© Rodolfo Calanca, 2003

L’astronomia nel ducato estense 

tra il XVII ed il XIX secolo

PARTE 2^

di Rodolfo Calanca

3. Le origini dell’astronomia modenese

L’astronomia nel ducato estense, che raggiunse il suo apice nella prima metà del XIX secolo, ha illustri precedenti nel Seicento, in particolare grazie ad una triade di personaggi di notevolissimo rilievo scientifico e storico: il già citato Cornelio Malvasia, marchese di Bismantova e generale dell’esercito ducale estense, il ligure Giovanni Domenico Cassini, professore di astronomia all’Archiginnasio bolognese e successivamente principale astronomo dell’Observatoire parigino di Luigi XIV e, infine, a Geminiano Montanari, grande scienziato modenese della seconda metà del Seicento, filosofo e matematico aulico del duca Alfonso IV negli anni 1661-1662, amico e collaboratore sia di Cassini sia del suo munifico mecenate, Cornelio Malvasia.

Le attività astronomiche nel ducato estense delle tre grandi figure appena citate si esaurirono però nel breve periodo 1650-1662, alla morte del duca Alfonso IV.

Punti focali delle ricerche e delle osservazioni astronomiche di Cassini, Montanari e Malvasia era la specola della villa di Panzano di proprietà del marchese, che Cassini chiamava l’Italico Uraniburgo e nel suo palazzo di Modena (forse l’attuale palazzo Campori).

La specola malvasiana era sorta nel periodo compreso tra la creazione del grande osservatorio di Hevelius a Danzica e l’Observatoire parigino, però con caratteristiche tecniche ben più modeste.

Il conte bolognese Carlo Antonio Manzini, apprezzato cultore di ottica e astronomia, in un suo scritto pubblicato nel 1650, Sulla declinazione dell’ago magnetico del meridiano, dedicato a Cornelio Malvasia, non mancava di far notare, forse con un’esagerata vena adulatoria, come “nel sontuoso palazzo della villa di Panzano si fabbricassero strumenti regii per fare osservazioni celesti con spese e diligenza”.

Collocato sul torrione centrale, crollato nel 1900 per l’eccessiva quantità di grano immagazzinata, e inizialmente scarsamente dotato di strumenti astronomici, l’osservatorio ospitò, tra il dicembre 1652 e il gennaio 1653, Giovan Domenico Cassini. Nel corso di quei freddi mesi invernali, Cassini eseguì numerose osservazioni della famosa cometa apparsa da pochi giorni e, a beneficio del duca Francesco I d'Este, le faceva stampare da tipografi fatti venire da Modena con il titolo De cometa. Nella sua autobiografia Cassini lamentava il pessimo stato in cui versava la strumentazione astronomica della specola. A causa di ciò, durante le osservazioni, egli dovette limitarsi a prendere le posizioni della cometa rispetto ad alcune stelle fisse.

A contraddire in parte queste lamentele, forse non del tutto giustificate, Cassini, in un altro suo lavoro sui satelliti medicei scritto in tempi più vicini agli avvenimenti descritti, sottolinea con belle parole che, nel 1652, poté usare un buon cannocchiale di Torricelli di proprietà del marchese.

Ci soffermiamo ora sulla figura di Geminiano Montanari, uno dei maggiori ingegni scientifici modenesi d’ogni tempo.

Montanari era nato in città nel 1633 e qui compì i primi studi.  A vent’anni si recò a Firenze dove studiò giurisprudenza e nel 1656, durante un soggiorno all’estero, si laureò all’Università di Salisburgo.

A Vienna, conobbe il fiorentino Paolo del Buono, uno degli ultimi allievi di Galileo, matematico al servizio dell’imperatore, sotto la cui guida studiò matematica e astronomia, e compì esperienze sull’incompressibilità dei fluidi e numerose osservazioni astronomiche già dal 1658.

Dopo un ulteriore breve soggiorno a Firenze, caratterizzato da lunghe notti trascorse al cannocchiale in compagnia del cardinale Leopoldo de’ Medici e di alcuni membri dell’accademia del Cimento, per osservare il sistema di anelli di Saturno, la cui vera natura era da poco stata svelata da Huygens, tornò a Modena nel 1661.

Era stato chiamato a coprire la carica di filosofo e matematico del duca Alfonso IV, grazie ai buoni uffici del marchese Cornelio Malvasia. Alla morte del duca estense, avvenuta nel 1663, Montanari si trasferì a Bologna in casa del marchese, continuando gli studi e le ricerche astronomiche presso la specola di Panzano.

Nel 1662 vide la luce l’opera di Malvasia, Ephemerides Novissimae, alla quale Montanari diede un contributo sostanziale.

Nelle Ephemerides, sono di particolare rilevanza storica le notizie sul reticolo, applicato dal Montanari al fuoco di un cannocchiale e, per la prima volta nella storia dell’astronomia, utilizzato in modo sistematico nelle osservazioni planetarie.

Con questo fondamentale strumento di misura egli realizzò, tra l’altro, la sua splendida icon lunaris, allegata all’opera malvasiana, una delle più accurate e vicine al vero del XVII secolo, primo autentico esempio di selenografia scientifica. 

Poco dopo la prematura morte di Malvasia, avvenuta nel 1664, il Senato bolognese lo elesse alla cattedra di matematica dello Studio. A Bologna si trattenne per ben quattordici anni fino a quando, nel 1678, passò all’università di Padova dove, oltre alla cattedra di “astronomia e meteore”, creata espressamente per lui, ricoprì i più svariati incarichi pubblici per conto della Repubblica di Venezia. Morì in questa città il 13 ottobre 1687 all’età di soli 54 anni.

Sia a Bologna sia a Padova si dedicò, con la preziosissima collaborazione alla moglie Elisabetta Dürer, all’ottica pratica e di molatura di lenti per cannocchiali. Cassini a Parigi, che ne ricevette alcune, le impiegò con profitto nelle sue osservazioni planetarie. Così il 2 aprile 1673 scrive a Montanari:

E’ giunto finalmente l’involto in cui erano le operette di V.S. e la lente inviatami dalla Sig. Elisabetta Sua Consorte. Io la ho provata incontanente e ritrovata perfettissima. Le ne rendo grazie, accertandola, che ha avuto applauso da questi Signori Accademici, e particolarmente dal Sig. Hugenio [Christian Huygens] e Picard.

