Curiosidades sobre los astros, propuestas de observaciones sencillas, aspectos cotidianos pero poco conocidos, todo ello con un enfoque didáctico.

miércoles, 3 de octubre de 2018

Las estrellas nos dan la hora

Vivimos en un planeta que se está moviendo y por ello si miramos hacia afuera veremos moverse a los astros respecto a nuestra referencia.

Por cada rotación terrestre las estrellas darán una vuelta alrededor de la Estrella Polar, que al estar prácticamente en la prolongación del eje de giro de la Tierra, casi no se mueve.
En el hemisferio Norte tenemos una magnífica guía para seguir este movimiento: La línea imaginaria que forman las estrellas Merak y Dubhe de la Osa Mayor, que prolongándola pasa junto a la Polar. Es la aguja del reloj celeste que se va moviendo uniformemente según va pasando el tiempo: utilizando las iniciales de la mencionadas estrellas le llamaré la línea P-D-M.

El sentido de giro es el contrario a las agujas de un reloj (se le lama sentido directo). Tal como indicaré luego, en el hemisferio Sur el cielo en dirección Sur se ve moverse en sentido contrario (retrógrado).

Esta referencia nos va marcando el paso de las horas: Si en 24 horas da (aproximadamente) una vuelta, cada hora gira 15º, y de verla vertical a estar horizontal, habrían pasado 6 horas.
O en el siguiente ejemplo serían 2 horas:


 De la primera a la segunda el cielo ha girado 30º por lo que habrán pasado casi exactamente 2 horas

De esta manera podemos conocer la hora a partir de la posición de las estrellas.

No es fácil tener una exactitud porque entre otras cosas habría que determinar con precisión el ángulo. Pero para eso existe un instrumento llamado nocturlabio que provisto de una guía giratoria que se coloca paralela a la citada referencia estelar, nos da la hora en un disco graduado.



Un nocturlabio fácil de elaborar mediante un recortable,  aparece en esta otra imagen.



Puede descargarse (en castellano)  en  este enlace:
  http://www.aulaastronomia.es/Nocturlabio%20castellano.pdf

Independientemente del nocturlabio, que lógicamente facilita la labor, se puede intentar estimar aproximadamente la hora sin él. Una habilidad que puede parecer difícil pero como todo, con un poco de práctica se puede conseguir. Según me han contado, mi abuelo solía hacerlo cuando tenía que madrugar y levantarse antes de amanecer.

Sin embargo además de la estimación del ángulo hay un problema añadido, porque a una determinada hora la línea P-D-M no siempre está en la misma dirección porque la rotación terrestre dura 4 minutos menos de las 24 horas.

Por eso en cada caso hay que tener una referencia inicial y a partir de ella hacer el cálculo.
En cada fecha la referencia es distinta y cuando se usa el nocturlabio lo primero que hay que hacer es ajustar la fecha.

Pero incluso sin nocturlabio podemos hacer un cálculo aproximado si conocemos, por ejemplo, qué posición tiene la línea P-D-M a las 0 horas

He publicado ahora este post porque es precisamente en estas fechas cuando esa guía está vertical a las 0 horas (horario oficial en el centro de la península Ibérica). Si hoy la veo girada 30º serán las 2. Y si son 45º, las 3.


Estos días, poco después de las 3h se vería esta situación.
¿Para otras fechas?
Aproximadamente cada mes la línea P-D-M aparecerá girada 30º (lo equivalente a 2 horas).
Por ello, tomando como referencia el dia de hoy (principios de octubre), hay que girar imaginariamente desde la vertical hacia adelante el tiempo que ha pasado a razón de 30º por mes (o hacia atrás el tiempo que falta) y ahí serían las 0 h. Luego el ángulo desde esa posición nos dará la hora a razón de 15º por hora.

Por ejemplo si a primeros de septiembre hubiésemos visto la línea P-D-M vertical serían las 2

Si a principio de Agosto a la línea P-D-M le falta 45º para llegar a la vertical, como en la siguiente figura, sería la 1h. Porque 2 meses antes de la referencia de octubre, a las 0h el ángulo es de 60º. 15 º más abajo sería una hora más.

Esa misma posición en los primeros días de septiembre indicaría las 23 h porque faltan 15º (una hora) para que la línea P-D-M forme 30º con la vertical, que es cuando en esas fechas está a las 0h.


