Si vives en las latitudes medias del hemisferio norte de la Tierra (y hay muchas posibilidades de que lo hagas—Probablemente hayas notado que los días se acortan y las noches se alargan en las últimas semanas. Este proceso comenzó en el momento del solsticio de junio, fue más rápido durante el equinoccio de septiembre y culminado a las 10:27 p.m. EST el 21 de diciembre (3:27 a. m. UTC del 22 de diciembre).
En ese momento, el sol estaba en su punto más al sur del cielo o, si tomamos una perspectiva más cósmica, el eje norte de la Tierra estaba lo más alejado del sol en todo el año. A ese momento lo llamamos solsticio y mucha gente lo considera el comienzo del invierno.
(Tenga en cuenta que en este mismo momento, el eje sur de la Tierra estaba más inclinado hacia el sol, por lo que para las personas que viven al sur del ecuador, las estaciones son opuestas y ayer se puede considerar como el primer día del verano. Vivir en una esfera que gira alrededor de una estrella puede ser complicado y vale la pena mantener la mente abierta a las perspectivas de otras personas. Pero de cualquier forma, La inclinación del eje de la Tierra es la razón de la estación.)
Hay dos efectos principales que sentimos por esto en el hemisferio norte. Una es que la trayectoria del sol a través del cielo es la más baja de todo el año. El sol no se eleva tan alto en el cielo, por lo que su luz no calienta el suelo con tanta eficiencia y nuestra mitad de la Tierra se enfría. La segunda es que el tiempo que el sol está sobre el horizonte (la duración del día) es más corto, por lo que también tiene menos tiempo para calentarnos. Esto también enfría nuestro hemisferio, de ahí el invierno.
Se podría pensar que si el solsticio es el día más corto, entonces el 21 de diciembre tendría el amanecer más tardío y el atardecer más temprano. Pero, como siempre ocurre en el mundo real, las cosas son más complicadas que eso.
Si consulta una tabla de las horas de salida y puesta del sol para, digamos, Washington, DC, encontrará que la salida del sol más tardía alrededor del momento del solsticio no es el 21 de diciembre, sino que en realidad el 5 de enero de 2024 (a las 7:27 a. m.), y la puesta del sol más temprana ya ocurrió hace dos semanas el 7 de diciembre (a las 16:45)! Eso es una sorpresa.
¿Qué está alterando la sincronización de la Tierra? La culpable es su órbita o, más exactamente, la forma de su órbita. No es un círculo sino un óvalo, es decir, una elipse.
El hecho de que la órbita de nuestro planeta no es circular no se supo hasta principios del siglo XVII. Unos 60 años antes de principios de ese siglo, Nicolás Copérnico había descubierto que el sol, no la Tierra, era el centro del sistema solar y que todos los planetas orbitaban alrededor de él. Sin embargo, todavía asumía que esas órbitas eran circulares. Entonces, si bien conceptualmente su modelo heliocéntrico funcionó mejor que uno centrado en la Tierra, todavía no predijo con precisión las posiciones de los planetas. Fue Johannes Kepler, utilizando observaciones meticulosamente seleccionadas realizadas por su mentor Tycho Brahe, quien se dio cuenta de que esas órbitas eran, en realidad, elipses, una idea innovadora que finalmente permitió a los astrónomos predecir con precisión las posiciones planetarias y comprender mejor nuestro vecindario cósmico local.
La órbita de la Tierra es efectivamente elíptica, pero todavía está muy cerca de ser un círculo. La diferencia entre los puntos más cercanos y más lejanos del Sol de nuestro planeta durante el año es de unos cinco millones de kilómetros, sólo alrededor del 3 por ciento de su promedio de 150 millones de kilómetros. Lo que Kepler entendió es que esta ligera diferencia significa que la velocidad de la Tierra a través del espacio también cambia. Se mueve más rápido cuando está más cerca del Sol (un punto llamado perihelio) y más lento cuando está más lejos (afelio).
Casualmente, en este momento de la historia, el perihelio ocurre a principios de enero, poco después del solsticio de diciembre. Así que ahora mismo la Tierra se está moviendo alrededor del Sol un poco más rápido que el promedio, y esto es lo que está alterando nuestros amaneceres y atardeceres.
Desde nuestra perspectiva terrestre, el tiempo que tarda el sol en recorrer todo el cielo y regresar al mismo lugar se llama día solar. Si la Tierra estuviera fija en el espacio pero aún se le permitiera girar, el sol saldría, se pondría y luego volvería a salir una vez cada 23 horas y 56 minutos.
Pero es no fijo, por supuesto, y en su lugar orbita alrededor del sol, tardando unos 365 días en hacerlo. Eso significa que nuestro planeta se mueve aproximadamente un grado por día (porque hay 360 grados en un círculo). Esto cambia la duración del día solar porque cada día la Tierra tiene que girar un grado adicional para que el sol vuelva a la misma posición que tenía en el cielo el día anterior. Esto suma aproximadamente 1⁄360 de un día (aproximadamente cuatro minutos) a la duración de cada día, llevando la duración a las conocidas 24 horas.
Pero eso es sólo en promedio. En esta época del año, cuando la Tierra se acerca al perihelio y se mueve más rápido alrededor del Sol, nuestro planeta tiene que girar un poco más para alcanzar a nuestra estrella, lo que hace que el día sea un poco más largo: unos 30 segundos aproximadamente. Se necesita más tiempo para que el sol parezca dar una vuelta alrededor del cielo, por lo que esto significa que el mediodía solar (cuando el sol se dirige hacia el sur en el cielo) es un poco más tarde en el día, según un reloj teórico que mantiene un tiempo promedio. El amanecer y el atardecer son simétricos a ambos lados del mediodía, lo que significa que ambos ocurren más tarde en el día también.
Y eso, a su vez, significa que la hora de la puesta del sol en el solsticio es más tarde que el día anterior. Entonces ya hemos experimentado la primera puesta de sol. Eso fue el 7 de diciembre. Por el contrario, también significa que la salida del sol ocurrió un poco más tarde que el día anterior y continuará así hasta aproximadamente el momento del perihelio; el último amanecer no es hasta el 5 de enero.
Si tiene dificultades para imaginarse esto, afortunadamente, Henry Reich de Minute Physics tiene un video explicativo animado para usted:
Sé que sé. Esto sigue siendo confuso y extraño. Pero esto lleva a un punto importante, que recalco todo el tiempo: el universo no tiene la obligación de ser simple. En muchos sentidos, parece serlo, hasta que empiezas a profundizar un poco y entonces surgen todo tipo de complicaciones. Quizás deseamos que experiencias cotidianas como el paso del tiempo sean sencillas, pero la naturaleza tiene otros planes.
Y una vez que veas el mecanismo del reloj de los cielos, podrás ver verdaderamente su belleza y cómo afecta profundamente todo en nuestra vida.