Il Tempo e la sua misura
C'è nella storia dell'Umanità un insopprimibile bisogno di
misurare il tempo e questo bisogno è "senza tempo": nasce con l'uomo e lo
accompagna, sempre presente e pur diverso, nell'evoluzione e nell'articolazione
delle varie culture.
Non è possibile, in questo CD, parlare compiutamente del tempo; ci
limiteremo alla sua misura in occidente e solo a quegli aspetti che ci servono
per la Geografia e la Navigazione. Approfondite da voi questo argomento, magari
partendo dagli indirizzi che vi forniamo alla fine della pagina, e gustatevi
le seguenti rappresentazioni dei mesi del calendario che vogliono ricordarvi
come, da migliaia di anni, l'uomo cerchi di allineare il calendario civile con
quello astronomico. Le immagini provengono dal manoscritto "Trés Riches
Heures conservato nel museo di Chantilly e furono realizzate tra il 1412 ed il
1416 da i fratelli Limbourg, Paul, Hermann e Jean.
Se osservate attentamente, nell'epoca in cui le immagini
furono dipinte, le stagioni non iniziavano nelle stesse date di oggi.
Sapete dire perchè?
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Gennaio |
Febbraio |
Marzo |
Aprile |
Maggio |
Giugno |
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Luglio |
Agosto |
Settembre |
Ottobre |
Novembre |
Dicembre |
Un po' di teoria:
Qualunque sia il metodo o lo strumento usati, la misura del tempo consiste nel
collocare uno o più avvenimenti in una scala ordinata di
eventi; otteniamo così la data dell'avvenimento, riferita all'origine
della scala, ovvero il tempo trascorso tra due avvenimenti. Non fatevi
impressionare da queste definizioni astratte, facciamo subito un esempio:
immaginiamo che da una scatola, ad intervalli
regolari, fuoriescano delle palle da biliardo. Mentre cade la terza palla inizio
a scrivere questa riga di testo e finisco poco dopo che è caduta la
quarta. Ebbene la mia azione è databile in "palla tre" e dura poco
più dell'intervallo che intercorre tra la caduta di una palla e l'altra.
La regolare caduta delle palle è una scala ordinata di eventi.
Una scala ordinata di eventi, o scala temporale, è un'ordinata
successione di valori assunti da una qualunque grandezza misurabile, in
quanto non misuriamo il tempo, ma le variazioni delle grandezze,
assumendo che queste rappresentino il suo fluire.
In linea di principio, qualunque fenomeno noto può essere utilizzato.
Esistono così diverse scale temporali. La bontà di una scala
può essere giudicata in base alle necessità soggettive del singolo
utente o in base a caratteristiche oggettive che sono state individuate fin
dal XVII secolo. Una scala temporale deve essere perenne, universale, affidabile, precisa ed uniforme. Le scale
astronomiche sono indubbiamente perenni, universali ed affidabili, ma poco
precise e non sappiamo se intrinsecamente uniformi.
L'astronomia moderna considera l'universo in continua evoluzione, cioè
in continua trasformazione nel tempo. Possiamo allora utilizzare qualunque
grandezza che lo descrive per costituire una scala temporale: la sua
densità, la temperatura, la composizione chimica ecc.
Se però vogliamo misure precise, le scale astronomiche concretamente
usate derivano tutte da misure di posizione di un corpo celeste. Alcuni dei
fenomeni astronomici che sono stati maggiormente usati nel passato per misurare
il tempo o che lo sono ancora oggi sono i seguenti:
- L'alternarsi del giorno e della notte
- le fasi della Luna
- il sorgere, tramontare e culminare del Sole, della Luna e delle stelle.
- il succedersi delle stagioni
- le eclissi e, in genere, le occultazioni
- le posizioni dei satelliti rispetto al pianeta
- la posizione, relativa alla stelle fisse, del Sole, della Luna e dei
pianeti
Il moto apparente o reale dei corpi celesti non è uniforme, nè ci
possiamo aspettare che lo sia in un universo dominato dalla gravità e
dove non esistono corpi isolati. Ne segue che qualunque scala, corrispondente
ad incrementi uguali di una qualunque coordinata spaziale od angolare,
risulterà tanto meno uniforme quanto più precise saranno le
misure.
Con aggiustamenti teorici e considerando la variazione media di una grandezza,
generalmente il moto medio, potremo costruire una scala che risulterà
tanto più uniforme quanto più completa è la comprensione
del fenomeno, cioè quanto più soddisfacente è la teoria
usata per descriverlo. Non meravigliamoci allora che, fin dall'antichità,
l'Astronomia propose tempi veri e medi e quantità
equanti, cioè quantità che
bisogna aggiungere a grandezze non uniformi per renderle tali.
Possiamo dividere in due gruppi le scale astronomiche:
- Scale rotazionali. Si basano sui moti
apparenti dei corpi celesti, dovuti a quello reale di rotazione della Terra.
- Scale non rotazionali. Si basano sul
moto di rivoluzione della Terra e degli altri corpi del sistema solare.
Negli anni 50 e 60 divennero disponibili gli orologi
atomici e con essi fu possibile misurare il tempo con una
precisione centinaia di migliaia di volte maggiore di quella ottenibile con
metodi astronomici. Per migliaia di anni l'astronomo è stato il signore
incontrastato del tempo, le sue misure servivano di base per tutte le altre
misure di tempo, sia nella vita civile che nella ricerca scientifica, dal 1961
questo ruolo è passato al fisico atomico. Ma ciò non significa che
non abbia più senso misurare la posizione dei corpi celesti. Prima di
tutto, il tempo basato sulla posizione dei corpi celesti permette ancora oggi di
trovare la propria posizione sulla Terra ed, inoltre, dal confronto tra il tempo
dedotto dalle osservazioni astronomiche ed il tempo atomico, verranno nuovi dati
per la comprensione del moto di rotazione e rivoluzione della Terra, per il
miglioramento dei metodi di studio dei moti orbitali, per la determinazione
delle componenti non gravitazionali nell'accelerazione dei corpi celesti, per
lo studio della costante di gravità ecc....
Per approfondire questi argomenti, consultate in rete questi siti:
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