Tipo | Meridiana |
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In gnomonico , un meridiano è uno strumento o una costruzione che permette di localizzare il momento preciso del mezzogiorno solare . Questa entrata è fatta dall'ombra della fine di uno stile che attraversa una linea meridiana, traccia del meridiano , su un supporto il più delle volte verticale o orizzontale. È in un certo senso una meridiana ridotta alla sua espressione più semplice.
Possiamo distinguere qui due tipi di meridiani: i meridiani "soliti" e i meridiani "astronomici":
Oggi, cadute in disuso, rinascono grazie ad appassionati di gnomonica, in forme dipendenti solo dalla fantasia dei loro creatori.
Questi meridiani sono, infatti, solo meridiane il cui range di ore è ridotto al minimo intorno a mezzogiorno. Sono per lo più verticali ed esterni e si trovano, come quadranti, su chiese, palazzi ed edifici pubblici, dove chiunque può venire a regolare l'orologio a mezzogiorno.
Hanno gli stessi elementi dei quadranti, nella loro forma più semplice, uno stile che proietta un'ombra su un tavolo dove è disegnata la linea del mezzogiorno solare:
Lo stileRaramente è polare o dritto. Infatti, in questi due casi, i limiti dell'ombra proiettata sul tavolo sono piuttosto sfocati e la lettura poco precisa. Si preferisce uno stile finto puntuale materializzato da un oculare forato in un grande disco fissato al tavolo da un treppiede (tre piedi che assicurano la rigidità del sistema). Il piatto crea un'area d'ombra sul tavolo. Al centro di questa zona d'ombra, l'oculare formerà un punto luminoso con un contorno abbastanza chiaro che contrasterà bene con l'ombra periferica. Così l'enunciato dell'istante di mezzogiorno sarà più esatto.
Quando un meridiano non è più all'esterno, ma all'interno di un edificio, i raggi solari passano attraverso un foro detto anche oculo praticato in un muro; in questo caso l'oculare, inserito nell'oculo, viene chiamato piuttosto gnomone .
È più spesso verticale. La linea del mezzogiorno è essa stessa verticale. Per aumentare la precisione di lettura, la dimensione dei meridiani è generalmente maggiore delle dimensioni dei normali quadranti; inoltre, il quadrante e il meridiano sono talvolta associati.
Alle nostre latitudini , il sole non è sempre presente a mezzogiorno. Per catturare un eventuale raggio solare qualche tempo prima o dopo mezzogiorno, si possono aggiungere altre linee temporali e le loro suddivisioni simmetricamente rispetto alla linea centrale. Ci sono quindi linee aggiuntive tratte da cinque in cinque minuti e/o da un quarto d'ora a un quarto d'ora in un intervallo il più delle volte di ± 1 ora.
Meridiano semplice con la sua linea di mezzogiorno (ca. 1750).
Meridiano con tre linee orarie.
Dormeuse con file quarto d'ora (ca. 1719).
Dormeuse con file da 1/2 ora (ca. 1670).
Ulteriori indicazioni possono essere poste sulla tavola: archi diurni o linee di declinazione , indicanti i solstizi e gli equinozi , i segni dello zodiaco , ecc. Il loro scopo è soprattutto decorativo; mostrano anche che il meridiano e il calendario sono in accordo.
Nel corso del XVIII ° secolo, appare l'esigenza non più essere pagato il vero mezzogiorno solare che varia ogni giorno a seconda l'equazione del tempo , ma di cogliere la media locali momento mezzogiorno, in linea con il regolare funzionamento dell'orologio. I meridiani saranno poi arricchiti da una curva a otto la cui origine è attribuita in Francia a Grandjean de Fouchy .
Dormeuse contemporanea per le stagioni intermedie a Greenwich .
Meridiano presso il municipio di Rennes (post. 1743).
Un meridiano complesso a Troyes (1764).
Associazione meridiana-meridiana ad Aix-en-Provence (1864).
Orologio, quadranti e meridiana a Parma (1828).
La linea meridiana e le sue linee accessorie sono tracciate con metodi gnomonici classici.
Oggi, un software specializzato consente di disegnare in pochi clic meridiane e meridiane, in particolare Ombre sviluppate da François Blateyron.
All'inizio i meridiani sono sicuramente legati allo gnomone . Non appena è stata tracciata una linea sul terreno che collega il piede di uno gnomone al punto in cui l'ombra proiettata è minima - per qualsiasi giorno di sole - abbiamo un meridiano (gnomone + linea meridiana).
Il più vecchioI soliti meridiani, che servono solo ad indicare l'istante del mezzogiorno solare, hanno avuto rari precursori in epoca medievale. In tal modo :
Non è stato fino al XVI ° secolo, che darà mezzogiorno meridiano fino alla comunità. I pochi rari esemplari superstiti si trovano su edifici religiosi, più raramente civili:
Questo periodo vedrà l'uso di daybed fiorire ovunque; in Francia sono quasi 200.
Orneranno le facciate di cattedrali, chiese e conventi, castelli, palazzi e dimore principesche, ma anche luoghi pubblici come ospedali, collegi, piazze, ponti e crocevia, ecc. La loro proliferazione corrisponderà al progresso dell'orologeria.
Huygens inventò l' orologio a pendolo nel 1660 Questo è un passo significativo che sarà presto implementato presso l'Accademia delle Scienze di Parigi . Dal 1670, gli orologi potevano indicare i secondi agli astronomi con buona affidabilità. D'altra parte, anche gli orologi miglioreranno e diventeranno miniaturizzati. Così dal 1675, vediamo la comparsa della molla a spirale usata come regolatore e dei quadranti di orologi e orologi a due lancette dove sono poi quantificabili i minuti. Le classi benestanti si innamoreranno di questi nuovi strumenti e tutti vorranno avere con loro l'ora solare più esatta possibile.
