Rotazione della Terra (1914)

di Adriano Michieli.
Da Rivista Enciclopedica Contemporanea, dispensa di Febbraio, 1914.

“È noto che le principali prove della rotazione terrestre sono il moto apparente del cielo, il succedersi del giorno e della notte, lo schiacciamento dei poli e il rigonfiamento dell’equatore già divinato dal Newton e fermato in cifre dal Bessel coi famosi elementi del suo elissoide di rotazione, le variazioni di accelerazione dal polo all’equatore o viceversa, i diversi valori della forza centrifuga in opposizione a quella di gravità, la deviazione verso oriente dei gravi che cadono da una altezza più o meno notevole, la deviazione delle correnti aeree e marine e quindi di ogni corpo sia liquido, sia solido, moventesi sulla superficie (postulati del Ferrel e di E. de Baer), il famoso esperimento del Pendolo eseguito nel 1851 da Leone Foucault sotto la cupola del Pantheon in Parigi (fig. 1) e la sua geniale invenzione del giroscopio così feconda di molteplici applicazioni scientifiche, il modo di comportarsi delle maree, tutte le analogie della meccanica terrestre con quella celeste e infine secondo alcuni, la stessa distribuzione dell’uomo sull’ecumene (Issel) e la direzione degli strati terrestri (teoria dei carreggiamenti).

Niccolò Copernico pubblicò la sua famosa opera De revolutionibus orbiun coelestium nel 1543; Galileo Galilei stampò il suo Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo nel 1632, ma solo nel 1648 si iniziarono per opera del Calignon i primi esperimenti per la dimostrazione del moto di rotazione della terra. Essi, come tutte le ricerche sui più alti problemi scientifici, hanno una storia molto interessante; e vanno divisi in cinque grandi periodi o fasi. La prima, che parte dal 1643 e giunge fino al 1770, comprende indagini fatte dal Calignon, dal Mersenne, dal Viviani, dal Newton, dal Poleni coi mezzi più diversi (filo a piombo, proiettili, pendolo, caduta di gravi); la seconda va dal 1791 al 1831 ed è occupata dagli studi del Laplace e del Gauss e dalle esperienze sulla caduta dei gravi fatte dal Guglielmini a Bologna, dal Benzenberg ad Amburgo e dal Reich a Freiberg; la terza non riguarda che le prove ricercate e raggiunte lal 1832 al 1852 col pendolo semplice da Hengler, Bartolini, Foucault, Bravaise P. Secchi; nella quarta, che va dal 1852 al 1879, si perteziona l’esperimento del Foucault, e il nostro Porro propone per primo (1852) l’uso del pendolo composto, mentre il Perrot, sette anni dopo, tenta alcune esperienze con le correnti liquide e Kamerlingh-Onnes sviluppa la teoria del Porro e dal Gauss, trovandovi l’ispirazione per alcuni suoi eleganti e importanti corollari; nella quinta fase, infine, che dura tuttora, vengono riprese a scopo di controllo e coi metodi e strumenti più moderni le diverse forme d’indagine e di prova ideate nel passato, come ci mostrano le esperienze di Hall a Cambridge (Mass.) sulla caduta dei gravi, di Foppl a Monaco (Bav.) sul giroscopio, di Tumlirz a Vienna sulle correnti liquide e infine del Padre I. G. Hagen, direttore della Specola Vaticana, sui pendoli di torsione e la macchina di Atwood.

“Fig. 1. – Esperimento di Foucault.”

Lasciando l’esposizione delle altre ricerche si dirà qui brevemente di quest’ultime del P. Hagen, sopratutto pel fatto che esse hanno condotto l’insigne studioso ad inventare un nuovo strumento: l’Isotomeografo o misuratore dei settori o aree eguali, che, non solo dimostra il moto di rotazione della terra, ma, quel che più vale, lo misura; e perché gli hanno di recente permesso di dare una nuova e quasi perfetta dimostrazione sperimentale dei teoremi del Gauss e del Laplace sulla caduta dei gravi. E lo faremo sullo tracce di una dotta monografia dello stesso P. Hagen e su quelle di una nota presentata di recente dal Dr. Gianfranceschi alla R. Accademia dei Lincei (P. Hagen, La rotation de la terre, Roma: Pubblicazioni della Specola Vaticana, 1912-1913. G. Gianfranceschi, Misure di deviazioni dei gravi, Roma, «Rendiconti della R. Accademia dei Lincei», 7 dicembre 1913).
Vediamo anzitutto in che cosa consiste la prima parte delle nuove ricerche del Direttore della Specola Vaticana e a quali quesiti risponda il suo Isotomeografo.
Sia gli studi che lo strumento sono strettamente legati ai più noti principî scientifici sul momento d’inerzia e sulla legge delle aree. Se tutti non lo ricordassero, il momento d’inerzia, come c’insegnano tutti i trattati di fisica, è uguale al prodotto di una massa pel quadrato della sua distanza dall’asse intorno a cui gira; e secondo le leggi formulate dal Keplero «le aree descritte dai raggi vettori sono proporzionali ai tempi impiegati dal pianeta a descrivere gli archi corrispondenti». Il primo di questi due principî, cioè quello sul momento d’inerzia, fa si che più masse moventisi intorno ad un asse abbiano accelerazioni e velocità diverse, secondo che la forza agisce, o no, sopra di esse; e che, tanto le accelerazioni come le velocità, siano in rapporto costante con le rispettive distanze dall’asse. Pel secondo, cioè la costanza delle aree, è a ricordare che G. Keplero, dopo aver scoperto la natura elittica delle orbite planetarie, constatò come, congiungendo col raggio vettore i punti raggiunti da più corpi in un medesimo spazio di tempo, gli archi da essi descritti non fossero affatto eguali, ma fossero invece eguali le aree descritte dal raggio.
È anche noto che un terzo principio su cui si basano, coi due precedenti, tutte le prove meccaniche della rotazione è quello della forza viva (usufruito dai pendoli composti e dal giroscopio) e che tutti e tre insieme si possono ricondurre al principio fisico e meccanico dell’inerzia.
Fu ricorrendo a tali concetti che si poterono formulare anche matematicamente varie prove indirette della rotazione terrestre; che il Foucault ebbe le idee del suo pendolo e poi del giroscopio; e che il Poinsot infine intravvide la prima vera esperienza sulla legge delle aree che doveva essere feconda di molteplici, ulteriori applicazioni.
Quest’ultimo studioso infatti concepì fin dal 1851 la possibilità di uno strumento dimostrativo costituito da una molla le cui due anse fossero più o meno avvicinate fra di loro e «legate insieme alle due estremità da un filo che le mantenesse in quello stato». Questa molla, egli pensava, così piegata, sarebbe sospesa alla sommità dell’angolo nella direzione della verticale e le si darebbe la maggior libertà possibile per girare:su questa verticale.
Essendo il congegno in questo stato e in riposo, ad un supposto taglio del filo che tiene unite le due anse, l’angolo della molla si apre e determina un piano che non può girare attorno la verticale che con una velocità angolare v’, minore della velocità v ch’esso aveva attorno la stessa linea, quando le due anse non ne formavano per così dire, che una sola.
Il che vuol dire che, se la terra non gira, la molla aperta dovrebbe muoversi intorno alla verticale colla stessa velocità angolare di prima; e, se la terra gira, pel principio della costanza delle aree, la molla dovrà muoversi invece con una velocità angolare minore di quella che aveva prima.
Tale idea del Poinsot, pur raggiungendo il grado massimo di semplicità per la costruzione di un apparecchio basato sul principio della costanza delle aree, non suggerì né a lui, né al Foucault, cui la sua nota era diretta come un «remarque sur l’ingenieuse expérience» dei pendolo, alcuna decisione in proposito. È inoltre doveroso osservare che nell’abbozzo di esperienza del Poinsot non v’era cenno alcuno sulla riversibilità dell’apparecchio e che il Foucault, pur usufruendo nell’invenzione del giroscopio (da lui presentato all’Accademia delle Scienze nel 1852) del concetto del Poinsot «di un piano più persistente di quello del pendolo», ne basava il funzionamento sul principio della forza viva.

“Fig. 2. – Esperimento pendolare di Hagen.”

