Costruiamo un astrolabio

Aggiornato il 21 Luglio 2021

Descrizione breve

Attività  laboratoriale per costruire un semplice astrolabio, che va bene per l’Italia e per le latitudini grossomodo tra 35 e 40° N.

Obiettivi

Attraverso la costruzione di un astrolabio semplificato, che riporta solo le costellazioni più luminose e facili da individuare, sarà  possibile imparare ad orientarsi tra le stelle, riconoscere alcune costellazioni e capire come, a seconda del periodo dell’anno e dell’orario di osservazione, cambiano le stelle e le costellazioni visibili in cielo.

Materiali

Ogni partecipante costruisce il suo astrolabio con:

• La stampa dei due fogli pdf allegati
• Due cartoncini A4
• Un fermacampione
• Colla
• Forbici
• Può essere utile un oggetto appuntito (uno stuzzicadenti o la punta di un compasso) per bucare i fogli.

È utilissimo un pc o un tablet o smartphone in cui sia installato il software Stellarium.

Informazioni preliminari

L’uomo, da sempre, osservando affascinato il cielo notturno, ha immaginato figure tra le stelle, inventando così le costellazioni: disegni immaginari, ottenuti raggruppando stelle che sono tra loro lontanissime. Popoli diversi hanno associato alle costellazioni immagini e storie diverse: divinità , eroi, animali, oggetti importanti per la propria cultura. L’astronomia moderna non riconosce alle costellazioni alcun valore scientifico, visto che le stelle di una costellazione possono essere molto distanti tra di loro, perchè lo spazio tridimensionale che contiene le stelle si proietta sulla superficie bidimensionale di una sfera immaginaria, detta sfera celeste, facendoci perdere la dimensione della distanza. Gli scienziati comunque usano le costellazioni come riferimento: l’Unione Astronomica Internazionale ha suddiviso il cielo in 88 costellazioni, con confini ben delineati, in modo che ciascun punto della sfera celeste possa appartenere ad una sola costellazione e quindi un oggetto in cielo può essere individuato indicando la costellazione in cui si trova. Inoltre come costellazioni di riferimento ha preso quelle della tradizione greco-romana e dei navigatori occidentali, che per primi hanno solcato i mari del Sud.

Noi osserviamo il cielo da Terra e, poichè i nostri occhi non sono in grado di valutare in profondità  distanze così grandi, abbiamo la sensazione che le stelle siano tutte ugualmente lontane: per questo ci pare che le stelle siano disposte su una sfera (tutti punti alla stessa distanza da noi, che siamo al centro) e si parla di sfera celeste.

Per effetto della rotazione della Terra attorno al proprio asse in direzione ovest-est, la sfera celeste sembra ruotare in direzione est-ovest (moto apparente): le stelle di notte sorgono e tramontano e sembrano spostarsi da est verso ovest.

Inoltre la Terra compie anche un moto di rivoluzione attorno al Sole, impiegando un anno circa per tornare nella stessa posizione rispetto alle stelle lontane che si trovano sullo stesso piano dell’orbita (queste sono le costellazioni dello Zodiaco): quindi, per esempio, tutti gli anni a gennaio la terra si trova (grossomodo) nello stesso punto dell’orbita e da Terra di notte (cioè guardando dalla parte opposta del Sole) possiamo vedere alcune costellazioni (i Gemelli, per esempio); al passare dei mesi la Terra si sposta lungo l’orbita e si “affaccia su zone diverse di cielo, per cui alcune costellazioni non saranno più visibili, ma ne appariranno altre.

Usando l’astrolabio che costruiremo sarà  possibile vedere come cambia il cielo mese per mese e anche in orari diversi della stessa notte.

