di Massimo Fantin 2005
Introduzione
Gli astrolabi erano degli strumenti usati nel medioevo che permettevano di determinare l'ora solare misurando, di giorno l'altezza sull'orizzonte del sole e, di notte di una stella conosciuta.
L'astrolabio contiene una mappa circolare del firmamento (rete) che ruota intorno al polo nord, su di un piano celeste graduato , corrispondente
alla visuale della latitudine dell'osservatore ( detto timpano), a seconda della
latitudine si cambiava il timpano. Queste due parti sono inserite in
una "mater", contenitore circolare con una scannellatura in
alto in modo da tenere fermo il timpano, la rete può ruotare intorno
ad una perno bloccato da un cuneo.
Sopra alla rete si trova il regolo,
ruotante anch'esso attorno al perno. Nella parte posteriore dell'astrolabio in
genere è presente l'alidada che ruota su una scala graduata e serve per misurare
l'altezza dei corpi celesti. La rete, è formata da una struttura
metallica con diverse punte, ogni punta è in corrispondenza di una
stella nota, mentre le posizioni del sole viene indicata su di una
circonferenza eccentrica che rappresentava l'eclittica, ovvero il
percorso del sole nel corso dell'anno.
Per determinare l'ora si misura l'altezza di una stella conosciuta con l'alidada, si cerca la punta, nella rete corrispondente nell'astrolabio, si ruota la rete fino a che la linea del timpano corrispondente all'altezza misurata si trova sulla stella, mediante l'alida si misura la distanza angolare tra il sole a mezzogiorno, e la stella prescelta, per questo ci si serve di una scala graduata sul bordo della rete.
La stessa operazione si possono fare di giorno misurando l'altezza del sole e facendo corrispondere la posizione del sole sull'eclittica corrispondente al giorno nel quale ci si trovava con la linea dell'altezza e misurando l'angolo tra la posizione del sole a mezzogiorno e quella nel momento misurato.
L'astrolabio che ho realizzato possiede tutte le caratteristiche di un astrolabio antico, anche se sono presenti alcune modifiche che ne migliorano l'utilizzo e lo rendono più preciso. Ho reso mobile il timpano e lasciato fissa la rete con le stelle, è una differenza tecnica che non si poteva fare con gli strumenti antichi, metallici e non trasparenti. La mobilità del timpano permette anche di adattarsi alle diverse latitudine senza doverlo sostituire. Inoltre per leggere l'ora ho inserito una ulteriore scala, variabile a seconda della latitudine dell'osservatore che permette, una volta posizionata, leggere direttamente l'ora convenzionale locale.
Tutte le variazioni dell'astrolabio si fanno con il mouse:
Comandi del programma di simulazione: si possono trascinare con il mouse:
Il centro dell'astrolabio per poterlo muovere nella posizione più favorevole alla lettura, trascinandolo in questo modo non si altera alcun parametro..
Il punto Zenit per modificare la latitudine del punto di osservazione astronomica. Durante lo spostamento viene visualizzato il valore in gradi della latitudine.
Il timpano, il reticolato blu, che racchiude la porzione di cielo visibile in quel dato momento dall'osservatore, si trascina con il mouse l'asse di simmetria Nord Sud ( Meridiano ). La rotazione del timpano corrisponde alla rotazione del firmamento , Sole compreso , pertanto ruotando il timpano si modifica l'ora del giorno, che si legge nella scala esterna verde, che a sua volta deve essere posizionata a seconda della latitudine dell'osservatore ( vedi 5 ).
La posizione del sole e in corrispondenza il giorno dell'anno, che viene scritto vicino al Sole.
La correzione dell'ora convenzionale: La scala graduata verde che permette, una volta
posizionata la correzione in corrispondenza della propria longitudine, di
poter leggere direttamente l'ora convenzionale del luogo dell'osservatore.
Per sapere di quanto deve essere regolata la scala verde in base alla
latitudine occorre sapere l'angolo tra l'osservatore e il meridiano medio
del proprio fuso, Se l'osservatore si trova ad ovest del meridiano medio del
proprio fuso si dovranno aggiungere tanti minuti quanto l'angolo in gradi
diviso per quattro ( un ora corrisponde ad un angolo di 15° quindi ogni 4
minuti il sole si muove di 1°) , rispetto alla scala blu (sulla quale si
legge sempre l'ora solare vera del punto di osservazione)
Esempio: la longitudine di Bologna è di 3,65° a ovest
rispetto al meridiano medio del fuso, come si può leggere su una carta
geografica, pertanto 3,65*4 = 14,6 minuti. Conclusione: Per poter
leggere l'ora convenzionale invernale (per quella estiva occorre aggiungere
anche l'ora legale) bisogna spostare la scala verde in modo che quando su
dei essa leggiamo 13 h 15m la scala blu sia su 13h. Lo stesso vale per tutte
le altre ore.
