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I «capricci» delia Terra nel ruotare su se stessa Fenomeni astronomici e computo del tempo I «capricci» della Terra nel ruotare su se stessa A volte va più adagio e a volte più in fretta - Sono variazioni piccolissime, ma che finora non si riesce a spiegare - Inoltre, per effetto delle maree, la durata del giorno aumenta progressivamente di qualche millesimo di secondo ogni secolo - Gli orologi atomici Fino a circa mezzo secolo fa gli abitanti di parecchie città -italiane, per regolare gli orologi, aspettavano il colpo di cannone sparato a mezzogiorno o l'abbassamento di una bandiera sui tetti dell'osservatorio astronomico. Questi segnali, che indicavano l'istante del mezzogiorno convenzionale, erano ricavati da osservazioni di passaggi del sole, o meglio di alcune stelle, dette fondamentali, al meridiano locale, eseguite con frequenza quando le condizioni meteorologiche lo permettevano. Con semplici calcoli, dal tempo solare o siderale, dedotti da tali osservazioni, si regolavano uno o più pendoli, il cui andamento si cercava di mantenere il più possibile costante, collocandoli in camere a temperatura stabile e facendoli oscillare sotto campane, nelle quali si manteneva una bassa pressione. Mentre, come si comprende, lo sparo del cannone o altri analoghi segnali non potevano essere molto precisi, l'ora che veniva comunicata con mezzi più esatti, come il telegrafo e il telefono, poteva essere assicurata fino al centesimo di secondo. Le numerose scoperte nel campo della radio e dei campioni di frequenza, hanno portato all'uso dei segnali orari, indispensabili per le necessità della vita odierna. Anche questi sono ricavati dalle osservazioni di stelle, eseguite oggi con strumenti e metodi sempre più perfezionati, con i quali si determina la durata del giorno siderale e conseguentemente anche di quello solare. In altre parole la scala del tempo e l'unità di tempo, che comunemente usiamo, sono basate sulla durata, di una rotazione completa della Terra attorno al suo asse. Le osservazioni astronomiche, il più possibile frequenti, e la distribuzione dei segnali orari, richiedendo una vasta organizzazione, nazionale e internazionale, non sono più condotte in molti osservatori, ma concentrate in pochi principali. Organismo centrale è il così detto Bureau International de l'Heure (B.IJL), che si trova all'Osservatorio di Parigi; in Europa troviamo, fra le principali stazioni guardatempo, quelle di Greenwich, Potsdam, Leningrado; in Asia, Tashkentre Tokyo; in America, Washington, Ottawa, Rio de Janeiro; in Australia, Monte Stromlo. In Italia si occupano della determinazione del tempo e delle trasmissioni dei segnali orari, l'Osservatorio di Brera a Milano e l'Istituto Elettrotecnico Galileo Ferraris di Torino. Al B.I.H. ogni giorno si ricevono trenta emissioni di segnali orari, che vengono registrate e confrontate. Come è noto, i segnali orari per gli usi della vita comune sono emessi dalle varie Nazioni con il tempo usato nei fusi orari, ma tutti partono dal cosi detto « Tempo Universale »,' cioè il tempo medio solare, contato dal meridiano di Greenwich. E' interessante ricordare che questo « meridiano » è ridotto oggi ad una lìnea oscura tracciata su di una lapide, che si trova nel luogo dove esisteva il cerchio meridiano del famoso Osservatorio di Greenwich, trasportato già da parecchi anni, nel castello di Herstmonceux nel Sussex. Il tempo universale, determinato in questo Osservatorio, viene sempre ridotto, con la differènza di longitudine nota, a quello della linea storica. Con l'intensificarsi delle osservazioni e con la loro maggiore precisione, si notava che i pendoli non davano sufficiente affidamento per la conservazione del tempo, anche in causa dei microsismi, e cosi si studiava e si applicava, per il loro controllo o addirittura per sostituirli, l'uso dei cristalli di quarzo, i quali, eccitati elettricamente, oscillano, funzionando come il regolatore di un bilanciere degli antichi orologi. Si trovava poi che, come campioni di tempo ancora più precisi, si potevano utilizzare i fenomeni periodici basati sulle frequenze naturali degli atomi e delle molecole. Il primo campione fornito dall'atomo dell'elemento Cesio, già dal 1955 è stato assunto come campione del tempo, col quale si può definire una unità dì tempo invariabile. Quando si sceglie un'unità di misura, come per esempio è il metro, bisogna essere certi, o quasi, che il campione il quale lo definisce, non cambi col tempo. Nel caso dell'unità di tempo, già si avevano dubbi sulla costanza della durata di rotazione della Terra, su cui è basato il computo del tempo universale. Già da molti anni è noto che i poli della Terra si spostano, di pochissimo, sulla sua superficie e quindi con moti più b meno regolari l'asse ideale attorno al quale ruota la Terra si sposta, causando variazioni nella durata di rotazione. Consci di questo fatto e per investigare l'entità e la natura di tali variazioni, sempre più evidenti con l'uso dei nuovi camplcni, gli astronomi sono ricorsi ad un'altra misura del tempo, che hanno chiamato, con nome forse non troppo felice, «tempo di efemeride». Questo è dato dal moto di traslazione della Terra intorno al Sole, la cui teoria è sviluppata più completamente di quella della rotazione della Terra. L'unità di tempo, associata al tempo di efemeride, invece che a quello universale, viene quindi definita come una frazione ben determinata dell'» anno tropico », cioè dell'intervallo di tempo definito dal passaggio apparente del Sole al punto equinoziale fino al suo ritorno a questo. Le osservazioni astronomiche della posizione del Sole, della Luna, dei pianeti, permettono di stabilire con molta precisione la durata dell'anno tropico e quindi del secondo di tempo, riferito al tempo di efemeride. Le fluttuazioni della rotazione terrestre vengono quindi sempre più rivelate dai nuovi sistemi di computo del tempo; fino ad oggi si può affermare che la durata di rotazione della Terra cresce lentamente, per l'attrito delle maree nei mari stretti e poco profondi. Naturalmente si tratta di variazioni tanto piccole che non si avvertono nella pratica comune, ma acquistano importanza nel corso dei secoli. Si calcola che l'allungamento del giorno ammonti a qualche millesimo di secondo per secolo; su questa variazione solare si sovrappongono fluttuazioni irregolari ad evoluzione lenta. Le cause di queste, di carattere geologico o geoflslco, non sono ancora chiarite. Infine la velocità angolare di rotazione della Terra subisce variazioni stagionali, che sembrano dovute a cause meteorologiche. Per queste, la Terra è in ritardo di tre centesimi di secondo nella sua rotazione nel mese di maggio e in anticipo della stessa quantità nel mese di ottobre. Secondo alcuni astronomi sarebbero state notate fluttuazioni irregolari nella durata di rotazione della Terra anche in corrispondenza delle grandi tempeste solari. Giorgio Abettì