2.1: La Esfera Celestial

El Sol gobierna por el cielo diurno, pero por la noche, sobre todo si la Luna no brilla, el espectáculo pertenece a las estrellas. Brillantes y tenues, distribuidos aleatoriamente por el cielo, con extrañas formaciones que llaman la atención, su número parece enorme. A los antiguos observadores parecía como si la Tierra estuviera en el centro de una “esfera celeste” gigante plagada de estrellas, lo que reforzó la creencia, sostenida durante miles de años, de que estamos en el centro del universo.

Si miras estrellas durante toda la noche, verás que la mayoría de ellas también se elevan hacia el este de ti y se ponen al oeste de ti, como el Sol y la Luna. En efecto, toda la esfera celeste parece girar lentamente —una vuelta en 24 horas— y como la mitad de ella siempre está oculta bajo el horizonte, esta rotación constantemente saca nuevas estrellas en el horizonte oriental, mientras que otras desaparecen bajo el occidental.

Por supuesto sabemos que no es el universo el que gira a nuestro alrededor de este a oeste, sino que nuestra Tierra es la que gira, (de oeste a este-ver nota al final). Pero sigue siendo conveniente hablar de “la rotación de la esfera celeste”. Eso también podría hacer que el cielo gire de la manera en que se observa hacer.

Nota

El texto anterior —y las secciones que siguen— da el periodo de rotación de la Tierra como 24 horas. Eso no es exactamente cierto: 24 horas es la duración media de un día solar, el tiempo promedio que pasa del mediodía al mediodía siguiente. El mediodía siempre se define por la posición del Sol —cuando pasa exactamente hacia el sur (a los espectadores en Europa y Estados Unidos, al menos), y está en su mayor distancia del ecuador.

Usar el Sol como referencia, sin embargo, da un punto de referencia cambiante en el cielo. Entre un mediodía y otro, el Sol también se mueve ligeramente en el cielo, como parte de su circuito anual alrededor de la esfera celeste, discutido en la siguiente sección, sobre la eclíptica (Ver el capítulo “La eclíptica”). En cambio, podríamos usar alguna estrella como punto de referencia, ya que las estrellas mantienen posiciones fijas en la esfera celeste (ver más adelante): por ejemplo, definir como “día sideral” (sideral — relacionado con las estrellas) el tiempo entre un paso de Sirio (la estrella más brillante) hacia el sur, y el siguiente pasaje. Ese sería el verdadero período de rotación de la Tierra, más corto de 24 horas por casi 4 minutos —más exactamente, 235.9 segundos.

Si se desea calcular la diferencia: 24 horas son iguales a 86400 segundos, y el año promedio contiene 365.2422 días solares (Consulte el capítulo “El Calendario”, donde también se discute este punto). En realidad, sin embargo, la Tierra completa 366.2422 rotaciones en ese tiempo, por lo que el periodo de rotación real es apenas (365.2422/366.2422) de 86400 segundos. Deberías ser capaz de averiguar el resto.

La mayoría de las estrellas mantienen posiciones fijas entre sí, noche tras noche. El ojo los agrupa naturalmente en patrones o constelaciones (“stella” es latino para estrella), a las que cada cultura ha dado sus propios nombres. Los nombres que usamos provienen de los antiguos griegos y romanos, por ejemplo Orión el cazador, acompañado de sus dos fieles perros cercanos. Otros nombres evocan animales, cuyos nombres latinos se utilizan — Escorpio el escorpión, Leo el león, Cygnus el cisne, Osa Mayor el Oso Grande (mejor conocido como el “gran cazo”) y así sucesivamente.

El Sol se mueve lentamente a través de este patrón, dando vueltas alrededor de él una vez al año, siempre por el mismo camino entre las estrellas (“la eclíptica”). Los antiguos distinguieron 12 constelaciones a lo largo de este camino, y como la mayoría llevan el nombre de animales, se les conoce como el zodíaco, el “círculo de animales”. El Sol pasa alrededor de un mes dentro de cada “signo del zodíaco”. La Luna se acerca al camino del Sol, pero solo toma alrededor de un mes, y algunas estrellas conspicuas también se mueven cerca de él, los planetas. Volveremos más tarde a todos estos: todos los demás objetos celestes están firmemente colocados y no se mueven, formando el “firmamento”.

Al igual que el globo en el dibujo, la esfera del cielo tiene dos puntos alrededor de los cuales gira, puntos que marcan su eje —los polos celestes. Las estrellas cercanas a esos polos marchan en círculos diarios a su alrededor, y cuanto más cerca están, más pequeños son los círculos (no se levantan y se ponen). En cualquier momento, solo se ve la mitad de la esfera: es como si el suelo plano sobre el que nos encontramos cortara la esfera celeste por la mitad —se ve la mitad superior, la mitad inferior no lo es. Por eso, solo se ve un polo en cualquier momento, y para la mayoría de nosotros, viviendo al norte del ecuador, ese es el polo norte.

Nota

Si montas una cámara en una noche oscura de manera que el poste esté en medio de su campo de visión, abra el obturador y tome un tiempo de exposición, la imagen de cada estrella se manchará en parte de un círculo, y todos los círculos estarán centrados en el poste. Vaya a http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap980912.html para ver tal imagen.

Así como el globo de la Tierra tiene un ecuador alrededor de su centro, a medio camino entre los polos, así la esfera del cielo está circundada por el ecuador celeste, a medio camino entre los polos celestes. A medida que el cielo gira, las estrellas en el ecuador trazan un círculo más largo que cualquier otro.

Por supuesto, sabemos bien (como no lo hicieron los sacerdotes en Babilonia) que las estrellas no están unidas dentro de una enorme esfera hueca. Más bien, es la Tierra la que gira alrededor de su eje, mientras que las estrellas están tan distantes que parecen quedarse quietas. El efecto final, sin embargo, es el mismo en ambos casos. Por lo tanto, siempre que eso sea conveniente, todavía podemos usar la esfera celeste para marcar las posiciones de las estrellas en el cielo.