La facciata di Santa Maria Novella è il capolavoro di Leon Battista Alberti, dove egli mette in pratica per la prima volta quelle idee di perfezione geometrico-matematica che sono poi alla base di tutta l’arte rinascimentale. Ma se ci soffermiamo ad osservare la facciata della chiesa un po’ più a lungo notiamo che ci sono anche due strumenti sulla facciata. Sono strumenti utili all’osservazione astronomica.
Un video per i più piccoli
Per avvicinare i più piccoli all’astronomia abbia realizzato un piccolo video proprio in occasione dell’equinozio di primavera e proponiamo a tutti di costruirsi una armilla “fai-da-te” come quella che si trova sulla facciata di Santa Maria Novella. Guarda il video con tuo figlio e poi ti aspettiamo a Firenze per scoprire tutti gli altri segreti astronomici che questa bellissima basilica nasconde.
Se sei curioso di scoprire qualcosa di più sull’argomento, allora continua con la lettura dell’articolo…
Torniamo ai nostri strumenti astronomici: perché sono qui?
Questi strumenti astronomici servono ancora oggi per individuare i giorni dell’equinozio. In particolare, quando sono stati posti sulla facciata nel XVI secolo, si era interessati a individuare l’equinozio di primavera.
Noi uomini del XXI secolo non riusciamo più a cogliere l’importanza che questi giorni rivestivano nel passato e ciò è dovuto anche al fatto che diamo per scontato il poter conoscere in ogni momento l’esatto giorno e l’esatta ora in cui siamo. Abbiamo cellulari, calendari e orologi che ci ricordano costantemente il passaggio del tempo. E questo ci porta a non apprezzare abbastanza lo sforzo che i nostri avi hanno compiuto nella misurazione del tempo.
Allora cerchiamo di capire insieme perché i giorni dell’equinozio rivestivano una grande importanza. Partiamo dalla domanda “cosa è l’equinozio”?
Ma cosa è l’equinozio?
La parola equinozio è formata dalle due parole latine aequus che significa uguale e la parola nox che significa notte. Quindi l’equinozio è il giorno in cui la notte e il giorno hanno la stessa durata. Per essere più specifici l’equinozio astronomico è il momento in cui il sole si trova allo zenit all’equatore, cioè quando il sole con i suoi raggi illumina perpendicolarmente l’equatore. L’immagine qua sotto mostra il modo in cui il sole illumina la terra agli equinozi e come invece è illuminata ai solstizi.
L’equinozio si verifica due volte l’anno e marca il passaggio tra le stagioni: tra Inverno e Primavera e tra Estate e Autunno. Misurando l’intervallo di tempo tra due equinozi di primavera (o di autunno) si riesce a calcolare quanto tempo occorre alla terra per compiere un giro completo intorno al sole. Questo periodo di tempo viene chiamato anno tropico.
Perché è così importante individuare il giorno dell’equinozio?
Abbiamo già detto che gli strumenti astronomici sulla facciata di Santa Maria Novella servivano in particolare per individuare l’equinozio di primavera. Una volta trovato il giorno dell’equinozio di primavera si poteva poi calcolare il giorno della Pasqua cristiana. La Pasqua è la più importante festività dei cristiani, preceduta da un tempo di digiuno e penitenza che è la Quaresima. Dunque riuscire a calcolare in anticipo il giorno dell’equinozio era importante per poter poi organizzare tutto il calendario liturgico cristiano.
Perché il giorno dell’equinozio non cade tutti gli anni nella stessa data?
Perché la terra per compiere un giro completo intorno al sole non impiega 365 giorni esatti. Già gli antichi egizi avevano capito più di 4000 anni fa che la terra impiega 365 giorni + 6 ore per fare un giro completo. E quando Giulio Cesare nel 45 a.C. volle riformare il calendario, conosciuto poi come calendario giuliano, si affidò proprio ad un astronomo egizio che si chiamava Sosigene. Fu proprio Sosigene dunque ad introdurre l’anno bisestile proprio per riassorbire nel calendario quel ritardo di 6 ore che ogni anno si andava accumulando.
Però l’aggiunta di un giorno nell’anno bisestile non era sufficiente ad aggiustare il ritardo nel calendario. Perché?
Anche se gli egizi si erano avvicinati molto alla vera durata dell’anno tropico, in realtà tale durata differiva da quella reale di 11 minuti e 14 secondi. Uno scarto piccolissimo che però con il passare dei secoli e dei millenni aveva poi accumulato un ritardo considerevole. E proprio a causa di questo ritardo nel XVI secolo, quando gli strumenti astronomici vennero posizionati sulla facciata di Santa Maria Novella, il 21 marzo non corrispondeva più con l’equinozio. Di conseguenza anche il calcolo della Pasqua era ormai totalmente sbagliato. Gli astronomi se ne erano resi conto e quindi bisognava fare qualcosa. Bisognava riformare nuovamente il calendario.
Cosa c’entra la politica con l’astronomia?
Nel XVI secolo la Repubblica di Firenze si è trasformata in un ducato e poi in un granducato. La famiglia dei Medici da semplici banchieri era salita al rango della nobiltà. Il primo Granduca di Firenze aveva bisogno di rafforzare la sua posizione e capì bene che potendolo fare solo in minima parte con la forza militare ecco che scelse di farlo culturalmente, seguendo in questo la politica che già era stata di Lorenzo il Magnifico.
