¿Qué es el paso cenital del Sol?

Dos veces al año las personas ubicadas entre los trópicos de Cáncer y Capricornio (ver Figura 1) tienen la oportunidad de disfrutar del paso cenital del Sol.

Fig. 1. Principales paralelos terrestres. Imagen adaptada de Jim Weir.

Para comprender esto tenemos que analizar el movimiento del Sol en el cielo respecto a un observador en Tierra. Como ejemplo, consideremos un observador ubicado en el Hemisferio Sur (Ver Figura 2).

Fig. 2. Representación de un observador en el Hemisferio Sur. Imagen adaptada de Science Alert.

Debido a su latitud geográfica, nuestro observador notará que el movimiento del Sol a lo largo del año se puede describir con trayectorias inclinadas hacia el norte, que van de la zona del este al oeste (ver Figura 3).

Fig. 3. Distintas trayectorias del Sol a lo largo del año para un observador ubicado en el Hemisferio Sur. Imagen adaptada de University of Waikato.

Como se puede apreciar, la trayectoria del Sol a lo largo del año  no siempre tiene el mismo punto de salida y ocultación en el horizonte. Las trayectorias extremas corresponden a los días de solsticio en junio y diciembre, mientras que la trayectoria del medio corresponde al día del equinoccio en marzo o setiembre (notar que en este caso es la misma). Un ciclo completo corresponde a un año, precisamente a un año tropical, cuya duración es de aproximadamente 365 días, 5 horas, 48 ​​minutos y 45 segundos.

Entonces, podemos notar que a lo largo del año habrán dos fechas en las que el Sol cruzará por la parte central del cielo.  La parte central del cielo se conoce con el nombre de cenit, y es un punto imaginario que se encuentra encima de nuestras cabezas, formando un ángulo de 90 grados con la horizontal del observador.

Fig. 4. Trayectoria del Sol en el día del paso cenital, respecto a un observador ubicado en el Hemisferio Sur. Imagen adaptada de University of Waikato.

Para que se produzca un paso cenital, el valor de la latitud geográfica en la que se encuentra el observador debe ser igual a la coordenada de declinación del Sol. Dado que el valor de la declinación del Sol varía entre -23.4° y 23.4° (debido a la oblicuidad de la eclíptica), entonces el paso cenital solo podrá ser apreciado en aquellos lugares ubicados entre las latitudes de 23.4° Sur y 23.4° Norte (cuyos extremos corresponden a los trópicos de Cáncer y Capricornio).

En el territorio peruano, las latitudes geográficas varían entre los 0.12° Sur (en Güepí, en la frontera con Colombia) y los 18.35° Sur (en el Punto Concordia, en la frontera con Chile). Debido a este rango de latitud, el primer paso cenital de año se produce entre los meses de febrero y marzo, mientras que el segundo entre los meses de octubre y noviembre.

Un poco de historia

Según cronistas como Juan de Betanzos, Cieza de León, Garcilaso de la Vega y Pedro Sarmiento de Gamboa, durante el imperio de los incas existían grandes pilares de piedra ubicados en los cerros que rodean la ciudad del Cusco. Dichos pilares eran conocidos como saywas o sukanqas, y eran utilizados como instrumentos para analizar la posición del Sol durante los amaneceres y atardeceres. De esta manera, era posible determinar fechas particulares del año como los solsticios y equinoccios, y con ello, establecer el calendario agrícola y religioso.

Con la llegada de los españoles, la gran mayoría de saywas o sukanqas fueron destruidos por ser considerados «centros de adoración demoníaca».  Afortunadamente en el Valle del Urubamba aún se conservan los restos de dos saywas que posiblemente fueron utilizados para registrar el solsticio de invierno (ver Figura 5).

Fig. 5. Saywas o sukanqa del Valle del Urubamba. Crédito de imagen: Erwin Salazar.

Además de las saywas o sukanqas, Garcilaso de la Vega comenta que había otro tipo de pilares de piedra ricamente labrados ubicados en las plazas de la ciudades de todo el imperio y que en Quito se encontraba la más venerada. Dichos pilares eran utilizados por los sacerdotes astrónomos (conocidos como yancas o yañacs) para estudiar el movimiento del Sol a través del análisis de la variación de la longitud y movimiento de la sombra proyectada por el pilar. Al llegar el día del paso cenital, cerca al medio día, el pilar dejaba de proyectar sombra, y se decía que el Sol había «tomado asiento a plenitud», lo cual era motivo de gran celebración.

Al igual que las saywas o sukanqas, este tipo de pilares también fueron mandados a destruir por los españoles, lamentablemente en este caso no ha quedado ningún pilar en pie que podamos estudiar.

¿Qué sucede el día del paso cenital del Sol?

En el día del paso cenital del Sol ocurre un fenómeno muy particular que podemos observar.

Como hemos visto, solo dos veces al año se produce el paso cenital del Sol. Eso significa que en el resto del año todo objeto, sin importar su forma, siempre proyectará su sombra sobre el suelo (incluso a mediodía). Solo en los días del paso cenital, cerca el medio día, podremos observar que objetos con superficie recta colocados en forma vertical no proyectarán su sombra. De esta forma, objetos como edificios, postes, o varillas colocadas en forma vertical no proyectarán su sombra durante un intervalo de uno o dos minutos.

Existen muchos experimentos para verificar este hecho, aquí dejamos algunos ejemplos:

Fig. 6. Experimentos realizados en el día del paso cenital solar. Créditos de imagen, de izquierda a derecha: Swastik V Shetty, Anuradha Kamath y José A. Villalobos.

¿Cómo puedo saber la fecha y hora del paso cenital del Sol en mi localidad?

Afortunadamente hoy en día existen programas y aplicaciones gratuitas que nos permiten saber el día y la hora del paso cenital solar. Una de ellas es la aplicación Zero Shadow Day. Solo tienes que hacer click en el menú izquierdo y seleccionar la opción ZSD buscador (ver Figura 7).

Fig. 7. Aplicación Zero Shadow Day. Se muestran un ejemplo del cálculo del día del paso cenital solar para la ciudad de Tarma.

Si logras registrar el paso cenital del Sol en tu localidad, envíanos tus fotografías a nuestra página de Facebook o a nuestro email: observatorioafari@gmail.com

Referencias

Betanzos, J. 1987, Suma y narración de los incas [1551] (Ediciones Atlas)

Cieza de León, P. 2005, Crónica del Perú. Señorío de los incas [1554] (Biblioteca Ayacucho)

Garcilaso de la Vega, El Inca 1609, Primera parte de los Commentarios Reales, qve tratan del origen de los Yncas, reyes qve fveron del Perv, de sv idolatria, leyes y gouierno en paz y en guerra: de sus vidas y conquistas, y de todo lo que fue aquel Imperio y su Republica, antes que los Españoles passaran a el (Officina de Pedro Crasbeeck)

Ortiz, E. 2012, Revista Española de Antropología Americana, 42, 1, 127

Salazar, E. 2014, Astronomía Inka. Arqueoastronomia & Etnoastronomia (Asociación Andrés del Castillo)

Sarmiento de Gamboa, P. 2007, Historia de los incas [1572] (Ediciones Polifemo)

Zuidema, T. 2010, El calendario inca. Tiempo y espacio en la organización ritual del Cuzco. La idea del pasado (Fondo Editorial del Congreso del Perú – Pontificia Universidad Católica del Perú)