4: Tierra, Luna y Cielo

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Si la órbita de la Tierra es casi un círculo perfecto (como vimos en capítulos anteriores), ¿por qué hace más calor en verano y más frío en invierno en muchos lugares del mundo? Y ¿por qué las estaciones en Australia o Perú son las opuestas a las de Estados Unidos o Europa?

Se cuenta la historia que Galileo, al salir del Salón de la Inquisición tras su retracción de la doctrina de que la Tierra gira y gira alrededor del Sol, dijo bajo su aliento: “Pero sin embargo se mueve”. Los historiadores no están seguros de si la historia es cierta, pero ciertamente Galileo sabía que la Tierra estaba en movimiento, independientemente de lo que dijeran las autoridades de la iglesia.

Son los movimientos de la Tierra los que producen las estaciones y nos dan nuestras medidas de tiempo y fecha. Los movimientos de la Luna a nuestro alrededor proporcionan el concepto del mes y el ciclo de las fases lunares. En este capítulo examinamos algunos de los fenómenos básicos de nuestro mundo cotidiano en su contexto astronómico.

4.1: Tierra y cielo
El sistema terrestre de latitud y longitud hace uso de los grandes círculos llamados meridianos. La longitud se establece arbitrariamente en 0° en el Observatorio Real de Greenwich, Inglaterra. Un sistema de coordenadas celestes análogo se llama ascensión derecha (RA) y declinación, con 0° de declinación comenzando en el equinoccio vernal. Estos sistemas de coordenadas nos ayudan a localizar cualquier objeto en la esfera celeste. El péndulo de Foucault es una manera de demostrar que la Tierra está girando.
4.2: Las estaciones
El ciclo familiar de las estaciones resulta de la inclinación de 23.5° del eje de rotación de la Tierra. En el solsticio de verano, el Sol está más alto en el cielo y sus rayos golpean la Tierra más directamente. El Sol está en el cielo por más de la mitad del día y puede calentar la Tierra por más tiempo. En el solsticio de invierno, el Sol está bajo en el cielo y sus rayos entran en más ángulo; además, está levantado por menos de 12 horas, por lo que esos rayos tienen menos tiempo para calentarse.
4.3: Manteniendo el tiempo
La unidad básica del tiempo astronómico es el día, ya sea el día solar (calculado por el Sol) o el día sideral (contado por las estrellas). El tiempo solar aparente se basa en la posición del Sol en el cielo, y el tiempo solar medio se basa en el valor promedio de un día solar durante el año. Por acuerdo internacional, definimos 24 zonas horarias alrededor del mundo, cada una con su propia hora estándar. La convención de la Línea Internacional de Fecha es necesaria para conciliar tiempos en diferentes partes de la Tierra.
4.4: El Calendario
El problema fundamental del calendario es conciliar las longitudes inconmensurables del día, mes y año. La mayoría de los calendarios modernos, comenzando con el calendario romano (juliano) del siglo I a. C., descuidan el problema del mes y se concentran en lograr el número correcto de días en un año utilizando convenciones como el año bisiesto. Hoy en día, la mayor parte del mundo ha adoptado el calendario gregoriano establecido en 1582 mientras encuentra formas de coexistir con el sistema de meses de los calendarios lunares.
4.5: Fases y Movimientos de la Luna
El ciclo mensual de fases de la Luna resulta del ángulo cambiante de su iluminación por el Sol. La luna llena es visible en el cielo solo durante la noche; otras fases también son visibles durante el día. Debido a que su periodo de revolución es el mismo que su período de rotación, la Luna siempre mantiene la misma cara hacia la Tierra.
4.6: Las mareas oceánicas y la luna
Las mareas oceánicas dos veces al día son principalmente el resultado de la fuerza diferencial de la Luna sobre el material de la corteza terrestre y el océano. Estas fuerzas mareales hacen que el agua del océano fluya en dos protuberancias mareales en lados opuestos de la Tierra; cada día, la Tierra gira a través de estas protuberancias. Las mareas oceánicas reales se complican por los efectos adicionales del Sol y por la forma de las costas y cuencas oceánicas.
4.7: Eclipses del Sol y la Luna
El Sol y la Luna tienen casi el mismo tamaño angular (aproximadamente 1/2°). Un eclipse solar ocurre cuando la Luna se mueve entre el Sol y la Tierra, proyectando su sombra sobre una parte de la superficie de la Tierra. Si el eclipse es total, la luz del disco brillante del Sol queda completamente bloqueada, y la atmósfera solar (la corona) entra a la vista. Los eclipses solares rara vez ocurren en cualquier lugar, pero se encuentran entre los lugares más espectaculares de la naturaleza. Un eclipse lunar tiene lugar cuando la Luna se mueve hacia la Tierra'
4.E: Tierra, Luna y Cielo (Ejercicio)

Miniaturas: Al ser capturada con una lente ojo de pez a bordo del Transbordador Espacial Atlantis el 9 de diciembre de 1993, la Tierra cuelga sobre el Telescopio Espacial Hubble mientras se repara. El continente rojizo es Australia, su tamaño y forma distorsionada por la lente especial. Debido a que las estaciones en el hemisferio sur son opuestas a las del hemisferio norte, es verano en Australia en este día de diciembre. (crédito: modificación de obra por parte de la NASA)