Desde el Neolítico hasta la actualidad, la cantidad de luz solar que vemos en un día ha tenido un profundo impacto en la cultura humana. Nos acercamos rápidamente al solsticio de invierno para el hemisferio norte, que tiene lugar el 21 de diciembre. Esta es la noche más larga del año, una vez celebrada como "Yule" por los paganos del norte de Europa antes de que se convirtiera en Navidad.

Stonehenge y el cercano sitio neolítico de Durrington Walls (circa 2, 500 a.C.) se construyeron cada uno para estar orientados de cara al atardecer y al amanecer del invierno, respectivamente. Este enfoque en el solsticio de invierno fue un momento importante marcado por el banquete y posiblemente el sacrificio de animales.

Milenios después los romanos celebraban Saturnalia (hasta el siglo IV d.C.), un festival durante la semana del solsticio de invierno dedicado al dios Saturno, que involucran juegos y alegría. El último día de Saturnalia fue conocido como el "dies natalis solis invicti" (cumpleaños del sol invicto) por los romanos. que lo celebraron dándose regalos el 25 de diciembre. El evento pagano anglosajón conocido como Yule estaba en pleno apogeo durante el solsticio de invierno unos siglos después de eso, eventualmente evolucionando hacia el festival que ahora conocemos como Navidad.

Planeta inclinado

Pero, ¿qué causa el solsticio de invierno? Nuestro planeta tiene una inclinación axial (de 23,4 °) con respecto a su plano orbital alrededor del sol, que resulta en las estaciones. Los solsticios de invierno y verano, y los equinoccios de primavera y otoño, son los puntos extremos en cada una de estas estaciones (ver imagen). En invierno, La inclinación de la Tierra en dirección contraria al sol hace que la luz solar se extienda sobre una superficie mayor que en verano. También hace que el sol salga más tarde y se ponga antes, dándonos menos horas de luz solar y temperaturas más frías.

Como sucede, la dirección de la inclinación de la Tierra cambia con el tiempo. Estas variaciones se conocen desde la época de los antiguos griegos. Hiparco, uno de los fundadores de las técnicas astronómicas modernas, escribió uno de los primeros catálogos completos de estrellas en el año 129 a. C. Después de compilar su catálogo, notó que la posición de las estrellas había cambiado de las de registros mucho anteriores, como el babilónico.

Curiosamente, las estrellas parecían haberse movido de posición en la misma cantidad, y se dio cuenta de que la ubicación del norte en el cielo debía haberse movido en los siglos intermedios. En la actualidad, nuestro norte celeste está marcado por la posición de la estrella Polaris. Pero éste no siempre fue el caso.

La rotación de un objeto que gira, como la tierra, puede verse afectado por fuerzas externas. Dado que la Tierra ya está girando, cualquier fuerza que se le aplique, como la gravedad de la luna u otros cuerpos del sistema solar, modificará esta rotación (conocida como torque). El resultado en la Tierra se llama precesión de los equinoccios, un fenómeno que afecta nuestras observaciones de las estrellas. Un ejemplo visible de esto a menor escala se muestra varias veces durante la película Inception, donde se utilizó la precesión de una peonza para determinar si el personaje principal era en realidad, o todavía soñando.

Por la tierra esta precesión traza un círculo en el cielo una vez cada 26, 000 años (ver imagen a continuación). En 3, 000 AC, el norte celeste era la estrella Alpha Draconis (Thuban), en la constelación de Draco. Dado que podemos predecir este movimiento, sabemos que 13, 000 años a partir de ahora nuestra estrella del norte será Vega, en la constelación de Lyrae.

Esto también afecta el inicio de las estaciones a lo largo de un año como parte de este 26, Ciclo de 000 años, y por lo tanto tiene implicaciones importantes para cualquiera que intente atribuir algún significado cultural a un punto particular en una temporada determinada. El tiempo que tarda la Tierra en orbitar alrededor del Sol es de aproximadamente 365,25 días, lo que significa que tenemos un día extra cada cuatro años. En comparación, la precesión de los equinoccios da como resultado aproximadamente 20 minutos de diferencia entre el período orbital de la Tierra cuando se mide contra las estrellas fijas de fondo (un año sideral), y el tiempo que tarda en aparecer el sol para volver a la misma posición en el cielo cada año (un año solar).

Como un aparte histórico, fue la discrepancia entre la duración del año solar y la duración de un año según lo definido por el calendario juliano lo que provocó la conversión al calendario gregoriano actualmente utilizado. Se conocía la precesión de los equinoccios y había provocado una discrepancia de unos días que llevó al concilio de Nicea a cambiar nuestro sistema de calendario.

Bajo el calendario juliano, originalmente establecido por los romanos en el 46 a. C., El día de Año Nuevo en Inglaterra solía ser el 25 de marzo, y esto también se utilizó para definir el inicio del año fiscal. La adopción del calendario gregoriano en 1752 adelantó la fecha del año fiscal en 11 días, pero establezca el Año Nuevo en el 1 de enero. Sin embargo, para evitar 11 días de ingresos fiscales perdidos, el gobierno de esa época estableció que nuestro año fiscal comenzara el 6 de abril, donde permanece hasta el día de hoy.

Entonces, dado que hay 1, 440 minutos al día, y una diferencia de 20 minutos entre los años sideral y solar, luego, durante un período de 72 años, las fechas de los equinoccios (y los solsticios) se desplazarían hacia atrás en el calendario un día completo, si no se corrigieron (lo que es). Eso significa que un romano que usa el solsticio de invierno como punto de referencia para el momento de la Navidad habría estado celebrando la Navidad cerca del final de nuestro noviembre. Incluso más atrás, los constructores de Stonehenge habrían experimentado el solsticio de invierno en nuestro septiembre.

Navidad en Marte

El solsticio de invierno ha sido claramente importante históricamente, pero ¿y el futuro? Quizás en unos cientos de años, Los colonos humanos celebrarán la Navidad en Marte. El planeta Marte también tiene una inclinación axial (25,2 °), y por lo tanto temporadas como nosotros. Marte también experimenta una precesión de los equinoccios, pero el período de precesión es menos estable que el de la Tierra. Una precesión marciana completa es aproximadamente 167, 000 años.

El solsticio de invierno del hemisferio norte en Marte acaba de pasar, que ocurre el 16 de octubre. Debido a que un año sideral en Marte son 687 días terrestres, el próximo solsticio de invierno del hemisferio norte marciano no ocurrirá hasta el 2 de septiembre, 2020.

Esto significa que cualquier futuro colono de Marte que desee recrear las "festividades" del solsticio de invierno en Durrington Walls hace miles de años o, quizás, solo marcando navidad, Tendría que acostumbrarse a celebrar en diferentes estaciones marcianas casi todos los años.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.