 Ancora nel XIX secolo, nell’Archivio Estense, si conservava un cannocchiale di Geminiano Montanari che recava sull’obiettivo la scritta: Geminianus Montanarius mathematicus Professor Bononiae 1676.

Francesco Bianchini, che fu allievo di Montanari, ne elogia le capacità di astronomo e dice:

dovunque il Montanari si trattenne rimangono ancora in piedi … Osservatorj Celesti ch’eressero a suo riguardo ne’ loro palazzi i più cospicui Protettori delle Scienze, e più autorevoli estimatori delle rare sue qualità [….] L’eccellentissimo Sig. Girolamo Correro in Venezia alzò con isplendidezza [l’osservatorio] e l’accompagnò con sceltissima libreria e con suppellettili preziose.

Spirito modernissimo, Montanari era straordinariamente versato nelle più disparate ricerche sperimentali, tra le quali ricordiamo quelle sui vasi comunicanti, sui vetri infrangibili e la messa a punto di fondamentali strumenti di misura (la livella diottrica, il reticolo micrometrico, il barometro, ecc.).

Pietro Riccardi, dopo avere elencato i sostanziosi contributi alle scienze del Nostro, scrive: [egli] va giustamente noverato fra i più illustri discepoli della scuola galileiana.

L’attività scientifica di Montanari spaziava in campi tra loro diversissimi, dall’idraulica all’economia, dalle prime trasfusioni di sangue alla balistica. Di notevole rilevanza i suoi studi stellari, precursori della moderna astrofisica, sopra tutti quelli riguardanti le variazioni di magnitudine della stella più luminosa nella testa della Medusa, Algol nella costellazione di Perseo, che osservò tra il 1667 e il 1670 e che trovò oscillare tra la quarta e la seconda grandezza.  Anche il padre olivetano Agostino Fabri, suo allievo a Bologna, intuendone l’importanza, scientifica e filosofica, elogiò la scoperta del maestro:

notò il Sig. Montanari Matematico di questo Nobilissimo Studio, con istupore di chi credeva inalterabili, ed eterni que’ Corpi Celesti, essere sparite gli anni addietro alcune stelle fisse dal Cielo, e principalmente due di seconda grandezza; altre ne osservò ingrandite, et altre rimpicciolite, e mostrò farsi in loro di tempo in tempo non più credute mutazioni.

Originalissime le sue ricerche sulla componente termica della radiazione lunare che così descrive:

uno specchio ustorio grande, col qual raccolti i raggi della Luna, e fatti ferire in un Termometro assai delicato di moto, si vede mostrar più gradi di calore che prima non faceva.

Le numerose ed accurate osservazioni della cometa del 1680 gli valsero il plauso di Isaac Newton che non mancò di includerle nel libro III del suo fondamentale Philosophiae Naturalis Principia Matematica, il De Mundi systemate, nel quale risolve per via grafica le orbite di questi misteriosi corpi celesti. Nei Principia il nome di Montanari ricorre almeno quindici volte.

Nell’Astrologia convinta di falso (Venezia 1685), l’opera sua più nota, dedicata al duca di Sabbioneta, egli combatte con decisione l’astrologia giudiziaria. Gli argomenti di Montanari richiamano alla mente, in perfetta sintonia d’idee, le confutazioni contenute nelle Disputationes adversus astrologiam divinatricem di Giovanni Pico della Mirandola, pubblicate duecento anni prima.

Per Montanari era un vanto affermare che, nei sedici anni d’insegnamento a Bologna,

sono sempre stato coerente nell’affermare sia in pubblico che in privato che ho sempre ritenuto l’Astrologia Giudiziaria cosa falsa e vana a guisa d’uomo che sempre l’hò creduta insussistente, e che non aveva per anco veduto ò letto ragione alcuna che mi persuadesse verisimile ciò che per vero tengono fermamente que’ tali che ci credono, e forse qualcuni di quelli che la professano, ò per dilettazione ò per altro.

Dopo questo doveroso omaggio al grande filosofo naturale modenese, torniamo alle attività legate alla scienza degli astri nel ducato estense.

Qualcosa di astronomico era stato fatto intorno al 1650, dai gesuiti Giovan Battista Riccioli e Francesco Maria Grimaldi di Bologna, che eseguirono delle triangolazioni tra la Ghirlandina e la torre degli Asinelli per rilevare la differenza di longitudine tra le due città, trovata uguale a 25’ 16”, nell’ambito delle triangolazioni geodetiche che riguardavano anche Ferrara e Ravenna.

Qualche decennio dopo, a Modena operò un astronomo e geografo di discreto valore, Gaetano Fontana, padre teatino, figlio del conte Francesco Fontana.

Ottimo osservatore, il Fontana fu tenuto in alta considerazione da Giovanni Domenico Cassini, che lo definiva tres versé dans les observations astronomiques, e ne incoraggiò la pubblicazione delle osservazioni nelle Mémoires dell’Accademia parigina.

Le osservazioni astronomiche del Fontana riguardarono principalmente l’eclisse di Sole del 23 settembre 1699, l’eclisse di Luna del 17 giugno 1704, che fu osservato solamente a Modena e a Montpellier in Francia, a causa delle nuvole che ricoprivano gran parte dell’Europa. Infine l’ultima sua osservazione pubblicata sulle Mémoires, è quella dell’eclisse di Sole del 12 maggio 1706.

Le idee sul sistema del mondo del padre teatino erano però ben lontane dalla modernità, esse si rifacevano alle opere del dottissimo anti-galileiano gesuita Giovanni Battista Riccioli del Collegio di Santa Lucia a Bologna, anche se aveva dedicato la sua Institutio, un manuale didattico di astronomia e geografia, a Cassini, per il quale nutriva una profonda ammirazione ed una sincera amicizia.