In ogni modo le ricerche del Foucault e del Poinsot furono usufruite dal noto meteorologo Ferrel, che, rettificando le osservazioni fatte quasi cent’anni prima dall’astronomo Hadley, poté delineare uno studio sistematico delle correnti aeree in relazione colla meccanica terrestre. L’anno dopo (1859) il Perrot ebbe per primo l’idea di valersi dello studio delle correnti liquide per la dimostrazione della rotazione terrestre, ritenendo che pel principio della costanza delle aree, un liquido scorrente in direzione radiale dovesse essere deviato dai mutamenti di velocità angolare. Le sue esperienze, fatte senza tener conto delle norme dell’idrodinamica, non riguardarono che le correnti centripete, ma ispirarono in ogni modo nello stesso anno al Combes alcune altre esperienze sulle correnti centrifughe che non si sa perché non siano state nemmeno iniziate.
Dagli studi del Perrot e del Combes l’insieme membro dell’Accademia Francese Jacques Babinet dedusse una prima osservazione essenzialmente geografica sulle deviazioni dei fiumi in armonia alle leggi del moto rotatorio. La curiosa esperienza del Perrot, egli scrisse, mi ha richiamato «ce fait curieux observé d’abord dans le cours des grands fleuves de Siberie… qui coulent vers le nord et qui étant arrivés en plaine, rongent continuellement leur rive droite… D’après une importante remarque de M. Foucault, il en est de même pour les rivières allant de l’est à l’ouest ou de l’ouest à l’est, ou même dans une direction quelconque… Dans les cyclones, les masses d’air, en se dirigeant vers le centre, prennent à droite comme l’eau dans l’experience de M. Perrot, si c’est dans notre hémisphère, et si c’est dans l’hémisphère austral, elles prennent à gauche. A l’équateur cet effet est nul».

“Fig. 3. – L’Isotomeografo.”

L’osservazione del Babinet non fu fatta invano, poiché, oltre ai vari studi da essa provocati più tardi, inspirò quasi subito ad E. de Baer la nota memoria sullo spostamento degli alvei fluviali pubblicata nel 1860 che è a tutti nota sotto il nome di Legge fluviale de Baer. Per tale legge una molecola d’acqua «che discende dal sud verso il nord, porta con essa l’impulso, diretto dall’ovest all’est, che la rotazione della terra le ha comunicato. Questo impulso divenendo sempre minore man mano ch’essa si avvicina al polo, la molecola nella sua discesa conserva, rispetto alle regioni in cui arriva un eccesso di velocità verso l’est che la getta verso la riva destra». E se la molecola o il corso d’acqua considerato scende invece dal nord al sud la sua riva più battuta sarà, com’è ovvio, la sinistra.
Il P. Hagen, come molti fisici e matematici, non ritiene, però, la Legge de Baer per dimostrativa, pensando che l’intensità della forza centrifuga composta, che risulta dal movimento relativo dell’acqua sopra il globo sia troppo debole per erodere più una che un’altra delle rive o accumulare su di essa i materiali di trasporto. E certo, tuttavia, che esaminando i vari fenomeni constatati e messi acutamente a raffronto, per non dire che dei più recenti studiosi, dal Prof. Jean Brunhes ora del College de France, e dal suo rimpianto fratello Bernard, già Direttore dell’Osservatorio del Puy de Dôme, tanto la legge Ferrel che quella de Baer hanno nuova luce e non si può non restare convinti del loro fondo di verità. Di fatto, come ha ben dimostrato Jean Brunhes, l’erosione fluviale è opera prevalente dei vortici. Ora, escluso il caso dei vortici prodotti da ostacoli dell’alveo, il senso in cui essi si verificano nell’emisfero nord per l’azione della rotazione terrestre è sempre quello inverso alle lancette di un orologio, dal che consegue che in un corso d’acqua scorrente dal sud al nord il vortice inverso attacchi la riva destra più della sinistra sommandosi con la forza della corrente.

“Fig. 4. – Macchina a sospensione.”

Ma, per tornare al breve excursus sui precedenti dell’Isotomeografo, dirò, che, in ordine di tempo, dopo il Braschmann che studiò algebricamente, ma pare in modo inesatto, la formula Perrot, viene l’astronomo Louis Maillard che ha ripreso con ricerche di laboratorio la questione, concludendo che per lui la deviazione delle correnti è da porsi «nella serie delle prove classiche della rotazione terrestre». Ultimo, o almeno ormai noto, viene il Tumlirz che ha fatto nel 1903 alcune interessanti esperienze nei locali dell’Istituto Geografico Militare di Vienna. Il loro risultato fu più qualitativo che quantitativo, ma confermò l’importanza della ricerca e la possibilità dimostrativa, che, malgrado i suoi errori contiene l’idea del Perrot.
Il P. Hagen, pur valendosi delle indagini di tutti questi predecessori, è riuscito a porre il problema sopra nuove basi sperimentali. Egli ha infatti ideato un esperimento pendolare nel quale, anziché una sola massa, ve ne fossero due sopra un’armatura a forma di losanga (fig. 2), spostabili, mediante la fusione d’un filo di comando, non solo dall’angolo superiore dell’armatura stessa ai lati, cioè da B a B’ e da C a C’, ma da questi all’angolo inferiore.
Le masse, in un primo modello del suo apparecchio erano rappresentate da una certa quantità di mercurio, scorrente, attraverso tubi posti sulle braccia dell’armatura, dai due serbatoi centrali superiori ai due serbatoi laterali e da questi ai due serbatoi centrali inferiori. Ma, essendo quasi impossibile che il mercurio scorresse nel tubi con eguale velocità e non restando perciò l’apparecchio in quello stato d’equilibrio ch’era necessario, l’inventore sostituì le masse di mercurio con due parallelepipedi di piombo foggiati a carrelli e mossi, anziché dalla gravità, da un peso centrale opportunamente collegato con funicelle e carrucole a tutto l’apparecchio (fig. 3). Tale peso, che può discendere ad una profondità di cinque metri, permette che i carrelli scorrano dal centro alla periferia e viceversa in modo così regolare da non produrre al congegno alcuna oscillazione verticale. Il luogo ove, fin dalle prime prove si svolsero le esperienze è quello fra le torri leonine che porta l’equatoriale fotografico dell’Osservatorio Vaticano. I suoi muri molto grossi e ben fondati danno sicuro affidamento di non oscillare e la sua altezza è più che sufficiente per portare una lunga asta metallica che serva da pendolo. Il P. Hagen, con l’aiuto di un teodolite, fece tracciare quindi sulle pareti del piano inferiore di essa un circolo diviso di 10 in 10 gradi per le necessarie misurazioni e attaccò poi il suo pendolo di torsione al sottosuolo del terzo piano della torre. Ora, tanto sperimentando col primo modello che col secondo, se all’equilibrio dell’apparecchio abbandonato a se stesso in assoluto riposo, si fa subire una qualsiasi variazione, spostando dal centro ai lati o viceversa le masse che vi sono attaccate, si osserverà che tutto il congegno si sposta anch’esso di un tratto ben misurabile. E non si può constatare solo questo, ma, ciò che vale di riprova, che, se lo scorrimento delle masse è avvenuto dalla periferia al centro, lo spostarsi del pendolo si verifica nella stessa direzione del moto rotatorio della terra e in quella invece perfettamente contraria se le masse si muovono dal centro alla periferia. Ora, dato che il sistema che sostiene le due masse potesse rotare senza attrito e nel vuoto, esso, se fosse stato messo prima in moto, conserverebbe indefinitamente pel principio d’inerzia tale suo moto uniforme e colla stessa velocità angolare. Ma, poiché spostando le masse si osserva che per la legge delle aree la velocità angolare cresce proporzionalmente all’accorciarsi del raggio vettore e diminuisce col suo aumentare, converrà pur concludere, che se la terra stesse ferma, nessun movimento proverrebbe al descritto apparecchio riposante nella sua posizione orizzontale dallo spostarsi delle masse, mentre la rotazione dell’apparecchio nel senso stesso della terra o in quello contrario, secondo che lo spostarsi delle masse si verifica col massimo o col minimo in esso possibile del momento d’inerzia, non solo conferma detto fenomeno, ma permette di misurarlo. Questo, perché se le esperienze dell’Isotomeografo col modello a mercurio diedero sopratutto le prove indirette e retrovertibili del moto; quelle col modello a carrelli di piombo permisero in modo più preciso la misura degli spostamenti, cioè delle differenze fra la velocità del pendolo e quella dell’ambiente.
Tali spostamenti, calcolati in anticipo colle costanti dello strumento, permettono di stabilire anche i momenti d’inerzia e la velocità angolare dell’ambiente. Ora, con tutte le esperienze eseguite, si è trovata una media velocità angolare di 0°168 ± 0.006, che corrisponde ai dati teorici cercati col calcolo per Roma. Com’è ovvio, se si portasse un isotomeografo all’equatore, essendo colà il piano d’oscillazione perpendicolare all’asse, la velocità angolare sarebbe eguale a zero; mentre se si esperimentasse ai poli, essa sarebbe di 15° ogni ora, poiché il piano d’oscillazione coinciderebbe con l’asse. Nei luoghi di latitudine intermedia, la velocità angolare sarà, secondo la nota formula, eguale a 15° sen. h = 15° sen. lat. x. Ora la latitudine di Roma è 41° 54′ e l’esito sarà quindi per essa di 10°. Il che, ridotto a unità di tempo e di angolo (v = 10°/60) dà quasi preciso il valore trovato collo sperimento, cioè 0°,167.
La fede nelle conclusioni scientifiche del passato, dati i molteplici mezzi di scrupoloso controllo che abbiamo ora a disposizione, dev’essere sempre relativa e si vede intatti come, riprendendo in esame problemi in apparenza già risolti, si riesca a portarvi spesso nuovi lumi o a considerarli da punti di vista per l’innanzi nemmeno sospettati.
Una bellissima prova di ciò la si ha nella seconda parte delle ricerche istituite negli Osservatori del Vaticano dal Ch. P. Hagen e nelle ricerche istituite dal Dr Gianfranceschi. E valga il vero.
Fin da principio delle sue esperienze il P. Hagen si serviva come di apparecchio ausiliario di una carrucola a sospensione bifilare posta dall’Ing. Mannucci nella scala triangolare del Giardino della Pigna, che gli permetteva di controllare le indagini fatte col pendolo orizzontale dell’Hengler o coi pozzetti di mercurio del Puiseux-d’Abbadie. Tale carrucola, su proposta dell’Ing. Mannucci, il P. Hagen pensò già da qualche anno di trasformarla in una Macchina d’Atwood a sospensione (fig. 4, 5, 6), aggiungendovi tre anelli di piombo, onde studiare il problema della deviazione dei corpi in movimento verticale che le ormai classiche esperienze del Guglielmini, del Benzenberg, del Reich e le più recenti del Prof. Hall hanno tutt’altro che esaurito. Come si sa la prima idea di tali ricerche non spetta già al Galilei, che si limitò ad affermare il fatto della deviazione verso est dei corpi che cadono, ma al Newton, che nel 1679, cioè 48 anni dopo la stampa del Dialogo supra i due Massimi Sistemi, proponeva all’Hooke di fare qualche esperienza in proposito. Solo il Gauss e il Laplace, dopo gli studi del Benzenberg, tracciarono una esauriente teoria del problema, svolgendone tutti ì precedenti e i conseguenti.

