Eclipse vechi · rotația Pământului

Ziua se lungește: eclipsele vechi care arată că Pământul încetinește

Pe 15 aprilie 136 î.Hr., astronomii din Babilon au notat că Soarele s-a întunecat de tot și că pe cer se vedeau Venus, Mercur, Jupiter, Marte și stele. Pe glob e chiar eclipsa aceea, calculată din orbitele Lunii și ale Pământului, așa cum ar cădea dacă planeta s-ar fi rotit mereu în ritmul unui ceas atomic. Umbra trece pe lângă Babilon. Ziua s-a lungit doar cu vreo două miimi de secundă pe secol, dar în două mii de ani asta se adună în ore.

Liniile punctate mărginesc fâșia în care Soarele a dispărut complet: trece peste Maroc și Algeria, atinge sud-estul Spaniei și urcă peste Franța în Europa Centrală. Babilonul, punctul auriu, rămâne în lumină; cea mai apropiată margine a fâșiei e la vreo 3.100 de km.

Rotește Pământul până se întunecă Babilonul

Trage globul într-o parte sau mută bara de sub text. Dai planeta înapoi: fiecare oră de întârziere duce Babilonul cu 15 grade spre vest, în calea umbrei. Contorul din colț ține socoteala.

Cât era Pământul în urma ceasului

Babilonul intră în umbră doar dacă, în 136 î.Hr., rotația Pământului era în urma unui ceas perfect cu zile de 86.400 de secunde, potrivit să bată cu Pământul de azi, cu 3 h 07 min până la 3 h 23 min. Astronomii numesc această întârziere ΔT („delta T”). Fără ea, fâșia totalității ar cădea peste Maroc, sud-estul Spaniei și Europa Centrală.

Ce scrie pe tăblițe

„În 18° din zi a făcut o eclipsă totală.”Text babilonian „al anului-țintă”, adunat pentru calculul fenomenelor viitoare; după traducerea engleză a lui Hermann Hunger

Astronomii babilonieni au ținut secole la rând jurnale ale cerului. Eclipsa aceasta e descrisă pe două tăblițe diferite, iar una adaugă că Jupiter și Marte „se vedeau în eclipsă”. Stephenson, Morrison și Hohenkerk le socotesc poate cele mai bune relatări ale unei eclipse totale de Soare din Antichitate.

Nu e nevoie de nicio oră notată. Simplul fapt că eclipsa a fost totală la Babilon arată cât se rotise Pământul, pentru că fâșia totalității e îngustă: aici, rotația o traversează în vreun sfert de oră.

Mareele Lunii, singure, ar da un răspuns greșit

Mareele ridicate de Lună (și, mai slab, de Soare) frânează Pământul în rotație și îl încetinesc. Măsurătorile cu laser până la Lună și orbitele sateliților arată bine cât de tare frânează. Doar ele ar da pentru anul 136 î.Hr. o întârziere de 4 h 27 min.

Apasă și Babilonul iese din umbră: astronomul ar fi văzut o eclipsă parțială. Înseamnă că, în același timp, ceva a grăbit puțin Pământul. Studiul numește două cauze probabile: scoarța care încă se ridică acolo unde s-au topit calotele de gheață ale ultimei glaciațiuni, ceea ce schimbă forma planetei, și legătura dintre nucleul lichid și manta.

709 î.Hr. · Qufu

709 î.Hr.: cea mai veche consemnare directă a unei eclipse totale de Soare

„Soarele a fost eclipsat; eclipsa a fost totală.”Chunqiu (Analele Primăverii și Toamnei), statul Lu; după traducerea engleză din Stephenson et al.

Rândul acesta din cronica statului Lu este, în cuvintele lui Stephenson, Morrison și Hohenkerk, cea mai veche mărturie directă a unei eclipse totale de Soare, în orice civilizație. Curtea stătea la Qufu, în provincia Shandong de azi. Cu aproape șase secole înaintea Babilonului, Pământul trebuie dat înapoi mult mai mult.

Qufu intră în umbră pentru o întârziere între 5 h 37 min și 5 h 52 min.

181 î.Hr. · Chang’an

181 î.Hr.: un semn rău la curtea Han

„Din pricina mea s-a întâmplat asta.”Împărăteasa văduvă, în Hanshu și Shiji; după traducerea engleză din Stephenson et al.

Hanshu consemnează o eclipsă totală, iar Shiji spune că s-a întunecat în plină zi; amândouă povestesc spaima împărătesei văduve că semnul o privea pe ea. Niciuna nu sugerează alt loc decât capitala, Chang’an (azi Xi’an).

Chang’an intră în umbră pentru o întârziere între 3 h 16 min și 3 h 32 min.

454 · Jiankang (Nanjing)

454: stelele răsar deasupra orașului Jiankang

„Soarele a fost eclipsat; eclipsa a fost totală. Constelațiile erau foarte strălucitoare.”Songshu, cronica dinastiei Song (Liu); după traducerea engleză din Stephenson et al.

