Giorno
Unità fuori SI ammessa all’uso · grandezza: tempo
Il Sole non torna allo stesso punto del cielo dopo ventiquattro ore. A fine dicembre il giorno dura mezzo minuto in più, a metà settembre una ventina di secondi in meno, e nell’arco di un anno la differenza disegna un otto nel cielo.
01 · Definizione
Un giorno sono 86 400 secondi esatti, cioè ventiquattro ore. È una definizione tramite il secondo del SI e non tramite la rotazione della Terra: il pianeta non vi è più legato e in media resta indietro di circa un millisecondo al giorno.
Di giorni ce n’è in realtà più d’uno. Il siderale è il tempo di un giro della Terra rispetto alle stelle lontane, ventitré ore e cinquantasei minuti. Il solare è il tempo fra due mezzogiorni, ed è più lungo: mentre la Terra ruota, percorre quasi un grado della sua orbita, e perché il Sole torni a sud bisogna recuperare quei quattro minuti. Nell’arco di un anno i giri in più si sommano in esattamente un giorno siderale aggiuntivo: ne conta 366 contro 365 solari.
Ma nemmeno il giorno solare è costante. L’orbita è ellittica, e d’inverno la Terra va più veloce, quindi deve recuperare di più. L’asse è inclinato, e la proiezione del moto sull’equatore celeste cambia con la stagione. I due effetti si sommano e danno una dispersione di circa un minuto fra il giorno vero più lungo e il più corto. Il giorno solare medio è una finzione, introdotta dagli astronomi proprio perché gli orologi non sanno andare in modo diseguale.
La differenza accumulata fra tempo vero e tempo medio si chiama equazione del tempo. Per causa sua la meridiana ora anticipa, ora ritarda, e il Sole fotografato alla stessa ora lungo l’anno traccia un otto nel cielo: l’analemma. È l’unica figura che non è disegnata da uno strumento, ma dal disaccordo fra due definizioni dello stesso giorno.
A sinistra l’analemma: la posizione del Sole alla stessa ora d’orologio nel corso dell’anno. In orizzontale l’equazione del tempo, in verticale la declinazione. A destra la durata del giorno solare vero in quella data, a confronto con ventiquattro ore tonde. Il secondo cursore sposta il luogo dentro il fuso e mostra quando cade il mezzogiorno secondo l’orologio a muro.
In un giorno la Terra percorre circa un grado della sua orbita. Il giro rispetto alle stelle è già compiuto, ma il Sole si è spostato, e il pianeta deve ruotare ancora un poco: proprio quei quattro minuti.
02 · Conversione
Inserisci un valore — la scheda lo converte
Il giorno è ammesso all’uso accanto al minuto e all’ora, ma non gli si applicano prefissi: il «chilogiorno» non compare in nessuna norma. Per intervalli più lunghi si passa all’anno, per più brevi all’ora.
Il giorno giuliano in astronomia sono esattamente 86 400 secondi del SI e nulla più: un conteggio continuo dal mezzogiorno del 1° gennaio 4713 a. C., senza mesi, senza anni bisestili e senza riforme del calendario. È ciò che permette di confrontare un’eclissi annotata dagli scribi di Babilonia con una misura fatta ieri.
Il giorno marziano è più lungo del nostro di trentanove minuti. Gli operatori dei rover hanno dovuto viverci nei primi mesi di una missione, spostando la giornata di lavoro di quaranta minuti ogni volta: in circa cinque settimane il turno faceva il giro completo del quadrante.
| Nota | |||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · Ordini di grandezza
i giorni di altri mondi04 · Strumenti di misura
Con che cosa si coglie il giro del pianeta
Un tubo fissato rigorosamente nel piano del meridiano: può solo salire e scendere. L’astronomo coglie l’istante in cui una stella attraversa il filo, e da una serie di passaggi si ricava la durata del giorno siderale. Per due secoli fu l’orologio più esatto che ci fosse — esatto proprio perché il cielo stesso faceva da pendolo.
