È strano ma vero. Potremmo non comprendere appieno una delle metriche più semplici nell'astronomia osservativa: a che ora sorge il Sole ... davvero?
È qualcosa di così semplice che raramente ci preoccupiamo. Ogni mattina, l'alba ci corre da est fino a (se sei sull'equatore) oltre 1.000 miglia all'ora (1.600 km / h), e lo farà per decine di migliaia di mattine per tutta la vita. Se c'è una cosa su cui pensi di poter contare, è l'alba del mattino.
Ora, un'analisi del Michigan Tech condotta da Teresa Wilson dell'Osservatorio navale statunitense suggerisce che i metodi tradizionali e gli almanacchi possono ridurre i tempi di alba e tramonto citati di ben 5 minuti. Wilson ha annunciato i risultati dell'affascinante studio all'8 gennaioesimo incontro della American Astronomical Society a Seattle.
Il problema è di rifrazione. Se vivessimo su una parola senz'aria, il momento calcolato e osservato dell'alba sarebbe facile ... ma come mammiferi che respirano aria, avremmo altri problemi da affrontare. L'aria piega la luce, il che significa che vediamo il Sole leggermente spostato dalla sua vera posizione all'orizzonte a causa dell'atmosfera. Insieme alla Luna, il Sole è uno dei pochi oggetti celesti che è grande e abbastanza vicino da apparire come più di un punto di luce ad occhio nudo. Inoltre, come la Luna, il diametro apparente del Sole è largo circa mezzo grado, il che significa che potresti allineare l'orizzonte locale con 720 soli da un capo all'altro o 180 soli dall'orizzonte allo zenit. Questa dimensione cambia anche leggermente dal perielio di gennaio all'afelio di luglio, poiché il Sole sembra crescere e poi ridursi da un valore di 31,6 ′ 32,7 ′ minuti d'arco.
La maggior parte dei calcoli presuppone l'ora locale di alba e tramonto come quando il centro del disco del Sole cancella l'orizzonte. Ovviamente, il tuo orizzonte reale è probabilmente ingombro di oggetti in primo piano che il Sole deve cancellare, a meno che tu non viva su una remota montagna o non abbia la fortuna di osservare l'alba e il tramonto dalla spiaggia.
La maggior parte dei calcoli dell'alba standard presuppone un angolo di rifrazione di 34 ′ arcminuti, un po 'più grande del diametro apparente del Sole. Wilson osserva nello studio che questo valore è citato già nel 1865 e il suo uso potrebbe risalire a quel 17esimo maestro di ottica del secolo, Isaac Newton. Tuttavia, questo valore è un'approssimazione e non tiene conto delle condizioni meteorologiche locali. L'aria si comporta in modo molto diverso, diciamo, in una mattina ancora di gennaio sui Grandi Laghi rispetto a una calda mattina di luglio polverosa al largo della costa occidentale dell'Africa. Tuttavia, il semplice utilizzo di un valore standard presuppone che le vere condizioni in questi siti disparamente diversi siano le stesse.
Lo studio di Wilson ha esaminato i dati storici di 514 tramonti e 251 albe da 30 diverse posizioni geografiche. La maggior parte di questi (circa 600) è arrivata insieme ai dati meteorologici per il sito, che Wilson ha poi inserito in tre modelli di rifrazione separati.
Wilson scoprì che mentre l'alba e il tramonto variavano in base alla stagione, le previsioni invernali tendevano a essere in ritardo, mentre le previsioni estive venivano anticipate. Guardare l'alba sull'acqua sembrava amplificare l'effetto, sebbene tener conto dell'altitudine dell'osservatore abbia attenuato la discrepanza.
Inoltre, modellare il complesso effetto del tempo nella troposfera non ha eliminato la discrepanza. Wilson ha scoperto che utilizzando l'attuale standard da 34 ′, non possiamo prevedere che il tempo di alba effettivo sia migliore di entro 2 minuti.
Perchè importa? Wilson osserva che un minuto di errore nella misurazione dell'alba in mare mediante la navigazione celeste può portare a un massimo di 15 miglia nautiche di errore. Questo è cruciale, poiché la Marina degli Stati Uniti ha ripreso a insegnare ai cadetti la navigazione celeste della vecchia scuola, nel caso in cui un attacco informatico accecasse la capacità del GPS. Inoltre, per ora, il nostro tempo è impostato sul tempo astronomico, anche se ci sono state chiamate per allontanarsi da questo standard e abolire la cancellazione e l'inserimento dei secondi bisestili a partire dal 2023. Penso che la storia davvero affascinante qui, tuttavia, sia il fatto che la scienza che circonda questo aspetto fondamentale dell'astronomia è qualcosa che chiunque avrebbe potuto fare davvero, se avessero semplicemente pensato di farlo.
La soluzione? Forse previsioni intelligenti possono funzionare per tenere conto delle condizioni atmosferiche locali, offrendo agli osservatori una migliore previsione di alba e tramonto.
... e il sole continuerà a sorgere e tramontare, ogni giorno.