Descrizione completa

L’astrolabio è uno strumento portatile che permette di localizzare le stelle in cielo, in una data ora di qualsiasi giorno dell’anno, per una data latitudine. Il suo nome deriva dalla parola greca “astrolabon“, unione dei due termini “astron” e “lambano” che, letteralmente, significano “prendo gli astri”. Tenendo fede al suo nome, l’astrolabio è stato lo strumento astronomico più versatile realizzato nell’antichità , molto usato per orientarsi con le stelle, soprattutto da parte dei naviganti.

La sua ideazione è attribuita a Ipparco da Nicea che era a conoscenza della tecnica della proiezione stereografica, utilizzata per la sua realizzazione. Infatti, l’astrolabio non è altro che una rappresentazione bidimensionale della sfera celeste, come vista da un osservatore ad una data latitudine. L’astrolabio semplice che costruiremo può essere usato in qualsiasi località  italiana (cioè con latitudine compresa grossomodo tra 35° e 40° N).

Passo 1

Stampate i due file pdf Astrolabio 1 (bianco e nero oppure colore) e Astrolabio 2 (bianco e nero o colore) e incollateli al cartoncino (oppure, se possibile stampate direttamente su cartoncino). Fate attenzione a mettere la colla dietro i bordi del disegno, non ai lati del foglio, altrimenti il foglio una volta tagliato si staccherà  dal cartoncino.

Ritagliate con la massima precisione possibile dal primo foglio (Astrolabio 1) il cerchio con le stelle e il pezzo a forma di “barchetta che si trova sotto al cerchio delle stelle nella stampa, che ci servirà  poi da “supporto.

Ritagliate il secondo foglio (Astrolabio 2) lungo il bordo esterno; ritagliate anche la finestra di forma un po’ ellittica al centro del foglio, in modo da ottenere un buco al centro come nella figura. È importante essere precisi nel taglio, soprattutto della finestra e della parte superiore del foglio, lungo la circonferenza (cfr. fig. 2)

Passo 2

Piegate il foglio con il buco quasi ellittico lungo la linea tratteggiata al centro, in modo da formare una sorta di taschina; incollate il supporto, cioè il pezzetto a forma di barchetta che si trovava sotto il cerchio delle stelle nel file “Astrolabio 1, all’interno della taschina in basso, lungo la piega (cfr fig. 3).

Passo 3

Osservate la taschina: sul retro c’è la legenda delle sigle che, nel cerchio delle stelle, indicano le costellazioni rappresentate. Notate che c’è una piccola croce tra Ercole e Lucertola.

Anche nel cerchio delle costellazioni, in corrispondenza della Stella Polare (UMi, Ursa Minor cioè l’Orsa Minore, che viene chiamata anche Piccolo Carro), c’è una croce. Con l’aiuto di un oggetto appuntito (lo stuzzicadenti, o la punta del compasso o una matita ¦) fate un forellino in corrispondenza delle due croci.

Inserite il fermacampione nel foro al centro del cerchio delle stelle e poi inserite il cerchio nella taschina e di nuovo il fermacampione nel foro della taschina. A questo punto aprite il fermacampione, avendo cura di non stringere troppo, in modo che il cerchio delle stelle possa ruotare facilmente. Osservate che la ruota esterna del cerchio delle stelle, su cui sono indicati i mesi e la scala graduata dei giorni, deve restare precisamente fuori dalla circonferenza superiore della taschina. Notate anche che sul pezzo di circonferenza della “taschina ci sono dei triangoli neri con dei numeri: i numeri “ che vanno da 16 all’estremità  più a destra, a 8 sulla sinistra “ rappresentano l’orario in cui si vuole osservare il cielo.

Notate che sotto i triangolini con l’orario ci sono altri numeri: sono l’orario da considerare se è in vigore l’ora legale (infatti indicano +1 rispetto all’orario nel triangolo).