Stelele strălucitoare confirmă totalitatea. Consemnarea nu numește un loc; cel mai probabil e capitala dinastiei Song (Liu), unde se afla observatorul imperial, pe locul Nanjingului de azi.

Jiankang (Nanjing) intră în umbră pentru o întârziere între 1 h 42 min și 2 h 12 min.

1124 · Novgorod

1124: întuneric la Novgorod

„Soarele a început să scadă și a pierit cu totul.”Prima cronică din Novgorod; după traducerea engleză a lui Vyssotsky

O cronică rusească, scrisă după spusele unui martor, descrie întunericul și stelele de dinaintea slujbei de seară și un oraș bucuros când Soarele s-a întors.

Novgorod intră în umbră pentru o întârziere între 16 min și 45 min.

1133 · Reichersberg

1133: ultima verificare, pe Inn

„S-au văzut foarte multe stele.”Cronica lui Magnus de la Reichersberg; după traducerea engleză din Stephenson et al.

Cronica lui Magnus, canonic al mănăstirii augustiniene de la Reichersberg, pe Inn (atunci în Bavaria, azi în Austria), spune că Soarele s-a ascuns cu totul. În Evul Mediu, întârzierea scăzuse sub o oră.

Reichersberg intră în umbră pentru o întârziere între 9 min și 29 min.

Fiecare consemnare lasă o fereastră, iar ferestrele desenează o curbă

Fiecare oraș pus în umbră a lăsat o bară: intervalul de întârziere pentru care consemnarea lui e adevărată. Barele palide sunt alte consemnări din același studiu, calculate la fel; cele două goale pe dinăuntru, din 601 și 549 î.Hr., au fost lăsate deoparte de autori: cea din 601 î.Hr. ar cere o întârziere foarte mare la Qufu (ei se întreabă dacă n-a fost văzută din alt stat), iar niciuna nu are confirmarea târzie pe care o are cea din 709 î.Hr. Cu cât consemnarea e mai veche, cu atât întârzierea e mai mare, și crește mai repede decât timpul trecut.

o fereastră găsită de tinecurba potrivită (Morrison, Stephenson, Hohenkerk, Zawilski, 2021)doar mareele

O întârziere care crește cu pătratul timpului e exact ce produce o zi care se lungește constant. Potrivită pe ferestre ca acestea și pe sute de mii de observații cronometrate, ziua medie pe termen lung s-a lungit cu 1,78 miimi de secundă pe secol. Doar din maree ar fi 2,3. Curba desenată urmărește și oscilațiile mai lente de la un secol la altul, așa că nu trece prin fiecare fereastră.

Treizeci și cinci de miimi de secundă

În medie, pe termen lung, o zi din anul 136 î.Hr. era cu vreo 35 de miimi de secundă mai scurtă de 86.400 de secunde. Nimeni n-ar fi putut simți asta.

Doar că o zi mai scurtă înseamnă că planeta se rotea puțin mai repede, în fiecare zi, timp de vreo 716.000 de zile, iar lipsa a scăzut treptat până la zero pe la 1820, când ziua medie pe termen lung avea 86.400 de secunde. Așa că din 136 î.Hr. încoace Pământul a făcut ceva mai multe rotații decât ar număra un ceas cu zile de 86.400 de secunde. Dă-le pe amândouă înapoi de azi și, în 136 î.Hr., planeta e cu ceva mai mult de trei ore de rotație în urma ceasului: parabola potrivită pe consemnări dă 3 h 23 min, chiar la marginea de sus a ferestrei găsite pentru Babilon. Curba publicată, care urmărește și oscilațiile mai lente de la un secol la altul, dă 3 h 19 min, în interiorul ei.

O însemnare românească din 17 iunie 1433

Cronicile și însemnările românești pomenesc vreo sută de eclipse de Soare între 1386 și 1867. Într-o trecere în revistă a lor, Magda Stavinschi, Vasile Mioc și Suzanne Débarbat amintesc stelele văzute în timpul totalității pe 17 iunie 1433.

Fâșia eclipsei totale din 17 iunie 1433, calculată cu o întârziere de 7 min; câteva minute în plus sau în minus îi mută marginea cu zeci de kilometri. Granițe și orașe de azi.

Cu întârzierea publicată pentru anul acela (7 min), fâșia totalității a venit din Europa Centrală peste Balcani, iar marginea ei nordică a trecut aproape de Dunăre, la Porțile de Fier. Dacă Orșova, Drobeta-Turnu Severin sau Timișoara au văzut totalitatea depinde de vreun minut de întârziere, pe care nu îl știm atât de precis pentru secolul al XV-lea. De aceea merită căutată o însemnare datată, cu locul scris: ar putea strânge chiar întârzierea. Rezumatul publicat al studiului nu dă locul.