Un pendolo libero in un recipiente sotto vuoto, con un gemello asservito all’esterno. Negli anni Trenta simili orologi divennero più esatti della rotazione terrestre, e furono loro i primi a mostrare che il pianeta non rispetta un orario.
Dal 1967 il secondo è definito da una transizione nell’atomo di cesio, e il giorno è diventato esattamente 86 400 di quei secondi. Il legame con il pianeta è stato reciso: la Terra può ormai andare avanti o indietro, e il giorno non cambia di un capello.
Due antenne su continenti diversi ascoltano lo stesso quasar, e dalla differenza di arrivo del segnale si determina l’orientamento della Terra con la precisione di frazioni di millisecondo. Così oggi si misura la durata del giorno: è il pianeta a essere verificato sul cielo, non il contrario.
05 · Regole di scrittura
d minuscola, prefissi non ne esistono
Il simbolo internazionale è una d minuscola senza punto; in italiano si scrive anche «giorno» per esteso. La D maiuscola è occupata dalla diottria, quindi il maiuscolo e il minuscolo non sono indifferenti. Nelle unità composte il giorno va con punto centrale o barra: mg/(kg·d), mm/d.
L’ultima riga non è un cavillo, ma la fonte di guasti reali. Un giorno con secondo intercalare ne conta 86 401, e il codice che dà per scontati esattamente 86 400 si rompe quel giorno: è successo nel 2012 e di nuovo nel 2015.
06 · Unità vicine
Il giorno sta fra l’ora e l’anno, e entrambi i legami sono poco tondi ciascuno a suo modo: in un giorno ci sono esattamente ventiquattro ore, ma in un anno 365,2422 giorni, e nessun arrotondamento elimina quella frazione; la sposta soltanto nel calendario.
1/24 di giorno
86 400 s
365,25 d
Su Venere il segno della prima relazione si inverte: ruota in senso retrogrado, e il suo giorno solare è più corto di quello siderale. JD è la data giuliana, un conteggio continuo di giorni per l’astronomia.
07 · Sezione storica
Come il giorno fu sciolto dalla Terra
Il secondo viene definito come 1/86 400 del giorno solare medio. La definizione tenne quasi un secolo e mezzo e pareva incrollabile: la Terra era l’orologio più affidabile di cui si disponesse.
Gli orologi a quarzo e a pendolo lo mostrano: la durata del giorno oscilla di millisecondi nel corso dell’anno. La colpa è della redistribuzione stagionale delle masse d’aria e delle maree: il pianeta non è un corpo rigido e non rispetta un orario.
Un compromesso: gli orologi vanno secondo l’atomo, ma ogni pochi anni si inserisce un secondo in più nella scala perché il mezzogiorno non si allontani dal Sole. Ventisette inserimenti in mezzo secolo, tutti per una differenza che nessuno nota senza strumenti.
La Conferenza generale decide di smettere di inserire secondi: i sistemi digitali si rompono per causa loro più spesso di quanto lo scarto dal Sole dia fastidio a chicchessia. Entro il 2035 la scala si separerà definitivamente dal pianeta.
Un’unità che ha smesso di coincidere con il fenomeno
L’attrito di marea frena la Terra: la Luna tira l’oceano, il rigonfiamento resta indietro rispetto alla rotazione e trattiene il pianeta. Il giorno si allunga di circa 1,8 millisecondi al secolo — nel Devoniano non arrivava a ventidue ore, e le bande di crescita dei coralli lo confermano: circa 400 bande per anno.
Perciò il giorno di oggi è un’unità onestamente sciolta dal fenomeno da cui prende nome. 86 400 secondi è un numero; la rotazione del pianeta è un processo che non vi entra più. La differenza la colmano i secondi intercalari, e dal 2035 la si lascerà semplicemente accumulare.
Catalogo · unità di misura
Una scheda per ogni grandezza
Sette unità di base del SI, ventidue derivate con nome proprio e grandezze fuori sistema senza le quali non funzionerebbero né la tecnica né il calendario.