El ciclo de las estaciones fue conocido desde siempre. Numerosas tribus primitivas contaban el transcurrir del tiempo mediante las fases lunares para cortos períodos o mediante el ciclo solar de inviernos y veranos para etapas más largas. Todos sabemos que en verano el Sol sale muy pronto y se pone muy tarde. A mediodía cae a plomo sobre la Tierra y hace un calor insoportable. En invierno, en cambio, sucede todo lo contrario.

Los trabajos agrícolas (siembra, recolección) también siguen los ritmos estacionales y muchas actividades de los animales (migraciones, la época de celo o de crianza) están acompasadas al ciclo solar.

En la siguiente gráfica se muestran las horas de salida y puesta del Sol y la duración del día a lo largo de un año, mostrando claramente esa periodicidad (días largos en verano y cortos en invierno). La escala vertical del tiempo está en horas solares, sin tener en cuenta las correcciones legales (el adelanto de una hora en otoño e invierno y de dos en primavera y verano):

Y en esta otra se recogen las temperaturas medias (de Madrid, en ºC) que de la misma forma siguen observando esa conocida periodicidad anual:

El recorrido diario aparente del Sol desde que sale hasta que se pone va variando con los meses (figura 6.3).

El 21 de marzo alcanza a mediodía una máxima altura de 50°, sale justo por el Este y se pone justo por el Oeste y está exactamente 12 horas por encima del horizonte y otras tantas por debajo: de ahí el nombre de equinoccio (“noche igual”) para ese momento. A medida que avanza la primavera sale y se pone algo más hacia el Norte y su altura máxima va siendo mayor, hasta que hacia el 22 de junio el recorrido es el más alto de todos. Desde esa fecha comienza a bajar, el 22 de septiembre repite la misma trayectoria que el 21 de marzo (otro equinoccio) y durante el otoño el recorrido se va encogiendo hasta alcanzar su posición más baja el 22 de diciembre. Después retoma su sentido ascendente hasta que vuelve a la posición intermedia. Y así año tras año.

Una vez vista la animación fíjate que en la zona central, en Marzo o Septiembre las curvas suben o bajan bastante deprisa; en cambio en las cercanías del 22 de junio esos recorridos cambian muy poco, prácticamente hay varios días en que parece que el Sol hace lo mismo, como si se hubiera quedado anclado. Lo mismo pasa en torno del 22 de diciembre; esos días son los solsticios, palabra que viene a significar “Sol estático”, mostrando a las claras que parece repetir durante varias jornadas un mismo trayecto.

Recordemos que una estrella cualquiera, Rigel, por ejemplo, siempre hace el mismo recorrido sobre el horizonte, precisamente el que viene impuesto por su declinación. La de Rigel es δ = 8° Sur, por lo que siempre saldrá no por el Este sino un poco hacia el Sur, su altura máxima siempre será la misma y se pondrá, de forma simétrica, por un punto del horizonte algo desviado del Oeste hacia al Sur. ¿Qué quiere decir esto? Pues que el Sol, cuyo recorrido sobre el horizonte varía, no puede tener una posición fija en la esfera celeste, que su declinación tiene que ir cambiando a lo largo del año.

Desde nuestra latitud de 40° N el ecuador celeste siempre alcanza una altura máxima de 50°. Por eso una estrella como Rigel, que está 8° por debajo de él, llegará en su culminación meridiana a 50° – 8° = 42°. Y por eso, puesto que el Sol alcanza diferentes alturas máximas, su declinación tiene que ser variable y puede obtenerse muy fácilmente: δ = Máx altura – 50º. En la tabla que aparece a continuación se ofrecen las máximas alturas del Sol y la declinación que se deduce de ellas, siempre asumiendo que estamos a una latitud de 40º N:

Fecha	20/1	20/2	20/3	20/4	20/5	20/6
Max. altura	30	39	50	61	70	73
Declinación	-20	-11	0	11	20	23
Fecha	20/7	20/8	20/9	20/10	20/11	20/12
Max altura	70	62	51	40	30	26
Declinación	20	12	1	-10	-20	-24

Esta gráfica recoge la variación de la δ solar en un año:

Acabamos de ver que el Sol no puede ocupar una posición fija entre las constelaciones; no puede estar siempre en Tauro, por ejemplo, entre otras cosas porque en ese caso esta constelación estaría siempre oculta tras su resplandor, y Aldebarán y toda su constelación es bien visible en invierno. ¿Cuál es entonces su recorrido anual frente al telón de fondo del firmamento? ¿Qué constelaciones atraviesa? No es posible observarlo directamente, pues cuando está por encima del horizonte su luz impide ver las estrellas, pero sí podemos determinar cuál es la constelación que se empieza a ver nada más ponerse el Sol.

En la imagen (correspondiente al 10 de octubre de 2016) aún es perceptible la luminosidad del crepúsculo, a la derecha, hacia el oeste. Muy cerca destaca Venus, en la constelación de Libra; Saturno aparece entre Ofiuco y Escorpio, Marte en Sagitario y la luna en Capricornio. Se deduce que el Sol debía estar dentro de los límites de Virgo.

La otra gran pista es la Luna que recorre siempre la banda zodiacal y que en todo momento va persiguiendo a nuestra estrella o por delante de ella; es más, en los eclipses de Sol ambos astros coinciden totalmente; viendo la situación relativa del Sol y de la Luna cuando ambos sean visibles de día (en cuarto creciente, por ejemplo) se puede también deducir cuál es la posición del Sol respecto a las constelaciones.

Como además podemos conocer su declinación con mucha exactitud esto nos permite limitar en gran medida la zona del cielo estrellado en la que se encuentra.

Repitiendo observaciones como las anteriores se concluye que el Sol siempre se va a mover, al igual que la Luna, pasando por delante de las constelaciones zodiacales.