Por un mejor año astronómico

Bueno, pues hemos cumplido un año de este blog. Ha sido un año raro, difícil, triste, indignante, solitario, aislado, esperanzador,... Un año en el que en un momento en marzo ni siquiera supimos si seguir con el blog, rodeados como estábamos y estamos de dolor y muerte. Pero decidimos continuar para que pudiéramos pensar en otra cosa y evadirnos unos instantes cada semana. Ahora, en esta entrada del blog queremos hablar fundamentalmente de que este ha sido un año... astronómico. Pero, ¿qué es un año?

La astrofísica, la ciencia que usa las matemáticas aplicadas a comprender cómo funciona el universo por medio del estudio de sus leyes físicas, no tiene un impacto tan directo en la vida cotidiana como la astronomía, que hoy diferenciamos de la astrofísica e identificamos con el estudio de los movimientos de los astros y las leyes que los rigen. Me permitirán decir, y admito que estoy sesgado, que la astronomía seguramente es la primera ciencia de nuestra historia, la que más impacto ha tenido en la humanidad y la más atractiva para muchísima gente. Sin astronomía no existe el concepto de año, y este concepto, que se refiere a una medida de tiempo, no tiene sentido sin estudiar nuestro complejo movimiento en el espacio.

En el colegio nos enseñan que un año es el tiempo que tarda la Tierra en dar una vuelta alrededor del Sol, 365 días, 366 días si es bisiesto. Fácil, ¿no?, pero las definiciones demasiado sencillas suelen ser incorrectas. ¿Cómo sabemos que hemos dado una vuelta alrededor del Sol? ¿Hay una marca en el espacio que nos dice que ha pasado un año una vez que volvemos a ella? ¿Por qué 365 días o 366 días?, ¿es que unas veces vamos más lentos que otras en nuestra revolución anual? ¡Qué suerte que un año dure un número entero de días!, ¿no?

La órbita de la Tierra alrededor del Sol, en primera aproximación, es elíptica, pero su eje mayor va variando por efecto de la acción gravitatoria no solo del Sol, sino de todos los demás astros del Sistema Solar. La elipse va cambiando de orientación y en unos 56.000 años estará al revés

Para saber que hemos dado una vuelta alrededor del Sol necesitamos lo que se conoce como un sistema de referencia, concepto que es esencial en física. De nuevo, todo lo esencial no es sencillo. Para estudiar nuestro movimiento de traslación, dado que la órbita de la Tierra está en un plano, el sistema de referencia requiere definir solo dos coordenadas, no tres como sería lo normal en un espacio tridimensional. La primera coordenada sería la distancia a un punto de referencia fijo, el Sol, alrededor del que giramos (¡no es cierto!). Y luego también necesitamos un origen para medir ángulos de giro, como si fuera la salida y meta de un circuito de Fórmula 1. Cualquier origen de ángulos nos vale, por ejemplo podemos usar la recta que une nuestra estrella con la Tierra cuando estamos más cerca del Sol en nuestra trayectoria elíptica, en lo que se conoce como perihelio. Hoy podemos medir la distancia al Sol y calcular cuándo pasamos por ese perihelio con bastante precisión, y así determinamos lo que dura un año que llamamos anomalístico: 365 días, 6 horas, 13 minutos y 52.6 segundos, 365.259636 días. Fácil, ¿no? Pues no. La órbita de la Tierra alrededor del Sol, en primera aproximación, es elíptica, pero su eje mayor va variando por efecto de la acción gravitatoria no solo del Sol, sino de todos los demás astros del Sistema Solar. La elipse va cambiando de orientación y en unos 56.000 años estará al revés.

¡¡Así que nuestro origen de ángulos para el año anomalístico varía!! Mala política el tomar como referencia algo variable. Pero quién esté libre de pecado, que se ofrezca para ser sistema de referencia. Podemos tomar como referencia el momento en el que la Tierra alcanza el equinoccio de primavera. Perdón, llamarle así es ofensivo contra los que viven en el hemisferio sur, porque para ellos en ese equinoccio empieza el otoño. Llamémosle equinoccio de marzo. Un equinoccio define el momento en el que el Sol está en el ecuador celeste, que es el corte de la llamada bóveda celeste, una esfera con nosotros en el centro, y el plano definido por el ecuador terrestre. Cuando el Sol pasa dos veces por ese ecuador celeste ha transcurrido un año… trópico, ese es su nombre.

