Ma guardati luna, come funzioni…? Distanza e “rotazione sincrona”

Com’è possibile che rotazione e rivoluzione della luna coincidano!

ISS024-E-013421 – foto scattata dall’equipaggio dell’Expedition 24 a bordo della Stazione Spaziale Internazionale ISS, sopra l’Asia centrale, falce di luna calante al tramonto e sottile striscia di atmosfera terrestre: periodo missione 01/06-25/09/2010 – fonte NASA/ISS – ingrandisci, enlarge

Prima di iniziare a spiegarti il concetto di “rotazione sincrona”, approfitto di questo breve post didattico per chiarire uno o due punti che a volte diamo troppo per scontati, e non lo sono assolutamente! Qui leggerai di:

  • Distanza della luna dalla Terra vista da:
    il Sistema Solare
    L1
    la Luna con le missioni Apollo
    la Base Spaziale Internazionale ISS
  • Rotazione sincrona
    l’effetto delle maree
    Luna potente rallentatore
    situazione nel Sistema Solare
    esperimento sul campo (cosa è successo alla Luna?)

DISTANZA
della luna dalla Terra

La luna, quando la vedi in cielo, sembra in effetti piuttosto vicina…

08/02/2020 credit Mario Pignotti, Castelluccio di Norcia, Monte Vettore, super-luna della neve – ingrandisci, enlarge

… quando è piena o quasi piena e luminosissima come lei sa fare, sembra veramente che sia a due passi da noi. Purtroppo però quella è solo un’apparenza, un’illusione, ma tanto basta per farti credere di percepirla molto più vicina di quanto in realtà non sia!

06/04/2020, credit Stefano Maraggi, dolomiti – ingrandisci, enlarge

Segui ora la distanza della luna dalla Terra, partendo però da molto lontano, da Saturno fino ad arrivare alla quota di orbita della Base Spaziale Internazionale ISS.

DISTANZA
della luna dalla Terra
vista dal Sistema Solare

da 1,5 miliardi di km

Inizio con alcuni affascinanti esempi di come si vede la distanza Terra-Luna da lontano, ben oltre il nostro pianeta, e di come tale distanza sembri piccola, ma tieni conto che è sempre una questione di prospettiva! Qui puoi ammirare la Terra, che splende come una stellina (luce riflessa ovviamente), e la Luna che le sta “vicino”, fotografate (immagine grezza) dalla sonda Cassini, da quasi 1 miliardo e mezzo di km.

Cassini, 19/07/2013, credit NASA/JPL/Space Science InstituteAutori ed editori: Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (UMCP). Rappresentante tecnico della NASA: Jay Norris. Un servizio di: ASD della NASA / GSFC e Michigan Tech. u. – ingrandisci, enlarge

Da 183 milioni di km

Qui invece fotografate dalla sonda Messenger, da 183 milioni di km. La distanza continua a “sembrare” minuscola, complice sempre la prospettiva lontana.

Messenger, 06/05/2012, credit NASA/JPL-Caltechingrandisci, enlarge

Da 142 milioni di km

In questo caso a fotografare è il Mars Reconnaissance Orbiter, da 142 milioni di km. Considera che la qualità delle foto o la capacità di ingrandimento dipende anche dagli strumenti scientifici a disposizione. Già in questo caso si comincia ad apprezzare una distanza più realistica.

MRO, 03/10/2007, credit NASA/JPL-Caltech/UArizonaingrandisci, enlarge

Da 11 milioni di km

La ormai mitica sonda Voyager 1, da 11 milioni di km. Nota come sia Terra che Luna, illuminate dalla stessa luce proveniente dallo stesso Sole, rivolgono la falce nello stesso orientamento.

Voyager 1, 18/09/0977, credit NASA/JPL/Ansaingrandisci, enlarge

Sempre la Voyager 1, solo da un’altra prospettiva: incantevole vero? Anche qui i “primi quarti” di Terra e Luna, orientati allo stesso modo, perché tutto dipende sempre dalla prospettiva (si parla infatti di “Primo quarto” a proposito di fasi lunari viste dalla prospettiva terrestre, ma qui è evidente, visti dall’esterno, che anche la Terra è illuminata allo stesso modo e non potrebbe essere altrimenti).

