La misura del tempo

Orologio a pendolo (1784). Un orologio di precisione è uno strumento indispensabile in un osservatorio astronomico, in quanto la misura del tempo (e quindi dell’angolo di rotazione della Terra rispetto alla volta celeste) permette di calcolare la relazione tra il sistema di riferimento locale (definito dal piano orizzontale e dalla direzione del meridiano) e il sistema di riferimento siderale, solidale con la volta celeste⁹.
La misura esatta del tempo permette quindi di calcolare le coordinate celesti di un astro a partire dalle coordinate misurate da uno strumento come un quadrante murale o un circolo moltiplicatore.
Inversamente, la registrazione dell’istante del passaggio di un astro al meridiano permette di determinare il tempo locale; per questo motivo gli osservatori astronomici avevano anche il compito di mantenere una precisa scala dei tempi che serviva come punto di riferimento primario per tutti gli usi scientifici e civili.
In questo esemplare di pendolo (Figura 12), opera del costruttore francese Robin, l’asta che regge il peso oscillante ha una struttura "a griglia", formata da barre di metalli diversi (ottone e ferro): la geometria della griglia era calcolata in modo che la dilatazione termica dei diversi elementi si compensasse esattamente cosicché la lunghezza dell’asta (e quindi il periodo di oscillazione) rimanesse costante al variare della temperatura.
Anche questo pendolo (attualmente situato nella sede di Merate) proviene dall’osservatorio di Antonio Cagnoli a Verona.
Le caratteristiche degli strumenti descritti qui e nella pagina Prima strumentazione sono legate al tipo di astronomia che veniva praticata all’epoca e che era incentrata (a Brera come in altri osservatori) sui campi che oggi vengono chiamati astronomia di posizione (determinazione delle coordinate geografiche), astrometria (misurazione delle coordinate di astri sulla volta celeste) e meccanica celeste (calcolo delle orbite dei pianeti e dei loro satelliti naturali).
Tutte queste misurazioni richiedevano telescopi capaci di produrre un forte ingrandimento (per poter raggiungere la risoluzione angolare necessaria per puntare con precisione gli oggetti e per risolvere astri vicini) e quindi dotati di elevata lunghezza focale¹⁰.
Al contrario non era necessario avere un diametro elevato dell’obiettivo, perchè gli oggetti osservati erano piuttosto brillanti (la quantità di luce raccolta da un telescopio è proporzionale all’area dell’obiettivo, cioè al quadrato del suo diametro).