technika
Autor: Andrzej Hołdys | dodano: 2018-12-19
W samo południe

Fot. Antonio Gravante/Shutterstock.com

W 1582 r. z kalendarza wykreślono 10 dni. Po czwartku 4 października nastąpił piątek 15 października. Skrócenie roku było konieczne, ponieważ stary kalendarz przestawał nadążać za słońcem. Astronomowie mogli dokonać takiej korekty dzięki… małym otworom nawiercanym w ścianach wysokich kościołów.

Każdego roku w wybrane dni czerwca szczęśliwcy, którzy wcześniej dokonali rezerwacji, mogą uczestniczyć w niezwykłym wydarzeniu rozgrywającym się we wnętrzu wspaniałej katedry Santa Maria del Fiore we Florencji. Pod jej olbrzymią kopułą, wzniesioną w XV w. według projektu genialnego architekta Filippa Brunelleschiego, zbiera się ok. godziny 12:30 miejscowego czasu urzędowego tłum ludzi. Przez następną godzinę obserwują oni wędrówkę światła słonecznego padającego na marmurową podłogę kościoła. Słoneczny dysk przesuwa się powoli po posadzce, aż dociera do okrągłej płyty o średnicy mniej więcej 90 cm, znajdującej się w kaplicy św. Krzyża, na lewo od głównej nawy. Kulminacyjny moment następuje, kiedy płyta zostaje idealnie oświetlona przez okrągłą plamę słoneczną o takiej samej średnicy. W tej właśnie chwili słońce przechodzi nad lokalnym południkiem, na którym leży florencka katedra. Moment taki nazywamy południem słonecznym. Cóż, że na zegarkach zgromadzonych obserwatorów jest już po godz. 13:00? Ich zegarki są posłuszne czasowi urzędowemu, w tym przypadku – czasowi letniemu środkowoeuropejskiemu obowiązującemu we Włoszech. Czas słoneczny i czas urzędowy rzadko są ze sobą w zgodzie.

Południe słoneczne to kluczowy moment w pozornej wędrówce słońca po niebie. Wtedy znajduje się ono najwyżej. Marmurowa płytka w katedrze Santa Maria del Fiore z dokładnością do pół sekundy pokazuje tę kulminację. Wszystko jest dziełem Paola dal Pozzo Toscanellego, astronoma, matematyka i kartografa żyjącego we Florencji w XV w. Należał on do największych umysłów tamtej epoki. Zachęcał portugalskiego króla Alfonsa V do wysłania żeglarzy na zachód przez Ocean Atlantycki, twierdząc, że w ten sposób szybciej dotrą do Azji. Władca Portugalii go nie posłuchał. W podróż wyruszył dopiero Krzysztof Kolumb, który korespondował z uczonym z Florencji, aż w końcu popłynął we wskazanym przez niego kierunku. Około 1470 r. Toscanelli pojawił się w katedrze florenckiej w dość nietypowym celu. Postanowił bowiem stworzyć w niej gigantyczny zegar słoneczny. Za jego pomocą chciał wyznaczyć południe słoneczne oraz wskazać dzień przesilenia letniego, kiedy słońce góruje najwyżej w całym roku.

Otwór w kopule katedry

Zegar słoneczny kojarzy nam się z pionowym słupem lub prętem, którego cień wskazuje godzinę na poziomej tarczy z podziałką. Takie gnomony znane są od czasów starożytnych. Kilka lat temu w Dolinie Królów w Egipcie odnaleziono zegar liczący ponad 3 tys. lat. Jednak Toscanelli miał inny pomysł. W południowym oknie bębna kopuły Brunelleschiego umieścił wykonaną z brązu płytę z otworem o średnicy kilku centymetrów. Przez ten otwór światło słoneczne wpadało do wnętrza katedry, wyczarowując na jej posadzce – niczym w kamerze obskurze – obraz tarczy słonecznej. W ten sposób uczony stworzył otworkowy zegar słoneczny. Zresztą olbrzymich rozmiarów, ponieważ płyta z otworem została umieszczona na wysokości 90 m, licząc od poziomu kościelnej posadzki. Miało to znaczenie, ponieważ im wyżej znajduje się szczelina, przez którą przeciska się światło, tym pomiar jest dokładniejszy. Ale tak wysoka lokalizacja oznacza też, że plamka pojawia się na posadzce tylko wtedy, gdy słońce jest naprawdę wysoko, czyli od końca maja do końca lipca, oraz tylko przez kilka minut poprzedzających południe słoneczne i następujących zaraz po nim.

Ten zegar wciąż działa i każdy, kto znajdzie się w katedrze w odpowiednim miejscu i czasie, zobaczy przesuwającą się po posadzce tarczę słoneczną. Jednak jego wadą jest właśnie to, że nie pozwala obserwować południa słonecznego przez cały rok, w tym także podczas przesilenia zimowego oraz w dniach równonocy wiosennej i jesiennej. Dlatego otwór we florenckiej katedrze okazał się w późniejszych wiekach mało przydatny do prowadzenia całorocznych obserwacji astronomicznych. Za to chętnie wykorzystywano go w innym celu – do monitorowania stabilności samej kopuły. Skoro podczas kolejnych przesileń letnich tarcza słoneczna powracała dokładnie w to samo miejsce na posadzce, oznaczało to, że otwór nie przesunął się w tym czasie nawet o milimetr. Konstrukcja stała nieporuszona, dowodząc genialności jej twórcy.

Więcej w miesięczniku „Wiedza i Życie" nr 01/2019 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
11/2019
10/2019
Kalendarium
Listopad
13
W 1990 r. pojawiła się pierwsza strona WWW.
Warto przeczytać
Czy matematyka w szkole wydawała Ci się trudna? Nudna? Przerażająca?
A może wręcz przeciwnie uwielbiasz matematykę? Niezależnie od odpowiedzi na te pytania, "Matematyka, jakiej nie znacie" jest książką dla Ciebie.

