Verso l’Isola del Giorno Prima

Per sapere dove siamo, oggi, usiamo un GPS. Il GPS è un sistema apparentemente semplice, ma in realtà molto complicato. Una flotta composta da una trentina di satelliti orbita intorno alla Terra a circa 20000 km di altezza e noi, con il nostro ricevitore, agganciamo il segnale di quattro o cinque di questi satelliti, riuscendo a conoscere la nostra posizione con una precisione di pochi metri. Il GPS è il sistema di localizzazione globale più usato e noto ed è stato creato dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti per motivi militari, inizialmente. 5000 km più in alto si trova un’altra flotta di satelliti, la russa GLONASS, che permette un sistema di navigazione globale indipendente, e dal 2020 sarà attiva anche la rete Galileo, gestita dall’Agenzia Spaziale Europea.

Orientarsi è quindi molto semplice, al giorno d’oggi. Prima dei satelliti, però, come si faceva? Questa domanda era particolarmente sentita da parte di chi viaggia senza punti di riferimento, come le navi. Sulla terraferma ci sono strade, città, fiumi, montagne e persone a cui chiedere, in mare ogni direzione è uguale e, nella maggior parte dei casi, non c’è nessuno in giro per farsi dare un’indicazione.

La navigazione è stata, nei secoli, una notevole promotrice dello sviluppo scientifico, soprattutto nell’astronomia e nella geometria, ma anche in molti campi della tecnologia. La necessità di stabilire dove ci si trova, in mare aperto, ha avuto un ruolo centrale, in questo.

Per orientarsi, per molti secoli ci si è basati fondamentalmente sulle stelle. La posizione delle stelle le une rispetto alle altre non cambia nel tempo, se non lentissimamente, e per questo possiamo sfruttare la loro posizione rispetto all’orizzonte per capire dove siamo. Essere in mezzo al mare, in questo, ci aiuta: possiamo utilizzare l’orizzonte come riferimento “piatto”, per misurare l’altezza delle stelle in cielo. Con un sestante, come quello nell’immagine di copertina, possiamo misurare l’angolo tra l’orizzonte e il Sole o la Luna, per esempio. Potremmo poi misurare, con una bussola, l’angolo tra il punto all’orizzonte dove il Sole sorge e il nord, o prendere qualche riferimento costiero pur se lontano. Per risalire alla nostra posizione, avremo bisogno di più informazioni di questo tipo da combinare insieme fino a ottenere il nostro punto nave. Il gioco, alla fine, consiste nel tracciare un certo numero di curve e rette sulla carta nautica in base a quello che abbiamo misurato e cercare l’intersezione: lì ci troviamo.

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Uso del sestante per misurare l’altezza del Sole sull’orizzonte (immagine da wikimedia commons)

Per molti secoli, nessuno si è avventurato in mare aperto. Non avere nessun riferimento costiero rende infatti molto difficile conoscere la nostra longitudine. Per la latitudine, almeno in prima approssimazione, è sufficiente misurare l’altezza della Stella Polare, ma per la longitudine le cose sono più difficili: si può soltanto sfruttare la distanza apparente tra la Luna e le stelle che le stanno vicine, ma la precisione che si riesce ad ottenere è molto limitata. Quello che vediamo intorno a noi, se siamo in mare aperto e non vediamo la costa in nessuna direzione, è identico a quello che vedremmo più a est o più a ovest, soltanto a un orario diverso. Per questo nell’immagine di copertina, oltre al sestante, c’è un orologio: avendo un orologio molto preciso, potremmo misurare l’ora in cui il Sole arriva al punto più alto della sua orbita, ovvero il mezzogiorno locale. Confrontando il mezzogiorno locale con l’ora segnata dall’orologio, che avremo sincronizzato prima di partire con il mezzogiorno locale di un certo luogo di riferimento, sapremo quanto ci siamo spinti a est o a ovest.

Sembra banale, ma costruire un orologio meccanico che mantenga altissima precisione per mesi, per giunta disturbato dalle onde del mare, non è stato per niente facile. Nel 1714 il Parlamento inglese, con il Longitude Act, istituì un grosso premio per chi avesse risolto questo problema. Si dovette attendere fino al 1765 perché la metà del premio fosse assegnata a John Harrison, carpentiere dello Yorkshire che, per primo, riuscì a costruire orologi abbastanza precisi da competere con il metodo delle distanze lunari. Per intercessione del Re, nel 1773 ricevette altre 8750 sterline, ma mai la seconda metà del premio. L’uso di orologi da marina, tuttavia, divenne comune solo alla fine del XIX secolo, quando erano diventati abbastanza economici e compatti.

Una storia basata sulla ricerca del modo di misurare la longitudine è raccontata da Umberto Eco nel romanzo “L’isola del giorno prima”. Umberto Eco ci ha lasciato recentemente e con lui se ne va uno scrittore di successo oltre che a un grande studioso della semiotica, della linguistica e di altre discipline che, di solito, non metteremmo insieme alle scienze di cui parliamo sul nostro blog. Eco, tuttavia, ha sempre dimostrato un grande rispetto per le “nostre” scienze, nonché una conoscenza che molti, in ambito umanistico, preferiscono vantarsi di non avere. Questo è perfettamente in linea con la nostra visione, che si oppone da sempre allo schema delle “due culture”. In un articolo abbastanza recente ha espresso molto bene una posizione che, probabilmente, andrebbe approfondita: in Italia c’è una concezione molto rigida del Liceo Classico e del Liceo Scientifico che probabilmente andrebbe superata. Le buone menti umanistiche trarrebbero giovamento da uno studio più approfondito della matematica e delle scienze, una formazione umanistica più solida potrebbe aiutare anche gli scienziati e gli ingegneri del futuro.

In attesa che qualcosa si muova in questa direzione, mi vado a ripassare due regole per scrivere meglio, che male non fanno.

Author: Andrea Bersani

Fisico delle particelle, tecnologo all’INFN un po’ per tutte le stagioni. È molto curioso, soprattutto di cose che non gli serviranno mai sul lavoro.

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