Ceasurile de azi

Din anii 1950, rotația Pământului e cronometrată față de ceasuri atomice. Ziua variază cu până la câteva miimi de secundă de la o lună la alta și de la un deceniu la altul, pe măsură ce atmosfera, oceanele și nucleul schimbă moment cinetic cu Pământul solid. Între 1972 și 2016, ora oficială a lumii a fost ținută aproape de rotația Pământului cu 27 de secunde intercalate; din 2016, Pământul se rotește în medie ceva mai repede și n-a mai fost nevoie de niciuna.

Hărțile eclipselor au și azi nevoie de ΔT. Pentru eclipsa totală din 12 august 2026 deasupra Spaniei era de vreo 69 de secunde. Fără ea, drumul umbrei ar fi desenat cu vreo 24 de km prea spre vest.

Mai multe despre ceasul de azi: secundele intercalate din viața ta · de ce nu s-a mai adăugat niciuna din 2016 · eclipsele văzute din orașele României

Cum e calculată umbra

Pozițiile Soarelui și ale Lunii vin din efemeridele DE422 ale JPL (NASA), prin biblioteca Skyfield, pentru fiecare eclipsă în Timpul Terestru, timpul uniform al orbitelor; datele sunt în calendarul iulian. Rotirea Pământului cu ΔT întoarce solul sub această geometrie fixă. Pentru fiecare loc și fiecare valoare a întârzierii, pagina verifică din patru în patru secunde ale eclipsei dacă Luna acoperă acolo tot Soarele, cu Soarele deasupra orizontului, pe elipsoidul WGS84, cu o rază a Lunii de 0,2725076 raze terestre.

Ferestrele au fost comparate cu cele publicate de Stephenson, Morrison și Hohenkerk (2016). Pe 11 consemnări, limitele se potrivesc la cel mult 47 de secunde; studiul rotunjește limitele de dinainte de 1500 la 20 de secunde și a folosit altă efemeridă a Lunii. Suprafața globului e Blue Marble de la NASA (mozaicuri din 2004), cu țărmurile de azi și fără luminile orașelor. Curba potrivită e cea publicată în addendumul din 2021, inclusă în Skyfield.

Consemnarea	Locul	Pagina aceasta	Stephenson et al.	Curba publicată
136 î.Hr.	Babilon	11.232 – 12.158 s	11.220 – 12.140 s	11.968 s
709 î.Hr.	Qufu	20.198 – 21.138 s	20.160 – 21.100 s	20.169 s
181 î.Hr.	Chang’an	11.787 – 12.713 s	11.780 – 12.700 s	12.519 s
454	Jiankang (Nanjing)	6.115 – 7.910 s	6.120 – 7.900 s	6.017 s
1124	Novgorod	983 – 2.707 s	980 – 2.700 s	1.138 s
1133	Reichersberg	535 – 1.734 s	520 – 1.740 s	1.108 s
1133	Augsburg	−45 – 1.155 s	−60 – 1.160 s	1.108 s
761	Chang’an	1.709 – 3.281 s	1.700 – 3.260 s	3.246 s
1560	Coimbra	−489 – 212 s	−480 – 210 s	177 s
601 î.Hr. (respinsă de autori)	Qufu	21.100 – 21.919 s	21.120 – 21.900 s	18.457 s
549 î.Hr. (lăsată deoparte de autori)	Qufu	16.155 – 21.687 s	16.160 – 21.640 s	17.659 s

Surse

F. R. Stephenson, L. V. Morrison, C. Y. Hohenkerk (2016). Measurement of the Earth’s rotation: 720 BC to AD 2015. Proc. R. Soc. A 472: 20160404 (open access, with supplementary tables S10 and S15 and commentary S3). doi.org
L. V. Morrison, F. R. Stephenson, C. Y. Hohenkerk, M. Zawilski (2021). Addendum 2020 to ‘Measurement of the Earth’s rotation: 720 BC to AD 2015’. Proc. R. Soc. A 477: 20200776. doi.org
W. M. Folkner et al. JPL planetary and lunar ephemeris DE422. ssd.jpl.nasa.gov
B. Rhodes. Skyfield (Python astronomy library), v1.55. rhodesmill.org
M. Stavinschi, V. Mioc, S. Débarbat (1998). Solar eclipses recorded in old Romanian chronicles and notes. Acta Historica Astronomiae 3, p. 243 (abstract). astro.uni-bonn.de
H. Hunger (2006). Astronomical Diaries and Related Texts from Babylonia, vol. VI; A. J. Sachs, H. Hunger (1996), vol. III. Quoted in Stephenson et al. 2016, supplement S3.
NASA Visible Earth. Blue Marble Next Generation, 2004 monthly mosaics (public domain). visibleearth.nasa.gov
Natural Earth. Admin 0 countries, 1:10m (public domain). www.naturalearthdata.com