Prima dell’avvento dei computer, della legge di gravitazione universale o anche di una teoria funzionante del sistema solare, gli antichi prevedevano le eclissi solari. Come ci sono riusciti?
La capacità di prevedere le eclissi risale a più di 25 secoli fa, molto prima dell’avvento dei computer o anche della teoria eliocentrica di Copernico, necessaria per comprendere i moti del Sole e della Luna.
Quindi, come potevano le antiche civiltà prevedere il verificarsi di eclissi? Hanno usato un’idea intelligente chiamata ciclo di Saros.
Per un’eclissi solare sono necessarie due condizioni: la Luna deve essere nella fase nuova e deve essere vicina a uno dei suoi due nodi orbitali (i punti in cui l’orbita della Luna incrocia l’orbita terrestre attorno al Sole).
Queste condizioni sono legate a due modi di misurare il mese lunare. Il mese sinodico (che segue il ciclo della Luna attraverso le sue fasi) ha una durata media di 29,53 giorni.
Il mese draconico (che segue il ciclo della Luna attraverso i suoi due nodi) ha una durata media di 27,21 giorni.
Dopo che un’eclissi solare ha luogo, la successiva si verificherà in una combinazione di sinodico e mezzo mese draconico (perché un’eclissi solare può verificarsi in entrambi i nodi).L’intervallo tra due eclissi solari qualsiasi è quindi di 1, 5 o 6 mesi sinodici.
Ma nessuno di questi intervalli si ripete regolarmente per permettere la previsione di eclissi future. Ad esempio, il numero di mesi sinodici tra l’ultima eclissi solare del 14 ottobre 2023 e quella di sei anni dopo, il 5 dicembre 2029, è: 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 5, 1, 5. Non è presente alcun modello ripetibile in questo intervallo.
Tuttavia, se allarghiamo la nostra ricerca a intervalli più lunghi, alla fine faremo una scoperta sorprendente: 223 mesi sinodici (6.585 giorni, 7 ore e 43 minuti) sono quasi uguali a 242 mesi draconici (6.585 giorni, 8 ore e 35 minuti).
La differenza tra questi due intervalli è di soli 52 minuti in un periodo di 18 anni, 11 giorni e 8 ore: questo è noto come il ciclo di saros.
Se prendiamo la data dell’eclissi del 14 ottobre 2023 e aggiungiamo un ciclo di saros, otteniamo il 25 ottobre 2041, quando ci sarà effettivamente un’eclissi solare in quella data.
Aggiungendo un altro saros a questa data si ottiene il 5 novembre 2059 e di nuovo c’è un’eclissi in questa data.
La più grande differenza tra queste tre eclissi sono le 8 ore in più (oltre un numero intero di giorni) in ogni ciclo di saros. Si noti inoltre che, poiché la Terra ruota di altri 120 gradi tra un’eclissi e l’altra, le eclissi sono visibili da diverse regioni geografiche.
C’è un altro importante ciclo lunare da considerare per quanto riguarda le eclissi. L’orbita della Luna attorno alla Terra è ellittica.
Il tempo medio impiegato dalla Luna per viaggiare dal perigeo, dove è più vicina alla Terra, all’apogeo, più lontano dalla Terra, e poi di nuovo al perigeo è di 27,55 giorni.
Questo è noto come mese anomalistico. È importante perché la distanza della Luna dalla Terra determina se un’eclissi centrale è anulare (come quella che si è appena verificata il 14 ottobre) o totale (come quella in arrivo l’8 aprile 2024).
Per una notevole coincidenza, 239 mesi anomalistici sono quasi uguali a 223 mesi sinodici, la durata del saros differisce di appena 5 ore e 11 minuti.
Ciò significa che si verificheranno due eclissi separate da un saros con la Luna quasi alla stessa distanza. Se la prima eclissi è totale, anche la successiva, un saros dopo, sarà (nella maggior parte dei casi) totale. Lo stesso vale per le eclissi anulari.
Durante il prossimo ciclo di saros (cioè i 18 anni, 11 giorni e 8 ore tra ottobre 2023 e ottobre 2041), ci saranno 40 eclissi solari.
Ognuno appartiene alla propria “famiglia”, in cui ogni membro è separato dall’altro da un ciclo di saros. Ogni famiglia è identificata da un numero di serie. Ad esempio, l’eclissi totale dell’8 aprile 2024 è un membro di Saros 139.
Ci sono alcune sottigliezze in tutto questo. In primo luogo, mentre le durate dei tre mesi lunari che si verificano in un ciclo di saros sono molto vicine, non sono uguali.
Le piccole differenze si sommano quando si va centinaia di anni nel futuro o nel passato.
Una conseguenza della differenza di 52 minuti tra il periodo sinodico e quello draconico nel saros è che la Luna si sposta di circa 0,5 gradi verso ovest rispetto al nodo orbitale della Luna ad ogni successivo ciclo di saros.
Inoltre, la differenza di 5 ore e 11 minuti tra i mesi draconici e anomalistici nei saros significa che la distanza della Luna cambierà gradualmente tra ogni membro all’interno di una serie di saros: ad un certo punto la serie potrebbe cambiare da totale ad anulare o viceversa.
Una serie di saros dura in genere 12 o 13 secoli e contiene 70 o più eclissi. Ogni serie inizia con circa 10 eclissi parziali alle alte latitudini.
Si evolve lentamente fino a produrre da 40 a 50 eclissi centrali (totali, anulari o ibride). La serie alla fine termina con circa altre 10 eclissi parziali.
Gli astronomi babilonesi scoprirono il ciclo di saros intorno al VII o VIII secolo a.C. Erano acuti osservatori e tennero meticolosamente registri degli eventi astronomici per centinaia di anni su tavolette d’argilla.
Questo ha permesso loro di riconoscere il modello saros sia nelle eclissi solari che in quelle lunari. Usavano i saros per predire le eclissi future, che registravano anche su tavolette d’argilla.
La predizione babilonese delle eclissi era molto più di una ricerca accademica. Una credenza comune mesopotamica era che gli dei usassero le eclissi come presagi per predire eventi futuri.
Si pensava che le eclissi lunari, in particolare, facessero presagire l’imminente morte di un re. Ma le conseguenze di tali segni celesti erano evitabili, soprattutto se l’eclissi era prevista in anticipo.
Quindi procedevano così: il re avrebbe abdicato al trono, mentre uno dei suoi sudditi sarebbe stato sostituito al suo posto. Passato il pericolo dell’eclissi, lo sfortunato sostituto veniva ucciso, e il re poteva riprendere in sicurezza la sua posizione reale.
Gli astronomi moderni non si affidano più al saros per prevedere le eclissi. Usano sofisticati modelli matematici, noti come effemeridi astronomiche, per prevedere le posizioni del Sole e della Luna e quindi possono prevedere le eclissi migliaia di anni nel passato e nel futuro.
Ciononostante, il saros rimane uno strumento semplice e utile per comprendere il ripetersi delle eclissi solari e lunari.
Foto: British Museum
