Divulgazione scientifica: Misure della storia dell'astronomia, tempo

Il problema della longitudine

Divulgazione scientifica: storia della scienza, astronomia, misure astronomiche, tempo

All'inizio del XIX secolo, la difficoltà di misurare la longitudine in alto mare era stata identificata come un serio ostacolo alla navigazione oceanica. Si trattava di un problema di tipo non teorico, ma pratico; infatti, l'astronomia forniva metodi per calcolare questa coordinata terrestre, il più seguito dei quali era basato sulla determinazione della posizione della Luna rispetto a stelle di posizione nota e poi, mediante apposite 'tavole lunari', sulla deduzione dell'ora solare che in quel momento si aveva in un dato meridiano, per esempio quello di Greenwich; poiché era nota, o comunque facilmente misurabile a partire dall'altezza del Sole sull'orizzonte, l'ora solare locale, la differenza tra questa e la contemporanea 'ora del meridiano' dava la longitudine, considerando che ogni ora corrisponde a 15° di longitudine.
Questa procedura richiedeva misurazioni molto delicate - relative alla posizione della Luna -, nonché calcoli complessi e lunghi, per cui notevoli energie intellettuali furono sempre dedicate a trovare metodi più semplici, atti a essere usati anche da marinai non dotati di un'approfondita cultura astronomica. Così, fu tentata una via attraverso la misurazione di parametri relativi al campo magnetico terrestre.
Nel 1701 Edmond Halley (1656-1742), astronomo, filosofo naturale e navigatore, realizzò una carta che riportava i valori della declinazione magnetica - cioè della variazione del Nord indicato dalla bussola rispetto al vero Nord - su tutto l'Oceano Atlantico. Nel corso di due viaggi egli aveva raccolto i dati della declinazione relativi a circa 150 posizioni e li rappresentò in quella forma di mappa altamente innovativa che segnava le linee - poi dette 'linee isogone' - mediante le quali erano uniti punti che avevano la stessa declinazione e curvavano dolcemente attraverso l'oceano. Successivamente realizzò una seconda mappa, che pretendeva di coprire il mondo intero, basandosi sulle misurazioni compiute da marinai che avevano viaggiato nell'Oceano Pacifico e nell'Oceano Indiano più di quanto avesse fatto lui stesso. Halley sosteneva che, individuando sulla mappa la linea corrispondente alla declinazione che essi misuravano nel punto in cui si trovavano, i navigatori avrebbero potuto determinare la loro posizione in qualunque oceano navigassero; sfortunatamente, queste carte si rivelarono inesatte e difficili da riprodurre in un formato pratico per i marinai. Metodi per una soluzione 'magnetica' del problema della longitudine continuarono a essere presentati anche dopo l'istituzione nel 1714 della Commissione per la longitudine, che ricevette dal Parlamento inglese l'autorizzazione a elargire fino a 20.000 sterline per un'eventuale soluzione del problema. La lotta per assicurarsi il premio spinse gli sperimentatori a lavorare al perfezionamento sia delle normali bussole di declinazione sia di quelle d'inclinazione, introducendo innovazioni che non sempre furono facili da mettere in pratica durante la navigazione.
Alla fine, com'è noto, il 'problema della longitudine' fu risolto dal costruttore inglese di orologi John Harrison (1693-1776), il quale vinse il concorso (ma non l'intero premio in denaro) per aver realizzato cronometri capaci di conservare l'ora locale di un porto di partenza con uno scarto di pochi minuti in qualche mese di navigazione e che consentivano di ricavare la longitudine in mare dalla loro indicazione nell'istante del mezzogiorno locale, desumibile semplicemente - come accennato - dall'osservazione della massima altezza del Sole sull'orizzonte. Tuttavia, a causa della scarsissima quantità di tali cronometri allora disponibile, per gran parte del XVIII sec. le soluzioni magnetica e astronomica sembrarono le più plausibili per risolvere il problema.
Durante il suo primo viaggio, rilevando i contorni costieri della Nuova Zelanda nel 1769-1770, il capitano James Cook (1728-1779) usò le osservazioni lunari e il calcolo del tempo di un transito di Mercurio per determinare la longitudine, ma durante il secondo viaggio, compiuto tra il 1772 e il 1775, egli optò per uno dei cronometri di Harrison. Affinché si potesse far fronte al problema della longitudine in maniera più generale occorreva una certa distribuzione del lavoro: gli artigiani dovevano essere formati in modo tale da poter riprodurre fedelmente i cronometri di Harrison, mentre i marinai dovevano essere istruiti sulla loro manutenzione. Si rivelò più facile risolvere il problema organizzando la produzione di un congegno meccanico, piuttosto che rivolgersi a mezzi alternativi e istruire i navigatori su come servirsi della misurazione delle distanze lunari per ricavare la posizione.

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