La Cattedrale di Santa Maria del Fiore e un orologio solare unico al mondo.

Nel 1467 l'astronomo Paolo dal Pozzo Toscanelli, costruisce in Santa Maria del Fiore a Firenze un orologio solare costituito dalla sola linea meridiana, praticando un foro gnomonico nella cupola a 86 metri dal suolo; è la meridiana a camera oscura più grande del mondo.

Testimonianze astronomiche in Toscana: il grande gnomone della Cattedrale di Santa Maria del Fiore a Firenze


Piero RanfagniOsservatorio di Arcetri

Alberto RighiniUniversita` degli Studi, Dipartimento di

Astronomia e Scienze dello Spazio



Il Duomo di Firenze ospita, fin dalla sua costruzione, un grande strumento astronomico, uno gnomone che, con i suoi 90 metri di altezza, e' il piu' grande del suo genere e che, con alterne vicende, e' stato utilizzato in programmi scientifici per oltre 300 anni.

Uno gnomone, e' un palo, una colonna, un obelisco la cui ombra permette di misurare la posizione del Sole in cielo. Lo gnomone, nella sua semplicita' tecnologica, e' sicuramente lo strumento astronomico piu' antico e diffuso; con esso si poterono ben presto studiare i due moti apparenti del Sole, quello diurno e quello annuo, dovuti rispettivamente ai moti reali di rotazione e rivoluzione della Terra.

Fu ben presto chiaro che l'accuratezza della misura poteva essere aumentata usando pali sempre piu' alti, cioe' aumentando l'altezza dello gnomone. Poiche' il Sole e' una sorgente estesa che sottende un angolo di circa 1/2 grado in cielo, l'ombra del vertice dello gnomone non e' nitida, ma sfuma in una penombra mal definita.

Purtroppo il contrasto tra ombra, penonmbra e superficie illuminata diminuisce rapidamente con l'aumentare dell'altezza dello gnomone e pone un serio limite all'accuratezza che, per questa via, si puo' ottenere. Il modo piu' efficace per aumentare il contrasto e' di sostituire l'ombra con la luce e cioe' di usare un foro gnomonico al posto del palo, come e' stato fatto in S. Maria del Fiore e negli altri gnomoni rinascimentali. Se il diametro del foro e' all'incirca 1/1000 dell'altezza dello gnomone si ottiene sul pavimento un'immagine abbastanza nitida del Sole, (immagine stenopeica) molto piu' luminosa della superficie circostante, ma circondata, anche in questo caso, da un alone soffuso di penombra. L'immagine stenopeica, cosi' come il vertice dell'ombra del palo si muovono continuamente da Ovest verso Est a causa del moto apparente diurno del Sole ed a questo movimento regolare si sovrappone un tremolio, sempre presente, dovuto alla turbolenza atmosferica, innescata dalle differenze di temperatura nell'aria a varie altezze, fuori e dentro l'edificio. Non c'e' modo di aumentare ulteriormente nitidezza e contrasto o di eliminare il tremolio dell'immagine se non abbandonando la semplicita' tecnologica della gnomonica e passando al telescopio. Solo nel 1700 i telescopi divengono competitivi con gli strumenti della gnomonica e si chiude allora una pagina gloriosa, iniziata qualche millennio prima; l'ultimo gnomone ad andare in pensione, scientificamente parlando, pare essere prorio quello fiorentino.