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Basilica di San Petronio | La Meridiana - Basilica di San Petronio
La Basilica di San Petronio ospita la meridiana più lunga del mondo, realizzata da Domenico Cassini, essa misura 67 metri e attraversa la chiesa dal 1657.
La Meridiana
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LA MERIDIANA DELLA BASILICA DI SAN PETRONIO

1. La costruzione della Meridiana

2. Il funzionamento

3. I restauri

4. Verifiche della Meridiana: 1904-2005

1.La costruzione della Meridiana


 

Una prima Meridiana venne costruita in San Petronio da Egnazio Danti, domenicano perugino docente di matematica all’università di Bologna, nel 1576, e fu verificata poi da Giovan Battista Riccioli e Francesco Maria Grimaldi verso la metà del secolo successivo.

 

Tale linea attraversava la navata centrale e prendeva luce da un foro praticato nel punto estremo del muro che chiudeva la navata sinistra.

Lo strumento di Danti venne distrutto nel 1653 durante i lavori di allungamento della chiesa, rendendo la Meridiana inservibile. Gian Domenico Cassini, grande astronomo italiano, colse tale occasione per proporre la costruzione di un nuovo e maggiore strumento solare.

Il suo intento era quello di creare uno strumento che fosse in grado di migliore le conoscenze astronomiche condotte sino a quegli anni.

 

Cassini, anziché porre il foro nella parete come aveva fatto Danti, decise di eseguirlo alla sommità di una delle volte della navata sinistra. La linea avrebbe occupato molta parte di tale navata, concludendo il suo ultimo tratto in quella centrale.

Per far questo si doveva scegliere un punto in cui le colonne della chiesa non impedissero lo sviluppo al suolo della Linea, la quale doveva avere un obbligato percorso Nord-Sud.

 

Le colonne infatti avevano portato il Danti ad un errore di tracciatura, impedendogli di ottenere risultati precisi. Essa sarebbe passata sfiorando la prima e la seconda colonna mantenendosi interamente orizzontale da un Solstizio all’altro; la sua larghezza sarebbe stata, considerando la latitudine locale, circa due volte e mezzo l’Altezza Gnomonica.

In seguito a queste considerazioni il Cassini informò il Senato di Bologna, da cui ottenne l’approvazione ad iniziare i lavori.

 

Definita l’esatta posizione del foro sulla volta, in quel punto si cementò un blocco di marmo avente al centro una abbondante apertura, e su quel piano orizzontale si fissò una sottile piastra d’ottone nel cui centro era praticato il vero Foro.

Il suo diametro corrispondeva alla millesima parte dell’Altezza Gnomonica e fu inoltre praticata una parziale apertura del tetto per agevolare l’ingresso dei raggi solari anche nei periodi invernali.

 

Dal centro del Foro si fece scendere un sottile filo di rame attaccato ad un peso il quale arrivava in un contenitore d’acqua che serviva a smorzare le normali oscillazioni di un pendolo così lungo. Il tutto serviva per determinare sul pavimento il Punto Verticale.

Si provvide poi a determinare la precisa dimensione dello Gnomone, cioè la distanza Foro – Pavimento. Si trovò che essa corrispondeva esattamente a 1000 Pollici del Piede di Parigi, e circa 71 Piedi e 5 Pollici del Piede di Bologna (27,070 metri).

Prima del Solstizio Estivo del 1655, si preparò in perfetta orizzontalità il tratto di pavimento su cui si sarebbero in seguito proiettati i raggi solari, verificando il tutto con una serie di livellazioni d’acqua.

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In quel giorno si disegnarono sul pavimento con una matita i bordi dell’immagine che lentamente si spostava trasversalmente all’asse Nord-Sud.

Usando una speciale barra di legno come se fosse un compasso, se ne pose una estremità sul Punto Verticale, e con l’altra si trovò la minore distanza tra tale punto e il bordo che l’immagine solare aveva descritto sul pavimento, ottenendo così un secondo punto.

