MERIDIANA A CAMERA OSCURA

Messaggio da **PALTRINIERI** » ven feb 21, 2020 11:43 am

MERIDIANA A CAMERA OSCURA – Giovanni Paltrinieri per AISOR

Tra gli antichi strumenti utilizzati dagli astronomi del passato per misurare il Tempo nelle sue svariate forme, la MERIDIANA A CAMERA OSCURA occupa un posto di primo piano.
La “Camera Obscura”, come si diceva in antico, si compone di una scatola chiusa su cui è praticato frontalmente il foro stenopeico (dal greco Stenos opaios, ovvero dotato di uno stretto foro), e sul retro il piano di proiezione dell’immagine che solitamente è un vetro smerigliato oppure un sottile foglio di carta semitrasparente. Il suo principio ottico è alla base della moderna fotocamera, ed è per questo motivo che l’apparecchio fotografico si chiama internazionalmente “Camera”.
La prima Camera Oscura viene descritta da Aristotele nel IV sec. a. C.. Dobbiamo però arrivare sino al XI secolo per trovare una accurata descrizione di questo fenomeno. Essa ci viene da “Alhazen” (Bassora, Iraq 965 d. C – Il Cairo, Egitto 1040). Questi è uno dei più importanti scienziati del mondo islamico, e considerato universalmente l’iniziatore dell’ottica moderna. Tra le sue innumerevoli ricerche scientifiche vi è anche lo studio del capovolgimento dell’immagine all’interno del globo oculare dovuto al passaggio per lo stretto foro della pupilla. Da qui, lo spunto per studiare e descrivere per primo in assoluto l’effetto del fenomeno.
(Fig. 1: Banconota irachena del 1962, su cui è riportata l’effige di Alhazen e l’accenno grafico delle sue ricerche sull’ottica. Fig. 2: Proiezione e ribaltamento d’immagine all’interno di una “Camera”).
Anche Leonardo nelle sue carte tratta di questo fenomeno nel considerare la luce che attraversa la pupilla.
Il principio ottico di questo fenomeno lo possiamo ricreare facilmente in questo modo. Prendiamo un cartone quadrato di una quarantina di centimetri di lato; su di esso pratichiamo un foro circolare di una decina di millimetri. Per ultimo appoggiamo il cartone sul vetro di una finestra, fissandolo con del nastro adesivo.
Avendo il foro un diametro minore di quello apparente del Sole, i suoi raggi non lo attraversano parallelamente, ma subiscono una restrizione con il conseguente ribaltamento d’immagine. Di conseguenza, vedremo al suolo una luminosa figura di forma più o meno ovalizzata, a seconda dell’angolo che essa forma con il piano proiettivo. Tale immagine luminosa proiettata normalmente al suolo, riproduce fedelmente la figura del Sole, al punto che se in un dato momento avviene una eclisse, il fenomeno viene perfettamente osservato in tutta la sua chiarezza.
Già verso l’anno Mille a Firenze gli astronomi del tempo utilizzarono questo principio per fini astronomici e calendariali: la durata dell’anno si era rivelata non perfettamente conforme ai dettami del Calendario Giuliano, e ci si era accorti che la data dell’Equinozio (teoricamente fissata al 21 marzo), perdeva un giorno ogni 130 anni circa. A tal fine gli scienziati del tempo avevano praticato un foro sul tetto del Battistero di quella città, con l’intenzione di verificare le altezze solari in vista di una possibile riforma del Calendario. Sempre per lo stesso motivo alla metà del Quattrocento, Paolo dal Pozzo Toscanelli aveva murato alla sommità della cupola del Brunelleschi una piastra di bronzo recante un foro: ma non erano ancora maturi i tempi per una precisa definizione del problema. (Fig. 3: Il Solstizio Estivo osservato da Paolo dal pozzo Toscanelli all’interno del Duomo di Firenze).
