Un modello delle stagioni

di Valerio Versari valerio.versari@virgilio.it

 

 

 

2 P1100672Alla base dell’alternarsi delle stagioni c’è un meccanismo che, essendo astronomico, non possiamo osservare direttamente. Il modo più facile e più chiaro per capirlo è dotarsi di un modello. In Astronomia i modelli sono molto utili. Pensiamo al globo geografico o mappamondo. E’ un modello utilissimo per darci un’immagine chiara del mondo.

Il globo celeste invece è un modello utilissimo per capire il cielo che osserviamo dal nostro luogo e il cielo che si osserva dai diversi luoghi del mondo. Ma veniamo al meccanismo delle stagioni e a come sia possibile riprodurlo con un modello.

 

 

1 Schema modello

Il modello delle stagioni che ho realizzato è formato da un faretto che fa un cono stretto di luce (l’ideale è di 8°-10°) e da un mappamondo. Anziché fare girare il mappamondo intorno al faretto e seguirlo con il fascio di luce, come dovremmo fare per riprodurre il meccanismo, conviene tenere fissa la linea faretto-mappamondo e ruotare in senso orario la base del mappamondo come nella figura (seguendo la sequenza degli equinozi e dei solstizi). Il piano del modello, cioè il piano orizzontale che contiene il faretto e il mappamondo, è il piano che contiene il Sole e l’orbita della Terra, cioè il piano dell’eclittica. La proiezione dell’asse del mappamondo sul piano dell’eclittica è una linea più corta dell’asse. Questa linea, come l’asse, mantiene una direzione fissa nello spazio durante il giro di rivoluzione. Nel modello, invece, siccome è fissa la linea faretto-mappamondo è la proiezione dell’asse deve ruotare. Vista dall’alto (dalla parte Nord) la Terra gira intorno al Sole in senso antiorario e la proiezione dell’asse sull’eclittica mantiene una direzione fissa nello spazio. Ma rispetto alla linea Sole-Terra la proiezione dell’asse gira in senso orario. Quindi mantenendo fissa la linea Sole-Terra, la proiezione dell’asse deve ruotare in senso orario.

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Ora però vediamo il modello che ho realizzato. E’ costituito da una base fissa di appoggio. Su questa base c’è un piolo che indica la direzione del Sole, quindi del faretto; un mirino per allineare bene la base nella direzione del faretto; un perno centrale fisso che serve per la rotazione del disco dell’eclittica sopra la base. (La base e il disco dell’eclittica sono in legno compensato. Per ridurre l’attrito ho inserito tra queste due parti un disco di lamiera sottile, molto più liscio.) Sul disco dell’eclittica sono indicati i relativi riferimenti, cioè equinozi e solstizi e le costellazioni dello zodiaco che suddividono il disco in 12 parti uguali. L’asse inclinato del mappamondo (23,5°) è fissato sul disco dell’eclittica con una specie di piede che possiamo considerare come la proiezione dell’asse sull’eclittica. Il globo ha il diametro di 30 centimetri. Il punto dell’asse al centro del globo deve stare esattamente sopra al perno in modo che la rotazione non produca l’oscillazione eccentrica del globo. Una rotazione intera del disco dell’eclittica corrisponde a un giro di rivoluzione della Terra intorno al Sole.

Come faretto ne ho trovato uno di quelli che si usano in discoteca per proiettare la luce sulle sfere specchiate, ma adesso se ne vedono tanti anche in diversi studi televisivi. Se teniamo una distanza di 5 metri tra il faretto e il mappamondo (raggio di 15 centimetri) la luce arriva già sufficientemente parallela sul mappamondo, dritta al centro e inclinata di 1,72° ai bordi.

Con il modello si riproduce il modo in cui la luce del Sole illumina e riscalda la Terra nelle diverse stagioni e nei diversi luoghi. Poi c’è anche l’orizzonte locale, che si può attaccare in vari punti del mappamondo. Si tratta di un dischetto di cartoncino che sotto ha una ventosa e la vite centrale che li unisce fa anche da gnomone. Sull’orizzonte locale lo gnomone riproduce la lunghezza e la direzione dell’ombra dall’alba al tramonto, da cui si può dedurre altezza e direzione del Sole. Purtroppo sull’equatore la ventosa non attacca perché è rilevato e nemmeno ai poli perché c’è l’asse. Su tutto il resto della superficie sì perché è liscia, purché si tolga bene la polvere.

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Invito tutti quelli che se la cavano un po’ in questo genere di lavori, e penso che non siano pochi, a costruire il modello delle stagioni. Anche questo piccolo modello potrebbe fare la sua parte nella divulgazione dell’Astronomia, quella più elementare, ma non meno importante.

 

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