Un monumento ad Alice Springs segna il confine meridionale dei tropici, la regione in cui il Sole passa direttamente sopra la testa, e lontano dai confini lo fa due volte l’anno.
Il Sole e i tropici: un’analisi delle giornate più lunghe
Se vivi all’equatore, il Sole passa sopra la tua testa due volte l’anno, agli equinozi. A fine giugno, l’inclinazione della Terra fa sì che il Sole non superi i 67 gradi sopra l’orizzonte, che è comunque piuttosto alto, e intorno a Natale è alla stessa altezza, ma a sud, non a nord. Quando qualcuno ha chiesto se questo significasse che ci fossero due giornate più lunghe ogni anno nei tropici, abbiamo pensato che potesse essere corretto.
La ricerca della risposta
Le difficoltà iniziali
La prima cosa che abbiamo scoperto cercando di verificare è che le risposte non sembrano essere facilmente disponibili. Alcuni tentativi sperimentali con un motore di ricerca non hanno prodotto esempi di altri siti scientifici che abbiano risposto alla domanda; senza dubbio alcuni lo hanno fatto, e non stavamo usando i termini di ricerca giusti. Tuttavia, sembra che chiunque cerchi casualmente su Google potrebbe non ottenere una risposta utile. Sapevamo che se avessimo chiesto a ChatGPT avremmo ottenuto una risposta sicura, ma probabilmente sbagliata.
La geometria della situazione
Non è facile rispondere alla domanda pensando alla geometria della situazione. Ha senso che quando il Sole va da est a ovest e passa direttamente sopra la testa, impieghi più tempo rispetto a quando compie un viaggio più breve, ma non è necessariamente corretto. Dopotutto, le giornate più lunghe sono in estate sopra il Circolo Polare Artico (o sotto il Circolo Polare Antartico) e il Sole non si alza mai molto per un osservatore vicino ai poli.
Le città tropicali forniscono le risposte
Singapore e Nairobi
Singapore è una delle città più vicine all’equatore (1 grado 17 minuti a nord), quindi sembrava un buon punto di partenza. Il sito timeanddate.com rivela che Singapore ha solo una giornata più lunga, ed è la stessa di tutti gli altri nell’emisfero settentrionale: il 20 o 21 giugno, a seconda dell’anno. A differenza delle latitudini più alte, probabilmente non noterai molto la differenza tra le stagioni. La giornata più lunga dura 12 ore, 11 minuti e 46 secondi. Potresti aspettarti che il solstizio d’inverno sia l’opposto, con 11 ore, 48 minuti e 14 secondi, per dare una media annuale esatta di 12 ore, ma è sbagliato. Anche la giornata più corta a fine dicembre ha poco più di 12 ore e 3 minuti. Il motivo è che mentre il centro del Sole trascorre esattamente 12 ore sopra l’orizzonte in media durante l’anno, è ancora giorno mentre una parte del Sole è visibile. Ci vogliono alcuni minuti al mattino tra il sorgere del bordo anteriore e l’apparizione del centro del Sole; allo stesso modo, otteniamo alcuni minuti extra al tramonto dopo che il punto centrale è tramontato. Di conseguenza, la giornata è in media di poco più di 12 ore ovunque, inclusi i tropici.
Nairobi è circa alla stessa distanza a sud dell’equatore quanto Singapore è a nord, e non sorprende che sia praticamente un’immagine speculare. La giornata più corta (a giugno) ha 12 ore, 2 minuti e 51 secondi di luce diurna. Il 21 dicembre, tuttavia, ottieni ben 9 minuti e 8 secondi in più: usali saggiamente.
Le giornate agli equinozi
A marzo e settembre, entrambe le città sono una corrispondenza esatta: come tutti gli altri, ottengono circa 12 ore e 6 minuti di luce diurna agli equinozi. I tropici sono definiti come l’area tra il Tropico del Cancro a nord e il Tropico del Capricorno a sud, ciascuno dei quali si trova a 23 gradi e 26 minuti dall’equatore. È un bel po’ di territorio, e più ci si avvicina alle linee di confine, più le giornate variano rispetto a quelle vicino all’equatore.
Rio de Janeiro
Rio de Janeiro si trova appena dentro il Tropico del Capricorno. Di conseguenza, il Sole è direttamente sopra la testa a mezzogiorno (più o meno un po’ per i fusi orari) 12 giorni prima e 12 giorni dopo il solstizio d’estate. Tuttavia, questo non rende quelle le giornate più lunghe. La lunghezza del giorno raggiungerà il picco il 21 dicembre e, a differenza di Singapore, lo noterai, con più di un’ora di luce solare in più rispetto alla media e due ore e mezza in più rispetto al pieno inverno.
Perché le giornate non sono più lunghe quando il Sole è sopra la testa?
La prova della sfericità della Terra
Abbiamo stabilito che anche nei tropici le giornate sono più lunghe al solstizio, anche se il Sole è più basso nel cielo rispetto ad altri momenti dell’anno, ma perché? Questo rappresenta un’ulteriore prova che la Terra non è piatta, anche se chi ha ignorato tutte le prove più ovvie non sarà convinto da questa. Su una Terra piatta, circondata da un Sole, ci aspetteremmo effettivamente di avere più ore di luce quando il Sole passa direttamente sopra la testa, e quindi percorre un arco più lungo. Tuttavia, su una sfera rotante le cose sono diverse. In estate, un intero emisfero è rivolto verso il Sole, e più ci si avvicina al solstizio, maggiore è quell’orientamento, mantenendo il Sole sopra l’orizzonte per più tempo.
Quanto è evidente questo fenomeno?
Come notato sopra, ci siamo chiesti se questa fosse una domanda a cui chiunque abbia vissuto nei tropici potesse rispondere facilmente, il che rappresenta una grande e crescente proporzione della popolazione globale. Tuttavia, un’occhiata agli esempi che abbiamo fornito mostra che per gran parte dei tropici la domanda non è qualcosa a cui si potrebbe rispondere semplicemente guardando fuori dalla finestra regolarmente. Vicino all’equatore, come nelle nostre città esempio Singapore e Nairobi, la differenza nella lunghezza delle giornate è così piccola che sarebbe difficile notare che cambia, figuriamoci di quanto. Le “stagioni” si riferiscono alla stagione delle piogge e secca, non a quanto tempo il Sole è visibile. D’altra parte, per una città al confine dei tropici la risposta non sarebbe nemmeno ovvia. A Rio, il Sole passa direttamente sopra la testa così vicino al solstizio d’estate che le giornate sono effettivamente indistinguibili da quelle del solstizio stesso: la lunghezza varia solo di due minuti tra quando il Sole è più alto e il solstizio stesso.
Bangkok: un esempio evidente
Ci sono luoghi nei tropici dove la risposta alla domanda originale sarebbe molto più evidente. Prendiamo Bangkok, per esempio. A 14 gradi a nord, il Sole passa direttamente sopra la testa a fine aprile e a metà agosto. In quei periodi dell’anno le giornate durano circa 12 ore e 35 minuti. In confronto, al solstizio d’estate, la giornata dura 12 ore e 56 minuti. Quei 20 minuti sono sufficienti per rendere la differenza evidente. Quindi sì, probabilmente ci sono molte persone che pensano che siamo stupidi per aver anche solo chiesto, ma non l’intera popolazione dei tropici.