“Fig. 5. – Grande macchina d’Atwood.”

Di tutte le indagini sperimentali fatte prima di quest’ultime del P. Hagen nessuna riuscì ad accordarsi con la teoria, sia per i difetti di metodo, sia per l’insufficienza dimostrativa dal lato quantitativo, se non qualitativo. Poiché ben fu osservato come il problema presenti due quesiti: se esista la deviazione orientale dei gravi che cadono sulla superficie della terra, e se questa deviazione è quella prevista dalla teoria.
Ora, se si poteva ritenere dimostrato il primo, il secondo era insoluto e lo era soprattutto per la difficoltà di regolare e sorvegliare la caduta dei vari gravi scelti per l’esperimento. Il fenomeno non è certo constatabile senza infinite precauzioni. Il suo modo di attuarsi dipende, oltre che dalla forma del grave, dal mezzo usato per liberarlo dal suo primo punto d’appoggio, dall’altezza della torre o del pozzo in cui ci si trova, e dalle correnti d’aria che possono investire il grave stesso lungo la sua caduta. L’idea di guidare il corpo che cade, senza però impedirgli di «seguire le forze che lo sollecitano» è un’idea geniale e risolutiva e va data lode a chi l’ebbe per primo e al P. Hagen che seppe efficacemente valersene. Di fatto, appena l’Ing. Mannucci gli suggerì di valersi della puleggia fissa per lo studio delle deviazioni dei gravi, fu dato incarico al Ch. P. Stein dello stesso Osservatorio di studiare teoricamente il problema e il P. Hagen, dopo soli sei mesi dall’inizio dei lavori, poteva «presentare al mondo matematico riunitosi al congresso di Cambridge in Inghilterra, una soluzione completa del problema che da più di due secoli e mezzo aveva formato l’oggetto di studio di tanti scienziati».

“Fig. 6. – L’esperienza della puleggia secondo il dispositivo del P. Hagen.”

Ecco, in breve, come procedettero le esperienze. Nella parte superiore della scala del Bramante nel giardino della Pigna in Vaticano si pose una puleggia fissa, cioè una macchina di Atwood ridotta alla sua forma più elementare. I fili di seta «che reggono il peso e il contrappeso scendono, per un foro praticato sul pavimento nello spazio vuoto sottostante per un’altezza di 23 metri». I due fili scorrono entro un tubo che li ripara dalle correnti e finisce in una specie di cameretta fornita di due finestrini per le osservazioni. All’estremità superiore del filo è attaccato un peso d’ottone di 50 gr. preso come grave, mentre a quella inferiore od opposta è attaccato un contrappeso che è circa 3/4, del primo, staccabile dal suolo (ov’è trattenuto con un filamento fusibile) per mezzo d’una corrente elettrica. Come si può tosto intuire, s’inizia l’esperienza fondendo il filo d’attacco e liberando perciò il contrappeso. Il peso comincia allora la sua caduta che viene regolata da un anello lì sovrappeso e quindi da una molla che impedisce l’urto e il contraccolpo della fermata finale. Le deviazioni del grave non subiscono perciò alcuna alterazione secondaria di notevole importanza e possono essere studiate nel modo più preciso. Per ottenere le misure più esatte il P. Hagen pensò di servirsi di un teodolite rivolto sul filo o meglio sulla parte di filo cui è attaccato il grave e di munire l’oculare di una scala in vetro a divisioni graduate. Ogni deviazione del grave è quindi misurabile nel modo più scrupoloso. Com’è ovvio, se «l’asse del teodolite è nella direzione Nord-Sud si potranno vedere le deviazioni del filo verso Est o verso Ovest, e se invece è nella direzione Est-Ovest, saranno visibili le eventuali deviazioni verso Sud o verso Nord».
L’esito delle esperienze non poteva essere più dimostrativo. Infatti non sì poté constatar solo come il peso deviasse verso Est, ma si poté misurare la deviazione, e, ciò che vale ad eloquente riprova, si trovarono, tanto per questa prima direzione della deviazione, quanto per le leggi della caduta verso mezzogiorno, dei valori corrispondenti con un approssimativo massimo a quelli dati dalla teoria. E valga il vero. Su 65 esperienze relative alla deviazione orientale e 22 a quella meridionale l’ errore probabile medio è di mm. 0.027, con una entità millimetrica di deviazione di + 0.010 ± 0.027 verso Sud e di + 0.899 ± 0.027 verso Est, cioè di appena + 0.010 mm. di differenza tanto nell’un caso che l’altro coi valori dati dal calcolo. In una parola queste esperienze colla macchina di Atwood hanno mostrato: 1°. che un corpo in caduta non ha alcuna deviazione verso sud; 2°. che ne ha una di chiaramente rilevabile e misurabile verso est; 3°. che questa deviazione si avvicina ben di più alle cifre teoriche che non tutte le deviazioni finora studiate col mezzo della caduta libera. A ragione, quindi, il P. Hagen ritiene che, avendo l’esperienza con detta macchina, dato risultati così soddisfacenti, non vi sarà più nessuno che studi le leggi della caduta dei gravi col vecchio sistema delle cadute libero.
È seguendo queste idee che il Dr Gianfranceschi ha iniziato nell’Istituto Massimo delle Terme in Roma una serio di esperienze con puleggia che hanno dato dei risultati pure assai importanti, soprattutto per alcune modificazioni sperimentali che gli hanno permesso di calcolare con maggior precisione anche i minimi valori delle deviazioni.
Approfittando di un canale verticale con una superficie di sezione di circa 2/3, di mt² e alto 32 mt. esistente lungo il muro maestro di una delle facciate, il Dr Gianfranceschi dispose lungo di esso i fili della puleggia «facendo colpire col peso che cade un cartoncino bersaglio. A tal fine nella parte più bassa del canale, ad un metro e mezzo da terra, egli ha fissato nel muro una forte base circolare in legno, al cui centro fissò una cornicetta metallica quadrata, atta a contenere un cartoncino di un decimetro quadro di superficie, nel centro di questo è stampato in litografia un quadratino millimetrato di un centimetro di lato. Il centro di questo quadratino corrisponde esattamente al piede della verticale abbassata dal punto di sospensione del grave. Al di sotto del cartoncino, il legno della base è sostituito da un sughero. Il peso di forma cilindrica porta nella sua estremità inferiore una punta sottile d’acciaio che nella caduta fora il cartoncino e penetra nel sughero». Evidentemente, dopo ciascuna esperienza, si segna su ogni cartoncino la esatta posizione della verticale per gli eventuali spostamenti. Si possono così determinare le coordinate del punto colpito rispetto dell’origine, che è nel piede della verticale, e a due assi scelti, uno nella direzione del meridiano, e l’altro in quella perpendicolare. Per ciò la cornicetta metallica su cui sì fissa il cartoncino è già orientata in modo che i suoi lati sono paralleli a quelle due direzioni».
L’esito delle 175 esperienze, eseguite dal Gianfranceschi dal 26 giugno al 2 agosto 1918, sì possono riassumere così:
Deviazione Est
media di 175 prove = + 1.866 mm.;
Deviazione Sud
media di 175 prove = – 0.083 mm.
Il calcolo degli errori probabili diede per risultato, per la prima media, il valore di ± 0.0142 mm.; e per la seconda quello di ± 0.0104 mm.
I valori complessivi ottenuti furono quindi:
per la deviazione orientale mm. 1.866 ± 0.014.
per la deviazione meridionale mm. 0.033 ± 0.010.
Il che si avvicina assai ai valori teorici, che, date le condizioni di fatto e di posizione dell’esperimento, erano, rispettivamente, di 2.081 per la deviazione est, e di 0 per quella sud, calcolando tanto l’una che l’altra con le formule di Gauss sulla caduta libera e con le modificazioni apportate al P. Hagen alla macchina di Atwood.
Quale siano per essere le conclusioni definitive del problema, prospettato oggi sotto una nuova luce, non solo per queste geniali e importanti ricerche del P. Hagen e del Dr Gianfranceschi, ma per le considerazioni critiche di R. S. Woodward (The orbits of freely falling Bodies, in Astronom. Journal, agosto 1913), non è qui il luogo di prevedere, ma è certo che esso ha fatto un grande passo in avanti ed ha aperto tanto agli studi teorici che sperimentali un campo per l’innanzi nemmeno preveduto di proficuo lavoro.”

