I Papi amici dell'astronomia

Il contributo complementare e reciproco della scienza e della fede

di Guy J. Consolmagno
Gesuita, Specola Vaticana

Chi erano i Papi ricordati nell'ultimo Angelus prima di Natale - nel giorno del solstizio d'inverno - da Benedetto XVI? E come si inseriscono nella storia della Chiesa e nella storia dell'astronomia?
L'erudizione di Papa Silvestro ii era molto avanzata rispetto al suo tempo e la gente lo considerava un mago e uno stregone! Nato Gerberto d'Aurillac in Francia, entrò nel monastero di San Geraldo di Aurillac, in Spagna, dove conobbe per la prima volta la cultura araba, in particolare gli studiosi di matematica e di astronomia di Cordoba - allora sotto il dominio arabo. In seguito insegnò presso la scuola della cattedrale di Reims, dove, per breve periodo, fu anche arcivescovo. Poi divenne tutore dell'Imperatore Ottone iii. Fu quindi arcivescovo di Ravenna prima di essere eletto Papa nel 999. Morì nel 1003.
Influenzò lo sviluppo dei programmi universitari medievali, ma probabilmente è più noto per aver introdotto in Europa l'uso dei numeri arabi e dell'abaco. Nel campo dell'astronomia, introdusse la sfera armillaria, uno dei primi congegni utilizzati per determinare la posizione del sole e dei pianeti durante l'anno. Importante per la storia dell'astronomia e per questo quattrocentesimo anniversario del telescopio di Galileo, è che Gerberto utilizzò cannocchiali - ma senza lenti - attaccati a un astrolabio per meglio allineare lo strumento alle stelle giuste.
Papa Gregorio xiii è, certo, più famoso per la sua riforma del calendario. L'astronomia, che implica lo studio del sole, della luna e di tutti gli altri corpi celesti, era legata in origine all'esigenza di stilare calendari. Conoscere i giorni durante i quali le stagioni mutano è importante per qualsiasi cultura basata sull'agricoltura. Tuttavia per la Chiesa primitiva, il primo giorno di primavera aveva un'altra valenza: era utilizzato per calcolare la data della Pasqua.
Il primo concilio di Nicea, nel 325, stabilì che la Pasqua seguisse il modello della prima Pasqua, che cadeva la prima domenica dopo Pesach. La festa ebraica di Pesach fu stabilita nella legge mosaica come prima luna piena di primavera. Quindi, per stabilire il giorno della Pasqua, bisognava sapere esattamente quando sarebbe iniziata la primavera. Il concilio di Nicea elaborò una formula matematica per calcolare la Pasqua, ma nel medioevo divenne chiaro che in quella formula avevano cominciato a sommarsi piccoli errori. Le linee meridiane dimostravano che la primavera era cominciata molti giorni addietro rispetto a quanto previsto dal calendario.
Il concilio aveva basato i suoi calcoli sul calendario civile o romano. Quando Giulio Cesare introdusse l'anno di 365,25 giorni, con un giorno intercalare ogni quattro anni, si sapeva già che quell'arco di tempo era un po' troppo lungo perché, paragonato al reale succedersi delle stagioni, causava un errore di un giorno ogni 133 anni. Questa piccola differenza sarebbe però cresciuta con il passare del tempo e nel medioevo divenne evidente che l'equinozio di primavera non coincideva con quello ufficiale del 21 marzo. Inoltre, il calcolo della data di Pasqua si allontanava dai tempi reali intesi dal concilio di Nicea.
I concilii, in particolare quelli tenutisi a Costanza (1414-1418) e a Trento (1545-1563), chiesero ai Papi di apportare una correzione al calendario. Tuttavia, nessuno aveva ancora presentato una riforma che fosse valida e semplice, priva di ambiguità e in piena sintonia con il concilio di Nicea fino a quando Pietro Pitati, con un trattato pubblicato a Verona nel 1560, e Luigi Lilio (1510-1552), un professore di medicina presso l'Università di Perugia, non trovarono una soluzione relativamente facile da calcolare. Fu creata una Commissione per il Calendario per redigere una descrizione della proposta, chiamata Compendio, che, nel 1577, fu inviata a tutte le autorità civili europee, incluse le università e le accademie. Dopo aver ricevute tutte le risposte, la commissione preparò la bolla papale Inter gravissimas (1582), in cui Papa Gregorio xiii decretò l'adozione del nuovo calendario.
La regola giuliana degli anni intercalari subì alcune modifiche. Fu introdotta una formula migliorata per il calcolo della Pasqua. E, solo per una volta, dieci giorni furono eliminati per spostare l'equinozio indietro fino al 21 marzo, secondo quanto stabilito dal primo concilio di Nicea. Questo fu il grande merito della riforma gregoriana. Con un aggiustamento di minima entità e con regole chiare, preservò l'intento del concilio. Inoltre, la speranza fu che tale riforma, basandosi su un concilio che si era svolto prima dello scisma fra Oriente e Occidente, potesse evitare ulteriori conflitti con la Chiesa ortodossa.
