, possono essere considerati delle unità di misura precise e immutabili. Per l'astronomia sarebbe invece di grande utilità poter disporre di un'unità di misura temporale di assoluta precisione per mettere in accordo i movimenti orbitali dei corpi celesti ottenuti dalle osservazioni, con quelli calcolati attraverso le leggi della meccanica. Ma dove andarla a cercare questa unità di misura tanto precisa?


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MessaggioInviato: Mar Feb 28, 2006 8:50 am    Oggetto:  6. IL GIORNO SOLARE MEDIO
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E il giorno solare? E' almeno il giorno solare una misura di tempo uniforme e costante? La risposta, anche in questo caso, è: no. E ciò non è difficile da capire se si riflette sul fatto che il giorno solare, in definitiva, dipende anch'esso dalla rotazione della Terra, la quale, come abbiamo appena visto, è tutt’altro che perfetta. Ma, dal punto di vista dell'accuratezza, il giorno solare è molto più variabile di quello sidereo (o siderale) perché alle oscillazioni irregolari dell’asse si devono aggiungere le anomalie derivate dal movimento incerto del pianeta intorno al Sole.

Eppure sarebbe molto utile che il giorno solare avesse la stessa durata nei vari periodi dell'anno, perché le attività dell'uomo sono legate proprio al movimento del Sole. Non sarebbe tuttavia impossibile, almeno in linea di principio, creare un giorno solare di durata costante, basterebbe infatti che il Sole si muovesse in cielo con moto regolare ed uniforme e il gioco sarebbe fatto. Ovviamente non possiamo modificare la velocità del Sole tuttavia possiamo immaginarne uno artificiale che si sposta con regolarità intorno alla Terra durante il giorno e nel corso dell’anno.

Abbiamo detto che il Sole si muove intorno alla Terra, perché in effetti così sembra, ma dobbiamo tenere sempre presente che è la Terra in realtà a muoversi, sia ruotando su sé stessa, sia girando intorno al Sole e pertanto quelli del Sole sono solo moti apparenti. Premesso ciò, per comprendere il motivo per il quale il giorno solare non è un intervallo di tempo preciso e costante, ci sono da considerare, oltre ai motivi già esposti, il fatto che la Terra non descrive un cerchio perfetto intorno al Sole, ma un'ellisse, cioè percorre un'orbita che la porta a volte ad essere più vicina e a volte più lontana dal Sole stesso. Se la Terra percorresse un'orbita perfettamente circolare essa non solo si manterrebbe sempre alla stessa distanza dall'astro centrale ma, com'è facilmente intuibile, viaggerebbe anche sempre alla stessa velocità, mentre proprio a causa dell’orbita ellittica che è costretta a seguire, viaggia nel corso dell’anno a velocità variabile.

Il primo a scoprire che l'orbita descritta dalla Terra, nel suo movimento intorno al Sole, è un'ellisse e non una circonferenza, fu Johann Keplero, un astronomo tedesco nato nel Württemberg nel 1571 e morto nel 1630. Egli osservò anche che, a causa di questo percorso ellittico, la velocità variava; e precisamente quando la Terra si trovava più vicina al Sole si muoveva più velocemente, e quando si trovava più lontana si muoveva più lentamente.

La Terra si trova più vicina al Sole o, come suol dirsi, in perielio, intorno alla data del 3 gennaio e nel punto più lontano, ossia in afelio, intorno al 3 luglio. Quando la Terra si trova in vicinanza del perielio viaggia alla velocità massima, che è di circa 110.000 km all'ora, quando invece si trova in prossimità dell’afelio viaggia alla velocità minima, che è di circa 105.000 km all'ora.

Il moto di rivoluzione non uniforme della Terra ci fa percepire lo spostamento discontinuo del Sole rispetto allo sfondo delle stelle fisse, e cioè esso appare muoversi più velocemente in inverno e più lentamente in estate. In conseguenza dello spostamento apparente del Sole a velocità variabile, la Terra, giorno dopo giorno, per potersi riallineare con esso, è costretta a ruotare, intorno al proprio asse, per frazioni di tempo diverse a seconda del periodo dell'anno (o, se si preferisce, a seconda della posizione occupata sull’orbita in quel momento) e precisamente, in inverno per un tempo più lungo e in estate per un tempo più breve. Pertanto, in inverno, i giorni risultano un po' più lunghi della media, e in estate un po' più corti della media. (Quando si parla di estate e d'inverno, ci si riferisce ovviamente all'emisfero settentrionale; nell'emisfero meridionale, come si è già accennato, le stagioni sono invertite.)