Passo 4

Immaginiamo ad esempio di voler vedere quali stelle sono visibili il giorno di Natale alle ore 21: sul disco interno dell’astrolabio bisogna cercare la data del 25 dicembre e ruotare il disco in modo che questa vada in corrispondenza del triangolino con il numero 21. Le costellazioni visibili sono quelle contenute nella finestra, il bordo della finestra rappresenta l’orizzonte ed infatti lungo di esso ci sono le indicazioni dei punti cardinali: S (Sud), SO (Sud-Ovest), O (Ovest), NO (Nord-Ovest), NE (Nord-Est), E (Est), e SE (Sud-Est).  Guardando in direzione Sud ci sarà  il Toro (Tau), mentre a SE è da poco sorta la stella Sirio e il gigante Orione si trova a metà  strada tra Sud e Sud-Est. Per vedere cosa c’è sopra l’orizzonte a Nord occorre capovolgere l’astrolabio, osserveremo che l’Orsa Minore (Umi) ha il corpo sotto la Polare (dove c’è il fermacampione) con l’Orsa Maggiore (Uma) che si trova alla sua destra e sembra “arrampicarsi in cielo.

E come cambia il cielo a mezzanotte? Per saperlo basta spostare il disco delle stelle in modo che il 25 dicembre coincida con il triangolino delle ore 0 sulla taschina: l’Orsa Maggiore verso Nord (astrolabio capovolto) si trova ora più in alto ¦ è quasi a zampe all’aria! E Orione adesso di trova proprio a Sud, alto sopra l’orizzonte.

La fascia un po’ irregolare che attraversa il cerchio delle stelle è la Via Lattea, cioè la nostra galassia, ormai difficilmente visibile dalle nostre città , a causa dell’inquinamento luminoso. Notate che anche essa non ha sempre la stessa posizione rispetto all’orizzonte.

Informazioni aggiuntive

Se avete la possibilità  di scaricare il software Stellarium (su pc, tablet o smartphone), potrete vedere il cielo nelle date che selezionate e confrontarlo con quello del vostro astrolabio. Stellarium inoltre permette di visualizzare, oltre alle stelle, anche gli asterismi (i disegni stilizzati “a stecchini delle costellazioni, come nell’astrolabio che avete costruito) e anche la loro rappresentazione grafica (il disegno della figura dell’Orsa, del Gigante cacciatore Orione, ecc). La visualizzazione dei disegni può essere utile per capire come gli antichi avevano immaginato le figure e riconoscere meglio le costellazioni.

Ci sono miti e leggende bellissimi associati alle costellazioni, alcuni dei quali spiegano ciò che effettivamente si osserva in cielo. Ad esempio una versione del mito classico associa Orione, il gigante cacciatore, allo Scorpione. Racconta che la crudeltà  del cacciatore Orione nell’uccidere gli animali senza che fosse necessario aveva fatto più volte alterare Gea, la Madre Terra, che dopo molti richiami inascoltati decise di punire il cacciatore: da una spaccatura del terreno Gea fece uscire uno scorpione velenosissimo. Orione, presuntuoso, non si curò di quell’animaletto tanto piccolo, che lo punse, riducendolo dolorante e in fin di vita. Mentre si contorceva in preda al dolore, Orione capì di aver sbagliato, e siccome si pentì sinceramente, Gea decise di dargli un’altra opportunità , mandando Ofiuco, il Dio della medicina, a curarlo con i suoi medicamenti. Così Orione pentito sopravvisse e gli dei decisero di mettere i personaggi della storia in cielo sotto forma di costellazioni: ma Orione ha imparato la lezione e quindi si trova sempre dalla parte opposta dello Scorpione e di Ofiuco! Potete controllare con il vostro astrolabio: quando lo Scorpione è sopra l’orizzonte (nelle sere d’estate) Orione non è visibile; Orione si vede d’inverno per tutta la notte, quando lo Scorpione è sempre sotto l’orizzonte.

Allegati: Astrolabio 1 – versione in bianco e nero e a colori); Astrolabio 2 – versione in bianco e nero e a colori.

Ringraziamenti: grafica di Barbara Olmi