Ma il Sole non è troppo "regolare": l' equazione del tempo significa che possono esserci variazioni giornaliere fino a un minuto e, cumulativamente, queste variazioni possono raggiungere una quindicina di minuti. Da qui la necessità di venire spesso a vedere se l'indicazione del proprio orologio è in accordo con il Sole. Per fare questo c'è la meridiana, ma non sempre dà l'ora con grande precisione. Sarà preferito ai semplici meridiani dove si può apprezzare il momento del mezzogiorno locale entro pochi secondi, precisione sufficiente per gli orologi dei minuti (la lancetta dei secondi centrale non appare fino agli anni 1730 circa).
Bisogna riconoscere che le frequenti visite ai meridiani diventeranno noiose. Il Sole è meno regolare dell'orologio e dell'orologio. Gradualmente, nel corso dei decenni, il tempo medio sostituirà il tempo reale.
Primo tra gli astronomi dove, ad esempio, l'ascensione retta di una stella è espressa in ore medie, metodo standard proveniente da Jean Picard . Per utilizzare il metodo, intorno al 1730, Grandjean de Fouchy fu il primo a costruire uno dei suoi primi meridiani orizzontali nel Palazzo del Lussemburgo con una curva a forma di otto che gli avrebbe permesso di catturare direttamente il tempo medio del luogo.
Ce n'è uno, contemporaneo a questo, nel cortile dell'Hôtel de Montmor .
Alcuni decenni dopo, alcuni meridiani del tempo reale saranno adornati con questa stessa curva a forma di otto. Diventano quindi meridiani intermedi.
Nel XIX ° secolo, è necessario il tempo medio. Gli orologi di Parigi vengono impostati sulla nuova ora nel 1826 (e non nel 1816), dopo le città di Ginevra nel 1780, Londra nel 1792 e Berlino nel 1810. La necessità di meridiani di questo tipo sarà tale che saranno addirittura prodotto in serie. Sarà l'era dei "meridiani industriali". La fine del secolo vedrà l'ufficializzazione del nuovo tempo: la legge del 14 marzo 1891 decreta che il tempo legale in Francia e Algeria sarà il tempo medio di Parigi .
Hôtel Chenizot, Parigi, 1730?
Chiesa di S. Maria Maddalena, Avenches , XVIII ° secolo.
Dormeuse in stile arabo, funzione calendario, Tunisi , 1876.
Dormeuse Chavin, Le Gua (Isère) , 1877.
Dormeuse industriale di Urbain Adam , Colmar , 1866.
Chiesa di San Lorenzo, Winterthur , XIX ° secolo.
A poco a poco, di fronte al progresso dell'orologeria e delle comunicazioni telegrafiche, poi telefoniche, i meridiani cadranno in disuso. Tuttavia, non se ne andranno; gli appassionati nostalgici e gnomonici continueranno a mantenere e creare nuovi esempi di questi guardiani del tempo solare; così, a partire dal 1900, in Francia sono emersi più di cinquanta meridiani tradizionali.
Monumento al meridiano di Bari , 1987.
Meridiana equatoriale e meridiano a Colorado Springs , 2009.
Meridian a La Chapelle-aux-Lys , 2014.
Questi "grandi meridiani" sono stati creati per esigenze astronomiche riguardanti il Sole. Si trovano negli osservatori e nei grandi edifici, il più delle volte nelle chiese. Orizzontali, ovviamente, indicano il mezzogiorno solare, ma, nella maggior parte dei casi, non è questa la loro funzione principale: consentono di determinare le date dei solstizi e degli equinozi , la declinazione giornaliera del Sole a mezzogiorno, la lunghezza del anno e, infine, l'obliquità dell'eclittica .
Come per i daybed per il pubblico generico, sono costituiti dagli stessi elementi fondamentali:
Semplici formule gnomoniche consentono di abbozzare il diagramma di un meridiano teorico:
L' altezza teorica del Sole, a mezzogiorno, è della forma:
h m = 90 ° - + δdove φ è la latitudine del luogo e Æ la declinazione del Sole nel suo moto annuale.
Ai solstizi assume i seguenti valori:
h m sol = 90 ° - φ ± εdove ε è l' obliquità dell'eclittica dell'epoca considerato. Quest'ultima è anche la massima declinazione δ del sole
Agli equinozi, dove δ = 0, avremo:
h m equi = 90 ° - φConosciuti φ e ε , possiamo ad esempio, dandoci l'altezza dello gnomone, dedurre le lunghezze al suolo del meridiano e viceversa.
I metodi proposti corrispondono a quelli che erano i più utilizzati per tracciare le grandi meridiani fino alla fine del XVIII E secolo.
È noto che l'ombra di uno gnomone su un suolo orizzontale è più corta a mezzogiorno, ma tra le 11 e le 13 questa lunghezza è praticamente costante, determinando una grande incertezza nel corso della linea meridiana che unisce il piede dello gnomone al fine dell'ombra minima. Un metodo geometrico semplice, relativamente preciso, ha sostituito molto presto il metodo originale.
Il metodo ancestrale, noto fin dall'antichità, è il metodo dei "cerchi indiani" o metodo delle ombre solari uguali.
Dans le plan horizontal de la future ligne méridienne, pointer au sol quatre à cinq extrémités de l'ombre du gnomon avant midi - entre 9 h et 10 h par exemple - puis tracer des cercles centrés sur le pied du gnomon et passant par les points punti di riferimento. Nel pomeriggio, puntate su questi diversi cerchi i successivi passaggi della fine dell'ombra dello gnomone. Unisci i punti posti sullo stesso cerchio (uguali ombre solari), questo per tutti i cerchi e disegna le bisettrici perpendicolari dei segmenti ottenuti (che per definizione passano per il piede dello gnomone). I mediatori devono essere confusi: materializzano la linea meridiana.