La differenza fra il giorno più lungo che, come abbiamo detto, capita intorno al 3 gennaio (Terra in perielio) e quello più corto che capita intorno al 3 luglio (Terra in afelio), è di soli 15 secondi. Bisogna però tenere conto del fatto che questa piccola differenza giornaliera si va accumulando con il passare dei giorni così che, sommando il contributo di tanti giorni tutti più lunghi e quello di tanti giorni tutti più corti, si arriva ad una differenza di oltre 7 minuti (in anticipo o in ritardo) dell'ora solare con il tempo medio.

Una seconda causa di fluttuazioni più o meno irregolari è individuabile nel fatto che il Sole non si muove lungo l'equatore, ma lungo l'eclittica; però il quadrante celeste su cui si contano le ore è l'equatore e non l'eclit­tica. Ora, poiché la linea dell'equatore è inclinata di circa 23 gradi e mezzo sull'eclittica, la velocità apparente del Sole sull'eclittica non si mantiene identica quando la stessa viene trasferita sull'equatore e, per questo motivo, alla durata del giorno, si va ad aggiungere un altro elemento di imperfezione. In questo caso la differenza fra il giorno più lungo e quello più corto dell'anno arriva complessivamente a circa 40 secondi.

Queste due irregolarità non hanno la stessa ampiezza, né sono fra loro in fase per cui il risultato finale non è dato semplicemente dalla loro somma. La loro combinazione, invece, fa sì che la differenza fra il più lungo giorno solare, che capita a metà dicembre, e il più corto, che capita a metà settembre, assommi a circa 52 secondi. Ora però l'effetto cumulativo di tutti i giorni con l'anticipo e di tutti quelli con il ritardo dà luogo ad uno sfasamento massimo di circa 15 minuti di anticipo, che si raggiunge verso il 10 febbraio e altrettanti di ritardo, che si raggiunge verso il 4 novembre. In altre parole, un orologio solare (cioè in pratica una meridiana) anticipa o ritarda, durante l'anno, di un quarto d'ora al massimo rispetto ad un orologio che segna il tempo in modo uniforme (in pratica quello che portiamo al polso).

Per concludere, il Sole non è un buon orologio, perché a volte procede troppo velocemente e a volte troppo lentamente e guai se gli orologiai dovessero fabbricare orologi con le lancette obbligate a muoversi al passo con gli spostamenti reali dell’astro.

Come fare allora per uniformare la misurazione dello scorrere del tempo? Gli astronomi, come abbiamo già detto, hanno pensato di correggere a tavolino il movimento del Sole creandone uno artificiale che si muove in cielo con moto perfettamente regolare e costante e che a volte precede il Sole vero e a volte lo segue, ma che alla fine del viaggio arriva alla pari con esso. Questo ipotetico Sole è stato chiamato «Sole medio» e, a ben pensarci, non sarebbe altro che il riflesso di una Terra che gira intorno al Sole su un'orbita perfettamente circolare e su sé stessa intorno ad un asse di rotazione assolutamente stabile e sistemato in posizione verticale in modo da far coincidere il piano dell’eclittica con il piano equatoriale.

Con l'introduzione del Sole medio si pensò di essere entrati fi­nalmente in possesso di un intervallo temporale rigorosamente preciso e costante. Questo intervallo di tempo è stato chiamato «giorno solare medio» e può essere definito come il tempo che intercorre fra due successive culminazioni del Sole medio sul meridiano del luogo. Il giorno solare medio rappresenta la media aritmetica di tutti i giorni di un anno e dura esattamente 24 ore ma, come vedremo, nemmeno questo è quell’intervallo di tempo preciso e accurato che ci si era illusi di avere individuato.

Dal giorno solare medio si è passati, nel 1820, alla definizione di quella che sarebbe rimasta, per più di cento anni, l'unità fondamentale di misura del tempo nel «Sistema Assoluto delle Misure», vale a dire il secondo. Esso, su proposta di un comitato di scienziati francesi, venne definito come la 86.400ª parte del giorno solare medio (24 ore x 60 minuti x 60 secondi = 86.400 secondi, in un giorno).

Nel corso dell'anno, il «tempo solare vero» (che è dato, come si è detto, dal Sole vero che si muove in modo irregolare) un po' è in anticipo e un po' è in ritardo rispetto al «tempo solare medio» (che è dato invece da un Sole fittizio che si muove uniformemente lungo l'equatore celeste) e solo in quattro giorni dell'anno i due tempi coincidono. La differenza, positiva o negativa, fra tempo vero e tempo medio si chiama «equazione del tempo» ed è stata calcolata per tutte le ore della giornata e per tutti i giorni dell'anno, tuttavia di solito viene fornita solo per il mezzogiorno e sotto forma di grafico che viene chiamato analemma, da un termine greco che significa "riassunto". Si tratta in pratica di un diagramma a forma di sinusoide che rappresenta una sintesi del divario fra il mezzogiorno vero e quello medio nei diversi giorni dell'anno. In esso si possono notare due massimi (+3,8 minuti il 14 maggio e +16,4 minuti il 3 novembre), due minimi (-14,4 minuti il 12 febbraio e -6,4 minuti il 26 luglio) e quattro valori nulli in cui, evidentemente, il «Sole vero» e il «Sole medio» coincidono (16 aprile, 14 giugno, 1° settembre e 25 dicembre). Per la precisione, occorre dire che gli scarti variano leggermente di anno in anno, perché l'anno civile non inizia mai in perfetta coincidenza con quello astronomico, tuttavia i valori che abbiamo riportato sopra possono essere ritenuti sufficientemente indicativi. Un esempio di analemma si trova alla base della meridiana situata sulla parete laterale del Duomo di Gorizia.