Alcune ipotesi di Fontana sulle comete, secondo il quale gli astri chiomati sono dei pianeti di una specie particolare, sollevarono l’aspra critica del canonico francese Alexandre-Guy Pingré, astronomo e storico della metà del XVIII secolo, che le giudicò, a ragione, sbagliate e risibili.

Per Fontana, infatti, le comete brillano, come le loro code, di una luminosità propria e la coda non differisce dalla testa, se non nella minor densità della materia che la costituisce.

Se la coda è sempre opposta al Sole, ciò avviene probabilmente per paura che la sua sostanza, molto rarefatta, ne sia danneggiata dai raggi solari, in altre parole, la materia della coda si ritrae, timorosa, dai raggi del Sole.

Nell’ultima parte del XVIII secolo soggiornò per qualche tempo a Modena un noto astronomo, il veronese Antonio Cagnoli (1743-1816), che ebbe la sventura di vedere distrutta la sua specola, eretta nella città natale, a causa di una cannonata durante la campagna d’Italia di Napoleone. Le sue ricerche astronomiche, molto apprezzate in Francia, gli fruttarono l’incarico per la compilazione di due articoli dell’Encyclopédie, uno sulla durata del crepuscolo, l’altro sulla luminosità del pianeta Venere.

La figura di Cagnoli, nel panorama scientifico europeo ai tempi della rivoluzione francese, è di un certo rilievo. Nato nell’isola di Zante nel 1743, a 22 anni era entrato nella pubblica amministrazione di Venezia, divenendo, poco dopo, cancelliere assistente del capitano di Bergamo e poi segretario privato dell’ambasciatore Marco Zeno. Al servizio dell’ambasciatore, ebbe incarichi presso le corti di Madrid e poi di Parigi, dove, nel 1780, iniziò ad occuparsi di astronomia: avendo fatto inopinatamente la grande metamorfosi di saltare dagli studi metafisici, morali e politici ai matematici ed astronomici.

Divenuto amico di Lalande, del quale era ammiratore ed appassionato lettore della sua Astronomie, su sollecitazione di questi, nel 1782, costruì a proprie spese un osservatorio nel centro della capitale francese.

In quegli anni parigini pubblicò un bel lavoro di matematica, Trigonometria piana e sferica, apprezzato anche dall’Accademia delle Scienze di Parigi, che ne riconobbe i notevoli caratteri di originalità.

Tornato a Verona nel 1785, costruì un nuovo osservatorio che, come abbiamo detto, fu poi abbattuto dai colpi di cannone di Napoleone. Dopo una parentesi milanese, Cagnoli arrivò a Modena dove poté lavorare tranquillamente, riuscendo a mettere ordine nelle sue osservazioni e a pubblicare un buon catalogo di 500 stelle che si affiancava a quello, apprezzato e noto a livello internazionale, costituito da 220 stelle, del padre Piazzi.

Di quest’opera, che Cagnoli, stimava tra le sue più importanti, scriveva:

ho eseguito le osservazioni [per il catalogo stellare] parte negli anni 1783, 1784 in una specola da me apprestata in Parigi, parte in un’altra, che ho eretto nella mia casa in Verona, e della quale a tal uopo principalmente mi son valuto dal 1788 al 1792.    

E’ interessante esaminare l’elenco, fornito dallo stesso Cagnoli, degli strumenti adoperati nelle osservazioni stellari per il catalogo, tutti di produzione francese. Tra questi spicca un quadrante mobile di tre piedi di raggio, armato di un cannocchiale acromatico di due pollici di apertura e uno strumento dei passaggi munito di micrometro, con cannocchiale acromatico di 28 linee d’apertura e 3.5 piedi di fuoco.

Ancora a Modena pubblicò il Trattato delle sezioni coniche, opera molto apprezzata, che si andava ad affiancare ad un suo importante lavoro di divulgazione scientifica, che ebbe numerose riedizioni, le Notizie astronomiche adattate all’uso comune. Le Notizie, caratterizzate da un’esemplare chiarezza espositiva, costituirono una delle prime opere concepite per fornire elementi di astronomia ad un ampio pubblico non specializzato.

Cagnoli, professore presso la Scuola militare ducale, nel 1807 ottenne la dispensa dall’insegnamento e si ritirò a Verona dove morì nel 1816. 

E’ indubbio che nel corso del Settecento l’astronomia modenese conobbe una profonda eclissi. L’abate Venturi, nel suo Elogio del Montanari, lamentava la totale mancanza d’interesse per la scienza del cielo nella nostra città con queste parole:

hammi preso dolore, e direi quasi dispetto, in veder come fra tante anime colte cresciute qui all’onor delle scienze, rado o niuno s’incontri nel presente secolo, e nei passati un Astronomo; parendomi la nostra indifferenza per lo studi degli Astri un’ombra, una macchia, di che gli invidi per avventura potessero morderci, ed offuscare un tal poco le glorie di questa Città rinomata.

Le sorti dell’astronomia locale segnarono finalmente una vigorosa ripresa agli inizi dell’Ottocento, grazie ad uno dei maggiori personaggi della scienza modenese d’ogni tempo: Giovanni Battista Amici, ingegno acutissimo, che rientra a pieno titolo nella nostra storia perché ideatore e costruttore di strumenti astronomici straordinari, spesso con caratteristiche assolutamente innovative.

Non ci occuperemo, in questo lavoro, se non marginalmente, dei suoi importanti contributi in altri campi.

Nato a Modena nel 1786, Amici si laureò a Bologna in ingegneria nel 1808.

Nello stesso anno, Amici aprì un laboratorio in via dei Servi e, in pochissimo tempo, la sua produzione di strumenti ottici, telescopi a riflessione e microscopi, cominciò ad imporsi all’attenzione del mondo scientifico.

Nel 1811, l’Osservatorio astronomico di Brera lo premiava con una medaglia che portava l’iscrizione: A Giambattista Amici per telescopio pari all’Herscheliano, un riflettore con specchio metallico di 17.5 cm di apertura e 2.5 metri di focale che questi aveva donato alla specola milanese.

