Sol de Stonehenge.

Do Neolítico aos tempos atuais, a quantidade de luz solar que vemos em um dia teve um impacto profundo na cultura humana. Estamos nos aproximando rapidamente do solstício de inverno para o hemisfério norte, que acontece em dezembro 21. Esta é a noite mais longa do ano - uma vez celebrada como “Natal”Pelo povo pagão do norte da Europa antes de se tornar Natal.

Stonehenge e o sítio neolítico próximo de Muralhas de Durrington (cerca de 2,500 BC) foram construídos para serem orientados para enfrentar o pôr do sol e o nascer do sol do meio do inverno, respectivamente. Este foco no solstício de inverno foi um momento importante marcado por festejar e possivelmente sacrifício de animais.

Milênios depois, os romanos celebraram a Saturnália (até o quarto século dC) - um festival durante a semana do solstício de inverno dedicado ao deus Saturno, envolvendo jogos e diversão. O último dia de Saturnalia foi referido como o "dies natalis solis invicti" (aniversário do sol invicto) pelos romanos, que o celebraram dando presentes uns aos outros em dezembro 25. O evento anglo-saxão pagão conhecido como Yule estava em pleno andamento durante o solstício de inverno, alguns séculos depois, eventualmente evoluindo para o festival que hoje conhecemos como Natal.

Planeta inclinada

Mas o que causa o solstício de inverno? Nosso planeta tem uma inclinação axial (de 23.4 °) em relação ao seu plano orbital em torno do sol, o que resulta nas estações do ano. Os solstícios de inverno e verão, e os equinócios vernal e outonal, são os pontos extremos em cada uma dessas estações (ver imagem). No inverno, a inclinação da Terra para longe do sol faz com que a luz do sol seja espalhar-se por uma área de superfície maior do que no verão. Também faz com que o sol suba mais tarde e se ponha mais cedo, nos dando menos horas de luz solar e temperaturas mais frias.

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Acontece que a direção da inclinação da Terra muda com o tempo. Essas variações são conhecidas desde os tempos dos antigos gregos. Hiparco, um dos fundadores das modernas técnicas astronômicas, escreveu um dos primeiros catálogos de estrelas abrangentes em 129 BC. Depois de compilar seu catálogo, ele percebeu que a posição das estrelas havia mudado em relação aos registros anteriores, como o babilônico.

Curiosamente, as estrelas pareciam ter mudado de posição na mesma quantidade, e ele percebeu que a localização de norte no céu deve ter se movido nos séculos seguintes. Atualmente, nosso norte celeste é marcado pela posição da estrela Polaris. Mas esse não foi sempre o caso.

A rotação de um objeto em movimento, como a Terra, pode ser afetada por forças externas. Dado que a Terra já está girando, qualquer força aplicada a ela, como a gravidade da Lua ou outros corpos no sistema solar, modificará essa rotação (conhecida como torque). O resultado na Terra é chamado de precessão dos equinócios - um fenômeno que afeta nossas observações das estrelas. Um exemplo visível disso em escala menor é mostrado várias vezes durante o filme Começo, onde a precessão de um pião foi usada para determinar se o personagem principal estava na realidade, ou ainda sonhando.

Para a Terra, essa precessão traça um círculo no céu uma vez a cada ano 26,000 (veja a imagem abaixo). Em 3,000 aC, o norte celeste era a estrela Alpha Draconis (Thuban), na constelação de Draco. Dado que podemos prever este movimento, sabemos que daqui a cinco anos nossa estrela do norte será Vega, na constelação de Lyrae.

Autor fornecida

Isso também afeta o início das estações ao longo de um ano como parte deste ciclo anual 26,000 e, portanto, tem implicações importantes para qualquer pessoa que tente atribuir qualquer significado cultural a um determinado ponto em uma determinada estação. O tempo que leva para a Terra orbitar o Sol é de aproximadamente 365.25 dias, o que significa que temos um dia extra a cada quatro anos. Por comparação, a precessão dos equinócios resulta em cerca de 20 minutos de diferença entre o período orbital da Terra quando medido contra as estrelas de fundo fixas (um ano sideral), e o tempo que leva para o sol aparecer para retornar à mesma posição no céu a cada ano (um ano solar).

Como um aparte histórico, foi a discrepância entre o comprimento do ano solar e a duração de um ano, conforme definido pelo calendário juliano que levou a conversão para o usado atualmente calendário gregoriano. A precessão dos equinócios era conhecida e causara uma discrepância de alguns dias, o que levou à conselho de Nicéia para mudar nosso sistema de calendário.

Sob o calendário juliano, originalmente estabelecido pelos romanos no 46 BC, o dia de Ano Novo na Inglaterra costumava ser em março 25, e isso também foi usado para definir o início do ano fiscal. A adoção do calendário gregoriano em 1752 mudou a data do ano fiscal encaminhar por 11 dias, mas definir o Ano Novo para janeiro 1. No entanto, para evitar os dias 11 de perda de receita fiscal, o governo da época definiu nosso ano fiscal para começar em abril 6 onde permanece até hoje.

Assim, dado que há 1,440 minutos em um dia, e uma diferença de 20 minutos entre os anos solar e sideral, então durante um período de 72 anos as datas dos equinócios (e os solstícios) mudariam para trás no calendário por um dia inteiro, se eles não foram corrigidos por (que são). Isso significa que um romano que usa o solstício de inverno como ponto de referência para o calendário do Natal celebraria o Natal no final de novembro. Ainda mais atrás, os construtores de Stonehenge teriam experimentado o solstício de inverno em setembro.

Natal em Marte

O solstício de inverno tem sido claramente importante historicamente, mas e o futuro? Talvez em algumas centenas de anos, os colonos humanos celebrem o Natal em Marte. O planeta Marte também tem uma inclinação axial (25.2 °) e, portanto, tempera como nós. Marte também experimenta uma precessão dos equinócios, mas o período de precessão é menos estável que o da Terra. Uma precessão completa de Marte é aproximadamente 167,000 anos.

O solstício de inverno do hemisfério norte em Marte acabou de passar, ocorrendo em outubro 16. Como um ano sideral em Marte é 687 dias terrestres, o próximo solstício de inverno do hemisfério norte marciano não ocorrerá até setembro 2, 2020.

Isto significa que quaisquer futuros colonos de Marte que desejem recriar as “festividades” do solstício de inverno em Durrington Walls milhares de anos atrás ou, talvez, apenas marcar o Natal, teriam que se acostumar a celebrar em diferentes estações marcianas quase todos os anos.

Sobre o autor

Gareth Dorrian, pesquisador de pós-doutorado em ciência espacial, Nottingham Trent University e Ian Whittaker, palestrante, Nottingham Trent University

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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