A volte, sulle meridiane, ossia su quelle linee sulle quali, al mezzogiorno vero, cade il raggio di luce solare, viene disegnata una strana figura a forma di "otto", che un matematico chiamerebbe "lemniscata". Essa non è altro che un modo diverso di rappresentare, sotto forma di grafico, la equazione del tempo. In essa sono infatti indicati, per ciascun mese dell'anno e per i vari giorni del mese, le correzioni da apportare all'ora segnata dalla meridiana stessa per ottenere il mezzogiorno solare medio (che in definitiva, come abbiamo più volte detto, è quello segnato dall’orologio che portiamo al polso).


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MessaggioInviato: Mar Feb 28, 2006 9:07 am    Oggetto:  7. IL TEMPO DELLE EFFEMERIDI
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Anche se il giorno solare medio si avvicina di molto ad un intervallo di tempo costante e regolare, nemmeno esso, in realtà, è un'unità di misura sufficientemente precisa e tale da soddisfare le esigenze di una società moderna fondata prevalentemente sulla ricerca scientifica e tecnologica. Per queste attività sarebbe infatti necessario disporre di un'unità di misura di altissima precisione che il movimento della Terra su sé stessa non è in grado di garantire. Questa nuova unità di misura alla fine fu individuata nel cosiddetto «tempo delle Effemeridi» (T.E.) una misura del tempo fissa e immutabile, così denominata perché è impiegata per il calcolo delle posizioni dei corpi del sistema solare.

Le effemeridi (dal greco: epi = sopra e hemera = giorno) non sono altro che delle tabelle in cui vengono riportate, ad intervalli di tempo costanti e regolari (per esempio per tutti i giorni), le posizioni che assumeranno in cielo i principali corpi celesti come la Luna, il Sole, i pianeti e i loro satelliti, oltre alle comete più note e ai più grossi asteroidi, calcolate a partire dalle posizioni che gli stessi occupano in un preciso istante, e dalle velocità con le quali viaggiano. Ma non è di questo che dobbiamo occuparci, bensì del modo in cui si è arrivati alla definizione del cosiddetto “tempo delle Effemeridi”.

Scartato il moto di rotazione della Terra come fenomeno di riferimento per la determinazione dell’unità di misura temporale, si andò in cerca di qualche altro fenomeno, sempre legato al movimento della sfera celeste, che desse maggiori garanzie di regolarità e stabilità. Non si sarebbe infatti neppure potuto prendere in considerazione l’ipotesi di svincolare completamente la misura del tempo dal riferimento al moto apparente del Sole, perché la vita di tutti i giorni, come abbiamo più volte fatto notare, è scandita proprio dal sorgere e dal tramontare di quest'astro.

Alla fine la scelta cadde sull'altro movimento della sfera celeste legato al ciclo solare e cioè sul periodo di rivoluzione della Terra intorno al Sole. Venne pertanto assunto come base per la misura del tempo, non più la durata del giorno, bensì quella dell'anno. Più precisamente, si decise di prendere in considerazione la durata dell'anno tropico che corrisponde al tempo che impiega il Sole a ritornare, un anno dopo, al punto vernale dal quale era partito l’anno prima.

Il nome di «anno tropico» (dal greco tropos = ribaltamento, rivolgimento, con riferimento al moto del Sole il quale sembra fermarsi nei giorni dei solstizi e quindi invertire la marcia dopo aver raggiunto in cielo il punto più alto in estate e, rispettivamente, il punto più basso in inverno), deriva dalla definizione che anticamente veniva data al periodo di tempo impiegato dal Sole, nel suo moto apparente, per tornare, dopo un anno, al solstizio con lo stesso nome.