Amici non era però di carattere accomodante. Spesso orgogliosamente rifiutava gli ordini di strumenti che non lo convincevano dal punto di vista tecnico:

Non accetto commissioni che mi tolgano la libertà di modificare a mio piacere la forma degli strumenti in tutte quelle parti che, a mio giudizio, possono essere migliorate. Se uno strumento deve portare il mio nome, io amo che sia fatto secondo quei principi che mi sembrano più perfetti.

Dai libri del suo laboratorio si desume che egli realizzò qualcosa come 10 telescopi riflettori, 10 acromatici, 100 grossi microscopi, 200 medi e piccoli, senza dimenticare le camere lucide e 150 strumenti ottici di diversa tipologia.

I suoi interessi, inizialmente rivolti ai telescopi riflettori, furono ben presto orientati alla progettazione di microscopi catadiottrici, con specchi in metallo. I suoi successivi e straordinari microscopi acromatici, dotati di obbiettivi ad immersione, prima in acqua, poi in oli di varia origine, fanno sì che oggi Amici sia universalmente riconosciuto come l’autentico fondatore della microscopia moderna.

Purtroppo non conosciamo i metodi di lavorazione utilizzati nel laboratorio di via dei Servi, i risultati però parlano chiaro: le sue realizzazioni rivaleggiavano con quelle dei migliori laboratori tedeschi.

L’attività professionale di Amici non fu limitata a quella di semplice costruttore. Non si possono infatti ignorare i suoi studi astronomici: misure di stelle doppie, planetarie e le osservazioni di eclissi anche se, indubbiamente, i risultati scientifici di maggior rilievo li conseguì in biologia e botanica microscopica.

Torniamo agli strumenti astronomici prodotti dal Nostro. Abbiamo già accennato al premio assegnatogli nel 1811 per un riflettore a specchio metallico, il maggiore allora esistente in Italia, realizzato in una lega ad alto contenuto di stagno simile allo speculum di Herschel.

La sua attività in questo settore proseguiva incessante: a Brera, qualche mese dopo, giunse un nuovo riflettore di 26 cm di apertura la [cui] vivezza delle immagini [era] affatto singolare, come riferiscono gli astronomi di quell’osservatorio.

L’anno successivo fornì due specchi alle specole di Bologna e Padova e, nel 1813, un riflettore di 30 cm e 2.6 metri di focale, con micrometro, impiegato in misure di stelle doppie.

In quegli anni giovanili, tra i suoi più fecondi, egli continuava instancabilmente a sperimentare combinazioni ottiche e meccaniche originali.

E’ del 1814 la descrizione del suo nuovo micrometro a lente bipartita, che traeva ispirazione dal micrometro obbiettivo di Dollond e che egli spinse alla massima perfezione. Dall’attenta analisi dei micrometri prodotti dai suoi concorrenti, comprese che i principali problemi che affliggevano questi strumenti risiedevano sia nell’estrema difficoltà di costruire delle lenti adatte all’impiego con i telescopi riflettori di grande diametro, sia nelle aberrazioni prodotte dalle lenti medesime, le quali rendevano indeterminati i contorni delle immagini. 

Egli modificò radicalmente il disegno della lente bipartita ed installò un suo micrometro così rinnovato su di un riflettore newtoniano di 11 pollici di apertura e 8 piedi di fuoco.

Tale micrometro era applicato alla parte esterna del cursore di supporto dello specchietto piano e l’oculare era montato in modo da conservare sempre una uguale distanza dalle semilenti:

le semilenti possono ambedue muoversi tanto a dritta che a sinistra, e le divisioni sono al di qua, come al di là dello zero, locchè è un grande vantaggio per determinare colla massima esattezza il contatto, come pure la perfetta coincidenza delle due immagini.  

Con questo dispositivo, Amici poteva stimare delle distanze angolari fino a circa 2’ 30” e per testarlo, la sera dell’8 ottobre 1814 misurò il diametro maggiore dell’anello di Saturno, trovandolo 38”.06.

Altri astronomi, che impiegavano tipi diversi di micrometro, trovarono invece valori assai discordanti: Von Zach 35”, Pound 42”, Herschel 46”.7.

Ora, noi sappiamo che quella sera il diametro dell’anello era in realtà di 38”.4, quindi Amici lo aveva determinato con una precisione assolutamente straordinaria, commettendo un errore inferiore all’1%, mentre von Zach lo stimò del 10% inferiore, Pound del 10% superiore e Herschel maggiore di ben il 20%.

Nel riportare queste misure egli si dice convinto, con piena ragione, che la sua misura non poteva essere lontana dal vero nemmeno di un minuto secondo. Questa, a mio avviso, è la limpidissima dimostrazione della straordinaria perfezione del suo micrometro e l’ennesima conferma delle sue eccezionali doti di progettista e costruttore.

Particolarmente interessante il cannocchiale acromatico presentato durante una seduta della Società Italiana delle Scienze nel 1821, la cui originalità risiede nel modo con il quale risolse il problema del cromatismo: anziché i soliti due tipi di vetro normalmente impiegati dagli ottici suoi contemporanei, il flint ed il crown, egli ottiene lo stesso effetto con un gruppo di quattro prismi di crown.

Nello stesso anno realizzò un cannocchiale iconantidiptico a raddoppiamento delle immagini, progettato per il rilevamento di precisione del passaggio di un astro al meridiano, senza dover far uso di fili tirati nel fuoco dell’oculare. Questo strumento, il cui prototipo a lenti era stato realizzato da Jeaurat nel 1778, fu notevolmente migliorato da Amici. In un primo tempo, il grande ottico modenese pensò di sostituire alle lenti gli specchi metallici, tentando la costruzione di una combinazione ottica complessa e delicata, capace di riunire in sé le caratteristiche costruttive del telescopio gregoriano e cassegrain. Abbandonò presto quest’idea a causa del facile sconcerto cui vanno soggetti [questi strumenti]. Rivolse quindi la sua attenzione ad una combinazione molto semplice, costituita da un normale obbiettivo acromatico e da un piccolo prisma isoscele rettangolo posto nel fuoco dell’oculare:

questa particolare circostanza ci permette di poter osservare le altezze o i passaggi di un astro senza il soccorso de’ fili, lo che deve tenersi per pregevolissimo vantaggio, se si considera che con questo mezzo si possono determinare le posizioni di tutti que’ corpi celesti, i quali per la debolezza della loro luce sfuggono alla vista ogni qual volta si cerca d’illuminare i fili. 