Cada 100 años las cuentas salen, en periodos menores nos aproximamos al año trópico lo que podemos, lo que hace que las estaciones empiecen en días distintos en años diferentes. Y en periodos del orden de milenios hay que hacer correcciones como la gregoriana por esas milésimas de día

Un año trópico dura 365 días, 5 horas, 48 minutos y 45 segundos, 365.24219 días. ¿Cómo? ¿Que no es lo mismo que pone arriba? Pues no. El equinoccio de marzo va variando porque el eje de rotación de la Tierra, que delimita dónde se encuentra el ecuador celeste, no está fijo, varía con un periodo de unos 26.000 años. El año trópico es el que más nos gusta a los humanos, es bastante útil porque es una medida de año que coincide con las estaciones (para el que las tenga), las cuales han regido gran parte de nuestra actividad a lo largo de milenios. Usando esa definición de año evitamos que la primavera en el hemisferio norte nos empiece en julio en algún momento futuro. Asumimos que el año dura 365 días y cada 4 años metemos un año bisiesto, así que la duración media del año en periodo de 4 años es 365x3+366=1461 días, dividido por 4 años 365,25 días, lo que se conoce como duración del año juliano. Para acercarnos más a los 365,24219 y no ver las estaciones cambiar de fecha, cada cierto tiempo nos saltamos un año bisiesto. Por ejemplo, desde el año 2001 al 2100 habrá 24 años con 366 días y 76 años de 365 días, lo que hace la duración media 365x76+366x24=36524 días, dividido por 100 años, 365,24 días. Cada 100 años las cuentas salen, en periodos menores nos aproximamos al año trópico lo que podemos, lo que hace que las estaciones empiecen en días distintos en años diferentes. Y en periodos del orden de milenios hay que hacer correcciones como la gregoriana por esas milésimas de día.

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¡¿Pero hay algo que no se mueva, por favor?! La luna ni hablar, aunque se ha cogido como referencia para el llamado año dracónico, útil para predecir eclipses. Las estrellas están muy lejos, no parecen moverse. Podemos esperar a que una estrella en concreto aparezca en el cielo (para eso debe estar por debajo del horizonte en cierta época del año) y definir lo que se llama año heliaco, que le gustaba a Sirio y a los egipcios por sus cosas con el Nilo. O tomemos unas estrellas de referencia y esperemos a que el Sol esté en la misma posición relativa con respecto a ellas y entonces ha pasado un año que llamamos sidéreo, que dura unos 20 minutos más que el año trópico. Pero ni siquiera las estrellas están fijas...

Hasta aquí algunas palabras sobre el año terrestre, o los años, ya que no hay una sola definición sencilla. Dejamos para otro día del nuevo año bloguero el hablar de las peculiaridades del año marciano o el de Urano, o del primer cumpleaños galáctico que los mamíferos han celebrado “recientemente”.

Pablo G. Pérez González es investigador del Centro de Astrobiología, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (CAB/CSIC-INTA)

Vacío Cósmico es una sección en la que se presenta nuestro conocimiento sobre el universo de una forma cualitativa y cuantitativa. Se pretende explicar la importancia de entender el cosmos no solo desde el punto de vista científico sino también filosófico, social y económico. El nombre “vacío cósmico” hace referencia al hecho de que el universo es y está, en su mayor parte, vacío, con menos de 1 átomo por metro cúbico, a pesar de que en nuestro entorno, paradójicamente, hay quintillones de átomos por metro cúbico, lo que invita a una reflexión sobre nuestra existencia y la presencia de vida en el universo. La sección la integran Pablo G. Pérez González, investigador del Centro de Astrobiología; Patricia Sánchez Blázquez, profesora titular en la Universidad Complutense de Madrid (UCM); y Eva Villaver, investigadora del Centro de Astrobiología

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