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Duomo Firenze, l’antico fascino dello gnomone Cronaca

Il fenomeno è non solo suggestivo, ma anche di importanza scientifica: fra le 12.30 e le 13.30 di giovedì 13, venerdì 21 e 28 giugno, in concomitanza col solstizio estivo, un fenomeno avrà luogo nella Cattedrale di Firenze: i raggi del sole scenderanno attraverso la Cupola del Brunelleschi, formando un'immagine del disco solare che andrà a sovrapporsi perfettamente a quella di marmo posta sul pavimento della cappella della Croce, a sinistra dell'Altare Maggiore.
Un evento che si ripete nel Duomo di Firenze dal 1475. E l'effetto è quello prodotto  da uno strumento astronomico, il più antico e diffuso, detto gnomone, dal greco ''indicatore'', progettato per misurare la posizione del Sole in cielo e determinare la durata dell'anno solare. La possibilità di osservare il fenomeno si avrà anche in caso di cielo coperto, a ingresso gratuito, con accesso dalla porta dei Canonici (davanti a via della Canonica) ed è promossa dall'Opera di Santa Maria del Fiore con il Comitato per la divulgazione dell'astronomia.

Lo gnomone fu fatto installare nella Cattedrale con ogni probabilità dal matematico fiorentino Paolo Dal Pozzo Toscanelli, come si rileva da alcuni documenti conservati nell'Archivio dell'Opera di Santa Maria del Fiore. Utilizzato a vicende alterne per oltre 300 anni, lo gnomone del Duomo di Firenze, con i suoi 90 metri di altezza, è il più grande al mondo.

Cos'è uno gnomone. Uno gnomone è di solito un palo, una colonna o un obelisco la cui ombra permette di misurare la posizione del Sole in cielo. Nel caso del Duomo di Firenze, si tratta di un foro sulla parete di un ambiente oscurato che produce, all'interno, l'immagine del disco solare. L'immagine si muove da ovest verso est, a causa del moto apparente del sole da ovest verso est. La sua posizione, rispetto a opportuni riferimenti posti sul pavimento, consente di eseguire accurate misurazioni astronomiche e di determinarne l'esatta durata di un anno solare. La conoscenza della durata esatta dell'anno e la conseguente formulazione del calendario rimasero un problema per moltissimi secoli, a partire dall'epoca classica e lo strumento astronomico dello gnomone fu impiegato fino al XVIII secolo, quando fu sostituito con i telescopi. Il momento più adatto alle misure è il solstizio d'estate.
Nella Cattedrale di Firenze il foro gnomonico  fu realizzato con una tavoletta di bronzo (la bronzina) recante un'apertura centrale di un paio di centimetri di diametro e posta orizzontalmente all'interno della finestra meridionale del tamburo della Cupola.

Il meccanismo. L'altezza dello gnomone fu calcolata in modo che i raggi del Sole, passanti per il foro, colpissero il pavimento della chiesa solo dalla fine di maggio alla fine di luglio e per pochi minuti prima e dopo mezzogiorno.
Sul pavimento della Cappella della Croce, a sinistra dell'altare maggiore, si forma così, in questo periodo, l'immagine solare. Sul pavimento si trovano, sotto la protezione di lastre di ottone, una linea meridiana finemente graduata e due marmi circolari, uno dentro l'altro, che funzionano da contrassegni solstiziali. Il maggiore, con un diametro di circa 90 centimetri, ha le stesse dimensioni dell'immagine solare al solstizio d'estate. A partire dal XVI secolo si registrano solo sporadiche osservazioni astronomiche nel Duomo di Firenze, talvolta neppure basate su chiari obiettivi scientifici; anzi, prevale la preoccupazione per eventuali cedimenti della Cupola e per quasi 250 anni, ipotizzando la costanza dell'altezza del Sole al solstizio, lo gnomone verrà utilizzato per  monitorare la stabilità della chiesa verificando, anno dopo anno, il ritorno dell'immagine solare negli stessi punti sul cerchio di marmo solstiziale. Si torna a parlare di astronomia nel 1754 quando Leonardo Ximenes, matematico granducale e gesuita, ottenne i finanziamenti per calibrare lo gnomone e per corredarlo di un'adeguata linea meridiana.

Dell'operazione si legge nella grande lapide accanto alla Cappella della Croce. Nel corso del rielievo, che fu accurato e meticoloso, Ximenes si accorse che il pavimento non era perfettamente orizzontale. Per equilibrarlo, una striscia dovette essere livellata per collocarvi la linea meridiana in bronzo nella posizione in cui la vediamo ancora oggi. Attraverso una serie di misurazioni condotte dal 1755 al 1782, confrontate con le precedenti del 1510, Ximenes riuscì a ottenere un valore della variazione secolare dell'obliquità dell'eclittica vicino a quello attualmente noto. Fu proprio con l'osservazione del 1756 che si può dire che lo studioso dette inizio alle osservazioni astronomiche, tant'è vero che a questa data si fa ufficalmente risalire la fondazione dell'Osservatorio Ximeniano nel complesso di San Giovannino degli Scolopi.

Dopo la morte di Ximenes nel 1786, cominciò un periodo di dimenticanza per lo gnomone, segnato da misurazioni scarse e discontinue, tanto che, durante un restauro, fu rimossa perfino la bronzina.
Nel 1865, il direttore dell'epoca della Specola Giovanni Battista Donati ottenne che la bronzina fosse rimontata, ma fu posta in una posizione leggermente diversa dall'originaria, mandando così all'aria ogni continuità con le osservazioni di Ximenes.
Bisognò aspettare il periodo 1927-1928 perché padre Guido Alfani eseguisse in modo sistematico altre misurazioni, dimostrando che la Cupola è soggetta a piccole variazioni.

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