Successive sperimentazioni dello strumento ne confermarono l’eccellente precisione e la duttilità d’uso.

A dare una svolta fondamentale alla sua vita non solo professionale contribuì la serie di avvenimenti che seguirono alla breve rivoluzione del marzo del 1831, durante la quale il governo provvisorio lo nominò Prefetto alla Pubblica Istruzione. Pochi giorni dopo, però, il duca estense fece ritorno a Modena e, dopo averlo convocato a corte, perentoriamente gli fu chiesto di giustificarsi.  Amici che, di fatto, non aveva avuto il tempo di assumere la carica assegnatagli dal governo rivoluzionario, poté affermare di non aver firmato alcun documento ufficiale di accettazione dell’incarico e di non essere quindi in alcun modo politicamente compromesso.

La corte estense non prese alcun provvedimento nei suoi confronti, ma neppure si oppose quando comunicò di aver accettato la proposta di Leopoldo II per dirigere l’osservatorio di Firenze, presso il quale si trasferì pochi mesi dopo.

A Firenze, Amici portò tutte le attrezzature ed il personale del suo laboratorio modenese e continuò incessantemente a produrre importanti contributi allo sviluppo della strumentazione astronomica anche al di fuori dell’ottica tradizionale.

Giovan Battista Donati, suo allievo e successore alla carica di Direttore dell’Osservatorio, in un fondamentale studio sugli spettri stellari, illustrò un’invenzione, molto ammirata anche all’estero, che ebbe importanti applicazioni per la nascente spettroscopia stellare:

Il Prof. Amici ha immaginato di porre fra il prisma e la fenditura una piccola lente, il foco della quale corrisponde colla fenditura stessa, e quindi i raggi che partono da questa dopo aver traversato quella piccola lente vanno ad incontrare il prisma, tutti in direzioni parallele: e così si ottengono le condizioni necessarie per osservare le strie [le righe dello spettro solare].    

Proseguiva poi con la descrizione di uno spettroscopio a visione diretta nel quale il fascio luminoso non era deviato dalla direzione dell’asse ottico, semplificando così notevolmente il puntamento dell’oggetto:

[Amici] ha ora costruito un prisma che offre una grandissima dispersione senza deviare l’asse di visione: questo prisma si compone di tre prismi, due dei quali di crown-glass, che ne comprendono in mezzo un terzo di boro-silicato di piombo. Se con questo prisma si guarda direttamente una fessura o linea luminosa, la luce si vede decomposta, e lo spettro presenta le medesime strie che appariscono attraverso un prisma semplice di flint-glass.

I buoni rapporti con Ottaviano Fabrizio Mossotti, professore di meccanica celeste a Pisa e studioso di ottica, avvicinarono Amici alle nuove teorie delle aberrazioni extra-assiali che consentivano il calcolo di obbiettivi sempre più perfezionati. La teoria di Mossotti fu applicata da un suo allievo, Angelo Forti, al progetto di un obbiettivo astronomico a tre lenti incollate che fu realizzato da Amici nel suo laboratorio in un esemplare di 15 centimetri di diametro e 1.3 metri di fuoco. Le ottime prestazioni di questo complesso obbiettivo convinsero il professore pisano a pubblicare la sua fondamentale teoria sulle aberrazioni ottiche. 

L’opera sua più conosciuta del periodo fiorentino fu la realizzazione di un grande obbiettivo acromatico per l’osservatorio, divenuto noto come il grande cannocchiale di Amici. L’idea di un rifrattore acromatico che rivaleggiasse con quello di Dorpat (si veda § 2.1) era da anni nei pensieri di Amici, che però non poteva contare su vetri ottici di produzione nazionale per quest’opera, e di questo si lamentava ad ogni occasione:

manca all’Italia un genere di manifattura, che i progressi dell’ottica hanno introdotto presso le altre nazioni: la fabbricazione del flint-glass, per uso degli obbiettivi acromatici.  

Fu quindi necessario chiedere al vetraio Guinand di Parigi una fornitura di crown e flint di grandi dimensioni, vetri che giunsero a Firenze il 30 luglio 1840. Nel corso dei mesi successivi Amici ne ricavò un obbiettivo di ben 11 pollici e 16 piedi di fuoco che fu presentato alla riunione degli scienziati italiani tenutasi nel settembre del 1841, sollevando meraviglia ed ammirazione.

Per molto tempo l’obbiettivo non ebbe un’adeguata montatura e solo nel 1872, nella nuova sede dell’osservatorio ad Arcetri, trovò la sua giusta collocazione, grazie a Donati che lo dotò di una solida montatura.

Nel 1844 Amici acquistò per sé due dischi di vetro per un nuovo obbiettivo di 24 cm d’apertura e di 3.8 metri di fuoco. Vasco Ronchi, nel 1922, formulò il seguente giudizio sui due grandi obbiettivi dell’ottico modenese:

possiamo concludere che l’obbiettivo dell’osservatorio è un buon obbiettivo di 28 cm e un ottimo obbiettivo di 24 cm…, mentre per il secondo i risultati del collaudo permettono di porre l’obbiettivo fra i discreti.

Alla morte di Amici, avvenuta il 10 aprile 1863, il suo laboratorio fu rilevato da due industriali fiorentini, andando a costituire il nucleo centrale di quelle che in seguito divennero famose con il nome di Officine Galileo.   

4. La fondazione dell’Osservatorio ducale ed il periodo Bianchi (1827-1859)

La storia dell’osservatorio ducale, almeno ai suoi inizi, fu abbastanza tormentata. Dopo il periodo napoleonico, ed il ritorno a Modena degli estensi, prese corpo l’idea, appoggiata dal duca Francesco IV, di fondare una specola.

Uno dei principali promotori dell’iniziativa fu il marchese Rangoni, ministro della Pubblica Istruzione, che subito individuò la figura alla quale affidare la direzione del nuovo istituto, Giuseppe Bianchi, un giovane modenese che si era laureato a Padova in matematica nel 1813.