Un membro importante della commissione per la riforma del calendario fu il gesuita Christoph Clavius, professore di matematica presso il Collegio Romano, noto per le sue pubblicazioni di geometria, aritmetica e astronomia.
È difficile stabilire con certezza il suo ruolo nella commissione, basta peraltro osservare che fu scelto dal Papa per descrivere e difendere il nuovo calendario nell'Explanatio Romani Calendarii, pubblicata a Roma nel 1603.
Alla fine, il calendario era in linea con le stagioni. Tuttavia, come potevano esserne certi? In che modo determinarono veramente l'inizio di ogni stagione?
Le stagioni dipendono dalla posizione del sole nel cielo. Quando il sole è alto e i suoi raggi colpiscono direttamente il terreno, le giornate sono calde. Quando il sole fa appena capolino all'orizzonte, ad angolo obliquo, le giornate sono più fredde. Il modo più semplice per misurare le stagioni reali dell'anno è quello di osservare la posizione del sole. A questo fine si utilizza la "meridiana".
L'idea di una linea meridiana è abbastanza semplice: si può determinare la posizione del sole nel cielo misurando l'ombra proiettata da uno "gnomone", un polo di lunghezza nota, come l'obelisco di piazza San Pietro, esattamente a mezzogiorno, il momento della giornata in cui il sole è alla sua massima altezza nel cielo. Quindi sono sufficienti uno gnomone dalla misura certa e una linea orientata esattamente da nord a sud contro la quale misurare l'ombra. Più alto è l'obelisco, più precisamente è possibile misurare l'ombra. Quando il sole si trova nella sua posizione più bassa nel cielo, i nostri calendari indicano il primo giorno dell'inverno, e, parimenti, l'ombra più corta a mezzogiorno si misura il primo giorno d'estate, il solstizio d'estate. Le ombre che sono lunghe esattamente la metà di questi estremi si hanno negli equinozi, i primi giorni di primavera e d'autunno.
Un modo diverso e più elegante per misurare la posizione del sole è quello di trovare una stanza buia e di praticare un'apertura nella parete esposta a sud. Allora si potrà seguire il raggio di sole che, attraverso quell'apertura, passerà sulle pareti e sul pavimento della stanza. Di nuovo, più grande sarà la stanza, più precisamente si potrà misurare la posizione del sole.
Nel suo libro The Sun in the Church (Harvard, University Press, 1999) lo storico della scienza John L. Heilbron (università di Oxford e Berkeley) osserva che "gli edifici più adatti - con interni bui - erano le cattedrali. Erano grandi e buie e avevano bisogno solo di un'apertura sul tetto e di una linea sul pavimento per essere degli osservatori solari". Nel XVIi secolo, queste linee meridiane furono collocate nelle cattedrali a Bologna, a Firenze, a Parigi e a Roma, ma non solo per determinare i giorni delle stagioni. Per prima cosa, l'altezza del sole si poteva collegare direttamente alla latitudine della chiesa. Questi congegni permisero agli studiosi di tracciare mappe accurate dell'Europa. Inoltre, come osserva Heilbron, le piccole aperture praticate in grandi ambienti fungevano in realtà da lenti stenopeiche che creavano immagini del sole da studiare per capire le mutazioni della sua dimensione durante l'anno, a conferma indiretta del sistema di Keplero delle orbite ellittiche.
La linea meridiana a piazza San Pietro fu collocata nel 1817 da monsignor Filippo Luigi Gilii. Egli fu fra quanti, nel 1797, ristabilirono la specula vaticana nella Torre dei Venti. Questa linea sulla piazza fu ispirata senza dubbio da quella sul pavimento della Torre dei Venti disegnata da Ignacio Danti nel 1582. Purtroppo, l'opera di Gilii non proseguì dopo la sua morte e la Specola rimase inattiva fino a quando Papa Leone xiii non la riaprì nel 1891.
Infine, giungiamo a Papa Pio x, menzionato con grande approvazione da Papa Benedetto. Sebbene sia stato Papa Leone xiii a riaprire l'Osservatorio Vaticano, è stato con Papa Pio x che è divenuto operativo.
Nel novembre 1904, Papa Pio x affidò all'arcivescovo di Pisa, Pietro Maffi, il compito di riorganizzare la Specola e di cercare un nuovo direttore. Dopo oltre un anno di complicati negoziati, nel febbraio 1906 finalmente si prese una decisione. Il nuovo direttore sarebbe stato il sacerdote gesuita Johan Hagen - nato in Austria, ma divenuto poi cittadino americano e direttore dell'Osservatorio Georgetown, a Washington.
