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¿Por qué cambian las horas de luz a lo largo del año? La inclinación de la Tierra

Categoría: Espacio y astronomía

En tiempos muy antiguos, cuando no existían los relojes ni los calendarios modernos, las personas observaban el movimiento del Sol para orientarse sobre las estaciones. En Tokio, la duración del día varía aproximadamente 4 horas y 50 minutos entre el solsticio de verano y el de invierno[2]. Esta diferencia es causada por la inclinación de la Tierra. Pero, ¿cómo observaban este fenómeno las personas de la antigüedad?

1. La inclinación de la Tierra mientras gira alrededor del Sol

La Tierra no gira alrededor del sol manteniéndose perfectamente vertical. En realidad, gira mientras mantiene una ligera inclinación[1]. Piensa en un trompo que gira inclinado; la Tierra se comporta de manera similar. Sin embargo, a diferencia de la rapidez con la que gira el eje de un trompo, la Tierra mantiene esa inclinación fija mientras realiza una gran vuelta alrededor del sol durante un año[1].

Debido a esta inclinación, en ciertas épocas del año, el hemisferio norte queda inclinado hacia el Sol y, en otras, queda inclinado en dirección opuesta. Cuando el hemisferio norte queda inclinado hacia el Sol, es verano; cuando queda inclinado en dirección opuesta, es invierno[1]. La inclinación explica el cambio de las horas de luz.

2. Los solsticios: el día con más horas de luz y el día con menos

Dentro del año, el día con más horas de luz se llama "solsticio de verano", y el día con menos horas de luz se llama "solsticio de invierno"[2]. En Tokio, durante el solsticio de verano, el día dura aproximadamente 14 horas y 35 minutos. En cambio, durante el solsticio de invierno, el día dura solo unas 9 horas y 45 minutos[2].

La diferencia entre estos dos extremos es de casi 5 horas. Este contraste tan marcado en la duración de la luz solar es una consecuencia directa de la inclinación terrestre que mencionamos antes.

3. Los equinoccios: ¿el día y la noche duran exactamente lo mismo?

Se suele pensar que en los días de "equinoccio de primavera" y "equinoccio de otoño", el día y la noche tienen exactamente la misma duración. Sin embargo, en la realidad, el día es un poco más largo que la noche[3]. En Tokio, por ejemplo, hay estudios que indican que en el equinoccio de primavera, el día es aproximadamente 16 minutos más largo que la noche[3].

Esto ocurre porque la salida y puesta del sol se definen considerando el borde superior del disco solar, no su centro. Además, la atmósfera terrestre curva la luz, lo que permite ver el sol aunque ya haya bajado debajo del horizonte. Estos factores hacen que la duración de la luz sea ligeramente mayor que la oscuridad en estos días específicos.

4. La sombra de serpiente en la pirámide maya de Chichén Itzá durante los equinoccios

En el sitio arqueológico de Chichén Itzá, en México, existe una gran pirámide. Se dice que durante las tardes de los equinoccios, aparece un patrón de sombras en las escaleras que parece una serpiente[4]. Esta estructura fue diseñada con precisión astronómica.

La pirámide tiene 91 escalones en cada una de sus cuatro escaleras. Si sumamos estos escalones al último nivel superior, el total es de 365 escalones. Se cree que este número está relacionado con los días del año solar, demostrando cómo los mayas integraban el calendario en su arquitectura[4].

5. Stonehenge: las piedras que registran el movimiento del sol

Los mayas no fueron los únicos en registrar el movimiento del sol con piedras. En el Reino Unido, el sitio arqueológico de Stonehenge, formado por grandes piedras dispuestas en círculo, también está alineado con el sol. Está construido de manera que, en la mañana del solsticio de verano, el sol sale cerca de una piedra exterior llamada "Heel Stone"[5].

La luz del sol penetra directamente hacia el centro del sitio arqueológico. Se estima que la parte principal de este monumento fue construida hace más de 4400 años[5].

6. Los templos egipcios que dirigían la luz del sol

Mientras que Stonehenge registraba el sol mediante la orientación de las piedras, en Egipto existían templos diseñados para dirigir la luz misma. En el interior del templo de Abu Simbel, hay estatuas de un rey. Normalmente, el interior está oscuro, pero solo dos veces al año, la luz del amanecer penetra hasta el fondo e ilumina las estatuas[6].

Se considera que estos dos días corresponden al cumpleaños del rey y al día en que se convirtió en rey. Este fenómeno demuestra una intención precisa de alinear la arquitectura con eventos específicos del calendario solar, permitiendo que la luz natural marque fechas simbólicamente importantes[6].

7. Cómo observar tú mismo el lugar donde se pone el sol

Si te interesa investigar por tu cuenta, puedes hacer una observación sencilla. Esta tarde, observa el horizonte sin mirar directamente al Sol y anota dónde parece ponerse. Dentro de seis meses, observa cuánto se ha desplazado.

Fuentes

  1. Japan Weather Association tenki.jp, "Seasonal changes born from Earth's 'tilt'" https://tenki.jp/suppl/grapefruit_j02/2022/03/20/31027.html (La inclinación del eje terrestre de unos 23,4 grados provoca las estaciones al orientar los polos hacia el sol en distintas épocas.)
  2. jpnculture.net, "Difference in day length between summer and winter solstices" https://jpnculture.net/geshi-gouji/ (En Tokio, la diferencia de duración del día entre el solsticio de verano y el de invierno es de aproximadamente 4 horas y 50 minutos.)
  3. National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), "Are day and night equal in length on equinoxes?" https://www.nao.ac.jp/faq/a0303.html (La definición de salida y puesta del sol y la refracción atmosférica hacen que el día sea ligeramente más largo que la noche en los equinoccios.)
  4. VOYAGE-World Travelogue, "Chichen Itza ruins and the miracle of equinoxes" https://media.eurasia.co.jp/mid-south-america/chichenitza (En la pirámide de El Castillo, las sombras forman una serpiente en los equinoccios, y los 365 escalones totales representan los días del año.)
  5. Wikipedia, "Stonehenge" https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%83%88%E3%83%BC%E3%83%B3%E3%83%98%E3%83%B3%E3%82%B8 (El sitio está alineado para que el sol del solsticio de verano ilumine el centro desde la Heel Stone; la construcción principal data de hace más de 4400 años.)
  6. AFPBB News, "Light reaches only twice a year in the Ramesses II statues of the ancient Egyptian temple" https://www.afpbb.com/articles/-/2302251 (La luz del sol ilumina las estatuas del templo de Abu Simbel solo dos veces al año, coincidiendo probablemente con el cumpleaños y la coronación del rey.)