Felice Equinozio di Vernale!
La primavera è appena dietro l’angolo per la maggior parte dell’emisfero settentrionale, e con questo arriva la promessa di lunghe e gloriose giornate estive tostate. Se il freddo dell’inverno è ancora nell’aria dove vivete, potreste chiedervi quanto tempo ancora ci vorrà prima che arrivino quelle giornate più lunghe.
Quindi, quanti minuti di sole in più stiamo guadagnando ogni giorno? E, ora che ne ho parlato, perché il numero di ore di luce cambia durante l’anno? Come si presenta esattamente questo cambiamento? E cosa ha a che fare tutto questo con le funzioni trigonometriche seno e coseno che abbiamo imparato a conoscere?
Siate sintonizzati perché queste sono esattamente le domande di cui parleremo oggi!
Quanti minuti in più di luce del giorno domani?
Il sole era alto e splendente per 12 ore 10 minuti e 11 secondi oggi dove vivo a Los Angeles. Ieri, il sole ha impiegato 12 ore 8 minuti e 3 secondi per attraversare il cielo. Il che, se fate i conti, significa che oggi ci ha dato 2 minuti e 8 secondi di sole in più. E, salvo una catastrofe solare astronomicamente improbabile, domani ci darà 12 ore 12 minuti e 19 secondi di sole-2 minuti e 8 secondi in più di oggi.
Ora!
Oggi ci ha dato 2 minuti e 8 secondi di sole in più.
La notizia ancora migliore è che per la prossima settimana circa, i minuti di sole continueranno ad aumentare di 2 minuti e 8 secondi al giorno. E per la settimana successiva o giù di lì, continuerà ad aumentare al ritmo leggermente più lento di circa 2 minuti e 7 secondi al giorno. Infatti, questo periodo di tempo intorno all’equinozio di primavera – e in realtà con un picco all’equinozio – è il periodo dell’anno in cui il numero di ore di luce cresce più velocemente.
Ma, ci si potrebbe chiedere, perché questo? E perché il numero di ore di luce cambia durante l’anno? Per rispondere, dobbiamo parlare di un po’ di astronomia di base del sistema solare.
Come fanno 23,5 gradi a cambiare tutto?
Immaginate la Terra e tutti i suoi abitanti che girano felicemente come una trottola intorno al suo asse una volta al giorno. Ora immaginate quella trottola felicemente rotante che viaggia lentamente intorno al Sole una volta all’anno. Con un po’ di riflessione (e forse un modellino fatto con una torcia e una palla), dovreste essere in grado di convincervi che se l’asse attorno al quale la Terra gira è perfettamente allineato con l’asse attorno al quale gira attorno al Sole, allora ogni luogo sul pianeta avrà sempre 12 ore di giorno e 12 ore di notte, ogni giorno, per tutto l’anno.
A meno che tu non abbia vissuto in una caverna (e quindi non sia in grado di vedere l’andirivieni del giorno e della notte), riconoscerai che questo non assomiglia affatto al sistema solare in cui viviamo, da cui possiamo trarre la conclusione che questi due assi non devono essere allineati. Il che è, in effetti, vero – sappiamo che l’asse attorno al quale gira la Terra è inclinato di circa 23,5 gradi rispetto all’asse attorno al quale gira attorno al Sole.
Che cosa fa questo? In breve, molto.
Perché le ore di luce del giorno cambiano?
Più specificamente, per i nostri scopi qui il sottoprodotto più importante dell’asse inclinato della Terra è il fatto che il numero di ore di luce del giorno cambia durante l’anno-e esattamente come cambia dipende dalla latitudine in cui si vive. Se ci pensi (o dai un’occhiata a quel modello di torcia e palla con cui hai giocato prima), vedrai che la metà superiore della Terra è inclinata verso il Sole per metà dell’anno e lontana da esso per l’altra metà.
Le parti del pianeta inclinate verso il Sole ricevono più di 12 ore di sole al giorno, quelle lontane da esso ne ricevono meno. Mentre la Terra viaggia intorno al Sole durante l’anno, il grado in cui una parte del pianeta è inclinata verso o lontano dal Sole cambia. E con questo cambiamento cambia anche il numero di ore di luce che quella parte della Terra riceve.
Le parti del pianeta inclinate verso il Sole ricevono più di 12 ore di sole al giorno.
Quando una località passa dall’inverno all’estate, il tasso di variazione del numero di ore di luce raggiunge il massimo all’equinozio di primavera – ecco perché il numero di ore di luce aumenta al massimo proprio ora nell’emisfero settentrionale. Dopo l’equinozio di primavera, il tasso di aumento della luce diurna diminuisce fino a fermarsi al solstizio d’estate. A quel punto il numero di ore di luce comincia gradualmente a diminuire, riprendendo vigore fino a raggiungere un picco all’equinozio d’autunno e poi diminuendo gradualmente fino a fermarsi di nuovo al solstizio d’inverno.
A quel punto il ciclo ricomincia.
Ore di luce, seno e coseno: Qual è la connessione?
Come questa natura periodica potrebbe farvi intuire, il numero di ore di luce e la velocità con cui questo numero di ore cambia risulta essere strettamente legato alle funzioni trigonometriche seno e coseno di cui abbiamo parlato ultimamente. Infatti, se fai un grafico del numero di ore di luce nel corso dell’anno, vedrai che assomiglia quasi esattamente a una funzione seno.
Perché? E come è fatto il grafico di una funzione seno? Sfortunatamente, siamo fuori tempo massimo per oggi. Quindi la risposta a queste domande dovrà aspettare fino alla prossima volta.