Vorrei che spiegasse il moto di precessione e in particolar modo quella degli equinozi.

La precessione è un fenomeno di meccanica celeste che provoca la lenta oscillazione dell’asse di rotazione di un pianeta (in particolare della Terra). La ragione è la stessa per cui una trottola, messa in rotazione con l’asse inclinato rispetto alla verticale, oltre a ruotare su se stessa, compie un moto più lento che porta il suo asse di rotazione a spostarsi in modo da descrivere un cono; la sola differenza è che nel caso della Terra le forze in gioco non sono la gravità e la reazione vincolare del piano di appoggio, ma bensì l’effetto gravitazionale combinato di Sole e Luna sul rigonfiamento equatoriale terrestre.

Vediamo di chiarire meglio le cose: se non ci fosse la Luna, la Terra manterrebbe fisso il suo asse di rotazione, il quale è inclinato di 23°27′ rispetto al suo piano orbitale (detto eclittica) e che, come noto, punta circa verso la stella polare. In realtà, proprio a causa della sua rotazione, la Terra non è una sfera perfetta ma risulta rigonfiata attorno all’equatore, assumendo una forma di ellissoide. Il semidiametro equatoriale è dunque maggiore di ogni meridiano e la causa è proprio che, lungo l’equatore, l’attrazione di gravità è parzialmente compensata dalla forza centrifuga dovuta alla rotazione; dunque la superficie terrestre, che segue grosso modo una figura equipotenziale, non può che essere più distante dal centro nei pressi dell’equatore. Ora, per quanto riguarda il Sole, che è a grande distanza dalla Terra, ciò non ha alcuna importanza, dato che la sua azione gravitazionale si esercita sul baricentro del pianeta, che è ancora situato nel centro geometrico; viceversa per la Luna, che è molto più vicina, l’attrazione gravitazionale esercitata sul rigonfiamento più vicino al nostro satellite è sensibilmente maggiore di quella che si esercita sulla parte opposta (ricorda che la gravità decresce col quadrato della distanza).

L’orbita della Luna è poco inclinata rispetto all’eclittica (circa 5°) e per semplicità assumiamola complanare; dal momento che il rigonfiamento equatoriale terrestre è inclinato rispetto all’eclittica esattamente di quanto l’asse di rotazione terrestre è scostato dalla normale all’eclittica (23°27′), esso non è rivolto direttamente verso la Luna. Pertanto la gravità lunare ha l’effetto di "tentare di raddrizzare" l’asse terrestre. Ciò non è naturalmente possibile, a causa del principio di conservazione del momento angolare che vuole che l’asse di rotazione si mantenga costante, ma, su scale di tempo dei millenni, ha l’effetto netto di far ruotare il suddetto asse di rotazione, facendogli compiere un moto conico con periodo di circa 26000 anni. Per questa ragione quella che nella nostra epoca è la stella polare non lo sarà più tra qualche millennio in quanto l’asse terrestre punterà in un’altra zona di cielo.

Ti chiederai a questo punto perché questo fenomeno si chiami "precessione degli equinozi". La ragione è che uno dei suoi effetti tangibili e misurabili è di far accadere il susseguirsi delle stagioni un po’ in anticipo ogni anno, e perciò di far anticipare (o "precedere") gli equinozi ed i solstizi. Vediamo perché. L’equinozio è quel momento dell’anno in cui la durata del giorno e della notte sono uguali ed accade pertanto quando la retta che congiunge Terra e Sole è perpendicolare all’asse terrestre. In assenza di precessione, esso avverrebbe ogni anno nel medesimo giorno in quanto, se l’asse terrestre fosse fisso nello spazio, vi sarebbe una sola retta appartenente all’eclittica e ad esso normale. Il giorno dell’anno in cui la Terra si trova a giacere lungo tale retta sarebbe pertanto fissato. Dal momento che però l’asse terrestre si muove, la suddetta retta cambia ogni anno e pertanto l’istante degli equinozi risulta ogni anno anticipato di qualche secondo rispetto al precedente. Per gli osservatori terrestri questo equivale a dire che il punto del cielo in cui appare proiettato il Sole ogni anno, all’istante dell’equinozio, cambia leggermente, con conseguenze sugli istanti in cui sorgono e tramontano tutti gli astri, riferiti al sorgere del Sole.


Va precisato che il continuo "anticipo" del momento degli equinozi discusso fin qui, è da riferirsi alla posizione della Terra rispetto alle "stelle fisse". Il fenomeno non comporta in alcun modo che si abbia uno scostamento del giorno degli equinozi rispetto al calendario. La ragione è che il calendario Gregoriano oggi in vigore tiene conto del fenomeno della precessione ed aggiunge o toglie di tanto in tanto un giorno per mantenere allineati gli equinozi con la data. La regoletta che impariamo a scuola, che gli anni multipli di 4 sono bisestili ma quelli multipli di 100 non lo sono e quelli multipli di 400 lo sono, è proprio stata calcolata per far coincidere (in media) l’anno tropico (riferito agli equinozi) con quello legale.
Siccome d’altro canto aggiungiamo un giorno "una tanto", l’effetto risultante è che, sebbene mediamente l’equinozio cade sempre il medesimo giorno, tra un anno e l’altro può esserci uno scostamento in anticipo o in ritardo fino a un giorno.
D’altro canto, l’indroduzione dei giorni bisestili ha un altro effetto: il calendario resta agganciato agli equinozi, ma non alle posizioni delle stelle, o più precisamente alla posizione in cui si trova il Sole, in un dato giorno, rispetto alle stelle. Per questa ragione, per esempio, all’equinozio di promavera 2000 anni fa il Sole era proiettato verso la costellazione dell’Ariete, ora lo è nei Pesci e presto passerà nell’Acquario.

 

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