Arte e simbolismo degli antichi tessuti perugini (1918)

di Mariano Rocchi.
Da La donna, Anno XIV, N. 306, 15 giugno 1918.

“L’Italia che fu ricchissima di fabbriche di tessuti attende uno studioso che ne tracci la storia — e speriamo che nel nostro secolo, in cui molti si affaticano in pubblicazioni inutili, si trovi un geniale pubblicista che si assuma questo difficile còmpito.
Molte incertezze agitano la mente dei collezionisti per poter dare attribuzioni a nomi di stoffe che si trovano citate negli inventari, come ciambellotti, baldracchini, brusti, altebassi, zetanini, stoffe, o veli o velati che ancora non si sa che cosa erano e da che servivano e in quali fabbriche si tessevano, perché nelle vecchie descrizioni di corredi nuziali spesso si trovano citati questi oggetti senza una descrizione esatta che ne definisca l’uso. Nel rinascimento si perfezionò il gusto e si fabbricarono ornamenti da tavola e da letto in bianco e in turchino, di lino torto a mano con animali (grifi, aquile, cervi, lepri, centauri, ecc.) stilizzati in un modo squisitamente artistico, che ora forma l’ammirazione del pubblico colto ed amante di cose d’arte. Una delle collezioni più notevoli ed interessanti, dicono l’illustre Prof. Soldi, storico francese, Colbert De Beaulien e l’illustre Prof. Walter Bombe di Berlino, il Dott. Prof. Milani e Madama Isabella Errera di Bruxelles, è quella dei tessuti perugini, che concorsero grandemente allo sviluppo dell’arte tessile, ed interessarono la storia, non solamente per la loro bellezza artistica, ma anche perché, diffusi ovunque a mezzo dell’esportazione, servivano a decorare ambienti sacri e profani.

“Particolare della «Cena» del Ghirlandaio in S. Marco a Firenze.”

Questa tessitura imprimeva carattere artistico in ogni genere di stoffa: lenzuola, tovaglie, tovaglioli, portiere, cuscini, centri da tavola, scialli da testa per le donne, furono fatti con una tale arte geniale e caratteristica, che non venne più raggiunta dopo, sebbene oggi, spinti dall’avidità del guadagno si tentino delle imitazioni che risultano troppo sfacciatamente commerciali.
Non possiamo ancora figurarci come la tessitura si svolgesse amorosamente e artisticamente per ornare le pareti dei saloni nei palazzi principeschi del rinascimento, e quanti artisti studiassero per creare disegni e adattarli a mobili o fregiarne abiti per ricche castellane e leggiadre donzelle. Una lontana idea se ne può avere visitando il palazzo Schifanoia a Ferrara, dove nel ciclo trionfale Francesco Cossa rappresenta un gruppo di dame intente all’opera del telaio, trasportandoci con l’immaginazione a quei bei tempi dove tutto si faceva con un gran gusto d’arte, anche le più umili cose, come le fasce da avvolgere bambini.
Nel 1878 mi accorsi che il divino Leonardo da Vinci con grande compiacimento aveva coperto il suo cenacolo con una tovaglia perugina, ed il compianto Prof. Bertini ed il Prof. Cavenaghi dovettero convenire dell’importanza di tale scoperta che fino allora era passata inosservata, invogliandomi, non solo alla ricerca di tali tessuti, ma anche di tutti i quadri di pittori celebri che li avevano dipinti nelle loro figurazioni. Dal 1878 ad oggi ho potuto constatare che ben 126 pittori riproducono tali stoffe nei loro quadri!

“Particolare della «Natività della Vergine» di P. Lorenzetti nel Museo dell’Opera del Duomo a Siena.”

Giotto, nel quadro le Nozze di Cana a Padova, ha coperta la tavola con una stoffa perugina; a San Francesco d’Assisi Simone Martini e Pietro Lorenzetti a Siena ne coprono gli altari; a Firenze i Cenacoli del Ghirlandaio sono coperti con tessuti perugini; Sodoma più volte ne avvolge le figure, e Giovanni Antonio Bazzi la testa del suo quadro «L’uomo fantastico» nella Galleria Carrara di Bergamo. Il Pinturicchio, poi, volle dipingere anche il telaio dove si fabbricavano dette stoffe, nel quadro che si trova nella Nazional Galleria di Londra. Fra Filippo Lippi guernì più volte le figure e copri la tavola, e avvolse il piatto con sopra la Testa di San Giovanni Battista nel «Convito d’Ercole» a Prato con detti tessuti perugini, riprodotti dal divino pittore degli angioli, il Beato Frate Angelico, come può osservarsi nel museo di S. Marco a Firenze, nella comunione degli Angeli. Raffaello Botticini nella decollazione di San Giovanni e nel banchetto di Erode, che si trova ad Empoli (Galleria della Collegiata) adorna di quei tessuti la mensa e le figure, del pari che ad Arezzo (Chiesa di San Domenico, Vita di San Jacopo e S. Filippo) Spinello Aretino e Stefano di Giovanni, detto Sassetta, nella Chiesa della Collegiata a Siena nel quadro i fatti della vita della Vergine. Domenico di Bartolo a Siena nell’ospedale di Santa Maria della Scala, nell’affresco la vita della Madonna; il Sodoma nella Sacra Famiglia alla Galleria Borghese; Luca Signorelli nella Cappella Sistina nel quadro «Ultimi giorni di Mosè»; a Milano alla Pinacoteca nel quadro la flagellazione di Gesù Cristo e ad Arcevia nel battesimo di Cristo; il Boccaccino a Venezia all’Accademia di Belle Arti nel quadro la Vergine col Figlio; Sandro Botticelli nel meraviglioso quadro l’adorazione dei Magi, a Firenze; Domenico di Bartolo all’ospedale di Santa Maria della Scala nel quadro il matrimonio della Madonna; il grande maestro della scuola Umbra Fiorenzo di Lorenzo a Spello nello sposalizio della Vergine; Gaudenzio Ferrari in Varallo Sesia nella vita dei Re Magi; Oderisio a Napoli nell’estrema unzione; Paolo da Siena nel quadro la nascita del Bambino; Pietro Lorenzetti nell’affresco il buon Governo nel Palazzo Comunale di Siena; Ghirlandaio nell’exconvento d’Ognissanti (Museo di San Marco) nel Cenacolo; hanno coperto la tavola e ravvolto i corpi e le teste dei personaggi rappresentati con bellissimi e svariati tessuti perugini. Nel Palazzo Ducale di Urbino essi servono ad avvolgere il corpo di S. Sebastiano in un quadro di Timodeo Viti, mentre che Antonio da Fabriano avvolge il corpo del Cristo in Croce con queste stoffe, e nel quadro di Mattelica Guido da Siena il corpo del Bambino; Duccio Boninsegna (pure a Siena nel Museo dell’Opera) le riporta in cinque quadri. Né bisogna dimenticare che a Torino il Borgognone nel quadro la consacrazione di S. Agostino, Spinello Aretino in Arezzo nella Chiesa di S. Domenico nel quadro la vita dei tre Santi e Mabuse nell’adorazione dei Magi si compiacquero riprodurre stoffe perugine e il grande Botticelli dipinse molte volte queste stoffe in dosso a Firenze nella Galleria Poldi Pezzoli, del pari che Cosmo Tura a Forlì nel quadro la Visitazione, Gaudenzio Ferrari nel battesimo di Gesù Cristo e nella flagellazione in Varallo Sesia. Il divino Raffaello volle anch’egli guernire la testa di un angiolo con queste stoffe nel quadro lo Sposalizio che è a Brera.
Il Luini le dipinse nei quadri «la Deposizione», «Maria al tempio», «il banchetto degli Ebrei» e « l’offerta degli Ebrei per la costruzione dell’Arca». Anche nella Galleria del Vaticano vi sono quattro storie di arte Fiorentina del 1400 rappresentanti la nascita di S. Giovanni Battista, il Banchetto di Erode, il miracolo di S. Giacomo e la testa di S. Giovanni Battista, tutti riproducenti tali stoffe; al pari d’un quadro di Sandro Botticelli, che ora si trova a Filadelfia di proprietà del collezionista Iohson, rappresentante la Maddalena che unge i piedi a Cristo.

