Categoria: Astronomi e storia

Nascita dell’astronomia araba

Dopo la caduta dell’Impero Romano (476 d.C.), l’Europa dovette ad affrontare un periodo di cambiamenti socio culturali ed economici molto profondi che la traghettarono in una nuova era: il Medioevo. In questo periodo, impropriamente noto come l'”Età dei Secoli Bui”, la scienza subì una battuta d’arresto per poi rinascere all’alba del XVI secolo con il Rinascimento. Come uscì l’Europa  da questo tunnel? Chi conservò il bagaglio di conoscenze tramandate dalla cultura ellenistica per  cinque secoli?

Per trovare l’anello mancante della nostra catena che va dall’VIII secolo al XVI secolo dobbiamo volgere il nostro sguardo in Medio Oriente, Africa e Spagna; otto secoli di splendore intellettuale  chiamato ”Età dell’Oro” della cultura islamica.

Per capire il contesto che permise lo sviluppo delle conoscenze in campo astronomico è necessario sottolineare che la popolazione islamica era ricca, molto istruita e studiava l’astronomia con particolare rispetto (o riguardo). Lo studio di questa scienza era favorito principalmente da due fattori: la posizione geografica e la religione.

  • Posizione geografica: la vicinanza al mondo della cultura antica (greca) e l’influenza  dei Paesi confinanti (India, Cina e Persia) rappresentarono un ruolo chiave per lo sviluppo dell’astronomia. Nell’813, il Califfo al-Maʾmūn fondò a Baghdad la Città della Sapienza;  un’accademia dove i lavori di Tolomeo e Aristotele vennero tradotti in arabo. Vi lavorarono diversi traduttori, il più attivo fra tutti fu Thābit ibn Qurra’, famoso matematico che tradusse tra tante opere, anche un commento all’Almagesto. Oggi possiamo considerare questa istituzione come un moderno centro di ricerca. La Città della Sapienza portò alla nascita ed al perfezionamento di numerosi strumenti quali il sestante, l’astrolabio e la redazione di tabelle stellari.
  • Religione: diede un forte contributo alla fioritura dell’astronomia; il mondo islamico affrontò una serie di problemi di astronomia, connessi al computo del tempo e del calendario. Le prime comunità, infatti, sapevano che i mesi lunari son lunghi circa 29 giorni, un valore non commensurabile con la lunghezza dell’anno solare. Queste comunità conoscevano già il ciclo di Metone, ma fu il califfo Omar I (634 – 644) che, seguendo i precetti di Maometto, introdusse un calendario lunare rigoroso.

Possiamo distinguere l’astronomia islamica su due piani di studio ed approfondimento:

  • Astronomia popolare: Inizialmente l’astronomia islamica raccoglieva tutte le conoscenze provenienti dalle culture indo-persiane, priva di teoria e basata solo su ciò che poteva essere visualizzato in cielo;  era incoraggiata dalle autorità religiose che richiedevano la conoscenza di base dell’argomento per motivi pratici.
  • Astronomia matematica: essa era portata avanti con osservazioni sistematiche fatte di calcoli e formulazioni di effemeridi. Era promossa dagli studiosi ai quali si affiancava una strumentazione molto accurata e di notevoli dimensioni.
Illustrazioni delle stelle contenute in una delle mansioni lunari rivenuta in un trattato egiziano di astronomia popolare.
Illustrazioni delle stelle contenute in una delle mansioni lunari rivenuta in un trattato egiziano di astronomia popolare. Fonte: L’astronomia prima del telescopio

Si ritiene che l’astronomia islamica sia ufficiosamente nata in seguito ad un’ambasciata indiana nel 744 presso Baghdad durante il regno di al-Mansur, al quale vennero consegnati delle tavole astronomiche indiane (zīj).

zii islamico. Equazione solare (a dx) e moto medio della luna (sx). Fonte: L'astronomia prima del telescopio
zii islamico. Equazione solare (a dx) e moto medio della luna (sx). Fonte: L’astronomia prima del telescopio

Gli zīj sono i più antichi testi astronomici in lingua araba; sembra abbiano provenienza afghana. Il termine “zīj” deriva dal persiano corda e si tratta di tavole tradotte dal pahlavi e sanscrito in arabo. Di particolare importanza sono gli zīj compilati sotto il periodo del califfato al-Mansur grazie all’impegno di autori quali al-Fazārī, al-Nayrizi, Yaqub ibn Tariq ed al-Khwārizmī.

