(1)  I primi osservatori del cielo e degli astri     

Osservatori del Cielo

I cieli narrano la gloria di Dio,
E l'opera delle sue mani annunzia il firmamento.
Il giorno al giorno ne affida il messaggio,
E la notte alla notte ne trasmette notizia.
Non è linguaggio e non sono parole,
Di cui non si oda il suono.
Per tutta la terra si diffonde la loro voce,
E ai confini del mondo la loro parola.
Là pose una tenda per il sole,
Che esce come sposo dalla stanza nuziale,
Esulta come prode che percorre la via.
Egli sorge da un estremo del cielo,
E la sua corsa raggiunge l'altro estremo:
Nulla si sottrae al suo calore.

L'ombra più corta durante il giorno definisce la direzione del nord

    Supponiate di osservare il Sole sorgere e tramontare giorno dopo giorno. Usando dei riferimenti sull'orizzonte--alberi, case, ecc.-- vi accorgerete presto che i punti dove il Sole sorge e tramonta non sono sempre gli stessi, ma si spostano settimana dopo settimana. D'altra parte, la direzione del sud, dove il Sole raggiunge il punto "più alto" sull'orizzonte non cambia, e neppure cambia la direzione del nord, quella in cui l'ombra è la più corta della giornata. Poiché queste direzioni sono fisse, è meglio scegliere come "veri" est e ovest quelle direzioni che sono perpendicolari alla direzione nord-sud. Soltanto due volte all'anno il Sole sorge e tramonta esattamente in quelle direzioni, ma comunque esse sono utili per misurare e comprendere quello che avviene nel resto dell'anno.

Le stagioni dell'anno     

    Anche in Babilonia l'anno ha le stagioni--gli inverni sono freddi, le estati sono secche e molto calde. Come si è già notato, due volte all'anno, a mezza strada tra l'estate e l'inverno, il Sole sorge esattamente ad est (come definito sopra), e tramonta esattamente ad ovest (o meglio, quasi esattamente, in entrambi i casi). Noi ora sappiamo che nei giorni in cui questo avviene, il giorno e la notte hanno quasi esattamente la stessa durata, e quel periodo dell'anno è quindi chiamato "equinozio". Un equinozio avviene in autunno ("equinozio autunnale") e un altro in primavera ("equinozio primaverile").

    Mentre l'autunno procede verso l'inverno, il punto della levata del Sole si sposta verso sud, come pure il punto dove il Sole tramonta. La pendenza della curva tracciata dal Sole nel cielo non cambia, come non cambia la "velocità" con cui il Sole sembra muoversi lungo di essa, ma è la lunghezza della curva che cambia, divenendo più corta. Intorno al 21 Dicembre --il "solstizio d'inverno" a mezza strada tra le date degli equinozi (tipicamente il 23 Settembre e il 21 Marzo)-- i punti in cui il Sole sorge e tramonta sono spostati maggiormente verso sud (per una certa locazione). Come risultato, il Sole descrive nel cielo il percorso più corto dell'anno, il giorno ha la durata più breve e la notte la durata più lunga. In questa stagione, anche gli altri giorni sono corti, ed è questa una ragione per cui il clima è più freddo d'inverno.

Il percorso apparente del Sole nel cielo. In estate il percorso del Sole è più lungo, e così lo sono i giorni. In inverno il percorso del Sole è più corto, e così lo sono i giorni.

    Dopo di allora i punti della levata e del tramonto del Sole riprenderanno a spostarsi verso nord, e i giorni diventeranno più lunghi. Questo spostamento continua anche dopo l'equinozio (in cui la variazione è più rapida), e il Sole sorge e tramonta nei punti maggiormente spostati verso nord attorno al 21 Giugno, il solstizio d'estate (festeggiato in alcune culture come la "festa di mezza estate"), il giorno più lungo dell'anno e la notte più corta. Passato questo giorno, i giorni ricominciano ad accorciarsi e i punti della levata e del tramonto riprendono a spostarsi verso sud. I lunghi giorni estivi, naturalmente, corrispondono ad un clima più caldo d'estate. Le ragioni di questo comportamento saranno descritte nella sezione #2 e nella sezione #3.

Altezza del Sole     

    La durata del giorno non è l'unica ragione per cui l'estate è calda e l'inverno è freddo. Un'altra ragione è l'altezza del Sole sull'orizzonte. Quando il Sole è vicino all'orizzonte, non sono soltanto le ombre che si estendono su una maggiore lunghezza, ma anche l'illuminazione solare. In tale situazione, i raggi della luce solare si allungano su un'area del terreno più grande, diluendo quindi il calore che colpisce una data area. A mezzogiorno il Sole in inverno è basso nel cielo, e il suo calore è meno intenso, mentre d'estate il Sole può trovarsi quasi sulla verticale, scaldando il terreno in modo molto più efficiente. Questo è discusso più avanti nella sezione #3a.

    I sacerdoti babilonesi, che annotavano questi spostamenti regolari dei punti del sorgere e del tramontare del Sole, si resero presto conto che essi fornivano un modo accurato per misurare il passaggio delle stagioni. Essi contarono il numero di giorni tra i solstizi e gli equinozi, e così nacque il primo calendario. Questo era di grande aiuto per gli agricoltori, dicendo loro quando era il momento di preparare il terreno per la semina, quando aspettarsi le piogge stagionali, e, in Egitto, quando aspettarsi l'inondazione annuale delle acque del Nilo, che ricoprivano il terreno. Come sarà descritto nella sezione #6, anche in altre culture esistevano persone che osservavano il cielo e che svilupparono un loro proprio calendario, probabilmente in modo molto simile.