WSPÓŁPRACUJEMY
Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Andrzej Hołdys | dodano: 2018-12-19
W samo południe

Fot. Antonio Gravante/Shutterstock.com

W 1582 r. z kalendarza wykreślono 10 dni. Po czwartku 4 października nastąpił piątek 15 października. Skrócenie roku było konieczne, ponieważ stary kalendarz przestawał nadążać za słońcem. Astronomowie mogli dokonać takiej korekty dzięki… małym otworom nawiercanym w ścianach wysokich kościołów.

Każdego roku w wybrane dni czerwca szczęśliwcy, którzy wcześniej dokonali rezerwacji, mogą uczestniczyć w niezwykłym wydarzeniu rozgrywającym się we wnętrzu wspaniałej katedry Santa Maria del Fiore we Florencji. Pod jej olbrzymią kopułą, wzniesioną w XV w. według projektu genialnego architekta Filippa Brunelleschiego, zbiera się ok. godziny 12:30 miejscowego czasu urzędowego tłum ludzi. Przez następną godzinę obserwują oni wędrówkę światła słonecznego padającego na marmurową podłogę kościoła. Słoneczny dysk przesuwa się powoli po posadzce, aż dociera do okrągłej płyty o średnicy mniej więcej 90 cm, znajdującej się w kaplicy św. Krzyża, na lewo od głównej nawy. Kulminacyjny moment następuje, kiedy płyta zostaje idealnie oświetlona przez okrągłą plamę słoneczną o takiej samej średnicy. W tej właśnie chwili słońce przechodzi nad lokalnym południkiem, na którym leży florencka katedra. Moment taki nazywamy południem słonecznym. Cóż, że na zegarkach zgromadzonych obserwatorów jest już po godz. 13:00? Ich zegarki są posłuszne czasowi urzędowemu, w tym przypadku – czasowi letniemu środkowoeuropejskiemu obowiązującemu we Włoszech. Czas słoneczny i czas urzędowy rzadko są ze sobą w zgodzie.

Południe słoneczne to kluczowy moment w pozornej wędrówce słońca po niebie. Wtedy znajduje się ono najwyżej. Marmurowa płytka w katedrze Santa Maria del Fiore z dokładnością do pół sekundy pokazuje tę kulminację. Wszystko jest dziełem Paola dal Pozzo Toscanellego, astronoma, matematyka i kartografa żyjącego we Florencji w XV w. Należał on do największych umysłów tamtej epoki. Zachęcał portugalskiego króla Alfonsa V do wysłania żeglarzy na zachód przez Ocean Atlantycki, twierdząc, że w ten sposób szybciej dotrą do Azji. Władca Portugalii go nie posłuchał. W podróż wyruszył dopiero Krzysztof Kolumb, który korespondował z uczonym z Florencji, aż w końcu popłynął we wskazanym przez niego kierunku. Około 1470 r. Toscanelli pojawił się w katedrze florenckiej w dość nietypowym celu. Postanowił bowiem stworzyć w niej gigantyczny zegar słoneczny. Za jego pomocą chciał wyznaczyć południe słoneczne oraz wskazać dzień przesilenia letniego, kiedy słońce góruje najwyżej w całym roku.

Otwór w kopule katedry

Zegar słoneczny kojarzy nam się z pionowym słupem lub prętem, którego cień wskazuje godzinę na poziomej tarczy z podziałką. Takie gnomony znane są od czasów starożytnych. Kilka lat temu w Dolinie Królów w Egipcie odnaleziono zegar liczący ponad 3 tys. lat. Jednak Toscanelli miał inny pomysł. W południowym oknie bębna kopuły Brunelleschiego umieścił wykonaną z brązu płytę z otworem o średnicy kilku centymetrów. Przez ten otwór światło słoneczne wpadało do wnętrza katedry, wyczarowując na jej posadzce – niczym w kamerze obskurze – obraz tarczy słonecznej. W ten sposób uczony stworzył otworkowy zegar słoneczny. Zresztą olbrzymich rozmiarów, ponieważ płyta z otworem została umieszczona na wysokości 90 m, licząc od poziomu kościelnej posadzki. Miało to znaczenie, ponieważ im wyżej znajduje się szczelina, przez którą przeciska się światło, tym pomiar jest dokładniejszy. Ale tak wysoka lokalizacja oznacza też, że plamka pojawia się na posadzce tylko wtedy, gdy słońce jest naprawdę wysoko, czyli od końca maja do końca lipca, oraz tylko przez kilka minut poprzedzających południe słoneczne i następujących zaraz po nim.

Ten zegar wciąż działa i każdy, kto znajdzie się w katedrze w odpowiednim miejscu i czasie, zobaczy przesuwającą się po posadzce tarczę słoneczną. Jednak jego wadą jest właśnie to, że nie pozwala obserwować południa słonecznego przez cały rok, w tym także podczas przesilenia zimowego oraz w dniach równonocy wiosennej i jesiennej. Dlatego otwór we florenckiej katedrze okazał się w późniejszych wiekach mało przydatny do prowadzenia całorocznych obserwacji astronomicznych. Za to chętnie wykorzystywano go w innym celu – do monitorowania stabilności samej kopuły. Skoro podczas kolejnych przesileń letnich tarcza słoneczna powracała dokładnie w to samo miejsce na posadzce, oznaczało to, że otwór nie przesunął się w tym czasie nawet o milimetr. Konstrukcja stała nieporuszona, dowodząc genialności jej twórcy.