Voyager 1, 18/09/0977, credit NASA/JPL/Ansaingrandisci, enlarge

DISTANZA
della luna dalla Terra
vista da L1

Da 1,5 milioni di km
punto di Lagrange L1

16/07/2015
Il lato nascosto della Luna

Ti presento ora quello che per me è un vero capolavoro, che non ha mancato di provocare discussioni e resistenze deliranti poiché è sembrato ad alcuni un fotomontaggio (perché non è questa l’immagine che ti aspetteresti), tuttavia fotomontaggio non è, bensì frutto di riprese satellitari reali! (Ci vuole come sempre grande equilibrio mentale, preparazione tecnica e fiducia nella Scienza per non farsi travolgere dai neuroni complottisti impazziti).

È sempre questione di prospettiva: è la prospettiva da cui stai guardando che fa sembrare la luna vicina, quasi appiccicata alla Terra (complice anche quell’artefatto che è stato ben spiegato), ma ricorda che tra Terra e Luna la distanza media resta di 382.500 km (fonte Inaf Oas Bologna). Le proporzioni sono più o meno queste, tenendo conto della distanza reale, ma vedrai poco avanti che ti porto un esempio che aiuta.

Le immagini sono state catturate dalla Earth Polychromatic Imaging Camera (EPIC) della NASA, una camera CCD da quattro megapixel e un telescopio sul satellite DSCOVR, Crediti: EPIC/DSCOVR/NASA/NOAAingrandisci, enlarge

Da 1,5 milioni di km, il satellite DSCOVRDeep Space Climate Observatory che monitora il vento solare e il meteo spaziale in tempo reale per la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), posizionato nel punto L1 di gravità neutro tra la Terra e il Sole, cattura il lato nascosto del nostro satellite mentre transita sul disco terrestre (praticamente la luna è transitata in quella striscia azzurra sottostante).

comprendi l’infografica? Il satellite da la schiena al Sole ed è rivolto costantemente verso la Terra per monitorare il vento solare in arrivo. Quando la luna transita nel suo campo visivo, la striscia azzurra, DSCOVR lo intercetta e fotografa et voilà!

Così come, se ti ricordi, si è intensamente parlato del punto L2 nel dicembre del 2021, in occasione del ritardatissimo lancio del telescopio spaziale James Webb, che da questa estate ci sta regalando autentiche emozioni!

La Terra appare così vicina non perché la sonda sia vicina, tutt’altro vista la distanza, piuttosto perché la tecnologia avanza e gli strumenti a bordo devono essere potenti e precisi per compiere il loro lavoro. Per questo nelle foto dell’Apollo (fine anni 60) vedrai la Terra molto più lontana nonostante la distanza in quel caso sia molto più piccola.
EPIC, la fotocamera che fotografa e monitora il nostro pianeta da quella incredibile distanza, mantiene una visione costante della Terra completamente illuminata mentre ruota, fornendo osservazioni scientifiche di ozono, vegetazione, altezza delle nubi e aerosol nell’atmosfera.

Quello che vedi è il “lato nascosto” del nostro satellite, che da Terra non vediamo mai perché la luna ha sempre lo stesso lato rivolto verso di noi: il lato “nascosto” è molto diverso da quello che conosci bene perché sempre visibile; mancano completamente le grandi aree scure, i mari.

Le immagini sono state catturate dalla Earth Polychromatic Imaging Camera (EPIC) della NASA, una camera CCD da quattro megapixel e un telescopio sul satellite DSCOVR, Crediti: EPIC/DSCOVR/NASA/NOAAingrandisci, enlarge

Queste immagini sono state scattate tra le 15:50 e le 20:45 EDT, quindi sono 5 ore di fotografie. La combinazione di 3 immagini scattate a circa 30 secondi di distanza, mentre la luna si muove, produce un leggero ma evidente artefatto verde della fotocamera sul lato destro della luna.

Gli stessi scienziati che hanno catturato ed elaborato le immagini si sono stupiti di quanto la Terra sia molto incredibilmente più brillante del lato della luna nascosto a noi, ma altrettanto illuminato dal Sole.

Le immagini sono state catturate dalla Earth Polychromatic Imaging Camera (EPIC) della NASA, una camera CCD da quattro megapixel e un telescopio sul satellite DSCOVR, Crediti: EPIC/DSCOVR/NASA/NOAAingrandisci, enlarge

    Come noi da Terra vediamo la luna, con la stessa “faccia” durante le varie fasi (dritta, capovolta oppure in orizzontale che sia…), lo stesso avviene sul lato nascosto, perché la lampadina Sole illumina costantemente metà della superficie lunare (qui essendo luna nuova, la vedi completamente illuminata, mentre da Terra è invisibile).