“La danza – Secolo XV.”

Dal numero considerevole dei grandi pittori che vollero nei loro quadri usare come ornamento tali stoffe, dallo squisito gusto di disegno e dalla perfetta stilizzazione degli animali, si può sicuramente dedurre che molti artisti primitivi disegnarono per i tessitori formando la gloria dell’arte della stoffa nella più alta visione creativa e nella tecnica più squisita e più perfezionata, ove le gentili discipline dell’arte tessile seminarono idealità e raccolsero sorrisi d’amore perché molti di questi tessuti sicuramente furono doni nuziali. Essi presero il massimo sviluppo nell’epoca dell’arte romanica, ma pur troppo di tali esemplari, divenuti rarissimi, si trovano oramai soltanto dei frammenti in qualche reliquario conservato in astucci nei tesori di luoghi sacri come il Santo Santorum. In alcuni elenchi di confraternite del medio evo rinvenni descritta con ogni minuto particolare l’ornamentazione dei lini grifati con motti religiosi in azzurro. Nel testamento del vescovo Ridolfo dell’anno 915 si accenna a due tovagliette con animali sacri ornate all’estremità in azzurro. Quando il periodo romanico principiò a tramontare, si svilupparono più rapidamente i primi sentori di decorazione anche nelle biancherie religiose, con la riproduzione dell’agnello che con la zampa rivolta in alto finisce con la croce. Gli esemplari primitivi dell’arte tessile perugina sono poveri di ornati ma ricchi di disegni geometrici. Questi tessuti principiarono a prendere un vero sviluppo sotto l’influenza del Gotico settentrionale, pur conservando i proprii simboli tradizionali.
Dalla signoria di Tamerlano nel 1258 fino al 1402, tutti i paesi della Muraglia della Cina e del Gange sino al Mediterraneo accolsero tale industria, sempre più caratterizzata dalla stilizzazione dell’animale alla saracena, addolcendo un po’ la linea caratteristica italiana. Il senso ornamentale schematico delle stoffe trecentesche contiene spesso motivi ispirati dagli ornamenti Persiani e Cinesi e spesso si vede riprodotto l’animale cavalcato da una figura che innalza la croce o l’animale che va ad abbeverarsi alla fontana della vita, simbolo di sete della religione.

“Grifi rampanti accostati alla fontana di Perugia – Sec. XV.”

Tra gli esemplari più antichi e più rari trecenteschi vi è la perfetta riproduzione di un’urna sepolcrale etrusca trovata presso i Volumni a Perugia e rappresentante la lotta dei centauri contro i Lapiti alle nozze di Pirito, che riporta due iscrizioni, una in gotico e una in latino, ed in basso un bordo con la lotta dell’unicorno contro il cavallo marino, simboleggiante la verginità contro la seduzione: questo rarissimo esemplare, bellissimo per lo spirito del disegno e per la verità dell’azione, è artisticamente uno dei più ammirati. Una grande portiera con tre file di falconieri a cavallo col motto «amore amore» non può essere che un dono nuziale, al pari di altri col nome di donna: Iulia bella, Anna, Emma, bella Laura; di un altro con la parola «ardo» ed un altro ancora col motto «sirena» rappresentato da una donna in mezzo a due cavalieri. Un esemplare trecentesco, originalissimo per la sua rappresentazione, è il sacerdote che innalza la croce e calpesta il drago, facendogli uscire dalla bocca il fiore tricuspidale, che è la bestemmia. Tale rappresentazione fu ripetuta fino dagli artisti del 1600 e del 1700, come il fanciullo indemoniato dalla cui bocca esce un demonietto rappresentante anch’esso la bestemmia, o l’eresia.

“Il cane che insegue la lepre – Sec. XV.”

La prima volta che io esposi al pubblico pochi esemplari di queste stoffe fu nel 1884, pregato dal compianto scultore Prof. Calandra, ottimo amico mio, e dal conte Sambuy, presidente dell’esposizione di Torino in quell’anno, a prestare tre belli esemplari della mia collezione per coprire i tavoli del castello medioevale, e così ritornarono all’onore del pubblico queste stoffe, che per un secolo erano state dimenticate, per non dire disprezzate, giacché una volta trovai in una chiesa un sacrestano che puliva le lampade con un bellissimo frammento esemplare. Nel 1907 il Comitato dell’esposizione Umbra mi richiedeva la mia collezione prestata in 46 esemplari e definita da molti giornali artistici una delle più belle e caratteristiche collezioni di stoffe tessute con simboli magici: anzi l’illustre storico Prof, Adolfo Venturi volle citarla nel quinto volume della Storia dell’arte come la più interessante e caratteristica collezione di stoffe italiane. Nel 1911 esponevo a Castel Sant’Angelo la completa collezione composta di cento esemplari che avevo potuto mettere insieme dopo mezzo secolo di ricerche, di enormi spese e di grandi fatiche. Le notizie storiche intorno a questa antichissima industria si perdono nella nebbia dei tempi, perché mancano i documenti scritti. Risulta che circa il 1380 si costituiva in Perugia la fratellanza dei tessitori, che fabbricavano le tovaglie, le coperte da letto, le portiere e i pannilini grifati in azzurro. Ciò dimostra che prima del 1380 questa industria esisteva, ma soltanto in forma privata. Nel rovistare anche l’Archivio di Stato a Firenze nel 1911, potei rinvenire dal protocollo di Ser Lapo Gianni, notaro poeta amico di Dante, questo documento per la vita di Giotto e per la storia dei tessuti. «Listrumento dice che Giotto affittava nel 1312 a messer Rubino Giliotti di S. Frediano il telaro paterno sul quale forsi aveva lavorato anche lui giovinetto?» dal che si rileva come il figlio del tessitore, oggi celebre pittore fiorentino, cedesse ora in affitto il telaio paterno. Ma vi è anche da supporre che alcuni disegni, se non tessuti da lo stesso Giotto fossero poi da lui dipinti nei suoi quadri preziosi. È bene ricordare che la fabbrica di Santa Maria Novella, promossa da Aldobrandino Cavalcanti, eseguita sui disegni dei frati Sesto e Ristoro, fu un focolare per le arti belle e con molta ragione Dante veniva iscritto nell’arte dei medici e degli speziali, che comprendeva anche i pittori. Un altro documento interessante lo potei trovare rovistando l’archivio della Confraternita della Mercanzia in Perugia. «Pietro d’Agnolo di Marino da Civitella d’Arno e Ipolito di Ser Guerriero, già capi maestri, debbono avere quattro ballozze di nostro mosto ogni vendemmia sino a che durerà la terza generazione mascolina come appare nei libbri di contratto di questa confraternita secondo la decisione della adunanza del 14 agosto 1502 con l’obligo di fare cinque maestri al anno; per tessere pannilini grifati e uccellati in turchino come appare dal contratto fatto per mano di Ser Guerriero nostro notaro». Questo documento dimostra chiaramente l’importanza che si dava a tale industria e quanto doveva essere fruttifera, se si premiavano le famiglie dei maestri fino alla terza generazione.