Il nome delle stelle si ottiene cliccando su una data stella, in alcuni casi compare anche il nome comune.
Inoltre i tre tasti in alto permettono di ingrandire o rimpicciolire il tutto e, in caso di difficoltà riposizionarlo al centro.
Uso dell'astrolabio. L'astrolabio può essere usato per molti scopi perché permette di visualizzare la posizione del sole, e delle stelle in un qualsiasi momento dell'anno
Nell'astrolabio sono rappresentate le posizioni della 150 stelle
più luminose del firmamento, stelle generalmente visibili anche in città,
con condizioni di luminosità non particolarmente favorevoli, ( in
condizioni particolarmente ottimali, lontano dalle luci della città e in
notti senza luna sono visibili a occhio nudo non più di 1500 stelle, nel corso
dell'anno)
Inoltre è rappresentata la posizione del sole nel corso
dell'anno. La posizione del sole tiene conto dell'ellitticità dell'orbita
e = 0.017 e della diversa velocità assunta dal Sole nel percorrere la sua
orbita, Questo, assieme al fatto che l'asse di rotazione terrestre è inclinato
di 23,5°, mantenendosi parallelo a sé stesso ( non si tiene conto della
precessione degli equinozi) fa si che il sole raggiunga il
meridiano in ore diverse durante il corso dell'anno, questo spiega il fatto che
il sole in genere non è allineato con il mezzogiorno. La correzione dell'ellitticità
viene realizzata mediante aggiungendo all'angolo che il sole avrebbe
percorso se si fosse mosso di moto circolare b
il doppio dell' eccentricità per il seno dell'angolo stesso
b :
in formula b ¬ b
+ 2 e sen b . Beta va misurato dalla posizione del
perielio che attualmente avviene il 2 gennaio.
Il Reticolato blu: il Timpano è formato da due serie di linee curve che permettono di leggere l'altezza e lo zenit di un corpo celeste che si trovi in posizione utile per essere osservato. L'altezza va da 0 per i punti che l'osservatore vede all'orizzonte fino a 90° , Anche la misura dello Zenit, si legge mediante una serie di linee distanziate di 15°.
Esempi di usi dell'astrolabio:
1) Calcolo dell' alba, del tramonto e del passaggio al meridiano
in un dato giorno in una data località ( mezzogiorno solare vero ): si
posiziona il sole nel giorno prescelto (4) , si seleziona la latitudine (2) e si
posiziona la scala verde dell'orologio a seconda della longitudine (5). Le
precedenti operazioni sono sempre necessarie per posizionare l'astrolabio in
modo da essere correttamente utilizzato.
Si trascina il timpano (3) fino a che il sole non si trova nella
posizione prescelta: per l'alba sul lato est della curva di altezza zero
(orizzonte), per il tramonto sul lato ovest, e per il mezzogiorno solare vero
sul meridiano (retta Nord Sud) si legge l'ora nella scala verde in
corrispondenza dell'indice blu.
2) Levata, passaggio al meridiano e tramonto di una stella vista da una data località : si procede come per il sole ponendo la stella, sul lato est per la levata , sul meridiano o sul lato ovest per il suo tramonto.
3) Misura dell'ora, conoscendo l'altezza del sole o di una stella nota e il giorno dell'anno: Si posiziona il sole nel giorno nel quale si misura l'altezza, si selezionano la latitudine e la longitudine come sempre. si posiziona il sole o la stella in modo che dal timpano blu risulti l'altezza misurata. in generale ci sono due possibili posizioni del meridiano per ciascuna altezza, tuttavia è facile sapere se il sole o la stella ha già raggiunto la sua massima altezza, o che è lo stesso se è già passata sul meridiano. Per il sole se è mattina, si posizionerà il timpano in modo che si trovi a est del meridiano, viceversa si posiziona a ovest.
4) Utilizzare l'astrolabio per individuate la posizione di una determinata stella in una data ora: Si sistema l'astrolabio come al solito e si ruota il timpano fino a quando l'orologio verde segna l'ora prescelta al quel punto mediante il reticolato del timpano si puo leggere l'altezza e l'azimut della stella.
di MassimoFantin