    Le immagini sono state catturate dalla Earth Polychromatic Imaging Camera (EPIC) della NASA, una camera CCD da quattro megapixel e un telescopio sul satellite DSCOVR, Crediti: EPIC/DSCOVR/NASA/NOAAingrandisci, enlarge

    Non sai cosa sia il Meteo Spaziale?
    È la tua giornata fortunata, ho assemblato
    un’intera serie tra meteo e aurore

    Monitorare il vento solare in tempo reale significa fornire con precisione ed accuratezza allerte del meteo spaziale così da riuscire a proteggere infrastrutture pubbliche, comprese reti elettriche, telecomunicazioni, aviazione e GPS dagli effetti dannosi delle tempeste geomagnetiche. L1 viene raggiunto dal vento solare costante fino ad un’ora prima di raggiungere la Terra, cosicché in definitiva DSCOVR può fornire un avviso anticipato da 15 a 60 minuti prima.

    Space Weather

    DISTANZA
    della luna dalla Terra
    vista dalla luna con le missioni Apollo

    Da 382.500 km in media

    Missioni Apollo:
    dalla luna con amore

    Ecco infine, non poteva mancare anche qualche scatto una volta che hai raggiunto la luna, e dalla media di 382.500 km di distanza puoi osservare l’emozionante evento del sorgere… della nostra magnifica biglia blu, la Terra!

    Apollo 11, 21/07/1969, credit NASAingrandisci, enlarge

    Gli astronauti, fin dai tempi delle missioni Apollo, ne sono stati i primi testimoni diretti, e in seguito anche noi abbiamo potuto godere di queste meraviglie da sogno!

    Apollo 11, 21/07/1969, il modulo lunare Eagle mentre tornava dalla superficie della luna per attraccare con il modulo di comando Columbia, credit NASA/MichaelCollinsingrandisci, enlarge

    Questa è la Terra che vedi quando sei lassù, da quella distanza che per noi è già enorme, circa 382.000 km, una vera meraviglia, non trovi? Nota come, anche in questo caso, l’emisfero della Terra al di sotto della linea del terminatore sia completamente “inghiottito” dal buio dello spazio cosmico, eppure c’è, è lì… ma nel vuoto cosmico il buio inghiotte la luce (salvo casi particolari, come quello della luce cinerea sulla luna).

    Apollo 8, 24/12/1968, earthrise, credit NASA/Bill Andersingrandisci, enlarge

    DISTANZA
    della luna dalla Terra
    vista dalla Base Spaziale Internazionale ISS

    Da 400 km di quota

    Ammira ora questa spettacolare foto scattata dallo spazio, puoi verificare come gli astronauti vedono la luna dall’orbita di 400 km. Da qui, già una prima idea te le fai che non è poi così vicina come sembra, come a volte qualcuno tenta di farti credere, ingannandoti con fotomontaggi neanche poi tanto ben riusciti…

    foto dallo Space Shuttle Atlantis, 19/07/2011, Base Spaziale Internazionale ISS con sullo sfondo, lontana, la luna, credit NASAingrandisci, enlarge

    A questo punto cominci veramente a farti venire qualche dubbio: ma insomma, quanto accidenti è lontana? Allora, l’orbita della luna descrive una leggera ellisse (“leggera” perché una differenza di 45.000 km non è niente nello spazio):

    • quando si trova nel punto più vicino alla Terra, detto “perigèo”, è a circa 360.000 km (da qui il termine forse anche un pochino abusato ed equivocato di “super-luna”)
    • quando invece si trova nel punto più lontano dalla Terra, detto “apogèo”, è a circa 405.000 km
    • ad oggi quindi la distanza media della luna dalla Terra ammonta a circa 382.500 km

    “Vabbè”, dirai tu, “ok, i numeri li ho capiti, credo, però questo non mi ha cambiato la vita: continuo a non capire visivamente quanto essa è lontana davvero!”

