Astronomia in Cattedrale

8 giugno 2004 dalle ore 12:15 alle ore 13:30
Osservazione del transito di Venere sul disco solare

Porta dei Canonici, Cappella della Croce
ingresso libero

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LO GNOMONE DI S. MARIA DEL FIORE

L'immensa fabbrica di S. Maria del Fiore rappresenta non solo uno dei massimi monumenti religiosi della Cristianità, ma anche un importante laboratorio scientifico, nel quale sono state compiute ricerche ed osservazioni memorabili. La grande cupola realizzata dal Brunelleschi ospita un grande strumento astronomico, utilizzato in programmi scientifici per oltre 300 anni e che, con i suoi 90 metri di altezza, è il più grande del mondo nel suo genere: si tratta del grande Gnomone voluto da Paolo del Pozzo Toscanelli e perfezionato dal Padre Gesuita Leonardo Ximenes.

Uno Gnomone è un palo, una colonna, un obelisco la cui ombra permette di misurare la posizione del Sole in cielo. Poichè il Sole è una sorgente estesa, l'ombra del vertice dello gnomone non è nitida, ma sfuma in una penombra mal definita. Il modo più efficace di aumentare il contrasto è di sostituire l'ombra con la luce, usando un foro gnomonico (la bronzina) al posto del palo, come è stato fatto in S. Maria del Fiore. Si ottiene così sul pavimento un'immagine del Sole abbastanza nitida, più luminosa della superficie circostante. Una recente scoperta ha confermato che l'autore dello Gnomone fu Paolo dal Pozzo Toscanelli, che lo fece installare nel 1475. Inizialmente lo strumento doveva servire per individuare il momento esatto del solstizio e quindi la durata dell'anno; ma uno gnomone così smisurato poteva essere stato progettato anche per un'indagine più ambiziosa: determinare se l'eclittica, cioè il cammino apparente del Sole tra stelle, rimane costante nel tempo. La questione è ripetutamente annunciata e discussa a Firenze fin dai primi anni del XVI secolo. Non sappiamo come Toscanelli usò lo strumento ed a cosa servì il piccolo marmo rotondo risalente alla sua epoca, nè sappiamo a quale scopo fu compiuta una misura nel 1510, come testimonia un'iscrizione, oggi illeggibile, scolpita sul pavimento, nè sappiamo infine se lo strumento fu usato fino alla metà del XVIII secolo. Nel 1754 il Padre Gesuita Leonardo Ximenes perfezionò lo strumento e con esso riaffrontò la questione dell'obliquità dell'eclittica, confrontando l'altezza del Sole al solstizio del 1756 con quella misurata nel 1510 e registrata sul pavimento della cappella. Era una misura delicatissima, ai limiti del possibile, ma lo Ximenes riuscì effettivamente a mostrare e misurare la variazione dell'obliquità dell'eclittica. Rendendosi conto dell'audacia dell'impresa, raccomandò ai propri successori di continuare annualmente le misure, ma dopo la sua morte, nel XIX secolo, lo strumento cessò di essere competitivo con i telescopi e fu abbandonato. Oggi la riproposizione delle osservazioni solstiziali serve solo a non far perdere la memoria di questo straordinario e antichissimo strumento, di chi lo costruì ed usò..

L'OSSERVAZIONE SOLSTIZIALE

Nel periodo che va dal 20 Maggio al 20 Luglio il Sole entra nella cappella della Croce ed è possibile eseguire osservazioni del passaggio del Sole sulla linea meridiana. L'Opera del Duomo predispone l'osservazione oscurando con dei teli le finestre della lanterna della cupola e lasciando scoperta solo una fenditura attraverso la quale i raggi del Sole illuminano la bronzina, posta sul bordo interno della finestra meridionale. La luce che a mezzogiorno passa attraverso il foro di 5 centimetri della bronzina forma, 90 metri più in basso sul pavimento della cappella, un'immagine abbastanza nitida del Sole. Quando essa attraversa la linea meridiana si può misurare l'altezza del Sole ed il tempo della culminazione. L'operazione veniva eseguita in diversi giorni, prima e dopo il solstizio, in modo da ottenere, attraverso un procedimento di interpolazione, l'altezza che avrebbe avuto il Sole al solstizio anche quando l'evento non fosse avvenuto a mezzogiorno e quindi non fosse stato direttamente osservabile.

Quest'anno, a causa dei lavori di manutenzione in corso non è possibile tenere le tradizionali tre osservazioni solstiziali; per questo motivo si è preferito anticipare l'unica osservazione possibile e farla coincidere con un evento raro, il transito di Venere sul disco solare, in modo da poter verificare se esso è osservabile con questo tipo di strumenti, come pensano alcuni esperti di gnomonica e come indicano i calcoli.

Keplero nel 1607 utilizzò una camera oscura per osservare, senza riuscirci, il transito di Mercurio. I transiti successivi di Venere e Mercurio caddero in epoca telescopica e non si ha notizia dell'uso delle meridiane a foro gnomonico per questo tipo di osservazioni, anche per la loro limitata distribuzione geografica e per la stretta finestra temporale di osservazione di cui dispongono, infatti dalla data di costruzione del Duomo, MAI un transito è stato visibile allo gnomone fiorentino ed il prossimo cadrà l'11 giugno 2247, tra 243 anni. Un buon motivo per non lasciarsi sfuggire l'occasione, ma senza dimenticare che, nonostante che in base ai calcoli lo strumento risulti in grado di mostrare il fenomeno meglio di tutti gli altri, rimane sempre un po' di incertezza nella previsione, dovuta agli aspetti fisiologici della visione di cui non è facile tener conto.

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Organizzazione e Coordinamento generale:
Opera di Santa Maria del Fiore

Coordinamento scientifico:

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