Il governo ducale decise di inviarlo all’Osservatorio di Brera dove si sarebbe dovuto perfezionare in astronomia sotto la guida di Barnaba Oriani. Nel frattempo l’Università aveva istituito una cattedra di astronomia teorica che fu affidata al Bianchi nel 1818.

Ritardi nella costruzione dell’osservatorio derivarono però dalla difficoltà di trovare una sede adatta.

Si discusse a lungo su dove collocare il nuovo istituto: si pensò al palazzo sede dell’Università, subito scartato perché non dava garanzie di stabilità strutturale, o di costruire un nuovo stabilimento in piazza d’armi.

Dopo aver scartato tutte le ipotesi fin lì emerse, il Duca decretò, nel 1826, di mettere a disposizione della nuova specola la parte superiore della torre di levante del suo palazzo.

I lavori, affidati all’architetto Giuseppe Soli, non erano dei più semplici: era stata giustamente esclusa la possibilità di intervenire sulla facciata esterna del palazzo, già allora considerato un capolavoro architettonico assolutamente intoccabile, ma allo stesso tempo, per rendere idonei gli ambienti, si sarebbe dovuto procedere ad una trasformazione radicale della struttura interna della torre.

L’intervento più consistente riguardava la messa in opera di una robustissima volta a sesto acuto, legata con catene, sui due muri esterni orientale ed occidentale. Sulla volta si sarebbero dovuti appoggiare i pilastri del circolo meridiano, dello strumento dei passaggi e dell’equatoriale. E, naturalmente, bisognava rifare il tetto, sostituito da un altro portante le fenditure meridiane dei due strumenti principali della specola.

Sorsero altri problemi anche a questo riguardo, dovendosi attenere alle tassative disposizioni che proibivano modifiche alla facciata del palazzo. Bianchi commentava così i lavori eseguiti:

per ciascuno dei due strumenti meridiani faceva d’uopo aprir la consueta finestra longitudinale per tutta la soffitta e ne’ muri contro il cannocchiale; affinché questo potesse mirar libero sino all’orizzonte dall’un termine all’opposto. Ma il taglio su la facciata non consentitasi; onde fu necessario innalzar il piano degli stromenti mediante il descritto arco, e si operò in maniera che il cannocchiale, collimando all’orizzonte, un poco al di sotto colla visuale radesse la cornice del torrione. In conseguenza il solo tetto venne tagliato con due fenditure parallele, che lo hanno diviso in tre parti, ciascuna sostenuta da sé superiormente, ma inferiormente legate per due lunghe travi o catene trasversali.

L’equatoriale commissionato ad Amici fu sistemato in uno stanzino quadrato a pareti di legno, cui era inscritta una fascia circolare sulla quale era appoggiato un tetto mobile emisferico rotante, con copertura in lastre di rame.

Semplice ed interessante il metodo utilizzato da Bianchi per tracciare la linea meridiana in modo da collocare correttamente gli strumenti:

io segnai questa [linea meridiana] valendomi dell’ombra di una fune fermata in alto e mantenuta verticale da un peso, conosciuto d’altronde l’istante del mezzodì sopra un orologio a secondi paragonato poco immani con quello a pendolo, che io allora teneva in mia casa e che regolava sul tempo sidereo mediante le occultazioni osservate di alcune stelle dietro la Ghirlandina.Tracciata così nel punto centrale della macchina la meridiana, le colonne degli appoggi, alla conveniente distanza fra loro, furono poste in piombo e colla faccia piana dei cuscinetti parallela all’anzidetta linea.

La presenza a Modena dell’Amici esercitò una notevole influenza sulla nascita della specola ducale. Lo stesso Bianchi, che per Amici non ebbe mai gran simpatia personale e forse neppure adeguatamente stimava la produzione ottica che usciva dal suo laboratorio, onestamente lo riconobbe in un suo scritto inedito, Le Origini dello Stabilimento:

la circostanza fortunata di essere Modena da alcuni anni in chiara fama salita per opere meccaniche di uso astronomico, quali sono i grandi ed eccellenti telescopi con somma cura eseguiti dal Sig. Professore Amici. 

In un primo tempo le autorità ducali pensarono di affidare all’Amici la costruzione di tutta la strumentazione. L’offerta fu prontamente rifiutata perché il grande ottico era a conoscenza della preferenza, chiaramente espressa dal direttore in pectore della specola, per uno strumento tedesco:

il Sig. Ingegnere Bianchi ha già esternata la sua propensione per gli strumenti di Monaco [del Reichenbach], preferirei dei quattro a piacimento fosse colà fabbricato. Così nella nostra specola esistendo un lavoro di celebre autore straniero, potrebbe questo anche essere oggetto di confronto per gli ordigni della stessa specie che in questi Stati venissero costruiti. Io mi incaricherò quindi, venendomi dato ordine positivo, della fabbricazione di tre soli degli indicati strumenti.

Amici accettò di produrre lo strumento dei passaggi ed un riflettore, ma le trattative con il governo estense, intavolate per definire i termini della commessa, proseguirono fino al 1821, segnando però ben presto il passo.

Nel frattempo, i rapporti tra Amici e Bianchi si fecero tesi, tanto che Amici, esasperato, inoltrò al rettore dell’università, Paolo Ruffini, una dichiarazione di rinuncia alla costruzione degli apparecchi, in data 6 maggio di quell’anno.

L’intervento del Duca in persona sbloccò la situazione, facendo recedere Amici dalla sua rinuncia. Ruffini fece da tramite tra le autorità e Bianchi da una parte e il grande ottico dall’altra, incoraggiando quest’ultimo a riprendere i lavori.

Nel frattempo, nel suo laboratorio, sul finire del 1821, era già iniziata la costruzione dello strumento dei passaggi e dell’equatoriale e, in quel periodo, stimolato dalle problematiche tecniche connesse a queste impegnative realizzazioni, elaborò l’idea di un dispositivo di lettura dei cerchi graduati a doppia ripetizione, che costituisce una delle sue trovate più geniali.  

