Un día no dura 24 horas, ni aunque lo definas como el tiempo que tarda la Tierra en dar una vuelta sobre sí misma, ni aunque uses el tiempo que tarda el Sol en volver a la misma posición en el cielo y de hecho. Pueden definirse varios tipos de día, según qué uso queramos darle.
Los días duran 24 horas, ¿verdad? Pues no exactamente, o al menos según qué definición de día utilicemos. Pero antes entendamos a qué nos referimos por día exactamente. La Tierra describe multitud de movimientos diferentes alrededor de sí misma y de otros objetos. Para empezar rota sobre sí misma, alrededor del eje que une sus polos norte y sur. Esta rotación es efectivamente la que causa el ciclo de día y noche que experimentamos a lo largo del año. Además, nuestro planeta también gira alrededor del Sol, lo orbita, tardando un año en hacerlo. Esta órbita, junto al hecho de que el eje de rotación esté inclinado con respecto a ella, hace que tengamos diferentes estaciones a lo largo de ese año. Pero además la Tierra, junto al Sol y el resto del sistema solar, giran alrededor de la galaxia, describiendo un gran círculo en torno a su región central, que tarda más de 200 millones de años en completar. También la galaxia se mueve, en parte porque está en rumbo de colisión contra Andrómeda y en parte por situarse a las afueras del cúmulo de Virgo, una agrupación de miles de galaxias relativamente cercana.
Para definir el día nos quedaremos tan solo con los dos primeros movimientos, el de la Tierra sobre sí misma y alrededor del Sol. Un día debería ser por tanto el tiempo que la Tierra tarda en completar un giro alrededor de su eje, el tiempo en que la Tierra tarda en recorrer los 360º que la llevarán a la misma posición en la que empezó. A este tipo de día se le conoce como día sidéreo y no dura 24 horas. Un día sidéreo podríamos definirlo incluso aunque el Sol desapareciera por completo, pues el movimiento de rotación de la Tierra, en principio, no requiere de nada externo para suceder. Nuestro planeta tarda 23 horas, 56 minutos y 4 segundos en completar una vuelta sobre su eje. Esta diferencia no es muy grande, pero con el paso de los días y los meses se acumula. Al cabo de 1 mes la diferencia entre el día sidéreo y el “normal” de 24 horas son ya 120 minutos o 2 horas. Al cabo de 1 año es de un día entero.
Esta definición de día es la que podríamos considerar más correcta, pero no es especialmente útil porque aunque la Tierra no requiera al Sol para girar sobre sí misma la realidad es que sí orbita al Sol y esa órbita nos afecta a nosotros, que somos quienes estamos intentando definir el día. Esa rotación completa de la Tierra que estamos considerando la valoramos con respecto a un fondo estático, que pueden ser las estrellas del firmamento, que aunque no estén estrictamente quietas, se mueven lo suficientemente lento como para considerar que lo están. Si ahora consideramos la órbita de la Tierra alrededor del Sol veremos que al cabo de medio año el momento del día que al principio consideramos “mediodía” se ha transformado en “medianoche”, porque el Sol está al otro lado de donde estaba antes.
Es por eso que la definición de día que se toma no considera la vuelta completa de la Tierra alrededor de su eje, sino el giro necesario para que el Sol vuelva a la misma posición en el cielo. Es decir el giro que hay entre dos mediodías consecutivos. Por el hecho de que la Tierra orbite alrededor del Sol, este giro será apenas superior a una vuelta completa, porque la Tierra irá “dejando atrás” al Sol conforme complete su órbita y tendrá que girar unos grados extra cada día para volver a orientarse hacia el Sol. Concretamente tendrá que girar 0’986 º más cada día. Esto es lo que utilizamos como día y lo que dura, más o menos, 24 horas.
Más o menos, porque esta definición también trae sus complicaciones. El hecho de que la órbita de la Tierra alrededor del Sol no sea perfectamente circular, sino ligeramente elíptica, hace que nuestro planeta no recorra todas las partes de la órbita a la misma velocidad. Es decir, en la parte cercana al perihelio, el punto más próximo al Sol, la Tierra se moverá más rápido y necesitará girar más para compensar su desplazamiento en la órbita. En la parte cercana al afelio ocurrirá al contrario: la Tierra se moverá más lento y necesitará girar menos para que el Sol vuelva a su posición en el cielo. Esto hará que durante el año la duración del día así definido oscile alrededor del valor de 24 horas, alejándose hasta 7 segundos en los puntos más extremos.
Existen varias formas de suavizar esta variación. Por un lado podemos definir el día no como el tiempo necesario para que el Sol vuelva a su posición en el cielo visto desde donde nos encontramos, sino como el tiempo necesario para que vuelva a pasar sobre el meridiano local. También podemos definir un “Sol medio”, que compensa la órbita elíptica utilizando un Sol ficticio que se mueve como lo hace el Sol real de media. Esta es la definición que utilizamos para construir nuestros relojes y la que dura realmente 24 horas. Sin embargo, la duración del día no es estática. El hecho de que la Luna se aleje de la Tierra (a un ritmo lento pero continuo) hace que los días se alarguen cada vez más. Hace 300 millones de años los días duraban 22 horas aproximadamente y en el futuro irán aumentando. Por suerte este ritmo es tan lento que apenas supone un problema a las escalas humanas.
Referencias:
Eric Chaisson, Stephen McMillan, 2017, Astronomy Today, Prentice Hall