“La lotta tra il cervo e il lupo – Sec. XV.”

Moltissimi dotti vollero amorosamente parlare della ricchezza della composizione leggiadra, della stilizzazione dell’animale e della parte simbolica che è molto interessante, perché prima venne compresa soltanto da pochi. Tra i simboli più usali credo necessario ricordare come in tutte le religioni primitive e nelle mitologie le figurazioni prendano una grande parte e si trovino spesso rappresentati alberi sacri di per se stessì o consacrati a diverse divinità. Accennerò soltanto al fico ruminale legato alla tradizionale leggenda delle origini di Roma ed alla quercia sacra a Romolo divinizzato. Fra gli alberi sacri alcuni ve n’erano sacrati al culto dei morti, quali, ad esempio, le piante ed i frutti del melagrano, il pino e il cipresso, albero scuro e triste ergentesi verso il cielo. Moltissimi sono i Monumenti sepolcrali e sacri che potrei citare di varie epoche e di varie arti, dove queste piante, e più di ogni altra il pino, simboleggiano la vita e rinascenza dell’anima. Oggetto di un recentissimo studio, ricorderò le caratteristiche chiese bisantine d’Atene, lavoro poderoso di Michel Stuch, dove ai segni cristiani nei bassorilievi ornamentali si sovrappongono con evidente predominio svariatissimi segni magici misteriosi e tra gli altri pini e pigne figurate sotto forme diverse volendo rappresentare la vita presente e la vita futura; le pigne dai molti frutti rappresentano ciascuna un’anima suscettibile di molte vite. Sull’albero della vita, dunque, un frutto giunto a maturazione si apre e lascia sfuggire dall’involucro lo spirito che torna al cielo, e la rappresentazione dell’albero della vita, che ha un movimento continuo dal sole alla terra e dalla terra al sole, simboleggia il mistero della generazione o della fecondazione che viene compiuto dal sole alla terra eterna madre. Gli etruschi vollero dare al fiore di loto il significato della vita: esso è presso tutti i popoli il simbolo della generazione e viene sostituito qualche volta dal trifoglio e dal giglio, più o meno stilizzati. L’albero fu creduto sacro perché può generare in se stesso e da se stesso. Ed i modesti tessitori, che eseguivano con eccellente gusto d’arte questi tessuti con simboli magici, li introducevano nelle case e nelle chiese a ricordare velatamente i segreti delle sette occulte. In questi tessuti l’albero della vita è in completa e rigogliosa fruttificazione come un augurio a chi li donava ed a chi li riceveva. Altre figurazioni simboliche sono: l’agnello porta-stendardo che si trova spesso in queste stoffe e forse era usato per le feste Pasquali; l’aquila, rappresentante il sole nei tessuti orientali, che si è poi convertita in bicipite, stemma dei Borboni del monte: il cane che rincorre la lepre e rappresenta come motivo decorativo l’amore dell’uomo per la donna — essendo la lepre il simbolo della fecondazione — riprodotto con molto «amore amore» perché destinato come dono nuziale. In alcuni tessuti si vedono costruzioni con castelli torriti, con cani di guardia e pavoni nell’alto con la coda aperta che fanno la ruota; si tratta del castello di Borgo S. Angelo — dove si fabbricavano le stoffe — del quale oggi è rimasta in piedi quasi pericolante una sola delle tre torri. In tutte le ricerche storiche da me fatte con l’aiuto d’illustri amici pubblicisti in mezzo secolo, mi risulta chiaramente che le piante, gli animali, le figure sotto una spiccatissima forma artistica nascondono il simbolismo ora sacro ora profano. Tra i belli esemplari del genere abbiamo il pavone e il melagrano, la volpe e l’uva, la lotta dei centauri, le sirene, le arpie, l’asino, e la colomba che porta il ramoscello d’olivo nel becco e allude all’entrata di Gesù in Gerusalemme. L’asino si trova in due tessuti satirici, giacché nei tempi passati si era anche più feroci di oggi nella satira. In uno si vede il grifo, che, specchiandosi nell’acqua, diventa un somaro, e nell’altro il grifo e la grifa che creano un somarello. Il cane, simbolo della fedeltà, che si disseta nella fontana della vita, simbolo dell’amore che non ha riposo, ha significato palese tradotto nel fondale del quadro di Tiziano «l’amore alle fonti della vita» o «l’amor sacro o profano», dove il cane insegue la lepre. I cavalieri che con la spada in pugno si affrontano, fra iscrizioni in gotico abbreviato e che l’illustre paleografo Soldi Colber dopo molto studio volle spiegare «Cavaliere di cor bollente mi batto per l’onore della mia dama», furono contesti in un tessuto donato forse come premio di un torneo. I centauri che si combattono, simboleggiando le superbia, vengono rispecchiati in parecchi esemplari del secolo decimoquinto. Il cervo nel medio evo significava l’anima che brama il battesimo, come si rileva dalle parole del santo «Sicut cervus desiderat ad fontes aquarum». Come motivo simbolico viene citato in documenti ricordati dal Gay e dal Bock in senso simile a quello indicato dal salmo e lo troviamo in un tessuto di provenienza orientale riprodotto dal Fischbach nel musco di Norimberga. Uno dei più caratteristici motivi in materia è la lotta fra il cervo ed il lupo, simbolo della religione che vince l’eresia. Le teste dei cherubini, tanto frequenti nell’adornamento delle vesti dei leviti, sono di una finezza di disegno cinquecentesco direi quasi vaporoso. Le colombe poi, che nell’antichità erano il simbolo di Venere, nell’età cristiana invece rappresentano l’anima e mille volte si trovano dipinte nei muri delle catacombe. Il drago, motivo assai ornamentale tramandatoci dall’estremo oriente, è uno degli ornamenti più spesso riprodotti e significa, secondo Honorius (speculum Ecclesiae dominica in Palmis), il diavolo. L’elefante che porta la torre è nei tessuti perugini l’insegna del rione di Porta Erbunea, mentre viene indicato da Fazio degli Uberti come simbolo della castità (dittamundo, libro quinto, capitolo sesto). Nei tessuti orientali poi, secondo il Karabacek, esso è il simbolo della terra, mentre il drago significa il fuoco, l’anitra e l’airone rappresentano l’acqua e l’aquila l’aria. Il gallo per gli orientali è simbolo del fuoco ed il Fischbach ne riproduce la rappresentazione in un tessuto alessandrino del quinto secolo. Anche i nostri tessuti portano rappresentati i galli attorno all’albero della vita che ha sul culmine il giglio di Francia, ed io ne acquistai uno a Parigi da un collezionista di stoffe che lo credeva di provenienza orientale per la squisitezza del disegno, giacché i galli hanno un tale slancio di vita vibrante che sembra proprio di sentirli cantare. Anche il grifo è uno degli animali più ripetuti in queste stoffe e ne troviamo in più di venti forme differenti, ma, essendo lo stemma della città, si può quasi considerare come la marca di fabbrica. Uno dei più interessanti è quello riprodotto nella monografia di Perugia compilata da Sua Ecc. il Dott. Romeo Gallenga e che rappresenta la fontana di Perugia in mezzo a due griffi, esemplare unico da me donato al Municipio e che ora si trova esposto nella Pinacoteca di Perugia.

“Il sacerdote che calpesta il drago – Sec. XIV-XV.”