Solitamente erano costituiti da 100/150 pagine che trattavano di diversi argomenti: trigonometria, astronomia, moti del Sole, parallasse, eclissi, visibilità della Luna/pianeti, geografia ed astrologia (anche se l’islam la proibisce).

Contenevano:

  • Tavole matematiche/trigonometriche: contenevano le spiegazione sull’utilizzo del sistema sessagesimale e tabelle moltiplicative. Soluzioni a problemi di astronomia sferica riconducendoli a problemi di geometria piana come il calcolo del tempo nota dall’altezza del Sole. Inoltre introducevano per la prima volta all’uso del seno e tangente. Vengono riportati calcoli dell’obliquità terrestre pari a 23° 30’ 17’’, molto vicini a quelli attuali valore medio (23,3° +- 1,3°).
  • Effemeridi: tavole con la posizione dei pianeti. Ibn Yunus in particolare fu fra i primi a calcolare e pubblicare il valore della precessione degli equinozi con elevata precisione: 1° ogni 70 ¼ anni (il valore odierno più riportato è 1° ogni 72 anni). Contenevano anche tabelle con equazioni per il calcolo della visibilità della Luna per una serie d’intervalli di tempo; al-Khwārizmī per esempio ne compilò alcune con la latitudine di Baghdad. I musulmani ricevettero in eredità il concetto di apogeo solare fisso rispetto alle stelle fisse, ma fecero delle osservazioni e scoprirono che quest’ultimo era spostato di 15° dai tempi di Ipparco. Fu al-Bīrūnī a separare il moto di apogeo solare dal moto di precessione.
  • Coordinate stellari: tavole con le coordinate di numerose stelle in cielo corredate anche da illustrazioni delle costellazioni derivate da tradizioni ellenistiche.

Le scuole di astronomia si distinguevano in tre categorie e rispecchiavano il tipo di astronomia che vi si studiava. Erano geograficamente ben separate; la prime si trovava a Maragha (Iran) e fu fondata nel XIII secolo sotto la guida di al-Shātir,  la seconda si trovava a Damasco ed era attiva nel corso del XIV secolo; entrambe si fondavano su modelli ed osservazioni celesti.

La terza, istituita verso la fine del XII secolo, si trovava in Andalusia; quest’ultima non fu competente, in quanto retta su fedeli principi aristotelici e non ebbe alcuno sviluppo matematico. Non fu supportata neanche da basi osservative; era una scuola semplice ed, astronomicamente parlando, di secondo livello.

Dopo il X secolo si svilupparono anche molte altre scuole regionali (Yemen, Siria, …) gestite autonomamente da altri astronomi.

Riferimenti

  • L’astronomia prima del telescopio. Edizioni Dedalo

Il calendario degli antichi Egizi

Sin dal periodo dell’Antico Regno in Egitto (3000 – 1560 a.C.) era in vigore un calendario solare di 365 giorni: ognuno di trenta giorni (12 x 30 = 360 giorni) a cui erano aggiunti 5 giorni epagomeni (supplementari) alla fine dell’anno. Dato che gli egiziani erano un popolo dedito all’agricoltura, il calendario solare assumeva un  ruolo di enorme importanza; le inondazioni annuali del Nilo  erano  gli eventi più attesi perché  portavano ricchezza e benessere.

L’anno era raggruppato in tre stagioni con i seguenti nomi:

  • Inondazione (Akhit) composto dai seguenti mesi: Thot, Phaophi, Athyr  e Choiak.
  • Primavera o semina (Perit) composto dai seguenti mesi: Tybi, Mecheir, Phamenoth e Pharmuthi.
  • Raccolto (Shemu) composto dai seguenti mesi: Pachon, Payni, Epiphi e Mesore.

Ogni stagione durava quattro mesi (tetrameni) ed il mese era diviso in tre decadi di 10 giorni l’uno. Ad eccezione dei giorni epagomeni ad ogni decade corrispondeva una divinità (36 in totale).

