UN PO' DI ASTRONOMIA
Giorno sidèreo e giorno solare. Anno sidèreo, anno solare e anno civile

Prendendo in considerazione il moto di rotazione terrestre (quello che la Terra compie attorno al suo asse) e il movimento di rivoluzione (quello che la Terra compie attorno al Sole) si sono create le due principali unità di misura del tempo: il giorno (durata della rotazione) e l'anno (durata della rivoluzione).

Va subito precisato che si danno più definizioni di giorno e di anno.

Si definiscono innanzitutto un giorno sidèreo e un giorno solare, a seconda che riferiamo la rotazione terrestre a una stella o al Sole.

Il giorno sidèreo o siderale è l'intervallo di tempo compreso fra due passaggi consecutivi di una stella sullo stesso meridiano; la sua durata, pressoché invariabile, è di 23 ore e 56 minuti, e corrisponde al tempo impiegato dalla Terra per compiere un'intera rotazione. Infatti si può considerare trascurabile lo spostamento che la Terra effettua, nel contempo, lungo la sua orbita intorno al Sole, data l'enorme distanza, dal sistema solare, della stella presa come punto di riferimento.

Il giorno solare è l'intervallo di tempo compreso fra due passaggi consecutivi del Sole sullo stesso meridiano. Esso è più lungo di circa 4 minuti del giorno sidèreo (e dura perciò all'incirca 24 ore), non essendo più trascurabile lo spostamento che la Terra compie intorno al Sole mentre effettua la sua rotazione, data la vicinanza di quest'ultimo. Inoltre, il giorno solare non è una misura costante, ma è un po' più lungo in inverno e un po' più corto in estate, poiché varia la velocità del moto di rivoluzione della Terra.

Il giorno solare medio, che rappresenta la media aritmetica di tutti i giorni solari di un anno, è invece una misura costante, adatto quindi alle esigenze della vita civile, ed è preso come unità-base per la misurazione del tempo. La sua durata risulta così di 24 ore esatte, ognuna delle quali (ora solare media) viene suddivisa a sua volta in 60 minuti primi, suddivisi anche questi in 60 minuti secondi.

Il moto rotatorio della Terra subisce un rallentamento regolare, a causa di una trasformazione dell'energia in calore: la durata del giorno si allunga perciò di due millesimi di secondo ogni cento anni.

Così come per il giorno, anche per l'anno si può distinguere quello sidèreo da quello solare.

L'anno sidèreo o siderale corrisponde all'intervallo di tempo tra due passaggi consecutivi del Sole per uno stesso punto dell'eclittica, riferito a una stella. Misura la durata di una completa rivoluzione della Terra, che è di 365 giorni, 6 ore, 9 minuti e 10 secondi (in giorni solari medi).

L'anno solare o tropico o tropicale è il periodo di tempo compreso fra due passaggi successivi del Sole all'equinozio di primavera (misura dunque il periodo di tempo intercorrente tra l'inizio della primavera e l'inizio della primavera successiva), e ha una durata di 365 giorni, 5 ore, 48 minuti e 45 secondi (in giorni solari medi, nell'anno 2000), risultando così di circa 20 minuti e 25 secondi più corto dell'anno sidèreo. Questa differenza è dovuta all'effetto di un moto secondario compiuto dalla Terra, detto di precessione degli equinozi, causato dall'azione perturbatrice che gli astri vicini esercitano sulla direzione dell'asse terrestre. In realtà, la durata dell'anno solare si accorcia di circa mezzo secondo ogni secolo, per cui l'anno 1 d.C. ebbe una lunghezza di 365 g, 5 h, 48 m e 55 s, cioè 10 secondi più dell'anno 2000.

Ed è proprio l'anno solare il periodo a cui si è fatto riferimento per l'istituzione dell'anno civile, unità di misura del tempo effettivamente utilizzata e basata su un arrotondamento dell'anno solare per esigenze di praticità. Per questo l'anno civile è sempre costituito da un numero intero di giorni, che possono essere 365 (nel caso si tratti di un anno comune) o 366 (nel caso si tratti di un anno bisestile).

Dal 1972 la misurazione del tempo è stata ufficialmente abbinata al numero di oscillazioni atomiche del cesio, che vibra precisamente al ritmo di 9.192.631.770 oscillazioni al secondo. La durata media ufficiale dell'anno è dunque di circa 290.091.200.500.000.000 oscillazioni di cesio, equivalenti a 365,242199 giorni. Poiché però la Terra non è così precisa nei suoi movimenti, gli orologi al cesio che segnalano l'orario ufficiale devono subire lo spostamento in avanti di qualche secondo quasi ogni anno (normalmente la mezzanotte del 30 giugno o del 31 dicembre), su decisione del Bureau international de l'heure, per stare per l'appunto al passo degli effettivi (imprecisi) movimenti della Terra, la quale tende a rallentare nel suo moto di rivoluzione.