Finalmente, nel 1822 fu consegnato il circolo meridiano di Reichenbach e, un paio di anni dopo, anche gli strumenti di Amici furono completati. Tutta la strumentazione scientifica trovò sistemazione nella torre del palazzo ducale, ristrutturata durante l’estate del 1827.

Qui trovò alloggio anche il laboratorio meccanico, dotato di macchine per le lavorazioni ottiche, condotto da Giuseppe Sgarbi, un valente artigiano che aveva fatto pratica nel laboratorio di Amici. 

Nella specola furono installati i seguenti strumenti:

-          Un circolo meridiano di Reichenbach

-          Uno strumento dei passaggi di Amici

-          Uno strumento equatoriale di Amici

-          Un telescopio newtoniano di Amici

-          Un cerchio moltiplicatore a riflessione di Gambery

-          Un acromatico di Dollond, con micrometro a separazione di immagini di Amici (dono di Venturi)

-          Un pendolo di Grindel (il Grindel era macchinista all’Osservatorio di Brera)

Non vi fu alcuna cerimonia inaugurale, a ricordare l’istituzione della specola si può leggere una semplice lapide posta nel salone dell’osservatorio che fissa la data del chirografo ducale: calende di febbraio 1826.  

La prima osservazione astronomica registrata dal Bianchi fu il rilevamento del tempo dell’emersione di Europa, secondo satellite di Giove, il 28 giugno 1827, per mezzo di un piccolo acromatico di Dollond.

Bianchi riprese le osservazioni nell’ottobre 1827 che proseguirono, con metodo e costanza, per tutti e 32 anni della sua direzione.

Dobbiamo però riconoscere che non si trattò mai di ricerche che oggi si definirebbero di “punta”. D’altra parte, la strumentazione di cui era dotata la specola ducale non era tecnologicamente avanzata, neanche per i tempi.

Il circolo meridiano, con il suo rifrattore di soli 4 pollici francesi (108 mm), non consentiva osservazioni di stelle di bassa luminosità e la stessa impostazione scientifica dell’osservatorio non si discostava in nulla dalla più classica astronomia di posizione, ancora dominante nella prima metà del secolo.

Bianchi era perfettamente consapevole di perseguire un filone di ricerca che non si poteva più considerare di primo piano. Nella lunga memoria nella quale presentò i primi lavori per il suo progettato catalogo stellare, ammetteva che le osservazioni visuali al telescopio sarebbero state probabilmente sostituite, in un futuro non lontano, dalla dagherrotipia:

se la Daguerrotipia potrà con pieno successo applicarsi a ricopiar le immagini luminose più tenui e sfuggevoli dei cannocchiali, ne avremo allora la più esatta e minuta descrizione del cielo stellato; ma in aspettazione di ciò non ci serve all’uopo che l’attenzione diretta e il giudizio esercitato dall’occhio.

Il catalogo di cui parlava Bianchi doveva costituire il suo contributo scientifico di maggior rilievo, con il quale intendeva riprendere ed ampliare quello di 220 stelle di riferimento compilato agli inizi del secolo dal padre Piazzi a Palermo.

Purtroppo però, nonostante la smisurata quantità di osservazioni compiute in un ventennio, tra il 1839 ed il 1859, il suo catalogo non fu mai pubblicato.

I calcoli preliminari per questo progetto lo portarono a sospettare che molte stelle elencate da Piazzi presentavano una sensibile variazione del loro annuo moto proprio, ciò quando solo da pochissimo tempo Bessel aveva annunciato un consistente moto proprio per Sirio e Procione.

Il progetto del catalogo, forse l’unico alla portata del circolo meridiano di Reichenbach, era nato dalla collaborazione con gli astronomi Cacciatore di Palermo e Carlini di Brera.

In un incontro svoltosi a Brera nell’autunno del 1838 i tre astronomi avevano concordato di dividersi il lavoro, occupandosi ciascuno di una zona di cielo: al Bianchi erano toccate le stelle circumpolari. In quell’occasione, furono anche scelte le stelle di riferimento, Altair e Procione, e l’epoca delle posizioni medie, il 1850. Alla morte del Cacciatore, nel 1841, solo Bianchi ebbe la forza di continuare, in perfetta solitudine, le osservazioni.

Dobbiamo poi rilevare che l’aver scelto la torre di levante di palazzo ducale, quale sede della specola, non si poteva ritenere una soluzione tecnicamente adeguata. Per quanto i muri dell’edificio siano straordinariamente massicci, alle fondamenta esse superano i due metri di spessore, la sua notevole altezza produce piccoli ma sensibili spostamenti laterali nella sua parte terminale, prodotti dal vento e dalle variazioni diurne della temperatura, ed era quindi inevitabile che tali effetti incidessero sulla stabilità posizionale degli strumenti astronomici ivi alloggiati. Bianchi vi dedicò un accurato studio, documentato in una memoria apparsa nel 1837.

Dopo un lungo periodo dedicato alla raccolta di misure sullo stato della struttura e degli strumenti, poté concludere che il perno occidentale del circolo meridiano di Reichenbach subiva, dalla mattina alla sera, un innalzamento di circa 5” e una rotazione in azimut da ovest verso sud di 3”. Ma anche lo strumento dei passaggi di Amici subiva uno spostamento di livello dello stesso ordine di grandezza, mentre la sua rotazione in azimut era di 9”, circa il triplo di quella del circolo meridiano. Tutte le variazioni rilevate dovevano essere opportunamente sottratte dalle misure astronomiche eseguite con questi strumenti, un lavoro tutt’altro che facile e sicuro, che indubbiamente riduceva il livello di precisione delle osservazioni.

Un grande merito di Giuseppe Bianchi fu l’introduzione nel ducato estense del sistema metrico decimale. Con un’ordinanza ducale del 2 giugno 1849 fu insediata una Commissione incaricata dell’acquisto dei campioni e degli strumenti che si avvalse della collaborazione della Società Italiana delle Scienze, con sede in Modena, nella quale Bianchi era segretario generale.

L’astronomo scrisse a Biot a Parigi incaricandolo di seguire la costruzione di tutti gli archetipi. Nella sua risposta, il grande accademico francese

proponeva che il nostro sistema delle nuove misure fondamentali dovesse comporsi di parecchi archetipi esatti e in ottone del Metro e del Chilogramma, di un Comparatore, di una Macchina per la divisione rettilinea, e di una Bilancia di precisione. 