Il capodanno era celebrato in seguito alla levata eliaca di una stella di riferimento, ovvero il primo giorno di visibilità, ad occhio nudo, dell’oggetto in occasione del sorgere del Sole. L’immagine di sotto (creata con Stellarium) mostra un esempio della levata eliaca  di Sirio (una stella molto nota agli egizi) che si trova pochi gradi sotto il Sole.

Levata eliaca di Siro (nel mirino) – Giugno 2600 a.C.

La stella di riferimento non era sempre la stessa, dipendeva dal periodo storico. Dal 2100 a.C. fu, ad esempio, Sirio, precedentemente era α Colomba. Da questa considerazione deriva che il capodanno coincideva solo occasionalmente con la levata eliaca di Sirio, stella dedicata alla divinità Sothis, (all’epoca dopo il solstizio d’estate) e che avanzava di un giorno ogni 4 anni, scarto  fra anno calendariale egiziano e anno tropico.

Il primo mese dell’anno portava il nome di Thot.

Nel giro di quattro anni il capodanno sarebbe sorto il 2 Thot, e dopo 4 anni il 3 Thot e così via; l’anno civile si sarebbe quindi accordato con le piene del Nilo solo per brevi periodi, tuttavia il fenomeno continuò a rimanere in fase con l’anno tropico.

Gli egiziani inizialmente non si premunirono correggere l’errore con altre intercalazioni ed ottennero un così un anno vago.

Nel giro di 1461 anni (4 x 365d  + 1) si ritornava al punto iniziale con la levata eliaca della stessa stella di riferimento: si chiudeva un ciclo noto come ciclo di Sothis.

Gli egizi sapevano che la vera durata dell’anno era di circa 365 giorni e 6 ore e che questo calendario era inesatto; nonostante ciò lo adottarono per uso civile perché era semplice e non cercarono di imporre un accordo con l’anno tropico.

Solo in seguito, durante il regno di Tolomeo II (238 a.C.) per introdurre una correzione fra anno civile ed anno tropico venne emanato l’editto di Canopo con il quale si introdusse un giorno in più ogni quattro anni (anno bisestile). L’editto però non fu sempre applicato con regolarità; bisognerà attendere la conquista dell’Egitto da parte dei Romani al tempo di Augusto che impose l’anno giuliano e l’aggiunta del giorno in più alla fine dell’anno.

Il calendario basato sul ciclo delle stagioni non era l’unico utilizzato: esistevano calendari , in uso per le celebrazioni religiose, basati sulla durata del mese lunare (lunazione) e calendari basati su cicli differenti.

Gli egiziani avevano notato che 25 anni egizi corrispondevano a 309 mesi sinodici chiamato periodo Api; infatti:

25 anni vaghi x 365d = 9125d  

e

309 mesi sinodici x 29,530588d = 9124,95d 

Dopo 25 anni le stesse fasi lunari si verificavano negli stessi giorni dell’anno con uno scarto di 1 giorno ogni 500 anni; tale scarto veniva corretto dai sacerdoti ogni 500 anni e questa periodicità costituiva il periodo Fenice.

Un secondo ciclo di 30 anni legato alla levata eliaca di  Sirio prendeva in considerazione 371 mesi sinodici, dopo il quale le stesse fasi lunari si ripetono negli stessi giorni dell’anno di Sirio e la Luna si troverà nello stesso luogo di 30 anni prima; infatti:

371 mesi sinodici x 29,530588d = 10955,8

30 anni di Sirio x 365,25d = 10957,50d  

Bibliografia

  • Ritmi del Tempo. Astronomia e calendari. Emilie Biemont, Zanichelli Editore

Cicli presenti in un calendario

Un metodo spesso usato nell’antichità, dai babilonesi ai greci, come base per la datazione degli eventi si basava sull’osservazione delle eclissi solari e lunari; dal punto di vista calendariale le eclissi hanno il vantaggio che il momento centrale fissa con precisione la Luna nuova (eclissi di Sole) o la Luna piena (eclissi di Luna). Ciò serviva per profilare meglio i valori di durata del mese e quindi la definizione di un calendario; ecco un breve elenco di cicli alcuni caduti in disuso mentre altri sono tuttora usati nei calendari più diffusi.