Il metodo è rigorosamente accurato solo ai solstizi dove la declinazione del Sole è praticamente costante. Nota anche che ombre solari uguali corrispondono ad altezze uguali del Sole.
Metodo delle altezze corrispondentiIl metodo parte, come il precedente, da coppie di uguali altezze del Sole, prima e dopo mezzogiorno: si coglie, con un buon orologio, questi momenti; la loro media corrisponde all'istante in cui il Sole si trova nel piano del meridiano.
Il metodo poteva essere implementato solo a seguito di importanti innovazioni. Questi sono, prima di tutto, l'orologio dei secondi, apparso intorno al 1760, che permette di catturare momenti precisi, poi lo sviluppo di un telescopio a reticolo per prendere le altezze del Sole. Questo strumento sarà il quadrante sviluppato da Jean Picard . Sarà anche il primo, nel 1673, ad applicare il metodo delle altezze corrispondenti per disegnare un meridiano.
Seguiamo l'implementazione del metodo, per il giorno del solstizio d'estate quando la declinazione solare è costante e dove le condizioni meteorologiche sono le più favorevoli:
1 - Preparazione dell'orologio dei secondi
I giorni che precedono le letture, faremo in modo che sia più o meno ben regolato con una passeggiata regolare. Per fare ciò, osserveremo passaggi successivi di una particolare stella in qualsiasi verticale. Potrebbe essere dato dal filo verticale del reticolo del quarto di cerchio lasciato in posizione fissa o semplicemente da un filo pesante che materializza, con l'occhio dell'osservatore, un piano verticale. Tra due passaggi, corrispondenti ad un giorno siderale, il tempo di riferimento è 23 h 56 m 4 s . Potremo così osservare l'andamento del pendolo (anticipo, ritardo; costanza o meno) ed eventualmente tenerne conto in seguito.
2 - Osservazioni a quarto di cerchio
Basta osservare il bordo superiore del Sole alcune ore (circa tre) prima e dopo il suo passaggio per il meridiano e annotare gli istanti di varie altezze corrispondenti. Dopo la correzione, se necessaria, dovuta alla corsa del pendolo, l'istante di mezzogiorno corrisponderà alla media X bar delle differenze di tempo sul pendolo tra le corrispondenti altezze.
Per tracciare un meridiano dove lo gnomone è già posizionato e funzionante, è necessario puntare a terra la traccia del centro del Sole, di minuto in minuto, secondo l'orologio, verso mezzogiorno probabile. Il punto della linea meridiana corrispondente alla barra X sarà ottenuto per estrapolazione tra le due tracce più vicine che circondano il valore della media.
Metodo per qualsiasi giorno dell'anno
Per trovare la traccia del meridiano in un giorno diverso dal giorno del solstizio è necessario effettuare una correzione che tenga conto della variazione della declinazione del Sole nell'intervallo di tempo delle osservazioni.
Picard è stato il primo a farlo, Philippe de La Hire fornirà una tabella di correzione per Parigi, in seguito Euler e La Caille, aiutati da Lalande, forniranno formule di correzione che saranno le loro.
Grazie ai meridiani, "possiamo accedere direttamente agli elementi fondamentali nel movimento annuale del Sole, ovvero le date dei solstizi e degli equinozi, la durata dell'anno tropico, la declinazione del Sole e l'obliquità dell'eclittica. . »…
Le indicazioni fornite dai meridiani si riferiscono al Sole apparente. La traccia del punto luminoso dato dall'oculare è di forma praticamente ellittica. È il centro dell'ellisse che deve essere preso in considerazione per le letture.
Corrispondono alle posizioni estreme del punto luminoso sulla linea meridiana: il minimo corrisponde al giorno del solstizio d'estate quando il Sole è più alto, il massimo corrisponde al giorno del solstizio d'inverno quando il Sole è più basso. Sappiamo che la distanza tra gli estremi corrisponde solo approssimativamente a sei mesi.
equinoziGli equinozi di primavera e d'autunno sono confusi, ma non sono direttamente riconoscibili. Dobbiamo tracciare o calcolare la posizione di questo doppio punto: è l'intersezione del semiangolo in alto (solstizio d'inverno, oculare, solstizio d'estate) con la linea meridiana. Questo punto fornisce le date dei giorni teorici della primavera e dell'autunno.
Identificato il punto di equinozio, possiamo, se necessario, definire la latitudine del luogo, sia graficamente che mediante calcolo.
Determinazione dell'istante dell'equinozio di primavera:
Essendo tracciata la posizione teorica degli equinozi, possiamo puntare i tempi di passaggio del Sole al meridiano nel giorno dell'equinozio e nel giorno successivo. La posizione del passaggio al meridiano, nel giorno dell'equinozio, rispetto alla posizione teorica dell'equinozio, permette di determinare l'istante di primavera.
Nella figura si vede che il passaggio al meridiano è in anticipo rispetto al punto di equinozio teorico: il momento di primavera è quindi dopo mezzogiorno. Conoscendo la lunghezza tra due passaggi per il meridiano che corrispondono a 24 ore, possiamo facilmente dedurre, con buona approssimazione, il tempo della primavera.
Durata dell'anno tropicaleSe puntiamo una prima posizione del Sole sul meridiano il giorno dell'equinozio e una seconda l'anno successivo (365 giorni dopo), la differenza tra le due (in tempo) darà la parte decimale della lunghezza di l tropicale anno. Più grande è il meridiano, migliore è l'apprezzamento.