    Hai ragione, per questo esistono le rappresentazioni artistiche e le infografiche, e ne faccio uso ora per tentare di aiutarti a comprendere davvero. Intanto considera le proporzioni: puoi immaginare Terra e luna come la prima un pallone da basket (a destra) e la seconda una pallina da baseball (a sinistra), come ha suggerito con una bella immagine l’Inaf Oas di Bologna.

    Bene, i registi americani Alex Gorosh e Wylie Overstreet hanno prodotto un video sul Sistema Solare in scala (video che adoro), usando in questo caso una biglia blu per la Terra e una minuscola pallina bianca per la luna, ma va bene lo stesso. Guarda come di solito veniamo ingannati nel credere che la distanza sia “piccola”, come mostra qui Alex.

    tratto dal video “To scale: the Solar System, Alex Gorosh e Wylie Overstreet

    In effetti guardando foto come la seguente, saremmo portati a credere veramente che si trovi a quella distanza, se non fosse che, tra le varie illusioni che il cielo notturno ci presenta spesso, in questo caso cadiamo proprio in quella lunare: essa ci appare più grande di quanto sia in realtà.

    2022, credit Raffaella Cecchi, omega lunare – ingrandisci, enlarge

    E invece NO!

    Quella non è la vera distanza a cui si trova il nostro satellite!
    Tieniti forte, rullo di tamburi… suspence…
    …3…
    …2…
    …1…

    Eccola qui! Una cosa del genere proprio non te la potevi immaginare!

    tratto dal video “To scale: the Solar System, Alex Gorosh e Wylie Overstreet

    Nessuno, tranne gli esperti e i professionisti, era preparato ad una tale colossale distanza! Tu guardi lo spazio lì in mezzo e non riesci a crederci e ti dici “non è possibile”… ma guardi anche di notte la luna in cielo e ti ripeti “non è possibile”… eppure ci sarà un motivo se le missioni Apollo ci impiegarono ben 3 giorni ad andare e altri 3 a tornare… più di 382.000 km di distanza!

    Star Trek Beyond

    Inoltre ci sarà un motivo se la sua luce, riflessa, per raggiungerci impiega la bellezza di 1,3 secondi!!! Dirai “cosa vuoi che sia…”, ma ti faccio notare che la luce, viaggiando a quasi 300.000 km al secondo, in quel secondo virgola 3 centesimi ha percorso tanta di quella strada che tu davvero non hai idea!!! In pratica non pensare a quanto poco tempo sia 1,3 secondi; pensa piuttosto a quanta strada fa la luce in quel secondo abbondante, più di 350.000 km, significa più di 8 volte il giro completo della Terra, 40.000 km!

    ingrandisci, enlarge

    È una cosa impressionante ogni volta che penso a quanto sia veramente lontano il nostro satellite…

    Considera che, forse l’avrai già trovato sul web, questa distanza è talmente grande da poter contenere al suo interno praticamente quasi tutti i pianeti del Sistema Solare, giganti gassosi compresi: è uno di quei casi in cui un esempio concreto fa più di mille parole!
    Se vuoi provare a fare i calcoli tu, eccoti i diametri in km:

    • Mercurio 4.879
    • Venere 12.104
    • Marte 6.779
    • Giove 139.822
    • Saturno (senza gli anelli) 120.700
    • Urano 50.724
    • Nettuno 49.244

    È uno di quei casi molto concreti dove realizzo personalmente che, pur essendo così distante, subisce ancora la forza gravitazionale della Terra e del Sole. Che poi a pensarci è una riflessione abbastanza ridicola, perché il Sole stesso, che qui sotto vedi bene comparato a tutti gli altri pianeti del Sistema Solare…

    noi siamo il terzo pianetino da sinistra, con la piccola luna – ingrandisci, enlarge

    ha una tale forza di attrazione sull’intero Sistema (che si trascina dietro nella sua corsa attorno al centro della galassia), che in effetti anche chi si trova ben oltre Plutone e la fascia di asteroidi di Kuiper (da 30 a 55 Unità astronomiche) ancora risente della sua attrazione, pensaci: sono decine di miliardi di km!

    infografica con dimensioni e distanze ovviamente non in scala: sulla linea orizzontale le distanze si misurano in Unità Astronomiche – ingrandisci, enlarge

    Mi viene poi da ridere perché, una volta che hai capito anche tu quanto sia grande per noi già quella distanza (Terra-Luna), se provi a pensare un momento alle distanze in gioco nel solo Sistema Solare e a quella sconvolgente dell’anno luce rischi di perderti o di avere un infarto!