Usando un cavo teso allineato sui due punti si definì la direzione della precisa Linea Meridiana.

 

Volendo ottenere una perfetta linea orizzontale, sotto il cavo teso venne realizzato un canale d’acqua i cui bordi erano costruiti paralleli al liquido. Nel proseguire i lavori, nella zona occupata dal canale d’acqua si sostituì il cavo teso con una lunga linea di ferro che materializzava la Vera Linea Meridiana.

Ai suoi lati furono costruiti due diversi percorsi realizzati con piastre di marmo collocate una in testa all’altra.

Un percorso era costituito da marmi lunghi due parti centesime dell’Altezza Gnomonica con le rispettive numerazioni.

L’altro percorso era costituito da marmi lunghi quanto la tangente di ogni grado zenitale fornita dallo strumento, e cioè da 1° a 68°, con le rispettive numerazioni.

 

Esternamente alla Linea si fissarono dei marmi con i segni zodiacali riferiti alle date di proiezione. Altre piastre più piccole indicavano le ore intere del levare del Sole. La conclusione del lavoro si ebbe il 21 Dicembre, giorno del Solstizio d’Inverno, in cui si tracciò il grande ovale che disegnava al suolo l’immagine del Sole.

In tale occasione, in seguito a verifiche dimensionali, risultò che la distanza sulla Linea, tra il Punto verticale e il centro del Solstizio d’Inverno, corrispondeva alla 600.000 parte della circonferenza terrestre.

Per le eccezionali qualità di poter verificare le dimensioni del diametro apparente del Sole, il Cassini chiamò lo strumento “Eliometro”.

Con esso si poteva determinare ogni giorno l’altezza del Sole nell’istante del Mezzodì.

I risultati ottenuti con la Meridiana posero il Cassini tra i più autorevoli astronomi del suo secolo, infatti a seguito della realizzazione dello strumento da Parigi gli venne proposta la direzione dell’Osservatorio astronomico della città.

2.Il funzionamento

 

Con la Meridiana, si ottiene soltanto l’istante in cui il Sole è “in Meridie”, cioè attraversa il Meridiano Lungo. In altre parole, il momento del Mezzogiorno Vero Locale.

Lo strumento è paragonabile ad un Orologio Solare orizzontale, in cui lo Gnomone non è un’asta ma un foro posto in situazione molto elevata, da cui i raggi solari, entrando, generano un cono luminoso che proiettandosi al suolo funge da “Camera Oscura”.

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Poco prima del Mezzogiorno, quando il Sole è in grado di entrare dall’apertura, si riesce a vederne la sua immagine proiettata sul pavimento; col passare dei minuti, essa si avvicina sempre più alla Linea Meridiana.

Nell’esatto istante in cui è centrata , sono le ore 12 e coincide con la massima altezza del Sole sopra l’orizzonte.

 

La Meridiana ha due funzioni principali: la prima è di indicare il Mezzogiorno per ogni giorno dell’anno e la seconda ha una funzione goniometrica cioè i raggi solari assumono ogni giorno una diversa angolazione a Mezzodì.

Per mezzo di un semplice calcolo trigonometrico è possibile determinare il centro proiettivo dell’immagine solare per un dato giorno. Inversamente, da un punto definito sulla Linea è possibile determinare la rispettiva data.

 

Già dall’undicesimo secolo la meridiana venne utilizzata per determinare la precisa data dell’Equinozio in primaverile in vista di una futura revisione del calendario.

Tale riforma sarà possibile solo nel 1582 con Papa Gregorio XIII.

3. Restauri della Meridiana


 

Nel 1695 il Cassini soggiornò brevemente a Bologna e con il permesso del Senato di Bologna si occupò del restauro della sua Meridiana.

Egli venne assistito dal figlio Giacomo, da Domenico Guglielmini e dal tecnico Egidio Bordoni.

Lo Gnomone non si trovava più all’altezza originale e i marmi avevano perduto la stabilità iniziale.

