Se si osservano la Luna ed il Sole in un qualunque istante in cui si trovino entrambi sopra l’orizzonte, sapendo che la Luna riceve la luce dal Sole e che in parte rimanda sulla Terra, congiungendo l’estremità luminose, quando è in fase, dovremmo ottenere un segmento perpendicolare ai raggi luminosi provenienti dal Sole. Quindi tracciando una linea retta che congiunge il Sole con la Luna si dovrebbe giungere sul nostro satellite con un’inclinazione normale al segmento. Ma se si fa la prova un po’ di volte ci si accorge che questo non avviene quasi mai. Perché?
Certo la luce viaggia nello spazio in linea retta (tralasciamo le irrisorie deflessioni dovute alla presenza di campi gravitazionali). Il problema è che tale linea retta noi la vediamo, per così dire, proiettata sulla volta celeste.
Facciamo un esempio con un’analogia terrestre che forse aiuta ad esplicare il concetto.
Poniamo che l’osservatore terrestre sia al centro della Terra, la Luna a Berlino ed il Sole a S. Francisco, di modo da avere una Luna al quarto. Osservando una mappa della Terra, poiché S. Francisco è sullo stesso parallelo della Sicilia, si sarebbe indotti a tracciare la retta che congiunge il Sole con la Luna in direzione nordest, e conseguentemente gli estremi luminosi della Luna congiungerebbero i Balcani col mare del Nord. Ma avete mai provato a volare da Berlino agli Stati Uniti? Gli aerei seguono una rotta subpolare che lambisce la Groenlandia. Ed uno spago disteso sul mappamondo con estremi le due città vi dimostrerà che questa è la linea più breve per congiungerle (ed i corni luminosi della Luna congiungono il Mediterraneo occidentale con la Finlandia). La linea (retta) nello spazio tridimensioale, diventa un arco di cerchio massimo sulla volta cupoliforme del cielo.
Per convincersene si guardi le immagini (la prima è generata col programma freeware Stellarium). Al bordo si legge 23 ottobre 2007 ore 6 pm. La Luna in quell’istante si trova sull’eclittica che è il cammino apparente del Sole. L’eclittica è un cerchio massimo ed in effetti la congiungente degli estremi luminosi in effetti è praticamente perpendicolare alla linea rossa che indica l’eclittica; lasciamo per un attimo in sospeso la linea rossa più spessa. Dal secondo disegno, dove nel quadro d’insieme compaiono Sole e Luna (qui l’eclittica è la linea tratteggiata gialla) si vede che se congiungessi in linea retta i due astri (linea rossa spessa) avrei uno scostamento di una quarantina di gradi, approssimativamente. Tale linea è stata riportata anche nel primo disegno.
A questi copiosi effetti se ne devono aggiungere altri?
In linea di principio si’: c’è la rifrazione terrestre che alza la posizione degli astri. Come compare nella domanda 12204 si può vedere che si tratta di un effetto dell’ordine di 1°. Al confronto con l’altro di, diciamo così, trompe d’oeil, è ben misera cosa ma pur sempre presente.
Del tutto trascurabile un altro effetto che potrebbe venire alla mente, dovuto alla velocità finita della luce. Effettivamente io vedo la Luna illuminata dal Sole di un secondo fa, circa. Ma tenendo conto di tutti i moti orbitali e di rotazione l’effetto è inferiore ai 7 millesimi d’arco, un valore del tutto inosservabile.
Ancora più irrisoria infine la deflessione subita dai raggi luminosi in virtù della presenza di masse e quindi di un campo gravitazionale.