  • Ciclo di Metone (ciclo lunare): nel 432 a.C. Metone ipotizzò un ciclo formato da 6940 giorni distribuiti in 235 mesi lunari (19 anni solari). Egli calcolò che le fasi della Luna si ripetevano identiche nelle stesse date degli stessi mesi. Si trattava di 19 anni composti da 365 d 5/19 (365,264 giorni ciascuno) calcolati a partire dal 27 giugno 431 a.C. Tale ciclo corrisponde a 6940 giorni, oppure 235 lunazione di 29,532 giorni ciascuna; al termine del ciclo rimaneva comunque uno scarto di 8 ore circa sulla Luna e 10 ore circa sul Sole. Le durate degli anni che costituiscono il ciclo sono i seguenti:
Numero di anniDurata
Sette anni354 giorni
Cinque anni355 giorni
Un anno383 giorni
Sei anni384 giorni
  • Ottaeteride: un ciclo di 8 anni con 5 anni ordinari di 354 giorni e da 3 anni intercalare di 13 mesi usato dagli antichi greci.
  • Ciclo di Callippo: L’astronomo greco propose un miglioramento al ciclo di Metone moltiplicandolo per 4 e considerando un periodo complessivo di 76 anni. Alla fine del ciclo il calendario era in accordo con il Sole ma ritardava di 5 ore circa sulla Luna.
  • Indizione romana: un ciclo di 15 anni che nell’epoca romana veniva considerato per la riscossione di un’imposta straordinaria Alcuni storici la fanno risalire a Augusto e Cesare.
  • Giorno Giuliano (JD): Come abbiamo visto qui, il JD costituisce un datario unificato usato in astronomia per confrontare giorni di calendari differenti ed avere una base di confronto fra date di calendari diversi. Venne introdotto da Scaligero. Nel XVI secolo Giuseppe Scaligero (1583) volle introdurre un’epoca iniziale in sostituzione delle date negative; egli utilizzò la combinazione di tre cicli: ciclo solare S, il numero d’oro G (periodo dopo il quale le fasi lunari si ripetono approssimativamente sulle stesse date del calendario) e l’indizione romana I.
    Scaligero associò ad ogni anno una tupla (S, G, I) dove ognuno dei termini può assumere i seguenti valori:

Codice cicloIntervallo di valori ammissibili
S[1 … 28]
G[1 … 19]
I[1 … 15]
  • Notò quindi una combinazione si sarebbe ripetuta ogni 7980 anni e lo chiamò periodo giuliano. Dato che 1 a.C. corrisponde alla terna (9, 1, 3) tornando indietro negli anni capì che la terna (1, 1, 1) capitava nel 4713 a.C. (-4712) ovvero il primo anno giuliano.
  • Giorno giuliano modificato (MJD):   E’ il giorno giuliano modificato che si ottiene sottraendo il valore 2400000,5 dal numero di giorni del periodo giuliano; il riferimento è il 17 novembre 1858 alle ore 00:00 TU. E’ stato ufficializzato dall’UAI nel 1973.
  • Ciclo solare: E’ un ciclo di 28 anni, ovvero 365,25 x 28 = 7 x 1461 che corrisponde all’intervallo di tempo necessario affinché gli stessi giorni della settimana coincidono con gli stessi giorni dell’anno calendario gregoriano. Questo ciclo solare non ha nulla a che vedere con il ciclo di l’attività solare della nostra stella.

Un commento a parte va fatto per la divisione dell’anno in settimane. L’origine del carattere sacro della settimana va ricercato probabilmente legato al numero dei giorni delle fasi lunari; si ritiene fu adottata in antichità dai Caldei e furono poi i babilonesi a dare ai giorni della settimana i nomi dei pianeti conosciuti. Anche gli ebrei adottarono la settimana nel loro calendario ma i giorni della settimana non avevano nomi, solo l’ultimo veniva chiamato “shabbat” (sabato).

I romani invece usavano un ciclo di otto giorni ognuno identificato da una lettera nundinale da A ad H. Ogni lettera era associata ad un’attività pubblica/privata oppure a feste religiosi: ad esempio N indicavano i giorni ‘sfortunati’ per gli affari. L’ottavo giorno indicava i giorni di mercato.

In seguito, durante il periodo di Augusto, la durata della settimana a Roma diventò di sette giorni.