    rappresentazione artistica del Sistema Solare esterno con le orbite dei giganti gassosi, la seconda fascia di asteroidi, Kuiper-Belt, e l’orbita eccentrica di Plutone. Il Sistema Solare interno (Mercurio, Venere, Terra, Marte) a questa scala non è più visibile… La fascia di Kuiper si trova a 30 Unità Astronomiche dal Sole e si estende fino a 55, che significa da 4,5 miliardi a più di 8 miliardi di km di distanza dal Sole

    Homer esprime bene il rischio di diventare pazzi o perdersi quando si prova a visualizzare ed immaginare queste distanze! Fino a qui ci sei? Hai capito più o meno a quale distanza tutt’altro che scontata si trova il nostro amato satellite? Lo spero. Ora passo a spiegarti l’altro concetto importante di questo post didattico.

    Homer Simpson giustamente terrorizzato

    ROTAZIONE SINCRONA

    Sottotitolo: cosa accidenti è questa “rotazione sincrona” e come fa la luna a ruotare su se stessa se io vedo sempre la stessa faccia eh!?

    L’attrazione gravitazionale esercitata dalla Terra sulla luna ha rallentato la rotazione del nostro satellite al punto che esso compie un giro completo sul suo asse nello stesso tempo in cui ruota attorno alla Terra.

    Back to the Future

    Sembra più complicato di quel che è. Dopo averci studiato un po’ su ho capito il concetto, ma mi sono reso conto che per alcuni esso è rimasto nebuloso e lo non hanno ancora compreso, e siccome la divulgazione deve rivolgersi anche a chi ci mette più tempo per capire (è capitato e capita ancora pure a me, non lo nego), mi sembra doveroso provare a dare il mio modesto contributo (modesto perché c’è chi sa spiegare le cose complesse molto meglio e con più competenza di me, sia chiaro!).

    ROTAZIONE SINCRONA

    Le maree

    Terra-Luna:
    sistema con attrazione gravitazionale reciproca i cui effetti hanno conseguenze su entrambi i corpi.

    libro “COSMO”, di Giles Sparrow, ed. National Geographic

    L’attrazione gravitazionale di cui ti parlo infatti non ha effetti solo in una direzione: devi pensare che a sua volta anche la luna esercita un’attrazione gravitazionale sulla Terra, e sicuramente hai sentito parlare degli effetti di questa attrazione: le maree.

    Maree ed eclissi sono i due principali fenomeni grazie ai quali ti accorgi che la luna influisce parecchio nelle nostre vite, che tu ne sia consapevole o meno!

    “Come la luna e il Sole influenzano la Terra”, presentazione credit Cristiano Di Martino

    Un minimo di teoria semplificata per poter arrivare integri alla sintesi finale.

    Quando 2 corpi celesti si attraggono mantenendo la stessa distanza tra loro (vedi ad esempio Terra-Luna) costituiscono un “sistema” che ruota intorno ad un “comune centro di gravità” (baricentro), e questo fa sì che l’attrazione reciproca venga equilibrata dalla forza centrifuga: questi sono i 2 fattori fisici che si combinano per produrre le maree!

    Attrazione gravitazionale e forza centrifuga quindi si equilibrano perfettamente nel Sistema Terra-Luna (dove Terra e Luna sono legate da mutua attrazione), che ruota attorno al suo baricentro: lo sai dove si trova questo baricentro? Ben 1.800 km sotto i tuoi piedi!

    Il risultato di queste forze mareali è quindi questa oscillazione della massa liquida (che è quella che più si presta ad essere deformata) che provoca in ogni istante (fenomeno quindi sempre presente!) un rigonfiamento del livello delle acque che si riflette anche nella parte opposta della Terra: eh sì, perché dal lato rivolto alla luna agisce l’attrazione gravitazionale della luna, mentre dal lato opposto, dove la luna non c’è, agisce invece la forza centrifuga derivante dalla rotazione del Sistema.

