La vuelta oculta de la Tierra

Si yo te preguntara cuántas vueltas da la Tierra en un día, me contestarás correctamente que una, probablemente después de comentar que se trata de una pregunta estúpida. Si te preguntara, en cambio, cuántas vueltas de la Tierra en 365 días, me contestarás incorrectamente que 365, probablemente después de comentar que se trata de una pregunta estúpida. En realidad, nuestro bello mundo da 366 vueltas en ese tiempo.

¿Cómo es esto? Fácil: hay muchas definiciones de día y de año según el objeto respecto al cual se midan. Por ejemplo, el Día Solar Verdadero (DSV) es el lapso de tiempo entre dos mediodías consecutivos o, lo que es lo mismo, entre dos regresos sucesivos del Sol al meridiano. Dado que la órbita terrestre es elíptica, la Tierra se mueve más rápido cuando está más cerca del Sol y viceversa (en futura en entrada hablaré de las leyes de Kepler y explicaré esto bien), y esto causa que el DSV no sea un número constante sino que depende de la posición relativa entre la Tierra y el Sol. Es por eso que no es el sistema que empleamos en nuestra vida cotidiana: sería terriblemente molesto y poco práctico tener días más largos o cortos que otros. Así, como horario civil utilizamos el llamado Día Solar Medio (DSM), el cual se define con una duración exacta de 24 horas. Esto hace que dicho día esté basado en un Sol ficticio que se mueve uniformemente y que no coincide con el movimiento real del Sol: una rotación no dura exactamente 24 horas. Como ya he insinuado, la diferencia entre el DSV y el DSM varía constantemente a lo largo del año. Alcanza sus mayores valores a principios de Noviembre, cuando el DSM está a más de 16 minutos por detrás del DSV, y a mediados de Febrero, cuando el DSM va más de 14 minutos por delante del otro. Sin embargo, aunque infrecuente, a veces coinciden, como en el 15 de Abril, el 14 de Junio, el 1 de Septiembre y el 25 de Diciembre. Es decir, coinciden aproximadamente con los equinoccios y solsticios.

Dado que el DSM no coincide que una rotación terrestre, podemos estar tentados a utilizar, en el caso que nos ocupa, el DSV. Pero el problema es, como ya he mencionado, que además de rotar la Tierra gira alrededor del Sol en una órbita elíptica. En consecuencia, cuando se alcanza el segundo mediodía nuestro planeta no está en la misma posición que en el primero sino que un poco trasladado. La imagen de abajo ilustra esto. Se pintó un punto rojo paralelo al Sol sobre la superficie terrestre para visualizar el movimiento de la Tierra. Cuando nuestro planeta termina de dar una vuelta completa, el punto rojo no vuelve a estar paralelo al Sol sino que en un ángulo $\alpha$ respecto la vertical. Así que con el DVS no podemos medir, con precisión, una rotación; tenemos que buscar alguna otro sistema mejor.

La imagen ilustra el movimiento de punto sobre la superficie terrestre al cumplirse una rotación. Debido a la traslación producida por el movimiento de la Tierra en torno al Sol, al cumplirse la rotación el punto no se encontrará paralelo al Sol sino que tendrá que desplazarse un poco más para eso: una rotación dura menos que un día.

Los astrónomos utilizan el llamado Día sideral (o Día sidéreo), en el que en lugar de utilizar al Sol las mediciones se hacen respecto a otras estrellas más lejanas. Dado que estas estrellas están a billones de años luz de nosotros, la traslación de la Tierra a lo largo de día es insignificante ($\alpha$ es prácticamente cero) y podemos omitirla y hacer de cuenta que la Tierra sólo rota. Ahora una vuelta implica una rotación. Curiosamente, la diferencia entre el día sideral y el DSM es de cuatro minutos aproximadamente. Estos cuatro minutos son 28 a la semana, 2 horas al mes y 24 horas al año (el año "cotidiano" se llama año tropical o año trópico): el año sideral tiene 366 días solares medios aproximadamente; lo que implica 366 rotaciones.



Fuentes:

• Wikipedia - Tiempo solar medio
• Wikipedia - Ecuación de tiempo