Declinazione solarePer ogni giorno dell'anno, possiamo calcolare dagli elementi dati dal meridiano l'altezza apparente del Sole a mezzogiorno. Deduciamo quindi direttamente la declinazione corrispondente.
Obliquità dell'eclitticaIndividuato l'estremo della rotta del Sole, deduciamo direttamente l' obliquità dell'eclittica , come precedentemente per la latitudine. Si può utilizzare il punto del solstizio d'estate e/o quello d'inverno. Il confronto dei risultati di ciascun approccio favorisce una migliore decisione finale sul valore dello skew.
ZodiacoÈ possibile identificare mediante calcolo o graficamente sulla linea meridiana i giorni in cui il Sole entra in ogni segno zodiacale tradizionale (dodici in numero).
Graficamente, usiamo uno strumento chiamato analemma dagli Antichi . Vedi sotto la determinazione dell'ingresso del Sole nel segno del Toro (30 ° sull'eclittica) su un meridiano dove sono stati determinati i solstizi.
Allo stesso modo, simmetricamente, possiamo determinare l'ingresso del Sole nel segno dei Pesci, ecc.
I meridiani astronomici sono solo un continuum degli gnomoni “meridiani” dell'Antichità. La loro origine sarà semplicemente menzionata, quindi sarà seguita cronologicamente dalla presentazione dei meridiani più notevoli, paese per paese.
Alle originiUno dei primi usi di gnomon è per Anassimandro .
Questo gnomone dedicato, costituito probabilmente da una linea meridiana tracciata su un piano orizzontale, portava il nome di eliotropio che non è né più né meno - nel nostro linguaggio attuale - di un rudimentale meridiano astronomico. Le fonti testimoniano l'esistenza di grandi strumenti di questo tipo installato in luoghi diversi: nel isola di Syros , in Atene , nel 433, da Metone , a Tebe , in Siracusa , quest'ultima datata agli inizi del IV ° secolo aC. J.-C.
Più tardi, nel II ° secolo aC. dC , l' astronomo Ipparco determina la durata dell'anno tropico . Lo trova uguale a 365,2466 giorni per un anno tropico di 365,2422 giorni accettato oggi come riferimento, cioè una differenza di 0,0044 d o 6 min 20 s. Sarebbe interessante calcolare la lunghezza di uno gnomone per poter apprezzare su una linea meridiana questi 6 min 20 s. L'anno 46 a.C. dC vede l'introduzione del calendario giuliano , da parte di Giulio Cesare , la cui durata dell'anno fu fissata a 365,25 giorni dopo essersi consultato con l'astronomo Sosigene di Alessandria . Questo programma avrà difficoltà ad essere attuato. Sembra che questo sia per evidenziare la lunghezza dell'anno che sarà eretto nell'anno 10 aC. dC l' orologeria augustea : fino a venti metri, obelisco-gnomone doveva segnare sul terreno la traccia dei solstizi... Era una meridiana o una semplice meridiana? Più tardi, nell'anno 79, il set non funzionava più. L'imperatore Domiziano la rinnovò. Recenti scavi hanno portato alla luce i resti di una meridiana: era di Augusto o di Domiziano? Le opinioni degli specialisti sono ancora oggi divise ...
In CinaNel XIII ° secolo, nei pressi di Gaocheng città di provincia di Hebei , era un osservatorio, l' osservatorio astronomico di Gaocheng , costruito nel dinastia Yuan .
Nel 1272-1276 vi fu costruita una struttura “gnomone-meridiana”. Questo lavoro, di Guo Shoujing , astronomo, ingegnere e matematico, esiste ancora.
Un edificio piramidale sorregge lo gnomone situato a circa 10 metri di altezza. Quest'ultimo è costituito da una barra orizzontale sostenuta da due pilastri. La tavola meridiana, lunga più di 31 metri, ha ricevuto l'immagine del Sole attraversato dall'ombra della barra dello gnomone; per evitare la classica penombra, i raggi del Sole passavano attraverso un piccolo foro di 2 millimetri praticato in una piastra regolabile in posizione, un foro stenopeico , che permetteva, secondo il principio della "camera oscura", di proiettare un'immagine abbastanza chiara della macchia solare "cancellata" sul piano del tavolo. Lo strumento serviva per determinare i solstizi e indicava gli equinozi. Un doppio canale circonda la linea di misura. Riempito d'acqua, controlla l'orizzontalità del tavolo posto ad altezza d'uomo. Nel 1281 l'astronomo Guo Shoujing avrebbe così potuto determinare la lunghezza dell'anno che trovò pari a 365,2425 giorni, proprio come la lunghezza dell'anno del calendario gregoriano adottato dal 1582, “con una deviazione di soli 23 secondi rispetto alla moderna calcoli”!
Un altro storico "gnomone-meridiano", di dimensioni più piccole (8 piedi), fu originariamente eretto a Pechino, probabilmente nel vecchio osservatorio intorno al 1437. Ora si trova presso l'Osservatorio di Nanchino. Rialzato (alzato a 10 piedi o 1,98 m) e modificato nel 1744, ha un oculare di un centimetro di diametro ben protetto da una punta di bronzo; la sua tavola meridiana non essendo abbastanza lunga, è stato aggiunto, alla sua estremità, un palo che riceve l'immagine solare al solstizio d'inverno - questo palo ricorda l'obelisco del meridiano della chiesa di Saint-Sulpice a Parigi.
In ItaliaDurante il Rinascimento, il grande compito degli astronomi occidentali era conoscere la lunghezza dell'anno e soprattutto quella della variazione dell'obliquità dell'eclittica. Quest'ultimo richiede misurazioni precise. Non avendo strumenti autonomi molto potenti, installeranno grandi meridiani in luoghi protetti come chiese e cattedrali. Essi diventeranno obsolete per astronomia alla fine del XVIII ° secolo.