Il Biot, consigliava di affidare la fabbricazione dei pesi e la bilancia a Deleuil, la macchina a dividere, il comparatore e i campioni metrici a Perreux e la collezione di termometri Fastrè.  Bianchi fu incaricato di recarsi a Parigi dopo che lo stesso Biot gli aveva raccomandato di far pratica con gli apparecchi in costruzione:

C’est que si vous étés chargé de diriger l’application que votre Gouvernement veut faire de ces appareils, rien ne pourra remplacer pour vous la pratique personnelle que vous aurez acquise de leur usage, et de leur valeur physique, si vous venez le étudier d’avance avec nous à Paris.   

Nel luglio del 1850, avendo ricevuto conferma che la strumentazione era pressoché completata, Bianchi si recò a Parigi, dove soggiornò due mesi. Qui fece pratica quotidiana presso le officine meccaniche di Perreaux e di Deleuil e poté frequentare, grazie ai buoni uffici di Biot, l’Accademia delle scienze.

A settembre, gli archetipi erano ormai disponibili per i controlli e le verifiche definitive, subito eseguite all’osservatorio parigino, alla presenza di Biot e di Arago. I risultati dei confronti furono verbalizzati e sottoscritti, per accettazione, da Bianchi.

Il verbale terminava con queste parole:

Le résultat général de la discussion montre que les instruments destinés au Duché de Modéne, présentent toute la précision, et la perfection d’exécution, que l’on peut obtenir, dans l’état actuel des arts mécaniques.

Il materiale, perfettamente imballato in casse piombate, fu spedito via Marsiglia e Livorno. Un errore della dogana di Marsiglia mise in profondo allarme Bianchi: le casse, infatti, non arrivarono a Livorno bensì a Genova e da qui proseguirono per Modena, dove giunsero felicemente il 7 dicembre.

In una lettera, Biot, con legittimo orgoglio, aveva rassicurato l’apprensivo astronomo sulla qualità degli archetipi:

si tout cela arrivé à bon port, vous aurez la plus parfaite, et la plus complète collection d’instruments qui ait été jamais combinée et confectionnée, pour établir un nouveau Système des Mesures. 

Il 23 gennaio 1851, Bianchi e Marianini consegnarono all’Archivio Segreto Ducale e al Ministero delle Finanze i campioni del chilogrammo e del metro, portando a felice conclusione un’incombenza assai delicata e condotta da un operoso governo e da un intelligente Ministro che sanno promovere di siffatta guisa il pubblico bene e la gloria del paese.

L’officina metrica di Modena, costituita con il compito di distribuire agli uffici pubblici i campioni metrici, fu affidata a Cesare Zoboli e, come scrive Bonacini, acquistò buona fama, tanto che il padre Angelo Secchi nel 1855 inviava a Bianchi un mezzo decimetro in platino per il campionamento e più tardi fece richiesta di un complesso di campioni costruiti nell’officina che il governo estense prontamente gli donò.

Bianchi, ricollegandosi una tradizione più che centenaria, si occupò anche di meteorologia. Suoi antesignani, in particolare per le esperienze idrostatiche, idrografiche e barometriche, erano stati Geminiano Montanari, Bernardino Ramazzini, il padre Gaetano Fontana, Antonio Vallisnieri e Domenico Corradi.

Quest’ultimo aveva iniziato delle rilevazioni pluviometriche nel periodo 1711-1724.

Già nei primi anni della sua direzione della specola, Bianchi si dotò di barometri e di igrometri e, dal 1830, iniziò la raccolta, mai interrotta, dei dati pluviometrici.

Nel 1855, in un’ampia sintesi delle sue decennali osservazioni meteorologiche, Bianchi ritenne di poter affermare che i cambiamenti del tempo e la quantità di pioggia dipendevano in larga misura dalla posizione della Luna relativamente al Sole e che il tempo, dal buono e sereno al cattivo, si mantiene per alcun giorno di seguito dallo stato o cambiamento avvenutone alcune ore innanzi che abbia luogo una fase lunare qualunque, sia di sizigia o di quadratura.

Infine, nel 1859, troncatami in quell’epoca dai rivolgimenti politici la carriera pubblica de’ miei studi, Bianchi fu messo a riposo.

L’invito ad occuparsi della specola del marchese Raimondo Montecuccoli Laderchi, posta in città in Rua Muro, in un palazzo di proprietà del colto aristocratico, fu accolto con gioia dal vecchio astronomo. In effetti, l’osservatorio privato Montecuccoli era perfettamente attrezzato e sicuramente rivaleggiava, come qualità della strumentazione quivi raccolta, con la specola di palazzo ducale.  

I due principali strumenti d’osservazione erano un rifrattore equatoriale del costruttore Mertz, posto sotto una piccola cupola emisferica e un moderno circolo meridiano di Starke. Quest’ultimo strumento, ordinato a Vienna nel 1862, disponeva di un cannocchiale di 77.5 mm di apertura e 95 cm di fuoco, spezzato ad angolo retto e munito di un reticolo a nove fili verticali e due orizzontali. Il cerchio di lettura angolare delle altezze, di 40 cm di diametro, era diviso alla circonferenza in due fasce d’argento di grado in grado e la lettura si eseguiva con un microscopio semplice. L’equatoriale di Merz aveva un obbiettivo di 11 cm d’apertura e quasi due metri di fuoco, riccamente dotato di oculari e di un micrometro anulare.  

Di gran pregio la collezione di orologi, pendoli e cronometri raccolta dal marchese, tutti della miglior qualità. Bianchi si occupò delle osservazioni astronomiche nella specola Montecuccoli a partire dalla metà del 1863, in particolare di occultazioni di stelle da parte della Luna.

Alla sua morte, avvenuta nel 1866, il suo necrologio, frettoloso ed impreciso, fu scritto da uno dei suoi successori, il Ragona, che non rendeva però a sufficienza le indubbie qualità dell’uomo e la sua dignitosa opera scientifica.

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