Cosimo non si circondò solo di architetti, pittori e scultori ma anche di scienziati e astronomi. Egli ambiva a riformare il calendario e, perché no, a battezzarlo con il suo nome, così come Giulio Cesare aveva fatto prima di lui. Questo avrebbe dato fama imperitura ai Medici e Cosimo (il suo nome stesso deriva da Cosmo) avrebbe affermato la sua potenza non solo sulla Terra ma anche nel cielo.
Per questo Cosimo volle far venire a Firenze uno dei più grandi astronomi del tempo: il frate domenicano Egnazio Danti.
Un frate domenicano a servizio del Granduca
E fu così che Cosimo ordinò al frate domenicano Egnazio Danti di costruire degli strumenti di osservazione astronomica che vennero poi posti sulla facciata di Santa Maria Novella.
La facciata di Santa Maria Novella è esposta a Sud e con il grande spazio vuoto della piazza che non ne ostacola l’illuminazione del sole. Questo ne faceva quindi il luogo ideale per porre tali strumenti di osservazione astronomica.
Cerchiamo di capire come funzionano gli strumenti di osservazione astronomica posti sulla facciata di Santa Maria Novella.
L’armilla equinoziale sulla facciata di Santa Maria Novella
L’armilla è uno strumento utilissimo che serve a molti scopi, primo fra tutti quello di individuare il momento esatto dell’equinozio. È costituita da due cerchi di bronzo di 1,30cm di diametro perfettamente perpendicolari tra di loro. Il cerchio verticale (anche detto cerchio meridiano) ha il compito di individuare il momento esatto del mezzogiorno solare, cioè quando il sole ogni giorno raggiunge la sua massima altezza. In quel momento il cerchio meridiano proietterà sulla facciata della chiesa un’ombra simile ad un lungo rettangolo. Significa quindi che la parte del cerchio rivolta verso il sole e quella rivolta verso la parete sono perfettamente in linea con il sole tanto da gettare un’unica ombra sulla facciata.
Il cerchio orizzontale (anche detto cerchio equatoriale) proietterà similmente un’ombra con la forma di un rettangolo allungato all’equinozio.
Quindi nel giorno dell’equinozio al momento del mezzogiorno solare sulla facciata non si vedranno più delle ombre a forma di cerchi allungati ma ammireremo un’ombra a forma di croce.
Il quadrante astronomico sulla facciata di Santa Maria Novella
Per costruire il quadrante astronomico Egnazio Danti seguì le istruzioni del suo inventore, Tolomeo (II secolo d.C.).
Il quadrante serve a calcolare l’inclinazione dell’asse terrestre, l’altezza del sole durante tutto l’anno e inoltre segna le ore in tutti i sistemi orari impiegati all’epoca.
Perché Egnazio volle riportare sul quadrante tutti i sistemi orari e non solo quello che si usava a Firenze? Perché egli credeva nell’importanza massima della diffusione del sapere. La conoscenza doveva essere alla portata di tutti, ed essere trasmessa quindi anche nella maniera più comprensibile possibile per chiunque.
Questo frate cosmografo, cartografo, matematico, scienziato suscita per questo tutta la nostra ammirazione!
11 marzo 1574: la messa in funzione degli strumenti astronomici
Gli strumenti di misurazione astronomica vennero posti sulla facciata della chiesa di Santa Maria Novella proprio nel giorno dell’equinozio di primavera, era il giorno 11 marzo del 1574, così come si evince dalla scritta incisa sul marmo sotto l’armilla.
Era chiaro come il sole, o meglio come l’ombra che esso proiettava sulla facciata di Santa Maria Novella, che ormai il giorno dell’equinozio non corrispondeva più con il giorno fissato per il passaggio dall’inverno alla primavera (21 marzo). Nei secoli si era andati via via accumulando uno scarto di tempo che aveva portato l’equinozio ben 10 giorni indietro: 11 marzo.
Egnazio Danti, grazie a questi strumenti, riuscì dunque a calcolare la vera durata dell’anno tropico (commettendo un errore di soli 38 secondi). E dimostrò a tutti come una riforma del calendario era necessaria.
Il calendario gregoriano
Proprio nello stesso 1574 morì Cosimo I dei Medici, senza poter portare a termine la riforma del calendario e potervi apporre il suo nome. Il suo successore, Francesco I, non vedeva di buon occhio il frate domenicano e chiese al Generale dell’ordine domenicano di farlo rientrare a Bologna. Il frate dovette lasciare interrotti gli altri lavori astronomici che stava portando avanti nella chiesa di Santa Maria Novella. Fu così che il papa Gregorio XIII lo volle a Roma come membro della commissione per la revisione del calendario.
E così nel 1582 tramite la bolla papale Inter Gravissimas si stabilì che si sarebbe passati dal 4 ottobre al 15 ottobre, facendo fare al calendario un salto di ben 11 giorni. E per evitare che si accumulasse nuovamente questo ritardo si decise di eliminare il giorno bisestile negli anni secolari (1700, 1800, 1900, 2100, etc.) e di tenerlo invece solo negli anni 1600, nel 2000 (come effettivamente è avvenuto) e così sarà anche nel 2400.
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Vedi anche la pagina dedicata al calendario gregoriano a questo link