A FirenzeNel 1467 Paolo Toscanelli , da un foro di circa 50 mm di diametro praticato ad un'altezza di oltre 90 metri da terra nella lanterna della cupola della Cattedrale di Santa Maria del Fiore , individuò i raggi del sole che proiettavano a terra il giorno del solstizio d'estate. “A questo punto Toscanelli ha posizionato una lastra di marmo del diametro di 243 mm inclusa come riferimento e non come dimensione reale dell'immagine luminosa. ". Secondo Regiomontano , lo scopo di Toscanelli era sapere se l'inclinazione dell'asse terrestre variava nel tempo; purtroppo non c'è traccia scritta della sua ricerca.
I successori operativi di Toscanelli tracciarono una linea meridiana parziale di quasi 10 metri dal punto del solstizio d'estate che era utilizzabile solo poche settimane all'anno, o ± 35 giorni intorno al solstizio. Nel 1510 posero una lastra circolare di circa 905 mm corrispondente all'immagine del Sole nel giorno del solstizio d'estate, conservando, all'interno, la lastra originale del Toscanelli. Queste placche erose rimangono ancora.
Duecentoquarantacinque anni dopo, nel 1756, Leonardo Ximenes trovò in corrispondenza di questo meridiano troncato un'obliquità ε=23°28'16"; la confrontò con quella del 1510 che trovò di 23°29'43"±7" Questo gli dà una variazione secolare dell'obliquità E = -35", ovvero circa 12 "inferiore al valore moderno di -47".
Ximenes, avendo notato una deviazione del vecchio gnomone di 1 min 27,5 s, nel 1755, fece un nuovo meridiano tracciato con il metodo delle altezze corrispondenti. L'altezza del suo gnomone è diversa e la linea è metallica con una scala di tangenti: questa è la linea che viene attualmente scoperta in occasione del solstizio d'estate. Passerà sul lato sinistro del marchio 1510. Farà vari esperimenti lì. Delambre , che commenta Ximenes, mostra che i quarti di cerchio usati intorno al 1760 erano più precisi dei grandi gnomoni. Riconosce tuttavia che è grazie ai meridiani che la diminuzione dell'obliquità è stata messa in dubbio.
Passaggio del Sole verso il vecchio piatto "Toscanelli".
Momento del solstizio sulla linea Ximenes.
Intorno al meridiano in questo momento.
Targa commemorativa.
Nel 1575 Ignazio Danti eseguì la prima grande meridiana nella Basilica di San Petronio a Bologna .
Ha dovuto rispondere alle domande poste durante la consultazione dei matematici di Bologna da parte dei papi per riformare il calendario. Si trattava di sapere in quale giorno dovesse arrivare l'equinozio di primavera per fissare la data della Pasqua e quale fosse precisamente la durata dell'anno tropico per evitare derive intollerabili sulle feste mobili.
Questa sarà la prima volta nel mondo occidentale che costruiremo un meridiano completo, in grado di operare da un solstizio all'altro. Il foro nel suo oculare era alto 67 piedi e sulla linea c'erano i segni dei solstizi e degli equinozi, nonché i segni dello zodiaco. Purtroppo ha deviato di oltre 9° dalla giusta direzione a causa della posizione delle colonne dell'edificio. Tuttavia, sembra che la misurazione della lunghezza dell'anno non sia stata influenzata ed è stata misurata con precisione. Più tardi, papa Gregorio XIII invitò Danti a Roma e lo nominò matematico pontificio; sarà anche nominato membro della commissione per la riforma del calendario che entrerà in vigore nel 1582.
Nel 1653 Jean-Dominique Cassini controllò la meridiana quando la chiesa fu trasformata, rendendola inagibile. Invece nel 1655 costruì un nuovo meridiano, il “meridiano JD Cassini”, quello che si può vedere - leggermente modificato - ancora oggi.
L'“eliometro” di Cassini ha un oculare di 27 mm di diametro che è posto ad un'altezza di 27 m ; la linea meridiana evita di poco i pilastri dell'edificio. È disegnato con il metodo dei cerchi indiani. La sua lunghezza è di 68,2 m (206 piedi e 8 pollici da Parigi o la 600 millesima parte della circonferenza terrestre). Il tutto spostato alquanto, sarà ristabilito nel 1695. Cassini “vi segnò i gradi della distanza allo zenit e le loro tangenti, i segni dello zodiaco, le ore che dura la notte, i secondi e i terzi della circonferenza della Terra, e la larghezza dell'immagine del Sole in estate con un'iscrizione verso l'estremità meridionale della linea…”.
Medaglia commemorativa, 1695.
Pianta della linea meridiana, passaggio il più vicino possibile tra i pilastri.
Tra i risultati ottenuti da Cassini, dal suo eliometro, possiamo citare: diversi valori dell'obliquità dell'eclittica, variabili da ε = 23°30'30"a 23°28'42"; un anno di 365 giorni, 5 ore, 49 minuti, un valore sufficientemente coincidente con l'anno gregoriano di 365 d 5 h 49 min 12 s da non richiedere ulteriori aggiustamenti - ha stimato la precisione nel tempo dell'anno a circa 1 minuto, che sarebbe 15 secondi in un ciclo di salto di 4 anni o 1 secondo in 60 anni. Trovò anche che le correzioni refrattive ispirate a quelle di Tycho Brahe non erano corrette per altezze maggiori di 45°, cosa che lo portò a determinare e pubblicare nuove tavole di rifrazione (il suo più importante risultato personale a San Petronio), e propose per il solare parallasse un valore massimo di 10" - valore reale: 8,8" - mentre i suoi contemporanei gli attribuivano 28". durante tutto l'anno, misure utili nella teoria del Sole.
