Eh sì, sembra proprio che anche la Terra volesse finire il 2020 il prima possibile, almeno quanto noi! E se il 2021 dovesse essere peggio, il nostro pianeta ci darà di nuovo una mano perché si prevede che sarà l'anno più breve degli ultimi decenni.

 

Quanto dura un giorno sulla Terra?


 La Terra è un ottimo cronometrista: in media, rispetto al Sole, ruota attorno al proprio asse una volta ogni 86400 secondi, una durata convenzionale che equivale a 24 ore, ovvero un giorno solare medio. Tuttavia, questo valore non è sempre perfetto.

 Quando negli anni '60 furono sviluppati i primi orologi atomici, fu dimostrato che la durata di un giorno solare medio può variare sulla scala dei millisecondi (1 millisecondo equivale a 0,001 secondi). Queste differenze minime si ottengono misurando la rotazione della Terra rispetto ad oggetti astronomici distanti (quasar) ed utilizzando una formula matematica per calcolare il giorno solare medio. Infatti, il cosiddetto giorno siderale con cui il nostro pianeta effettua una rotazione completa rispetto alle stelle fisse è quasi 236 secondi più breve, in media 86164,1 secondi. Infatti, dato che la Terra orbita anche attorno al Sole, ogni giorno essa rimane "indietro" e deve ruotare di circa 1° in più per "riallinearsi" con la nostra stella, da cui la differenza di quasi 4 minuti tra giorno solare medio e giorno siderale; andando un po' più nel dettaglio, poi, ci sono ulteriori piccole correzioni giornaliere da apportare, dato che la velocità con cui la Terra si muove sulla sua orbita subisce variazioni stagionali legate all'eccentricità orbitale. 

 Se la rotazione della Terra va fuori sincronia con il battito super costante degli orologi atomici, è possibile utilizzare un secondo intercalare (leap second, in inglese) positivo o negativo per riportarli in allineamento.

 

Correzione del tempo

 Da quando il sistema dei secondi intercalari è stato introdotto nel 1972, la Terra ha generalmente rallentato la rotazione attorno al proprio asse. Così, nel corso degli anni, sono stati aggiunti in tutto 27 secondi intercalari, tutti positivi. In altre parole, di tanto in tanto, si è deciso di aggiungere un secondo in più ai nostri orologi, generalmente a giungo o a dicembre, consentendo alla Terra di recuperare il ritardo. Tuttavia, dal 2016, quando è stato aggiunto l'ultimo secondo intercalare, la tendenza è cambiata e la Terra ha iniziato ad essere più veloce.

 Finora, il giorno più corto dal 1973 era il 5 luglio 2005, quando la rotazione terrestre ha impiegato 1,0516 millisecondi in meno di 86400 secondi. Ma a metà del 2020, la Terra ha battuto quel record 28 volte. Il giorno più corto di tutti è stato il 19 luglio 2020, quando la Terra ha completato la sua rotazione in 1.4602 millisecondi in meno di 86400 secondi.

gironi piu corti 2020 terra

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 Se la Terra continuerà a ruotare più velocemente, si potrebbe arrivare a togliere un secondo, introducendo il primo secondo intercalare negativo della storia.

 

Quindi? Cosa significa?

 Sostanzialmente, sembra, nulla!
 Gli scienziati planetari non sono preoccupati per questa tendenza perché ci sono molti fattori che hanno un impatto sulla rotazione della Terra: il movimento complesso del nucleo fuso, gli oceani, i livelli delle nevicate e l'erosione delle montagne, l'atmosfera, l'attrazione della Luna ... C'è anche chi si sta chiedendo se questo comportamento potrebbe essere collegato al riscaldamento globale, a causa delle cime innevate e delle nevi perenni che stanno scomparendo; una qualsiasi ridistribuzione delle masse, infatti, causa una variazione nel momento d'inerzia e quindi della velocità di rotazione; questo vale anche per le scosse sismiche, che dislocano il materiale nella crosta terrestre.

Di sicuro, però, il fenomeno potrebbe generare qualche problema tecnico nella misurazione del cosiddetto Tempo Coordinato Universale (UTC), ossia il fuso orario scelto come riferimento globale. Quando l'ora astronomica, data dal tempo impiegato dalla Terra per compiere una rotazione completa attorno al proprio asse, devia dall'UTC di oltre 0,4 secondi, l'UTC deve essere regolato di conseguenza. 

Le misurazioni ufficiali della durata del giorno sono effettuate dall'International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS).
Per determinare la vera durata della giornata terrestre, gli scienziati di IERS calcolano la velocità esatta di rotazione della Terra misurando i momenti precisi in cui una stella fissa passa ogni giorno in una certa posizione nel cielo. Questa misura è espressa come Tempo Universale (UT1), uno standard temporale che riflette la velocità media di rotazione terrestre. Usando il primo meridiano a 0° di longitudine come punto di riferimento, mostra la lunghezza effettiva di una giornata solare media sulla Terra, che è il tempo che intercorre tra un mezzogiorno solare e l'altro. Durante una giornata solare, il nostro pianeta completa una rotazione attorno al proprio asse rispetto al Sole. Confrontando UT1 con lo standard temporale International Atomic Time (TAI), una scala temporale altamente precisa che combina l'output di circa 200 orologi atomici mantenuti nei laboratori di tutto il mondo, gli astronomi possono determinare la lunghezza esatta di ogni giorno solare e, per estensione, la precisa velocità di rotazione della Terra.

Dunque, la lunghezza reale di un giorno è espressa dalla deviazione di UT1 da TAI nell'arco di 24 ore.

 

Quali sono le previsioni per il 2021?

Gli scienziati si aspettano che la tendenza ad avere giorni sempre più brevi si avrà anche nel 2021.

Secondo i loro calcoli, una giornata media nel 2021 sarà di 0,05 millisecondi più breve di 86400 secondi. E, nel corso dell'intero anno, gli orologi atomici accumuleranno un ritardo di circa 19 millisecondi.

"È del tutto possibile che un secondo intercalare negativo sarà necessario se la velocità di rotazione della Terra aumenta ulteriormente, ma è troppo presto per dire se ciò accada", ha commentato alla stampa il fisico Peter Whibberley del National Physics Laboratory nel Regno Unito.
"Ci sono anche discussioni internazionali in corso sul futuro dei secondi intercalari ed è anche possibile che la necessità di un secondo intercalare negativo possa spingere verso la fine dei secondi intercalari per sempre".

Secondo il NIST (National Institute of Standards and Technology), i secondi intercalari hanno i loro pro e contro. Sono utili per assicurarsi che le osservazioni astronomiche siano sincronizzate con l'ora dell'orologio ma possono essere una seccatura per alcune applicazioni informatiche e infrastrutture di telecomunicazione.
Alcuni scienziati dell'International Telecommunication Union (ITU) hanno suggerito di lasciare che il divario tra il tempo astronomico e quello atomico aumenti fino a quando non sarà necessaria "un'ora bisestile".