Le prime costruttive ricerche sulla durata dell’anno utilizzando una Meridiana si hanno soltanto nella seconda metà del Cinquecento, sempre a Firenze, effettuate dal domenicano perugino Padre Egnazio Danti. Egli realizza sulla facciata di Santa Maria Novella una serie di Orologi Solari, una armilla, ed inizia all’interno della chiesa la costruzione di una Meridiana a Camera Oscura. Purtroppo la morte di Cosimo Primo, suo protettore e finanziatore, gli impedisce di continuare i lavori, ed ilmomaco è costretto a trasferirsi a Bologna, dove qui viene nominato Professore di Matematica ed Astronomia a quella Università. In questa città il Danti realizza ben tre Meridiane a Camera Oscura, di cui la maggiore all’interno della Basilica di San Petronio. Essa costituirà un trampolino di lancio per la sua andata a Roma, richiesto da papa Gregorio XIII, in vista della tanto auspicata Riforma del Calendario, la quale verrà effettuata nel 1582.
Nel 1655 la Basilica di San Petronio è interessata ad un prolungamento, e a causa di ciò viene abbattuto il muro che reca il foro gnomonico del Danti. L’astronomo ligure Giovanni Domenico Cassini, professore all’Università bolognese, propone di realizzare una nuova e più grande Meridiana, la quale consentirà di effettuare ricerche astronomiche di notevole spessore.
Il principio di questo strumento è assai semplice, anche se richiede la massima precisione nel rilevarne le dimensioni. Esso consta di un grande triangolo in cui il cateto verticale corrisponde alla distanza Foro-Pavimento; il cateto orizzontale che partendo dalla verticale del foro si conclude al centro dell’immagine luminosa; l’ipotenusa, che corrisponde al centro dell’asse luminoso, parte dal foro e arriva al centro dell’immagine luminosa. (Fig. 4: Illustrazione del funzionamento della Meridiana di San Petronio, in una incisione del 1695).
Per la Meridiana petroniana, il cateto verticale è di metri 27,070, e il cateto orizzontale metri 66,811; il foro ha un diametro di mm 27,07. La Linea parte dalla verticale del foro e si dirige perfettamente verso Nord. Il suo livellamento venne fatto creando attiguamente al suo percorso, una canalazione d’acqua per tutta la sua lunghezza. Questo strumento in passato fornì importanti informazioni astronomiche in occasione di eclissi, in quanto da esso si ottiene una chiara visione dell’astro, come mostra un recente evento riportato in Fig. 5.
L’uso che si può fare di una Meridiana, è fondamentalmente quello di indicare l’istante del Mezzodì Vero, quando il disco luminoso proiettato al suolo attraversa la Linea. In molte città italiane sopravvive ancora oggi l’esistenza - a pochi passi dall’Orologio Pubblico – di un Orologio Solare, o meglio ancora di una Meridiana, in grado di fornire l’istante del Mezzodì all’Orologio Meccanico: da qui il segnale veniva poi esteso a tutta la città.
Ovviamente il Mezzodì fornito è quello “Vero”, cioè le ore 12,00 Locali, che si differenziano dall’Ora Civile (o del Fuso) a motivo dell’Equazione del Tempo e della Longitudine. Per informare il visitatore dell’Ora e Minuti di tale istante, sul fianco di un Orologio a doppio quadrante realizzato da Domenico Maria Fornasini nel 1758, è posta una tabella informativa.
A motivo della diversa altezza del Sole al Mezzodì nel corso dell’anno, da una Meridiana si ricava con precisione l’angolo che il suo asse forma con la verticale, oltre che le date dei Solstizi, degli Equinozi, ed innumerevoli altre informazioni.
Con la Meridiana del Cassini in San Petronio – la più grande del mondo - gli astronomi attinsero informazioni astronomiche tanto precise, che per oltre un secolo non vi fu altro strumento capace di superarla in qualità di dati. Grazie ad essa, qualche anno dopo l’astronomo ligure verrà chiamato a Parigi da Luigi XIV per dirigere l’Osservatorio appena creato, dando lustro ed onore al nostro grande scienziato.
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