Così misurarono lungo la linea 100 Moduli e tale lunghezza, riportata su un’asta di legno, venne utilizzata come misura dell’Altezza Gnomonica, cioè la distanza tra il Foro e pavimento.

 

Non potendo protrarre la sua permanenza a Bologna, il Cassini incaricò Guglielmini di realizzare uno speciale sestante da usarsi sulla Linea in direzione Nord, per determinare, mirando di notte alla Stella Polare, l’esatta Latitudine del luogo.

Al ricordo della grande meridiana e del suo costruttore, in quell’occasione venne coniata una medaglia celebrativa e pubblicato un volume che illustra nei dettagli le caratteristiche dello strumento astronomico.

 

Inoltre, contro il pilastro attiguo il punto iniziale della Linea, venne collocata una grande piastra di marmo per ricordare ai posteri l’importante opera del Cassini; alla sua base venne poi inserita una piastra d’ottone lunga esattamente 1 Modulo, suddiviso in più parti.

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Nel 1776 il Senato di Bologna deliberò la ricostruzione della Meridiana ormai da tempo deteriorata.

L’incarico venne affidato al grande astronomo Eustachio Zanotti. Egli considerò di rinnovare completamente lo strumento, ma di mantenerne comunque inalterate le dimensioni fondamentali stabilite dal Cassini.

 

Utilizzando gli stessi strumenti creati da Cassini, si provvide a sistemare in perfetta quota il Foro Gnomonico, portandolo anche sulla verticale di inizio della Linea.

Gli antichi marmi della Linea vennero rimossi e creato un solido fondamento per garantire nel tempo la giusta stabilità.

La linea del Cassini era costituita da due percorsi di marmo che si affiancavano alla barra metallica centrale; per rendere più stabile il lavoro si considerò di fare una sola linea di marmo larga quanto le due precedenti.

Per impedire il rapido degrado della linea metallica, essa venne costruita non di ferro come la precedente, ma con due sottili lamine d’ottone che ne racchiudevano una centrale di rame.

 

Ai lati della linea metallica si eseguirono quindi due distinte progressioni numeriche.

Sul lato Est, con partenza dal Punto Verticale, vennero incise le distanze di due moduli in due moduli, arrivando fino al modulo 250.

Sul lato Ovest, venne incisa l’ora (in cifre romane) e i minuti (in cifre arabe) dell’istante del Mezzogiorno secondo l’uso dell’Ora italiana da campanile.

 

Nei punti appropriati trovano posto anche i segni zodiacali.

La linea termina quasi contro la facciata interna della chisa, con l’incisione della proiezione solare del Solstizio Invernale del 1655 tracciata da Cassini.

La Meridiana venne inaugurata il 4 ottobre del 1776 a cui segui un libro che ne illustrava le caratteristiche.

Da quella data lo strumento non ha subito alcuna trasformazione.

4. Verifiche della Meridiana: 1904-2005


 

Nel 1904 il professore di Geodesia dell’Università di Bologna Federigo Guarducci, pubblicò una serie di rilievi condotti sulla Meridiana di San Petronio al fine di definire con precisione la qualità dello strumento

Risultò che il foro si manteneva ancora sulla verticale di inizio linea e che l’orizzontalità della medesima poteva ancora definirsi accettabile.

In occasione delle manifestazioni dell’ Anno Cassiniano tenutesi nel 2005 per ricordare i 350 anni della tracciatura della Meridiana, Giovanni Paltrinieri ha promosso una nuova verifica dello strumento, i cui risultati sono stati pubblicati sulla “Strenna Storica Bolognese 2005”.

Il dato più rilevante emerso è un notevole cedimento dell’intero impianto in direzione Nord dovuto alla subsidenza: prendendo come quota di riferimento il “Punto Verticale”, si è trovato che la piastra del Solstizio Invernale è più bassa di quasi 42 mm, contro i 7 riscontrati da Guarducci.