    Da una parte è la luna che attira, dall’altra è la forza centrifuga che spinge, e il tutto in costante rotazione!

    l’alta marea subisce l’attrazione lunare e la forza centrifuga del Sistema, ma quando la luna è più vicina (novilunio) la marea è decisamente più significativa, e di conseguenza anche dal lato opposto, credit Giovanni Fantetti

    Viceversa negli altri due punti diametralmente opposti a 90° rispetto alla linea immaginaria Terra-Luna, vi saranno due abbassamenti (bassa marea) perché le forze in gioco, attrazione lunare e centrifuga, si rivolgono verso il centro della Terra.

    nella bassa marea le forze in gioco, attrazione lunare e centrifuga, si rivolgono verso il centro della Terra, le frecce rosse evidenziate

    Rigonfiamenti diametralmente opposti (alta marea) sono accompagnati e alternati ad abbassamenti (bassa marea) a 90° rispetto a loro e diametralmente opposti, poiché la quantità di acqua non varia. In pratica l’acqua si alza da una parte lungo la linea immaginaria Terra-Luna e si abbassa dall’altra lungo la verticale su tale linea. I rigonfiamenti azzurri seguono costantemente la luna in rotazione, qui sotto la figura indica le due distinte situazioni, il Sole immaginalo a destra:
    quando c’è luna piena (a sinistra), e quindi luna dalla parte opposta rispetto a dove è il Sole, alta marea ma il rigonfiamento è minore
    quando c’è luna nuova (a destra) e quindi luna e Sole attirano insieme, alta marea con rigonfiamento intensificato

    Quindi la luna opera il suo effetto di attrazione sempre, ma ovviamente quando è allineata con il Sole l’effetto è più intenso (maree sigiziali), soprattutto quando è luna nuova. Anche il Sole concorre infatti ad aumentare il fenomeno, però essendo il suo diametro sì 400 volte più grande di quello lunare, ma anche 400 volte più lontano della luna, il suo apporto è minore (la luna vince di 2,2 volte).

    infografica semplificata: alta marea durante la “luna nuova”, attrazione gravitazionale maggiore dovuta al sommarsi di Sole e Luna in allineamento (distanze e dimensioni assolutamente non in scala)

    Osserva però che mentre la luna rivoluzionando attorno a noi in senso anti-orario provoca l’alta marea in una zona della Terra, la Terra sta ruotando su se stessa in senso anti-orario più velocemente di quanto la luna le rivoluzioni intorno (per questo motivo, come avrai capito dagli altri post della serie, l’effetto illusorio del sorgere ad est e tramontare ad ovest sia di Luna che di Sole), e quindi gli innalzamenti (alta marea)…

    quando Sole e Luna sono allineati si intensifica il fenomeno e l’alta marea (sigiziale) viene chiamata “marea viva”

    ed abbassamenti (bassa marea) periodicamente si alternano, da qui orari così precisi e ripetitivi. Qui sopra e sotto sono evidenziate le maree con la luna in congiunzione col Sole o in quadratura, mentre le basse maree si alternano di conseguenza.

    quando Sole e Luna si trovano in quadratura (cioè 90°) le forze si contrastano e il fenomeno ci bassa marea viene chiamato “marea morta”

    Proprio così, le maree sono un fenomeno periodico e regolare:
    ogni giorno, tutti i giorni, le maree si verificano nello stesso luogo ogni 12 ore e 25 minuti e tra un evento e l’altro passano 6 ore 12 minuti e 30 secondi. Quindi:
    2 volte al giorno alta marea
    e 2 volte al giorno bassa marea
    con un intervallo di circa 6 ore tra l’una e l’altra.

    credit Cristina Bressan, elaborazione Tiziana Tirtha Giammetta – ingrandisci, enlarge

    Curiosità:
    l’ampiezza delle maree dipende però non solo dai fenomeni astronomici, ma anche dalla conformazione dei fondali marini e dalle linee di costa, dalla presenza di insenature e baie.

    “Come la luna e il Sole influenzano la Terra”, presentazione credit Cristiano Di Martino

    Le coste, infatti, sono di ostacolo al movimento delle acque, mentre nelle baie l’ampiezza di marea aumenta.