"Il meridiano di Bologna sarà sempre il più famoso per i curiosi e importanti ricerche ivi svolte da Cassini, soprattutto nella teoria del Sole, che è alla base di tutta l'astronomia Possiamo dire che questo meridiano fu un'epoca nella storia del rinnovamento della scienza. ”.
Ai piedi dello gnomone.
Agli equinozi.
Al solstizio d'inverno.
Nel 1701 Francesco Bianchini e Jacques Philippe Maraldi furono incaricati da papa Clemente XI di disegnare una meridiana nella Basilica di Santa Maria degli Angeli e dei Martiri . “Sarà uno dei più grandi e belli che abbiamo realizzato, ed è sicuramente il più ornato, il più ricco di tutti. ".
Il meridiano Bianchini è discusso sulla pagina Wiki della basilica. Qui verranno fornite solo alcune informazioni aggiuntive.
La meridiana è realizzata sui principi che Cassini aveva indicato nella descrizione di quella di Bologna. La sua particolarità è quella di avere due gnomoni, uno a sud e l'altro a nord.
Lo gnomone meridionale, posto ad un'altezza di 20,3 m, permette di tracciare la linea meridiana detta “linea Clementina” con una lunghezza di 45 metri. Verrà verificato nell'orientamento da un segnale corrispondente al mezzogiorno solare proveniente da un altro meridiano tracciato da Cassini nella chiesa di San Marco .
Sulla linea Clementina abbiamo visto, all'origine, i segni dello zodiaco, le scale per le tangenti, le lunghezze dei giorni, i momenti reali degli equinozi riportati sui regoli posti ai lati del punto equinoziale. Vicino alla linea, stelle di bronzo materializzavano i percorsi diurni delle stelle principali come Arturo e Sirio che rimangono solo oggi ...
Lo gnomone nord, allineato sul meridiano, si trova a 24,39 m di altezza. Lascia passare i raggi delle stelle circumpolari e Polaris - la stella polare. Bianchini materializzò al suolo “le orbite della stella polare nei prossimi 800 anni” mediante ellissi corrispondenti alla precessione degli equinozi .
45 metri di lunghezza.
Lo gnomone meridionale.
Le ellissi del Polare.
L'uso del meridiano ha permesso di ottenere numerosi risultati, tra cui i seguenti:
Con lo gnomone nord e la stella polare, Bianchini determina la latitudine della basilica, cioè 41°54'27”, valore corretto della rifrazione; sottolinea che il momento della mezzanotte, corrispondente al passaggio del Polare sulla linea, può essere definito con precisione, dato prezioso per gli ecclesiastici!
Per l'obliquità dell'eclittica, trova, nel 1703, 23°28'25", risultato corretto e forse indipendente dal meridiano; per la durata dell'anno trova 365 d 5 h 49 min 1 s (cioè 11 s in meno del valore gregoriano); per la lunazione media, va d'accordo al centesimo di secondo più vicino con Grégoire ( sic ) che aveva adottato 29 d 12 h 44 min 3.11 s. Le osservazioni fatte, che coprono un quarto di secolo, saranno pubblicate in seguito da Manfredi .
Nel 1671, Jean Dominique Cassini, che stabilì la grande meridiana di Bologna, arrivò a Parigi, invitato da Colbert . Sogna di costruire un'enorme meridiana nel nuovo osservatorio in costruzione: "Consentirebbe di seguire il percorso quotidiano dell'immagine del sole e anche di osservare le variazioni che vi possono generare le rifrazioni". L'architetto Claude Perrault gli rifiutò questo vasto progetto.
All'Osservatorio di ParigiCassini si accontenterà di una grande chaise longue. Aiutato da Jean Picard e Philippe de La Hire astronomi della Accademia delle Scienze , verrà tracciata, 1680, al secondo piano del Royal Observatory e il 1 ° maggio 1682 è venuto il re "non impostare l'orologio. "
In origine l'oculare era a 10,17 m da terra, ma l'immagine del Sole si stava formando sulla parete nord al solstizio d'inverno; viene poi installato un secondo oculare, un po' più in basso, a 9,94 m e vi si potrebbero collocare lenti obiettive da servire nelle varie stagioni dell'anno migliorando la nitidezza dell'immagine solare. La lunghezza della linea raggiunge quasi i 32 metri. Cassini I st ci farà osservazioni fino al 1710, in particolare per determinare l'obliquità dell'eclittica.
Nel 1729, il figlio del grande Cassini, Jacques Cassini , detto Cassini II, prese possesso della meridiana, la controllò, la rivestì di marmo e la circondò con le iscrizioni necessarie per l'operazione e l'abbellimento:
L'altezza dello gnomone, verificata nel 1984, è di 9 937 m , la lunghezza della linea - tracciata con il metodo delle quote corrispondenti - è determinata con precisione a 31,727 m . La sua precisione angolare fu verificata da La Caille nel 1743: declina quindi di 12" verso est, risultato ottenuto da sedici osservazioni. Trentadue righelli di ottone la cui lunghezza è un decimo dell'altezza dello gnomone materializzano la linea. Lastre di marmo bianco della stessa lunghezza circondano la linea. Sul lato orientale c'è una scala della "tangente [s] della distanza dal sole allo zenit" e sul lato occidentale i "gradi e minuti dell'altezza meridiana del sole" Vi sono sapientemente collocate le figure dello zodiaco, incise su altre lastre di marmo.