Ora è evidente che anche l'anno tropico (come già il giorno siderale) non è un intervallo di tempo costante e inalterabile, perché il punto vernale si muove e anche in modo non del tutto uniforme. Quindi per poter definire un periodo di tempo fisso e costante, come richie­sto dalla ricerca scientifica, era necessario specificare, oltre al pe­riodo, anche l'anno al quale far riferimento. La scelta, alla fine, cadde sull'anno che iniziava il 31 dicembre 1899 a mezzogiorno (corrispondente al giorno 0 gennaio 1900, ore 12) e terminava alla stessa ora del 31 dicembre del 1900. Da questa unità di misura si ricavò il «secondo delle Effemeridi» il quale, di conseguenza, diventava un tempo ideale che si sarebbe mantenuto, per definizione, fisso e immutabile per sempre. Gli astronomi, come si sarà notato, numerano i giorni e gli anni in modo diverso da quello in uso per gli scopi civili: per essi non solo esiste il giorno zero, ma anche l’anno zero che, per razionalità algebrica, è stato assegnato a quello che gli storici hanno chiamato anno 1 avanti Cristo.

Così, nel 1960, su proposta dell'Unione Astronomica Internazionale (IAU) in occasione dell'XI Conferenza Generale dei Pesi e Misure, dopo avere determinato con precisione la durata del primo anno tropico del secolo scorso che risultò essere di 31.556.925,9747 secondi, si decise di assumere, come unità di misura del tempo, il valore che si ricava dalla frazione 1/31.556.925,9747. Questa frazione dell’anno tropico venne chiamata «Secondo di Tempo delle Effemeridi».

Nei calcoli e nelle misure temporali di precisione oggi si usa quindi il secondo delle Effemeridi che è un’unità di tempo la quale viene scandita con la massima regolarità e precisione dai cosiddetti orologi atomici, i "marcatempo" più affidabili attualmente in uso e dei quali parleremo in seguito.

L'unità di misura del tempo oggi corrisponde, pertanto, a un campione fisico perfettamente stabile e riproducibile in laboratorio. Questo intervallo di tempo, praticamente invariabile, tanto a lungo cercato e finalmente determinato con la massima precisione, per ironia della sorte si dimostra ora troppo preciso. La contraddizione dipende dal fatto che i tempi della vita civile continuano ad essere regolati dal corso non del tutto uniforme del Sole e non da quello estremamente preciso e regolare degli orologi atomici. Per questo motivo, il tempo dato dall'orologio atomico, che poi, in definitiva, è quello che segnano gli orologi che portiamo al polso, di quando in quando, deve essere corretto perché sia rimesso al passo con il tempo solare, che rimane il vero punto di riferimento sia per gli impieghi civili sia per le attività scientifiche.

Fra la durata del Tempo delle Effemeridi e quella del Tempo solare medio esiste infatti una piccola differenza, che va aumentando con il passare degli anni e che, dal 1900 ad oggi, è diventata di poco più di 80 secondi. Si tratta, tutto sommato, di poca cosa (un secondo ogni 15 mesi circa) che costringe tuttavia i tecnici a regolare il tempo civile aggiungendo, ogni tanto, un secondo ai nostri orologi: il risultato si ottiene arretrando di un secondo le lancette dell’orologio che portiamo al polso. Pertanto, il giorno in cui si effettua la correzione invece che contare 86.400 secondi ne conta 86.401. Per convenzione, nel 1958 tempo atomico e tempo astronomico furono fatti coincidere, ma da allora la Terra ha continuato imperturbabile a “perdere giri”.

Gli orologi atomici sono entrati in uso nel 1955 e si sono subito dimostrati più precisi di quelli a quarzo che, a causa di variazioni anche minime dei componenti del circuito elettrico che stimola il cristallo, e dell'invecchiamento del cristallo stesso, provocavano, a lungo termine, una leggera variazione della frequenza.

Gli orologi atomici non hanno invece di questi problemi e sono quindi degli apparecchi di grande precisione che tuttavia non segnano le ore e i minuti, come fanno gli orologi normali, ma scandiscono semplicemente i secondi con un ritmo che, come abbiamo visto, si mantiene costante per tempi lunghissimi. Il loro funzionamento si basa sulle vibrazioni naturali delle radiazioni elettromagnetiche emesse o assorbite dagli atomi. Le radiazioni elettromagnetiche sono delle onde che viaggiano nello spazio alla velocità della luce, che è essa stessa una radiazione elettromagnetica.

Gli atomi, come è noto, sono costituiti di elettroni in rapidissimo movimento intorno ad un nucleo centrale formato di protoni e neutroni. Gli elettroni viaggiano, in condizioni normali, su determinati livelli energetici, dai quali possono spostarsi solo se vengono investiti da una qualche forma di energia. Tutte le volte che un elettrone viene colpito da una radiazione elettromagnetica di determinata lunghezza d'onda, salta su un livello energetico superiore dal quale però immediatamente dopo ricade su quello da cui era partito, emettendo a sua volta radiazioni elettromagnetiche. Questi salti compiuti dagli ele.
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