STORIA - Le Meridiane di Alberto Rebora

STORIA

L’uomo nel tentare di conoscersi cerca fuori di sé le ragioni della propria esistenza.
Certamente, come ancora oggi accade, in passato guardando il cielo e interrogandosi sui movimenti degli astri avrà avvertito la propria limitatezza. La Luna e il Sole furono i primi a essere osservati, studiati e divinizzati per la loro imponenza.
Lo studio delle stelle agli inizi non è ancora astronomia (intesa come catalogazione e studio dei movimenti degli astri), ma piuttosto astrologia e ha più a che fare con la religione che con la scienza vera e propria . L’astrologia fu la spinta dietro la quale si sviluppò l’astronomia. In Cina la pratica di registrare minuziosamente sulle ossa gli oracoli fatti con esse e poi anche quelli formulati in base ai movimenti degli astri portò alla compilazione di tavole astronomiche estremamente precise. Le prime osservazioni sistematiche si registrano dall’ VIII sec. a.c. sia da parte dei Babilonesi che dei Cinesi. Le relative tavole astronomiche oggi sono ancora utili in astronomia a livello comparativo. La divinazione fu alla base delle tavole e delle iscrizioni astronomiche Maya. Astrologia e astronomia hanno camminato assieme fin dall'inizio, ma già nel Quattrocento e ancor più nel Cinquecento, la scienza cresce notevolmente lasciandosi dietro seppure a fatica gli orpelli dell’astrologia. Si sa che i governanti spesso richiedevano previsioni astrologiche agli astronomi sugli esiti delle battaglie o sulla riuscita di negoziati o attività che dovevano intraprendere.   In India l’osservatorio monumentale di Jaipur fu fatto costruire nel XVIII secolo dal maragià Jai Singh per determinare la posizione dei corpi celesti al fine di  avere previsioni astrologiche sicure. Sappiamo che l’uomo ancora oggi si compiace   di un oroscopo favorevole che lo fa sentire preparato agli eventi.
D’altra parte l’uomo se da un lato sente il bisogno di trovare risposta ai propri problemi esistenziali, dall’altro è costretto a fare i conti con la vita quotidiana che gli impone di confrontarsi con la realtà per cercare di controllarla. Egli deve mettersi in grado di misurare pesi, distanze, forme, tempi, comportamenti delle cose e degli uomini.
All’inizio della mia ricerca  ero stato attratto dalla capacità dei primi scienziati di saper risolvere problemi di geometria e astronomia semplicemente con l’osservazione e la misura delle ombre. La storia della misurazione del tempo inizia con semplici riferimenti locali come la cima di un monte per marcare il passaggio del Sole o della Luna per poi passare all’ombra di un bastone, di un monolite (i c.d. menhir) e poi con le costruzioni preistoriche più complesse come ad esempio i cromlech delle isole britanniche delle quali la più famosa è il noto sito di Stonehenge presso Amesbury  nello Wiltshire risalente al 1500 a.C.  Là il Sole proietta l’ombra della pietra di Heel  nel tempio fino all’altare. L’uso dello gnomone verticale, abbiamo visto prima, fu basilare in astronomia.   

Lo sviluppo della gnomonica come tecnica per la costruzione di orologi solari ha segnato molte tappe importanti nella storia della misura del tempo. Bisogna sapere che la scioterica già nel XVI secolo aveva raggiunto un tale livello scientifico da essere insegnata all’università come materia al corso di laurea in matematica. La gnomonica nei due secoli successivi si dice abbia raggiunto l’apice del suo sviluppo da far dimenticare la sua origine prettamente tecnica. In realtà lo studio di nuovi modelli di orologi solari ancora oggi è vivo forse proprio perché essendo venuta meno la necessità di realizzare quadranti solari per uso strettamente pratico cresce il desiderio di speculazione degli appassionati gnomonisti.  Ogni anno e mezzo la Sezione Quadranti Solari della U.A.I Unione Astrofili Italiani con la partecipazione del C.G.I. Coordinamento Gnomonico Italiano organizzano seminari di gnomonica in differenti località italiane, dove sono proposti nuovi modelli di orologi solari che spesso sono frutto di elaborazioni matematiche e geometriche ricercate. Tutto ciò offre nuove possibilità agli gnomonisti pratici e creativi di realizzare orologi solari di nuova concezione.
Se escludiamo i cromlech che si pensa fossero costruzioni   ideate per individuare gli allineamenti del Sole  e della Luna, quindi con funzione prevalentemente calendariale, si ritiene che Il primo orologio solare sia stato il merkhet egiziano risalente ai tempi del faraone Thutmosis III (  XV secolo a.C.). Era uno strumento portatile a forma di L o T che tenuto in piano e con l’asse di lettura orientato sulla linea est-ovest  permetteva di marcare il tempo in base all’altezza del Sole.