Lo scopo astronomico del meridiano era osservare l'obliquità dell'eclittica. Jacques Cassini lo trovò, nel 1730, pari a 23°28'20", valore che raffrontò a quello del padre ottenuto nel 1671. Trovò una diminuzione di 27" in 60 anni, ovvero 45" per secolo, rispetto a il suo attuale valore medio secolare di 46,85”. Ma, non volendo contraddire il padre che trovava costante l'obliquità dell'eclittica, non formalizzava il suo risultato.
Osservatore assiduo, dà anche una lunga serie di equinozi osservati a Parigi; per l'anno solare medio, propone valori compresi tra 365 d 5 h 48 min 47 s e 365 d 5 h 48 min 52 s.
Nella stanza, ogni giorno veniva regolato un orologio dei secondi sul passaggio del Sole al meridiano. Era il punto di riferimento temporale del tempo; serviva quindi come riferimento per la collocazione dei quarti di cerchio dell'Osservatorio nel piano meridiano.
Il meridiano, verificato nel 1984 da professionisti, sarà verificato anche in seguito - nel 2011-2012 - e in modo più attuale da Pascal Descamps, astronomo dell'IMCCE dell'Osservatorio.
Alla chiesa di Saint-SulpiceNel 1743, l'astronomo Pierre Charles Le Monnier fece disegnare a Claude Langlois, ingegnere delle gallerie del Louvre , una meridiana con un obelisco che era "tanto notevole per la sua precisione quanto per la bellezza dei marmi ...".
La sezione qui sviluppata è interessata solo alla parte gnomonica del meridiano di Le Monnier. Lo gnomone è infatti composto da due oculari, uno, a 25,98 m da terra, di un pollice di diametro che veniva utilizzato verso il solstizio d'inverno e gli equinozi, l'altro, installato a 24,36 m di altezza, presentava una lente convergente con un Punto focale di 80 piedi che ha permesso di studiare il punto di luce praticamente senza penombra al solstizio d'estate.
La linea meridiana a terra ha una lunghezza di 40,295 m . Una lastra di marmo situata nel luogo del solstizio d'estate reca un'iscrizione latina (vedi figura), la cui traduzione è la seguente: “Solstizio d'estate, anno 1745, per Nutazione, asse della Terra, obliquità dell'eclittica. ". Era protetto da una targa in ottone, delle stesse dimensioni, recante l'iscrizione "Obliquità della massima eclittica, 23° 28 '40"; realizzata da Claude Langlois, Ingegnere alle Galeries du Louvre, MDCCXLIV (1744).". di distanza, l'ubicazione degli equinozi è sottolineata da una lastra di ottone ellittica, 54 × 35 cm , collocata in un grande disco di involucro metallico
, all'estremità nord, la linea seguirà l'asse verticale di un obelisco di 10,72 m di altezza totale. Possiamo vedere nel punto del solstizio d'inverno il simbolo del Capricorno e più in basso i simboli dell'Acquario e del Sagittario corrispondenti alle date del 21 gennaio e del 21 novembre, date di ingresso in questi rispettivi segni Sul piedistallo dell'obelisco, in latino , lo scopo originario del meridiano “Gnomone astronomico per la determinazione dell'equinozio pasquale”. .Fnm Altre iscrizioni latine sono disponibili nell'opera di Andrée Gotteland e Georges Camus.
L'uso originario dello sponsor era quello di determinare esattamente l'ora dell'equinozio di primavera per calcolare la data di celebrazione delle festività pasquali . Questa finalità era inutile, le date degli equinozi essendo indicate nella pubblicazione annuale delle effemeridi La knowledge des temps , già dal 1779.
La lettura del tempo vero, qui secondario, ma che è interessante sottolineare, è stata data a mezzo secondo vicino al solstizio d'inverno - in questa data, l'immagine del Sole percorre due linee al secondo; con l'obiettivo, al solstizio d'estate, l'apprezzamento dell'istante di mezzogiorno avviene con la stessa risoluzione .
L'altro uso astronomico di Le Monnier riguardava principalmente i fenomeni legati al solstizio d'estate osservati utilizzando la lente a fuoco da 80 piedi: l'obliquità dell'eclittica, la sua variazione e lo studio della nutazione . Per l'obliquità dell'eclittica, nel 1744-1745, non poté osservare una variazione che non superasse 0,5" secondo Delambre, da qui il suo dubbio sulla sua variazione; tuttavia, in seguito, troverà che l'inclinazione diminuisce di 30" per secolo.
Secondo Delambre, spesso avaro di complimenti, questo meridiano offre la stessa precisione dei grandi quarti di cerchio che, nonostante tutto, soppianteranno i meridiani nella ricerca degli elementi fondamentali del movimento annuale del Sole, dal 1750.
Targa del solstizio d'estate.
Piatto con gli equinozi.
Obelisco.
Piedistallo dell'obelisco.
Nel XVIII ° secolo, alcuni grandi saloni, oltre alle loro funzioni astronomiche, saranno utilizzati per dare l'ora esatta come altri che sarà dedicato a questo unico scopo: il tempo di riferimento per la popolazione circostante. Tra questi ultimi, un tipo un po' particolare di daybed sarà utilizzato da astronomi professionisti o dilettanti illuminati: i daybed in filo metallico.
Dai il tempo di riferimentoIn Francia troviamo:
In Italia possiamo citare:
La linea meridiana.
Segni di Toro e Vergine.
segno Capricorno.
Questi meridiani "avevano per scopi civici e civili di convertire dolcemente gli italiani all'ora europea". Saranno seguiti in seguito da meridiani in cui sono state disegnate curve a forma di otto, come sarà il caso di:
In Belgio:
Nella chiesa di Sainte-Gudule a Bruxelles , Quételet ha disegnato una meridiana nel 1836. Il momento del mezzogiorno è stato annotato sull'orologio e trasmesso alla stazione di Bruxelles per essere trasmesso a tutto il regno. A quel tempo Quételet tracciò una decina di meridiani, in diverse città, per le necessità delle ferrovie belghe.