Rovistando gli archivi, ho potuto rinvenire un originale documento constatante che gli orefici erano anche scultori e dirigevano anche i tessitori: il documento dice: «Il Rosso, autore della tazza in bronzo della fontana di Perugia fusa da Giovanni e Nicolò Pisani di Ugulino di Vieri orafi che seguirono anche il reliquario del corporale di Orvieto nel 1338. Il Rosso e Ugulino di Vieri ebbero ogniuno scudi dodici per aver diretto le ottanta tovaglie con dame e cavalieri tutte svariate e venti pannilini con la Vergine e i Serafini in gloria per la Basilica di S. Francesco di Assisi come appare dal quaderno del priore Tarquinio di fra Giacomo. Matteo d’Ercolano deve avere scudi tredici per aver tussuto li 18 grandi copriporte e sette coperte da letto e sedici pannilini per sotto piatti, che furono per Margherita Malatesta moglie del conte Carlo di Montone. Per le nozze di Messere Astorre Baglioni nel 1513 furono eseguiti sei grandi pannilini con cavalieri affrontati e bordi uccellati e grifati e sei con dame e cavalieri e ventiquattro piccoli con cani e lepri e cervi. La madre badessa delle Colombe pagò nel 1487 fiorini otto per venti grandi pannilini grifati in azzurro e venti piccoli uccellati e grifati e quattro grandi tovaglie bordate per il refettorio. Annibale Mariotti cita nella sua storia di Perugia questo documento nel 1458. Braccio degli Baglioni fece fare una bella giostra in piazza a selle tedesche e pose per premio otto pannilini grifati et il primo fu ottenuto da Ridolfo Malatesta e fece venire in piazza un castello di legname nelle ruote ed infine un elefante di legname et un carro nel quale vi erano suoni ce canti e fu una bella festa per l’onore degli Ambasciatori del Duca di Savoia».
Il leone, che fu sempre il re degli animali, e nel simbolismo Maomettano viene raffigurato come re dominatore, nel simbolismo cristiano è il vero rappresentante della tribù di Giuda e per conseguenza anche di Gesù Cristo e nell’Apocalisse troviamo Cristo confrontato col leone. Il pavone, tanto frequente nei tessuti di origine normanna ed orientale, viene presentato superbamente anche perché le sue forme veramente artistiche e leggiadre molto prestansi nell’ornamentazione e lo pongono in una condizione privilegiata fra gli uccelli. Anche il Pellicano, simbolo dell’amore materno, che si squarcia il ventre per nutrire i suoi bambini, è rappresentato con molta eleganza e buon gusto, al pari della piovra, riprodotta nelle nostre stoffe come simbolo dell’avarizia. La sirena, simbolo della seduzione, viene rappresentata nei differenti secoli con grande differenza di carattere, ed infine anche incoronata; un esemplare raffigura la sirena in mezzo al cane e la lepre che si inseguono, simbolo della seduzione che insegue l’amore. L’unicorno, che ci pervenne dalla Cina, quale animale assai fantastico simile a un cavallo con un corno in fronte, nel simbolismo cristiano diventa il simbolo della verginità. Brunetto Latini racconta nel Tesoro, libro quinto, delle miracolose qualità di questo elegante animale, che spesso si trova affrontato nell’albero della vita intento a lottare con centauri o combattere con draghi alla fonte della vita.

“Particolare della copia del Louvre del «Cenacolo» di Leonardo.”

Negli statuti perugini, che spesso accennano appena a qualche frase su tale industria, sta scritto che nei 1350 la corporazione dell’arte della lana si unisce all’arte della bambagia, e ciò risulta dalla matricola e dagli statuti che si occupano della produzione di tali tessuti bianchi e grifati in azzurro, e che nel 1529 tale corporazione si unì ancora a quella della seta e si fusero in tre statuti. Andai nella biblioteca del Senato a Roma, frugando trovai la matricola (Artis cappellarum) dalla quale si apprende che un ramo di questa corporazione fabbricava pannilini grifati in azzurro.
Ma a che dilungarmi abusando della pazienza delle mie cortesi lettrici, se dal fin qui detto devono essersi fatta un’idea dell’importanza di quei simbolici tessuti che racchiudono — nelle più sublimi idealizzazioni della vita, quali l’amore e il sentimento religioso — lo spirito di epoche ormai quasi leggendarie? Meglio vale, a complemento di questo studio, aprire le mie sale a quelle gentili abbonate di «Donna» che sian desiderose di contemplar da vicino i preziosi cimeli che formarono un tempo il vanto di nobilissime castellane e di ornatissime donzelle.”

L’idrogeno pesante (1935)

di Edoardo Amaldi.
Da Sapere, Anno I, Volume I, N. 1, 15 gennaio 1935.

“Il premio Nobel per la chimica di quest’anno è stato assegnato ad H. C. Urey, attualmente professore di chimica alla Columbia University di New York. Si deve a questo scienziato, già noto per altre ricerche negli ambienti competenti, la scoperta dell’idrogeno pesante, scoperta che gli ha fruttato la più alta distinzione scientifica internazionale. Per apprezzare il significato e la portata dell’opera di Urey è necessario collocarla nel quadro delle attuali conoscenze del mondo atomico e nucleare.
Al giorno d’oggi è ormai cosa nota a tutti che un atomo è costituito da un nucleo centrale carico positivamente attorno al quale si muovono alcuni elettroni carichi negativamente; la massa di questi ultimi è trascurabile di fronte a quella del nucleo la cui carica è uguale, salvo il segno, alla carica complessiva degli elettroni; l’atomo è quindi un sistema elettricamente neutro, le cui proprietà chimiche dipendono esclusivamente dal numero di elettroni che lo costituiscono. Questo numero, che si chiama numero atomico, definisce a quale elemento appartiene l’atomo considerato: per esempio un atomo che contenga un solo elettrone ha numero atomico 1, ed è un atomo di idrogeno, mentre un atomo che contiene 11 elettroni è un atomo di sodio. Uno dei metodi più usati per rappresentare le proprietà chimiche degli elementi esistenti in natura; consiste sostanzialmente nel disporli in ordine di numero atomico crescente in una tabella, detta di Mendelejeff; due atomi i quali contengano lo stesso numero di elettroni ma che abbiano massa diversa hanno le stesse proprietà chimiche; di conseguenza si assegna loro lo stesso posto nella tabella di Mendelejeff e si dicono isotopi. Si vede così come l’analisi chimica non sia per così dire il mezzo più potente per discriminare atomi diversi: essa permette solo di riconoscere se tutti gli atomi di una stessa sostanza contengono lo stesso numero di elettroni, ma non ci fornisce alcuna indicazione sulla eguaglianza o meno delle loro masse. Questa analisi degli atomi di un determinato elemento che conduce a stabilire di quanti isotopi esso sia costituito viene effettuata con altri metodi: prima di parlarne sarà opportuno richiamare ciò che si intende per peso atomico. Una legge fondamentale, dovuta ad Avogadro, stabilisce che in volumi eguali di gas diversi, nelle stesse condizioni, sono contenuti numeri eguali di molecole; si capisce quindi che le densità dei varii gas stanno fra loro come i pesi delle corrispondenti molecole; così per esempio le densità dell’idrogeno, dell’ossigeno e del cloro stanno fra loro come 1 sta a 16 sta a 35,5: e poiché le molecole di tutti e tre questi gas sono costituite da 2 atomi si può dire che gli atomi di ossigeno e di cloro pesano rispettivamente 16 e 35,5 volte più dell’atomo di idrogeno. Ciò stabilito basta fissare una opportuna unità di misura delle masse atomiche per poter dare quello che si chiama il peso atomico di ogni elemento: orbene tale unità fu fissata scegliendo il peso atomico dell’ossigeno uguale a 16.
Tale scelta era stata suggerita dal fatto che si riteneva che questo elemento fosse costituito da un solo isotopo. Il cloro avrebbe in queste certe unità peso atomico 35,5; si sa però che esso è formato da un miscuglio di 2 isotopi di pesi 35 e 37, i quali entrano con tali percentuali nel cloro naturale da dar luogo ad una densità che sta a quella dell’ossigeno come 35,5 sta a 16.