Si usavano orologi portatili costituiti da piani inclinati e gradini ove si contavano le ore segnate dal profilo dell’ombra del gradino sul quadrante in base al mese. In quello che segue se fossimo nel mese di marzo vedremmo l’ombra segnare l’inizio della terza ora.

I Greci appresero dai Babilonesi la suddivisione del giorno in dodici parti e qualcuno dice anche  l’uso del "polos" lo stilo parallelo all’asse terrestre. In base alla documentazione oggi disponibile lo stilo polare pare sia un’invenzione degli Arabi che risale al XIV sec. ed è attribuito all’astronomo Abu’l  Hasan Ibn al Shathir. Abbiamo già detto di Beroso (III sec. a.C.) che ideò l’hemispherium e lo perfezionò modificandolo in hemicyclum dove non erano più presenti le linee di sotto il tropico del Cancro. Vitruvio c’informa che Dionisidoro aveva ideato uno Scaphen sostituendo la superficie concava di un cono alla semisfera. Negli scavi archeologici soprattutto di Ercolano, Pompei, ma anche al nord ad Aquileia furono trovati diversi tipi di quadranti solari sia piani che emisferici  .

 
HEMICYCLIUM                                HEMISPHERIUM

Si contavano le ore dividendo il giorno dal sorgere al tramonto in dodici parti uguali, il che portava ad avere ore disuguali per durata: più corte d’inverno e più lunghe d’estate  man mano che ci si allontanava dall’equatore verso i poli. Solo all’equatore, infatti, la durata delle ore è sempre di sessanta minuti perché là la durata del giorno è dodici ore per tutto l’anno.  Questo sistema orario che fu in uso fino al Medio Evo era chiamato a ore Temporarie o Disuguali.
Nei secoli bui dell’alto Medio Evo l’utilizzo dell’orologio solare diventa piuttosto raro. Le conoscenze dei Greci sembrano perdute e gli studiosi scarseggiano. I monaci missionari irlandesi già nel V sec. sono presenti in Scozia e nel Galles e nel secolo successivo scendono a sud attraverso l’Europa. Coraggiosi sfidavano le orde barbariche che imperversavano in tutta l’Europa fino a giungere anche in Italia dove fondarono molti monasteri, tra cui : S.Orso ad Aosta, S.Donato a Fiesole, San Frediano a Lucca. Il più importante di loro fu S.Colombano che nel 614 fece erigere il monastero di Bobbio vicino a Piacenza. La biblioteca di quest’abbazia possedeva intorno all’anno 1000 più di 700 manoscritti che talvolta erano copie uniche.
I monaci irlandesi avevano anticipato con le loro Regole (dette pre-benedettine) quella di S. Benedetto da Norcia scritta nel 540 ca. E’ un’epoca caratterizzata culturalmente dal monachesimo in modo significativo, l’uso della meridiana è mirato  soprattutto a scandire i momenti della  preghiera e del lavoro e le ore canoniche sono le più usate. Gli orologi spesso sono fatti in modo rudimentale e la suddivisione dei tempi non è sempre uniforme. Il rapporto sereno con Dio è la vera soddisfazione di vita in un periodo storico di precarietà dell’esistenza. La Chiesa con l’opera dei monaci conserva anche il sapere scientifico ma non ne produce, religione e filosofia permeano di sé gran parte del Medioevo e il pensiero scientifico s’inaridisce. Ciò nonostante la scienza anche in un’epoca di così poca floridezza va avanti. In particolare bisogna citare: Severino Boezio (480-525) il suo De consolatione philisophiae  contiene anche un trattato sui numeri arabi che però passa inosservato, Beda il Venerabile(673-735) di Wearmouth che scrisse:"Libellus de mensura horologii"e "De temporum ratione" e dopo quasi tre secoli Gerberto d’Aurillac ,abate dell’abbazia di Bobbio, che divenne papa Silvestro II nel 997 e diede un grosso contributo alla diffusione della cultura scientifica araba appresa in Spagna. Infine arriverà Leonardo Fibonacci un mercante pisano con interessi a Tunisi dove apprese i rudimenti della matematica araba e che nel 1202 scrive il Liber Abaci col quale reintroduce i numeri arabi in Occide nte. Nel 1228 ne dona una copia all’imperatore normanno / svevo Federico II re di Sicilia. Sovrano concreto e illuminato fondò l’università di Napoli, dove tra gli altri studiò S.Tommaso d’Aquino, con lo scopo di formare i nuovi amministratori del regno. Intorno a lui cresce la leggenda di un sovrano che ama circondarsi di studiosi e letterati indipendentemente dal loro credo religioso :Arabi, Ebrei, Cristiani. Mantenne costanti rapporti epistolari su argomenti scientifici e filosofici  con Al Malik Al Kamil (nipote di Saladino) sultano d’Egitto  e signore di Gerusalemme che poi gli cederà alla sesta crociata. Alla corte di Federico operava Michele Scoto scozzese esperto in matematica, filosofia e astrologia. Il suo assistente Jacob Anatoli studioso ebreo  tradusse in latino dall’arabo i commentari  all’opera di Aristotele  del filosofo  Averroè  e  L’Almagesto di Tolomeo intorno al 1230/35. U na traduzione dal greco di quest’ultimo era stata fatta nella Sicilia normanna nel 1160.
Federico nel 1240 diede ordine di costruire il famoso Castel del Monte presso Andria in Puglia a pianta ottagonale dove nelle proporzioni armoniche di questa costruzione sono state riscontrate varie relazioni  astronomico - architettoniche e storiche fino a certe  interpretazioni che rasentano l’esoterismo. Per citarne alcune: agli equinozi l’ombra della parete sud interna raggiunge la lunghezza del cortile interno (vedi disegno con analemma). Alla latitudine di Castel del Monte( 41°5’ ) l’ombra di uno gnomone verticale dalle 11 alle 13  del giorno dell’equinozio percorre un arco di azimut ampio 45° che è sotteso dal lato dell’ottagono.   Il rapporto tra il lati del rettangolo, i cui lati minori corrispondono alle corde che sottendono gli archi tra l’amplitudine ortiva ed occasa ai due solstizi, sarebbe il numero aureo.