    “Come la luna e il Sole influenzano la Terra”, presentazione credit Cristiano Di Martino

    Ti stupirà sapere che l’entità del fenomeno varia da vicino le coste, dove possono raggiungere anche i 15 metri, mentre in mare aperto o in mari chiusi come l’Adriatico toccano al massimo il metro di altezza.

    la differenza tra alta e bassa marea di “Le Mont Saint-Michel” in Francia arriva fino a 14 metri! – “Come la luna e il Sole influenzano la Terra”, presentazione credit Cristiano Di Martino

    ROTAZIONE SINCRONA

    Luna
    potente rallentatore

    È in questo modo che accade che la luna, trascinando con se le acque, agisce come un freno sul nostro pianeta, rallentando il periodo di rotazione e la durata del giorno, in modo impercettibile ma costante (oltre a stabilizzare l’asse di rotazione terrestre).

    Luna retarder

    Permettimi di aggiungere brevissima una nota personale professionale, visto che io sono autista di linea: tale “frenatura” mi ricorda molto il lavoro del sistema di frenatura ausiliario negli autobus detto “retarder” cioè “rallentatore” o “ritardatore”, un sistema applicato sull’albero di trasmissione, una scatola a bagno d’olio in cui due palette contrapposte nel momento in cui vengono attivate, provocano il rallentamento ausiliario privo di usura dell’autobus in corsa, sfruttando l’incomprimibilità dei liquidi.

    La cosa interessante è che, nel corso di altre centinaia di milioni di anni, le maree provocheranno il continuo impercettibile rallentamento della rotazione terrestre attorno al proprio asse, fino al blocco e al mostrare sempre la stessa faccia alla Luna. Sì, anche questo accadrà, ma di certo non in pochi anni, non c’è da essere preoccupati. I fossili hanno rivelato che 300 milioni di anni fa la Terra ruotava molto più velocemente e un giorno durava 21 ore (se ruoti infatti più veloce sull’asse ci impieghi meno tempo a fare un giro completo, quindi la giornata si allunga giusto?)! Continuando così Terra e Luna diverrebbero un “pianeta doppio”, mostrando l’una all’altra la stessa faccia.

    per esigenze pratiche l’orologio di 300 milioni di anni fa l’ho immaginato da 20 ore giornaliere anziché 20,5

    ROTAZIONE SINCRONA

    Il Sistema Solare:
    la Luna non ha l’esclusiva

    Considera, è importante sottolinearlo, che questo fenomeno non è un’esclusiva nostra, infatti la stessa cosa è accaduta a tutti i satelliti naturali del Sistema Solare e in tutti i casi ciò implica che essi rivolgono sempre la stessa faccia verso il loro pianeta.

    simpatica infografica che mostra, anche se non aggiornata, diversi satelliti naturali nel Sistema Solare – ingrandisci, enlarge

    La luna ruota su se stessa, come tutti i pianeti e le lune del Sistema Solare. La Luna inoltre rivoluziona intorno a noi e sia lei che noi rivoluzioniamo attorno al Sole.

    Il Sole di sicuro è l’Imperatore del Sistema, trascina tutto nella sua corsa, ma quasi tutti i reami (lasciameli chiamare così con licenza poetica), Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano, Nettuno (e anche Plutone purtroppo declassato a pianeta nano ahimè) hanno comunque la loro schiera di fedeli servitori a seguirli, i satelliti naturali o lune: eccoti il numero aggiornato.

    ingrandisci, enlarge

    A forza di rallentarsi a vicenda, nei milioni di anni la Terra ha raggiunto la velocità di rotazione sul proprio asse che determina la durata del nostro giorno, le famose 24 ore (e che equivale alla velocità all’equatore di circa 1.700 km/h!) e continua a rallentare, impercettibilmente ma continua nei prossimi milioni di anni. Tu obietterai: “cosa!? 1.700 km all’ora, ma che dici?! Se è tutto fermo!” Questo è un altro discorso che richiama il concetto di moto rettilineo uniforme (fa parte del vecchio blog e devo ancora migrare questo post, ma se ti interessa vai al link), ma non posso soffermarmi in questo post e divagare, perdonami.

    GrAG Gruppo Astrofili Galileo Galilei

    ROTAZIONE SINCRONA

    Esperimento sul campo
    Cosa è successo quindi alla Luna?

    Serve un po’ di capacità rotazionale della mente per comprendere il concetto di “rotazione sincrona”, e ora provo ad aiutarti in concreto.

    Immaginala ruotare veloce su se stessa: se tu provi a rallentare e continuare a rallentare la sua rotazione sull’asse (questo mentre essa gira intorno a noi), puoi facilmente verificare che arrivi al punto che la rotazione viene a coincidere con l’intero giro intorno alla Terra, che è proprio un “sincronizzarsi” della rotazione con la rivoluzione.