Negli osservatori, gli astronomi devono avere il tempo più esatto possibile per catturare i momenti degli eventi che osservano. Nel XVIII ° secolo, non c'è parlando orologio! Ognuno deve costruire il proprio riferimento temporale. Il riferimento temporale più preciso al momento è mezzogiorno vero dato dal metodo delle altezze corrispondenti (vedi sopra), ma la sua attuazione è lunga e richiede diversi giorni di attenzione. La soluzione consiste quindi nel tracciare un meridiano personale, con il metodo precedente, che servirà a regolare un buon pendolo di riferimento. Semplice, non distruttivo del suo ambiente e molto preciso, in questo momento verrà utilizzato un meridiano particolare, è il meridiano con filo.
C'è poca documentazione sull'argomento. Joseph-Nicolas Delisle , detto Delisle le Cadet, all'Accademia delle Scienze di Parigi, sembra essere l'unico ad aver scritto sulla costruzione di questo tipo di meridiano.
La sua sostanziale differenza, rispetto ad un classico meridiano orizzontale, è la sostituzione del tracciato della vera linea del mezzogiorno con un filo BD teso e leggermente rialzato da terra. Questo sottilissimo filo, "diversi peli [Ø < 0,1 mm ] legati uno all'estremità dell'altro", serve a definire con molta precisione gli istanti di entrata e di uscita del filo nel cono di luce solare; in questi momenti, la proiezione del filo appare o scompare dall'immagine solare illuminando un foglio bianco posto sotto il filo, in una stanza buia, ovviamente. Dalle “cime” di questi istanti deduciamo dalla loro media l'istante in cui il centro del Sole passa per il meridiano.
Da notare che, se la stanza dove si trova il meridiano è troppo piccola per riceverlo nella sua interezza, un filo HC verticale, dello stesso tipo, può svolgere la stessa funzione della porzione CK che non può essere allestita - l'immagine del Sole deve naturalmente essere ricevuta dietro quest'ultimo filo nello stesso modo di prima.
Questo tipo di meridiano è stato favorito da astronomi isolati, professionisti o dilettanti illuminati. Tra i primi possiamo citare: il meridiano di Delisle, presso l'Osservatorio di Parigi, utilizzato intorno al 1719; il Meridiano di Ercole Lelli, per ordine di Manfredi , da lui realizzato nel foyer dell'Accademia delle Scienze di Bologna e del suo osservatorio; il Meridiano Marinoni a Vienna , Austria, datato 1746; questo "filo meridiano, parte orizzontale e parte verticale... verificato da un gran numero di altezze corrispondenti non è mai stato riscontrato in errore se non di 1 so 2 s al massimo. ". Tra i dilettanti illuminati possiamo citare il caso eccezionale del cardinale de Luynes che ne fece installare almeno cinque nelle diverse residenze da lui frequentate.
Lettini da giorno contemporaneiMeridiana contemporanea (dal XX ° secolo) sono infinite, qui sono alcuni:
A Villers-sur-Mer (Calvados): meridiana orizzontale e verticale con la curva 8 è situato nella sala del meridiano di Paléospace dell'Odissea . Progettato da Denis Savoie nel 2011, è stato allestito con moderni mezzi geodetici ( giroscopio laser Gromat 2000 ) per il suo orientamento. La sua originalità consiste in una traccia della curvatura dell'inviluppo del punto di luce secondo la data che facilita la cattura dell'istante di mezzogiorno vero. Ti permette di leggere l'ora solare al secondo più vicino.
A Montbéliard : nel parco scientifico di Prés-la-rose , un gigantesco meridiano alto 40 metri chiamato " Arcipelago Vessel " impone la sua sagoma e il suo porta gnomone in un ambiente paesaggistico.
Vicino a Saint-Paul de Vence un meridiano è installato ai piedi di un palo che sostiene una scultura. Questo risultato è il risultato di una "co-creazione" che associa l'artista Jean-Marie Fondacaro e l'ingegnere Roger Torrenti per aggiungere una componente solare a un set di sculture da albero. Una "scatola meridiana" è installata ai piedi dell'albero. A mezzogiorno solare la scatola è illuminata dai raggi del sole. Gli indicatori sulla scatola indicano la posizione superiore della banda illuminata ai solstizi e agli equinozi.
Tavolo- scaphé del meridiano Montbéliard.
Meridiano ai piedi di una scultura di Jean-Marie Fondacaro
Nel 2008, Andrée Gotteland, con l'aiuto dei membri della Commissione Meridiana della SAF, ha elencato più di mille meridiani distribuiti in venticinque paesi diversi. Questo inventario non vuole essere esaustivo, ma la sua cospicua opera, citata in bibliografia, è un riferimento fondamentale.
I principali paesi in cui sono presenti la maggior parte dei meridiani sono nell'ordine:
Rango | Nazione | Numero |
---|---|---|
1 | Francia | 542 |
2 | Italia | 291 |
3 | svizzero | 38 |
4 | Germania | 26 |
5 | Gran Bretagna | 19 |
6 | Belgio | 17 |
7 | Spagna | 11 |
Nel 2012 erano 618 i meridiani elencati dalla commissione delle meridiane della Società Astronomica di Francia , ecco alcuni esempi:
FranciaNel 2008, Andrée Gotteland ne identifica quasi trecento. Eccone qualcuno in più ...
Italia: documento utilizzato come fonte per questo articolo.
Altri documenti :