Andando però a fondo, si potrebbero sollevare alcune riserve. Infatti queste constatazioni sono state fatte ex post e  non pare esista una qualche documentazione che ci possa lasciare intendere le reali intenzioni dell'imperatore di raggiungere i supposti livelli d’armonia numerica. Bisogna poi notare che l’orientamento del lato entrata non è esattamente ad est, ma declinerebbe circa 8° 7’ 49’’ a nord. In Wikipedia si parla di 16° 17 °  il che impone ulteriori verifiche, basterebbe calcolare la declinazione gnomonica del portale. Si tratta comunque di un’opera architettonicamente grandiosa che lascia  supporre la raffinatezza d’ingegno e  la pregevole  conoscenza scientifica di chi la costruì.  Fibonacci studiando i numeri e le loro relazioni crea la successione numerica che porta il suo nome   e più tardi Keplero noterà che il rapporto tra due numeri consecutivi di detta successione approssima con crescente precisione al numero aureo 1,618....Questo numero è il risultato della Divina proporzione, come scriveva Luca Pacioli nel 1509 nel suo  libro omonimo con disegni di Leonardo, a cui tutto il mondo sarebbe informato. Si tratta della sezione aurea definita dalla scuola pitagorica nel VI secolo a. c.

Il rapporto aureo j è  rappresentato come una linea divisa in due segmenti a e b, dove l'intera linea sta al segmento più lungo (a) come esso sta al segmento più corto,  j = (a+b) : a = a : b  .Queste proporzioni si ritrovano ad esempio  nel pentagono e al suo interno nel triangolo d’altezza e poi nella spirale, nel rapporto tra le lunghezze delle falangi della mano e in altri rapporti tra le dimensioni del corpo umano. Il portale dell’entrata principale di Castel del Monte è inscritto in un pentagono regolare. Un’armonia che nel Rinascimento architetti e pittori  ritrovano nella matematica. Il numero, come si diceva all’inizio, tanto caro ai pitagorici significa ordine cui è improntato il mondo, un’armonia in cui si risolve la tensione della  ricerca filosofica e artistica verso l’Assoluto. (Apollonio) La lettura del tempo con lo stilo polare è più agevole perché la sua ombra si sovrappone alla linea oraria, mentre l’ortostilo indica l’ora con la sua punta. Lo stilo polare compare in Europa  nel XV sec. ma il suo uso si diffuse con l’introduzione delle ore francesi. Convisse con quello ortogonale che era usato soprattutto per le ore Italiche che in Italia resistettero fino a quando Napoleone non c’impose le ore francesi per l’uso civile. Il contributo degli scienziati arabi all’astronomia fu molto importante, poiché essi non si  limitarono ,come fino a poco tempo fa si era creduto, a trasmettere semplicemente le conoscenze acquisite da Indiani e Greci. Gli Arabi perfezionarono la costruzione degli orologi solari usando anche la trigonometria sferica che avevano sviluppato sulla base dei primi studi sul rapporto tra la corda e l’angolo al centro del cerchio fatti soprattutto da Aristarco , Apollonio e Ipparco. Il testo arabo più antico sulle meridiane pervenutoci è quello dell’astronomo matematico al Khwarizmi (780-850).   