Más exactitud.
Estos ejemplos se refieren a situaciones con horario de verano y una longitud geográfica del centro de la península (3.5ºW). Para otras longitudes hay que realizar un ajuste. Por cada grado más al Este serían 4 minutos más. Hubiera sido más lógico referirme al meridiano 0º, pero como no se trata de obtener una exactitud total sino de ver el método y que en general sea válido para un mayor número de lectores he elegido esa situación. Queda abierto para que cada uno haga sus cálculos y realice la corrección necesaria, si lo desea.

Para el horario de invierno habría que hacer la corrección adecuada. Por eso a partir del día 28 de octubre a lo obtenido por este método habría que restarle una hora. Pero ahora mismo se está debatiendo el tema y no se sabe en qué quedará.
También hubiera parecido más lógico utilizar hora solar verdadera, como de hecho aparece  en los nocturlabios. En ese caso la línea P-M-D está vertical a las 0 horas los primeros días de septiembre. Pero no lo he hecho por las mismas razones: utilizar un lenguaje sencillo sin tecnicismos, con las unidades horarias que ahora mismo usa la gente.

Todo esto puede parecer muy complicado, pero si se entiende la lógica y se recuerda alguna referencia es sencillo. Por supuesto no hay que pretender calcular la hora exacta por las estrellas, y nosotros tenemos relojes, teléfonos móviles y montones de métodos para conocerla, pero no deja de ser bonito el saber que podemos ser capaces de hacer una estimación aproximada. Sentir la satisfacción de poder leer la hora en el cielo.

En el hemisferio Sur

Ahí la estrella Polar no se ve nunca, la Osa Mayor solo un número reducido de horas, más o menos según la latitud y la fecha, por lo que en la mayoría de las ocasiones no puede utilizarse la guía descrita.
Pero puede utilizarse la línea que marcan dos estrellas de la constelación de la Cruz del Sur: Acrux y Gacrux que aproximadamente se dirigen hacia el polo sur celeste. No son siempre visibles desde latitudes más septentrionales a 35º Sur, pero sí la mayor parte del tiempo.
No hay ninguna estrella situada en las proximidades del polo sur celeste, como ocurre en el norte, y eso dificulta la orientación, pero no tanto el cálculo de la hora porque la inclinación de la línea marcada por las dos mencionadas estrellas puede ser suficiente

Incluso existen nocturlabios para usar en ese hemisferio, como el de la imagen








Algunas precisiones:

Independientemente de que la indicación del nocturlabio pueda ser ligeramente imprecisa por la forma de usarse mantenido con la mano en una posición difícil de calibrar con exactitud, haciéndolo correctamente la hora que indica es más exacta que la de un reloj de Sol porque no hay que corregir la ecuación del tiempo. A diferencia del Sol, cuyo movimiento aparente está afectado por la excentricidad de la órbita terrestre y con ello la traslación no uniforme, además de la inclinación de la eclíptica respecto al ecuador, a las estrellas las vemos moverse de manera uniforme porque solo interviene el movimiento de rotación terrestre

Al igual que los relojes solares, los nocturlabios lógicamente indican hora local. Si nos movemos a otra longitud geográfica la indicación será diferente.
Por ejemplo, si estamos 3ºW y queremos saber la hora en el meridiano 0º, a la hora indicada habría que añadirle 12 minutos (4 minutos por cada grado)

Además habrá que hacer el correspondiente ajuste según el horario de invierno o de verano. Actualmente (primeros de octubre de 2018) en el centro de la península Ibérica habrá que añadir 2 horas más.


Dos relojes

En lugares no muy alejados del ecuador (regiones intertropicales o cercanas a los trópicos) en ocasiones son visibles tanto la Cruz del Sur como la Osa Mayor, según la latitud, la fecha y la hora.

En el hemisferio Sur, aunque no se vea nunca la Estrella Polar, cuando se vea la Osa Mayor podría usarse la inclinación de la línea D-M como guía.
Yo hice esta foto en Atacama (Chile), a principio de abril. ¿A qué hora?
En esas fechas la guía está vertical a las 0h (justo 6 meses después de principio de octubre), que en realidad son las 22h hora solar. Como faltan 5º (un tercio de hora), faltan 20 minutos para las 22. Serían las 21:40 (hora solar, independientemente de la hora oficial que se use ahí en ese momento)

En estos casos hay que tener en cuenta que las dos agujas no giran en el mismo sentido. La de la Cruz del Sur lo hace en sentido directo pero la de la Osa Mayor en sentido retrógrado, igual que desde el hemisferio septentrional, como se representa en el siguiente gráfico:
La esfera celeste gira toda ella de manera solidaria, pero según miremos hacia el norte o hacia el sur, para nosotros será diferente sentido




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