Dallo studio da un lato dei pesi atomici dei varii elementi e dall’altro della loro costituzione isotopica con i metodi di cui ora parleremo, si è potuto al giorno d’oggi stabilire che i pesi atomici dei singoli isotopi sono sempre espressi da numeri interi. Il metodo per l’analisi isotopica a cui vogliamo accennare è quello dello spettrografo di massa di Aston: nella fig. 1 è data una rappresentazione schematica di tale dispositivo. In un recipiente, indicato nella figura con S, viene introdotto allo stato gassoso l’elemento che si vuole analizzare; a mezzo di una scarica elettrica, ottenuta applicando una opportuna differenza di potenziale fra i due elettrodi A e B, gli atomi dell’elemento vengono privati di un elettrone, in modo che restano dotati di una carica positiva, grazie alla quale possono assumere una velocità assai rilevante ed uscire attraverso all’elettrodo B, in cui è praticato un forellino: S₁, S₂ ed S₃ sono tre schermi che servono a delimitare maggiormente il pennello di atomi carichi, pennello che viene fatto passare successivamente in un campo elettrico stabilito fra le due piastre metalliche P₁, P₂ ed in un campo magnetico disposto normalmente al piano della figura; in tal modo le traiettorie degli atomi vengono curvate e tale curvatura risulta diversa a seconda della loro massa; disponendo una lastra fotografica in posizione opportuna si osserveranno su di essa tante macchioline quanti sono i diversi isotopi contenuti nell’elemento esaminato.
Si può dire, in un certo senso, che la scoperta dell’idrogeno pesante è una conseguenza di quella fatta nel 1929 da Giauque e Johnston, i quali misero in evidenza l’esistenza di due nuovi isotopi dell’ossigeno, di masse rispettivamente 17 e 18 i quali erano contenuti in piccolissime quantità nell’ossigeno naturale. Fu perciò necessario rivedere tutte le misure delle masse degli isotopi fatte fino ad allora poiché esse non erano riferite all’ossigeno 16, come si credeva, ma al miscuglio di ossigeno, 16, 17, 18. esistente in natura. In seguito a tale revisione Birge e Menzel notarono che la massa dell’atomo di idrogeno misurata con lo spettrografo di massa differiva da quella determinata a mezzo della densità dei gas. Tale divergenza fra i due valori della massa dell’idrogeno si poteva spiegare ammettendo l’esistenza di un isotopo di massa 2 il quale fosse contenuto nell’idrogeno ordinario nel rapporto 1/4500.
La ricerca di questo isotopo dell’idrogeno fu intrapresa da Urey insieme a Brickwedde e Murphy i quali ne annunciarono la scoperta nel gennaio del 1932. In base a considerazioni termodinamiche questi sperimentatori avevano preveduto che se si liquefa l’idrogeno e lo si lascia evaporare lentamente, il residuo liquido si arricchisce in idrogeno pesante, poiché questo ha una minore tensione di vapore dell’idrogeno di Massal. Seguendo questo concetto essi riuscirono ad ottenere, a mezzo di successive evaporazioni di idrogeno liquido, del gas in cui la percentuale dell’isotopo pesante corrispondeva a circa una parte su ottocento. A differenza di ciò che succede per gli isotopi degli altri elementi, l’idrogeno pesante dotato di proprietà notevolmente diverse dalle proprietà dell’idrogeno 1: questo fatto è però facilmente spiegabile qualora come esempio si pensi che fra i due isotopi del cloro, che pesano rispettivamente 35 e 37, vi è una differenza in massa di solo circa il 6%, mentre passando dall’idrogeno leggero a quello pesante il peso atomico raddoppia. Subito dopo la scoperta del nuovo atomo, che Urey stesso battezzò deuterio, molti fisici, chimici e biologi cominciarono in varie parti del mondo a studiarne le proprietà caratteristiche; Urey, con i suoi collaboratori, fece uno studio sistematico per riuscire a stabilire se la percentuale di deuterio fosse la stessa nell’’idrogeno di varie provenienze e, in particolare, nell’idrogeno contenuto nell’acqua. Mentre essi poterono riconoscere che in generale l’idrogeno pesante si trova in natura mescolato sempre nello stesso rapporto con l’idrogeno leggero, notarono altresì che l’acqua contenuta nelle celle elettrolitiche industriali era più ricca di idrogeno pesante del normale. È noto che il modo più comunemente usato per preparare l’idrogeno industrialmente consiste nell’elettrolizzare l’acqua, ossia nel far passare la corrente elettrica attraverso all’acqua contenuta in un recipiente detto cella elettrolitica. Al passaggio della corrente l’acqua si decompone in idrogeno ed ossigeno, i quali si liberano allo stato gassoso e possono essere raccolti separatamente. Quasi contemporaneamente all’osservazione di Urey e Washburn, Lewis annunziò di aver trovato il modo di separare elettroliticamente il deuterio. Il metodo di Lewis è quello al giorno d’oggi più in uso per preparare idrogeno pesante o, come si dice assai spesso, acqua pesante, intendendo con ciò acqua in cui l’idrogeno normale è sostituito per la quasi totalità dal deuterio.
Per dare un’idea di questo metodo di separazione dell’idrogeno pesante si pensi che qualora si parta da 10 litri di acqua normale, in cui sia stata sciolta una certa quantità di soda, si deve proseguire il processo di elettrolisi fino a ‘che questa soluzione si sia ridotta ad un litro; a questo punto, con procedimenti chimici, si riporta la concentrazione della soda al valore iniziale, e si riprende ad elettrolizzare la soluzione fino a ridurla a 100 centimetri cubici; ripetendo il processo più volte si ottiene alla fine un centimetro cubico di acqua la cui densità è 1,035 volte maggiore di quella dell’acqua di partenza. Con un procedimento analogo si possono ridurre 20 litri di acqua normale a mezzo centimetro cubico di acqua di densità 1,073, ossia acqua che contiene il 66% di idrogeno pesante.
Nell’esecuzione dell’elettrolisi sono necessari moltissimi accorgimenti quali per esempio assicurare che la temperatura rimanga sempre piuttosto bassa. Inoltre, mentre al principio delle elettrolisi l’idrogeno che si sviluppa è praticamente solo idrogeno leggero, quando la concentrazione del deuterio nell’acqua residua comincia ad aumentare, anche esso si libera in piccola quantità agli elettrodi; è quindi opportuno ricuperare il gas che si sviluppa, ricombinarlo con l’ossigeno e condurre l’acqua così ottenuta in un’altra cella elettrolitica. Nella figura 2 diamo il disegno di una cella di questo tipo, che viene cioè usata quando l’acqua che si elettrolizza è già notevolmente arricchita in deuterio. Il recipiente esterno serve solo da termostato mentre la cella vera e propria è costituita dalla bottiglia nel cui tappo è praticato un foro; i due elettrodi, ossia i due fili che portano la corrente nell’interno della cella, sono indicati con A e B. Nella figura 3 si vede poi l’apparecchio in cui avviene la ricombinazione dell’idrogeno e dell’ossigeno sviluppatisi nella cella della figura 2; la miscela dei due gas esce dal cannello C, che è munito all’estremità di un foro piccolissimo, di fronte al quale si trova un filo di platino mantenuto rovente dal passaggio di una corrente; la miscela tonante brucia al contatto del filo e si ricombina in acqua che viene raccolta nella beuta S.
Un altro metodo estremamente elegante che permette di separare gli isotopi ed in particolare l’idrogeno pesante, si deve ad Hertz ed è basato sul fatto che i gas diffondono attraverso ad una parete porosa con una velocità che è tanto più grande quanto più sono leggeri. Nella figura 4 è riprodotta un tubo separatore di Hertz: il tubo tratteggiato interno è poroso e permette quindi ad un gas che scorra da A verso D di passare in parte attraverso alle sue pareti; se ora il gas che noi consideriamo è costituito da due isotopi e lo si fa passare da A a D con opportuna velocità, l’isotopo più leggero diffonderà attraverso alla parete del tubo poroso più rapidamente di quello pesante e quindi da B uscirà un miscuglio più ricco nell’isotopo leggero mentre da D esce un miscuglio arricchito dell’isotopo pesante; il metodo di Hertz consiste nel far percorrere al gas, che si vuole analizzare nei suoi due isotopi, un gran numero di elementi del tipo di quello considerato. Nella figura 5 è riprodotto uno schema che dà un’idea del funzionamento di tale dispositivo. Ai due estremi dell’apparecchio vi sono due recipienti in cui si raccolgono i due isotopi leggero (V1) e pesante (Vp), i quadratini rappresentano i separatori a parete porosa del tipo di quello della figura 4. Le linee tratteggiate indicano la via seguita dall’isotopo leggero mentre quelle piene si riferiscono all’isotopo pesante; il ciclo viene fatto percorrere al gas moltissime volte. Con questo metodo è stato possibile ottenere deuterio praticamente puro.
Lo studio delle proprietà fisiologiche dell’acqua pesante è stato intrapreso solo recentemente; e si può dire con sicurezza che essa è velenosa per tutti gli organismi (spore) fino ad ora provati.

Il deuterio viene chiamato da taluni autori diplogeno; il suo nucleo: deutone o diplone. La ragione per cui è stato ritenuto opportuno dare un nome al nucleo dell’idrogeno pesante è che esso occupa una posizione di primo piano nella fisica nucleare: si può anzi dire che il deutone nella fisica nucleare è qualche cosa di analogo all’atomo di idrogeno nella fisica dell’atomo: questo è costituito dal nucleo ed un solo elettrone e rappresenta l’atomo più semplice: così il deutone è l’aggregato nucleare più semplice che si conosca. Varii sperimentatori americani ed inglesi, a mezzo di impianti capaci di fornire milioni di volt di differenza di potenziale, hanno usato i deutoni accelerati a grandissima velocità come proiettili per disintegrare la materia; il deutone quindi è anche un utile strumento di indagine del nucleo. Di tutti i risultati ottenuti in questo campo vogliamo ricordarne solo uno dovuto a Rutherford, Oliphant ed Harteck: questi sperimentatori sono riusciti a provocare degli urti fra due deutoni lanciati a grandissima velocità in conseguenza dei quali si ha la formazione di un nuovo isotopo dell’idrogeno avente massa tre, che sembra non esista in natura.”

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