Studiato e ricercato sin da prima della nascita di Cristo, il valore della distanza fra la Terra e il Sole è, grazie agli strumenti odierni, ormai conosciuto e studiato con precisione. Ma perché si parla di valore medio? Questo significa che la distanza fra Terra e Sole cambia nel tempo? E soprattutto, come abbiamo fatto a misurare questa distanza? Scopriamolo insieme!
Distanza Terra-Sole: quanto siamo lontani dalla nostra stella?
Qual è la distanza media fra la Terra e il Sole?
Dalle più recenti e moderne misurazioni sappiamo che la distanza fra la Terra e il Sole ha un valore medio di 149.597.870.700 metri, ovvero circa 150 milioni di chilometri.
Per dare un’idea di quanto sia realmente distante il Sole, consideriamo che la circonferenza della Terra ha un valore medio di poco più di 40 mila chilometri, perciò percorrere la distanza Terra-Sole equivale circa a fare il giro del mondo (letteralmente, seguendo la circonferenza) 3750 volte, distanza che percorreremmo con un comune aereo di linea (come ad esempio un Boeing 747, che viaggia ad una velocità di circa 900 km/h) in circa 167 mila ore, ovvero circa 19 anni. Chissà quanto costerebbe il biglietto aereo per un viaggio simile!
Perché la distanza Terra-Sole cambia durante l’anno?
Se si vuole determinare la distanza fra la Terra ed il Sole, bisogna tener presente che essi sono due corpi in moto relativo fra loro e sono molto distanti: misurarne la distanza, quindi, non è banale come misurare con un righello la lunghezza di un piccolo oggetto.
Finora abbiamo parlato di distanza media fra la Terra e il Sole appunto perché essa cambia durante l’anno.
La Terra si muove attorno al Sole seguendo un’orbita ellittica in cui il Sole occupa uno dei due fuochi: nell’orbita della Terra, quindi, possiamo distinguere il punto più vicino al Sole, chiamato perielio, ed il punto più lontano, chiamato afelio.
Il concetto di distanza esatta fra Terra e Sole quindi perde di significato, a meno che non si voglia determinare l’esatta distanza istantanea fra i due corpi: assume invece molto più significato scientifico il concetto di distanza media, che è appunto una media fra tutte le distanze che nell’anno separano il Sole e la Terra.
Come viene misurata la distanza tra Terra e Sole?
Nei secoli sono stati in molti gli scienziati, a partire da Aristarco di Samo circa 3 secoli prima della nascita di Cristo, che hanno cercato di misurare la distanza fra la Terra ed il Sole, ognuno con gli strumenti della propria epoca.
Per corpi celesti vicini come ad esempio il Sole, un ottimo metodo di misurazione della distanza è quello della triangolazione. Secondo questo metodo, solo conoscendo un lato ed un angolo di un triangolo rettangolo, è possibile ricavarne tutti gli elementi.
Per scoprire quindi la distanza del Sole, si considera il triangolo in cui la nostra stella è il vertice, mentre la base è la linea che unisce i due punti opposti dell’orbita della Terra. L’angolo al vertice viene calcolato ricostruendo l’orbita apparente del Sole, che sarebbe l’ellisse osservata dalla Terra sotto un certo angolo. Per concludere, viene dimezzato l’angolo, calcolata la tangente e diviso il semiasse maggiore dell’orbita terrestre per la tangente calcolata precedentemente. Suvvia, un po’ di matematica!
I più moderni metodi utilizzati per misurare la distanza fra la Terra ed il Sole prevedono l’utilizzo di radar che inviano segnali elettromagnetici verso il corpo celeste di cui si vuole misurare la distanza e, conoscendo la velocità della luce, in base al tempo impiegato dal segnale per tornare indietro, riescono a ricavare il valore della distanza con grande precisione.
L’unità astronomica: il metro della scala cosmica
L’unità astronomica (UA) è una unità di misura della lunghezza e coincide con la distanza media fra la Terra ed il Sole e quindi vale circa 150 miliardi di metri.
Ma non si poteva lasciare il valore in metri, che è l’unità di misura base del Sistema Internazionale? Perché gli astronomi hanno sentito il bisogno di coniare questa nuova unità di misura della lunghezza?
La risposta può sembrare banale, considerate chiaramente tutte le ragioni storiche del caso, ma non lo è affatto: per comodità.
Immaginate dover fare calcoli su calcoli con lunghezze astronomiche come quelle della distanza fra la Terra ed il Sole (ed anche peggio!) e dover quindi avere a che fare costantemente con numeracci come 150 miliardi: che faticaccia! La semplicità dell’associare ad un numero così grande il valore di un’unità è quindi presto rivelata, con enormi benefici sia per gli astronomi che per i calcolatori.
E attenzione, l’unità astronomica non è l’unica unità di misura della lunghezza usata dagli astronomi: esistono anche l’anno luce, il parsec ed i loro multipli e sottomultipli. Ognuna di queste unità di misura trova il suo impiego in contesti diversi e l’obiettivo principale di questa differenziazione resta sempre uno: semplificarsi la vita.
Sapevate che…
La distanza Terra Sole cambierà in futuro?
Secondo la maggior parte delle previsioni, l’orbita terrestre rimarrà stabile molto a lungo e quindi la distanza media fra la Terra e il Sole non dovrebbe subire variazioni.
Cosa succederebbe se ci allontanassimo o avvicinassimo al Sole?
Dipende da quanto lontano o vicino si intende, ma in generale le condizioni di vivibilità ed il clima del pianeta potrebbero risentirne e non poco: una distanza minore dal Sole porterebbe all’aumento della temperatura della Terra e viceversa. Importante, ad esempio, il concetto di zona abitabile, che in astronomia si riferisce alla regione intorno ad una stella dove teoricamente sarebbe possibile per un pianeta mantenere acqua liquida sulla superficie. Fuori dalla zona abitabile non sarebbe possibile avere acqua liquida e quindi non ci sarebbe vita sul pianeta.
a cura di Nicola Salvemini