La meridiana nel mondo arabo ebbe un ruolo importante anche perché era usata per individuare i cinque momenti della preghiera della giornata. Pian piano la gnomonica si riprende nonostante l’orologio meccanico faccia la sua prima comparsa sui campanili intorno al 1250. Dalla fine del ‘400 in avanti sono pubblicati trattati sugli orologi solari di alto valore scientifico tra i quali le opere dei più noti studiosi: Johannes Mueller (Regiomontano 1436-1476), Peter Bienewitz (Apiano1495- 1552), Christoph Klau (Clavius 1538 -1612). Poi fino alla fine del ‘700 seguirono altri studiosi tra cui bisogna nominare Athanasius Kircher (1602-1680) fino al francese Dom Bedos de Celles (1709-1779). Dal Rinascimento furono costruiti diversi orologi a camera oscura soprattutto nelle chiese che erano usati prevalentemente per scopi astronomici. Tramite un foro posto sul tetto dell'edificio l'immagine del Sole è ribaltata e proiettata sul pavimento del tempio (un ovale con un diametro medio di 40/50 cm.) dove è tracciata la linea meridiana a volte più lunga di 20 metri. Su di essa con i segni zodiacali s’indicano le varie posizioni del Sole durante l'anno: un vero e proprio calendario astronomico.  
Dopo quella di Costantinopoli in S. Sofia nel 1437 ad opera di Ulugh Bey ,nel 1437 P.Toscanelli costruisce la meridiana a camera oscura in S. Maria del Fiore a Firenze ancora oggi la più grande (con il foro gnomonico alto 90 m.) che fu rivista da L.Ximenes nel 1756 . Egnazio Danti attorno al 1570 progetta la meridiana a camera oscura della Basilica di San Petronio a Bologna, aggiornata dal Cassini circa un secolo dopo. (vedi figura sotto)
 

Ne seguirono altre: a Roma in S. Maria degli Angeli (1702), nel 1743 a Parigi in S. Sulpice, a Milano nel Duomo la costruisce A. De Cesaris nel 1786 ,Napoli 1791 nel Museo Nazionale,1802 Messina nel Duomo,1830 Catania nel monastero benedettino. Nelle principali città marinare Genova, Trieste, Napoli si possono ancora vedere all’interno di palazzi patrizi sul pavimento del salone principale, grandi meridiane a camera oscura che servivano anche a regolare i cronometri di bordo. Oggi con questi strumenti,alcuni dei quali ancora efficienti , si possono osservare diversi fenomeni astronomici: le eclissi , le macchie solari, passaggi dei pianeti sul Sole e fare altre osservazioni. Con l’orologio solare a camera oscura situato all’interno della cattedrale di S. Maria del Fiore a Firenze fu possibile fare rilevazioni astronomiche (ad esempio sull’inclinazione dell’asse terrestre, equinozi, anno tropico, velocità della terra ecc.) alcune delle quali utili per la riforma del calendario giuliano. Tra le meridiane di notevole importanza per la complessità di realizzazione bisogna fare menzione della meridiana catottrica progettata da padre Maignan a palazzo Spada in Roma. La rete oraria tracciata sulla volta di una galleria  mostra le ore astronomiche, babiloniche e italiche dove uno specchietto cattura la luce solare riflettendola sulle linee orarie e diurne. Gli orologi solari, come si è detto, furono usati sino a quando con la regolazione dei fusi orari e l’avvento della radio non vi fu più bisogno del segnale orario locale.