    Ma siccome so che non hai ancora ben compreso, allora vengo in tuo aiuto con un esempio pratico, che è lo scopo di questo post e che ho preparato l’estate passata, proprio pensando a te.

    Esperimento sul campo:
    luna – pallina da tennis

    Per questo esperimento che puoi fare tranquillamente anche tu dove vuoi, mi espongo personalmente:

    • Fingi che io sia la Terra: tengo il braccio ben disteso con in mano la pallina-luna con la faccia rivolta verso di me, la facciapareidolìadella luna (vedi che simpatica che è!?)
    • ovviamente, se la faccia della pallina-luna è rivolta verso di me, dalla parte opposta c’è il lato “nascosto”, back side
    • parto da questa posizione, in modo che vedi sia la Terra-me che la pallina-luna con la faccia rivolta verso la Terra-me
    • ora ruoto su me stesso in senso anti-orario, quindi verso la mia sinistra (come fanno sia Terra che luna) guardando sempre la pallina-luna in faccia: tu sei l’osservatore privilegiato e segui il movimento
    • continua la rotazione in senso anti-orario della Terra-me e la pallina-luna ha sempre la faccia rivolta verso la Terra-me
    • ora sono a tre quarti del giro, quasi finito, e dalla tua posizione puoi verificare come la Terra-me vede sempre la faccia della pallina-luna (ho dato istruzioni apposite alla mia fidata fotografa, amore della mia vita Tiziana, affinché si vedesse la faccia della pallina-luna, altrimenti non avresti potuto vederla…)
    • e con quest’ultima immagine la Terra-me ha fatto il giro completo, tornando alla posizione iniziale, sempre con la faccia della pallina-luna di fronte, mi sei testimone!

    Quindi, che è successo?

    Io, anzi scusa, la Terra-me ha sempre visto la faccia della pallina-luna, ma non si è accorta che nel frattempo:

    la pallina-luna ha fatto un’intera rotazione sul suo asse, che ha corrisposto ad un’intera rivoluzione attorno alla Terra-me

    Sì, qui viene richiesta la tua capacità di rotazione mentale, perché il fatto di fare la lunga rivoluzione intorno alla Terra-me non ha fatto che distrarre sia me che te: se ci pensi, mentre lei lo faceva, e continuava a guardarmi dritta negli occhi, stava anche lentamente ruotando sul proprio asse, ma non da ferma bensì in movimento, come puoi vedere facilmente dal video. Concentrati sulla pallina!

    Ascolta però, tu guarda la pallina, non stare lì a guardare me, anche se so che non ci riesci perché il mio fascino è irresistibile!!!

    Riesci a vedere ora che la pallina da tennis ha fatto un intero giro su se stessa? Questa operazione che ho appena compiuto con successo ha un nome ben preciso: si chiama “rotazione sincrona”, ovvero la rotazione della Luna su se stessa si è precisamente sincronizzata con la rivoluzione attorno alla Terra, tanto che rotazione = rivoluzione.

    Te lo ricordi questo semplice ma efficace video, anch’esso qui proposto per facilitarti la comprensione?

    video in lingua italiana

    La situazione è in realtà più complessa…

    Questo è un post didattico molto elementare, perché in realtà la situazione reale è più complessa:

    • tu hai visto la Terra-me fare una sola rotazione su se stessa guardando anch’essa la Luna-pallina, quindi nel video le facce di Terra e Luna sono bloccate l’una verso l’altra; in questa situazione la luna diventerebbe fissa nella stessa posizione in cielo, con cocente delusione degli abitanti dell’emisfero opposto. Questa tuttavia è una situazione che un giorno accadrà, ma quel giorno, rilassati, è lontano centinaia di milioni di anni!
    elaborazione di Tiziana “Tirtha” Giammetta, sarei perso senza di lei – ingrandisci, enlarge
    • la situazione astronomica attuale vede la Terra ruotare più velocemente di quanto la luna le rivoluzioni intorno, e quindi l’illusione conseguente la conosci bene, te ne ho parlato, è il motivo per cui tu vedi il sorgere ad est e il tramontare ad ovest della luna (e chiaramente lo stesso vale per il Sole e il resto del Firmamento) perché “resta indietro” rispetto alla nostra velocità.

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