Dal neolitico ai giorni nostri, la quantità di luce solare che vediamo in un giorno ha avuto un profondo impatto sulla cultura umana. Il solstizio d’inverno per l’emisfero settentrionale, si svolge il 21 dicembre. Questa è la notte più lunga dell’anno, una volta celebrata come “Yule” dai pagani del Nord Europa prima che diventasse Natale.
Stonehenge e il vicino sito neolitico di Durrington Walls (circa 2.500 a.C.) furono entrambi costruiti per essere orientati rispettivamente al tramonto e all’alba di metà inverno. Questa attenzione al solstizio d’inverno era un momento importante segnato da banchetti e forse sacrifici di animali.
Millenni dopo, i Romani celebrarono i Saturnalia (fino al IV secolo d.C.) – una festa durante la settimana del solstizio d’inverno dedicata al dio Saturno, che prevedeva giochi e allegria. L’ultimo giorno dei Saturnali veniva chiamato dai romani “dies natalis solis invicti” (compleanno del sole invitto) che lo celebravano scambiandosi doni il 25 dicembre. L’evento pagano anglosassone noto come Yule era in pieno svolgimento durante il solstizio d’inverno alcuni secoli dopo, evolvendosi infine nella festa che ora conosciamo come Natale.
Cosa causa il solstizio d’inverno?
Il nostro pianeta ha un’inclinazione assiale (di 23,4°) rispetto al suo piano orbitale attorno al sole, che si traduce nelle stagioni. I solstizi d’inverno e d’estate, e gli equinozi di primavera e d’autunno, sono i punti estremi di ciascuna di queste stagioni (vedi immagine sotto). In inverno, l’inclinazione della Terra rispetto al sole fa sì che la luce solare si diffonda su una superficie più ampia che in estate. Inoltre fa sorgere il sole più tardi e tramontare prima, dandoci meno ore di luce solare e temperature più fredde.
Come accade, la direzione dell’inclinazione della Terra cambia nel tempo. Queste variazioni sono note fin dai tempi degli antichi greci. Ipparco, uno dei fondatori delle moderne tecniche astronomiche, scrisse uno dei primi cataloghi completi di stelle nel 129 a.C. Dopo aver compilato il suo catalogo, notò che la posizione delle stelle era cambiata rispetto a quelle di documenti molto precedenti, come il babilonese.
È interessante notare che le stelle sembravano essersi spostate della stessa quantità, e si rese conto che la posizione del nord nel cielo doveva essersi spostata nei secoli successivi. Attualmente, il nostro nord celeste è segnato dalla posizione della stella Polare, ma questo non era sempre il caso.
La rotazione di un oggetto rotante, come la Terra, può essere influenzata da forze esterne. Dato che la Terra sta già ruotando, qualsiasi forza applicata ad essa, come la gravità della luna o di altri corpi del sistema solare, modificherà questa rotazione. Il risultato sulla Terra è chiamato precessione degli equinozi, un fenomeno che influenza le nostre osservazioni delle stelle. Un esempio visibile di ciò su scala ridotta viene mostrato più volte durante il film Inception, dove è stata utilizzata la precessione di una trottola per determinare se il personaggio principale fosse nella realtà o stesse ancora sognando.
Per la Terra, questa precessione traccia un cerchio nel cielo una volta ogni 26.000 anni (vedi immagine sotto). Nel 3000 aC, il nord celeste era la stella Alpha Draconis (Thuban), nella costellazione del Draco. Dato che possiamo prevedere questo moto, sappiamo che tra 13.000 anni la nostra stella polare sarà Vega, nella costellazione della Lira.
Ciò influisce anche sull’inizio delle stagioni nell’arco di un anno come parte di questo ciclo di 26.000 anni, e quindi ha importanti implicazioni per chiunque tenti di attribuire un significato culturale a un punto particolare in una data stagione. Il tempo impiegato dalla Terra per orbitare attorno al sole è di circa 365,25 giorni, il che significa che abbiamo un giorno in più ogni quattro anni. In confronto, la precessione degli equinozi risulta in circa 20 minuti di differenza tra il periodo orbitale della Terra misurato rispetto alle stelle fisse sullo sfondo (un anno siderale) e il tempo impiegato dal sole per tornare alla stessa posizione in il cielo ogni anno (un anno solare).
Come parentesi storica, è stata la discrepanza tra la lunghezza dell’anno solare e la lunghezza di un anno come definito dal calendario giuliano che ha spinto la conversione al calendario gregoriano attualmente in uso. La precessione degli equinozi era nota e aveva provocato una discrepanza di pochi giorni che aveva spinto il concilio di Nicea a modificare il nostro sistema di calendario.
L’adozione del calendario gregoriano nel 1752 fissò il capodanno al 1° gennaio.
Quindi, dato che ci sono 1.440 minuti in un giorno, e una differenza di 20 minuti tra l’anno siderale e quello solare, allora su un periodo di 72 anni le date degli equinozi (e dei solstizi) si sposterebbero all’indietro nel calendario di un giornata intera, se non sono stati corretti (e lo sono). Ciò significa che un romano che utilizzava il solstizio d’inverno come punto di riferimento per i tempi del Natale avrebbe festeggiato il Natale verso la fine del nostro novembre. Ancora più indietro, i costruttori di Stonehenge avrebbero vissuto il solstizio d’inverno nel nostro settembre.
Solstizio su Marte
Il solstizio d’inverno è stato chiaramente storicamente importante, ma per quanto riguarda il futuro? Forse tra qualche centinaio di anni, i coloni umani festeggeranno il Natale su Marte. Il pianeta Marte ha anche un’inclinazione assiale (25,2°), e quindi le stagioni come noi. Anche Marte sperimenta una precessione degli equinozi, ma il periodo di precessione è meno stabile di quello terrestre. Una precessione marziana completa è di circa 167.000 anni.
Il solstizio d’inverno dell’emisfero settentrionale su Marte è il 16 ottobre. Poiché un anno siderale su Marte è di 687 giorni terrestri, il prossimo solstizio d’inverno marziano dell’emisfero settentrionale non si verificherà fino al 2 settembre 2023.
Ciò significa che qualsiasi futuro colono di Marte che desideri ricreare le “feste” del solstizio d’inverno a Durrington Walls migliaia di anni fa o, forse, solo per celebrare il Natale, dovrebbe abituarsi a celebrare in diverse stagioni marziane quasi ogni anno.
Autore
Gareth Dorrian, Ian Whittaker, Università di Nottingham Trent
