Il Notturnale è uno strumento che permette di "leggere" l'ora direttamente dalle stelle.
I primi esemplari di questo strumento risalgono al XV secolo e venivano realizzati in ottone inciso (A lato il Notturnale di Della Volpaia conservato presso l'Istituto e Museo di Storia della Scienza di Firenze).
La costruzione di questo strumento è semplice ed è possibile realizzarlo in cartoncino.
Vediamone i principi di funzionamento.
Se fotografiamo le stelle intorno alla Stella Polare vedremmo come queste ruotino intorno ad essa. Un giro completo viene compiuto in circa 23 ore e 56 minuti pari ad un giorno siderale che differisce dal giorno solare per 4 minuti.
La ragione di ciò è dovuta al movimento della Terra intorno al Sole, come si vede in figura, quando la Terra ha fatto un giro completo intorno al proprio asse, il Sole appare spostato di circa 1^o a causa del moto di rivoluzione. Il risultato è che il Sole impiega 4 minuti in più per tornare nella stessa posizione.
A parte questa piccola differenza, possiamo considerare la Stella Polare al centro di un gigantesco orologio le cui lancette (una delle stelle vicine) compiono un giro in 24 ore.
Resta solo da scegliere le stelle adatte. Buone candidate sono le stelle dell'Orsa Maggiore Dubhe e Merak sia per la loro luminosità che per l'essere allineate in direzione della Stella Polare.
Naturalmente le stelle non cambiano posizione solo per il movimento della Terra intorno al proprio asse. In inverno l'Orsa Maggiore si trova nella posizione opposta rispetto all'estate, il nostro orologio dovrà tenerne conto!
Vediamo adesso come realizzarlo in dettaglio.
Esso è formato da due dischi e una lancetta, sul primo disco vi sono riportati i mesi dell'anno come in figura.
nella parte inferiore sarà ricavato un manico per poter tenere il disco in mano.
I mesi sono separati da un angolo pari al numero dei giorni che contengono. Dato che in 360^o devono entrare 365 giorni, il risultato è che ogni giorno è 360/365=0.986^o per cui per i mesi di 31 giorni devo usare un angolo di 30.6^o, per quelli di 30 un angolo di 29.6^o e per febbraio un angolo di 27.6^o.
Si può scaricare l'immagine del disco (clicando sulla figura col tasto sinistro del mouse e salvandola cliccando con il tasto destro e scegliendo Salva immagine) che può essere stampata o ricopiata con le dimensioni che preferiamo. Un buon compromesso è stamparlo con un diametro di circa 15 cm.
Sul secondo disco sono riportate le ore del giorno separate di 15^o l'una dall'altra e una lancetta che, ruotando il disco, si farà coincidere con i giorni dell'anno.
Questa lancetta è nella posizione delle 16^h27^m. Infine si deve provvedere alla lancietta, chiamata alidada, che si può ricavare da un pezzo di cartoncino e che avrà le dimensioni del diametro del disco delle ore.
Una volta ricavati i pezzi si devono mettere insieme ad esempio utilizzando un fermacampioni al quale, utilizzando un trapano, avremo fatto un foro nella testa. Si possono utilizzare altri metodi, l'importante è poter disporre di un foro nel centro. Una volta montato il notturnale non ci resta che aspettare la notte per provarlo.


Uso del notturnale

Vediamo ora come usare il notturnale, supponiamo di usarlo stasera (10 Giugno), per prima cosa si deve far coincidere la lancetta del disco delle ore in corrispondenza del giorno 10 Giugno riportato sul disco dei mesi. Per facilitare questa operazione si possono aggiungere delle tacche che dividono in 3 o più parti i settori dei mesi.
Una volta portata la lancetta sul 10 Giugno, si punta il notturnale verso la Stella Polare tenendolo per il manico (che deve rimanere in posizione verticale) in modo da vedere la Polare attraverso il buco sulla testa del fermacampioni.
A questo punto ruoto l'alidada fino a farla coincidere con la posizione delle due stelle Dubhe e Merak e leggo l'ora indicata.
Naturalmente non dobbiamo aspettarci una grande precisione nella lettura dell'ora per la scarsa precisione di uno strumento così piccolo tuttavia in antichità questi orologi erano largamente utilizzati anche per la navigazione ed erano quanto di più preciso si potesse desiderare.
NOTA: nella figura non è stata rispettata la geometria del cielo. Se facciamo passare una retta attraverso le due stelle Dubhe e Merak, si trova la Stella Polare.