Nel 1906, su suggerimento di monsignor Maffi, Pio x mise a disposizione degli astronomi la sede della sua Villa - oggi sede della sezione tecnica della Radio Vaticana. Nella stanza della meridiana, all'ultimo piano della piccola villa, fu collocato il telescopio vaticano o lo strumento transitorio per misurare il tempo siderale. In seguito, quello strumento fu sostituito da un ricevitore radio di segnali per controllare gli orologi.
L'eliografo, un telescopio moderno discendente delle linee meridiane del passato, fu collocato sulla terrazza dell'edificio oggi convento delle suore di clausura Mater Ecclesiae.
Il 17 novembre 1910, Pio x concesse un'udienza speciale al personale della Specola per celebrare ufficialmente le nuove sedi. L'anno seguente, a commemorare l'ottavo anno di pontificato di Papa Sarto, la moneta storica coniata annualmente in oro, argento e bronzo e distribuita ai membri della corte pontificia e ai dignitari ecclesiastici nel giorno della solennità dei santi Pietro e Paolo, recava su una faccia la figura allegorica dell'astronomia che pronunciava le seguenti parole: Ampliorem. in. Hortis. Vat. Mihi. Sedem. Adornavit - "Ha preparato per me uno spazio più ampio nei giardini vaticani". Oggi, accanto all'entrata della cappella della Radio Vaticana, nella piccola villa di Leone xiii, si può ancora vedere una targa che ricorda la nuova dimora della Specola.
L'astronomia è stata molto importante nella teologia cristiana.
Infatti, l'astronomia è stata una delle sette materie dell'università medievale, che tutti gli studiosi dovevano conoscere prima di poter cominciare a studiare la filosofia e la teologia.
Dall'istituzione dell'Osservatorio Vaticano, molti pontefici hanno detto cose importanti sull'amore della Chiesa per lo studio dei cieli. Molto dell'interesse della Chiesa ha avuto una aperta rimonta apologetica quando ha utilizzato la scienza per sostenere le sue idee filosofiche o ha utilizzato il suo sostegno alla scienza per contrastare quanti accusano la Chiesa di opporsi al progresso e di temere verità nuove.
Tuttavia, attraverso gli scritti dei pontefici più recenti, cominciamo a osservare lo sviluppo di una seconda idea, ovvero che, come sapeva il salmista, i cieli stessi proclamano la grandezza del Creatore. Il semplice atto di ricercare la verità nelle scienze naturali è in se stesso un atto religioso, indipendente da qualsiasi fine apologetico.
Nel fondare di nuovo la Specola Vaticana, Papa Leone xiii, nel 1891, scrisse che era spinto "dal fatto che tutti avrebbero potuto vedere chiaramente che la Chiesa e i suoi Pastori non si oppongono alla scienza vera e solida (...) ma l'accolgono, la incoraggiano e la promuovono".
Durante l'inaugurazione della nuova sede della Specola a Castel Gandolfo, nel 1935, Papa Pio xi osservò a proposito dello studio del cielo: "Da nessun altro luogo del creato giunge un invito più forte ed eloquente alla preghiera e all'adorazione".
Nel suo primo discorso come Papa all'Accademia delle Scienze, nel 1939, Papa Pio xii affermò eloquentemente: "L'uomo ascende a Dio salendo la scala dell'universo". Parlando alla stessa assemblea, nel 1951, osservò che "più la vera scienza progredisce, più scopre Dio, quasi come se Egli stesse, vigile e in attesa, dietro la porta che la scienza schiude".
L'inno più bello di Papa Pio xii alla gloria di Dio, visibile grazie all'astronomia, fu il suo discorso all'assemblea generale della Unione Astronomica Internazionale, svoltasi a Roma nel 1952: "Studiando l'astronomia lo spirito umano ha superato tutti i limiti dei sensi fisici (...) ed è riuscito a misurare l'immenso universo (...) Quale incontro lieto e sublime nella contemplazione del cosmo è quello fra lo spirito umano e lo spirito del Creatore!".
Papa Giovanni Paolo ii sottolineò le sue speranze per il rapporto fra scienza e religione in una lettera al direttore dell'Osservatorio Vaticano, George Coyne, nel 1987, affinché venisse pubblicata insieme agli atti di una conferenza organizzata dalla Pontificia Accademia delle Scienze, in occasione del trecentesimo anniversario della pubblicazione dei Principia di Newton. Scrisse: "Sia la religione sia la scienza devono tutelare la propria autonomia e la propria peculiarità. La religione non si basa sulla scienza né la scienza è una estensione della religione. Ciascuna di esse dovrebbe possedere i propri principi, le proprie procedure, la propria diversità di interpretazione e le proprie conclusioni (...) la scienza può purificare la religione dall'errore e dalla superstizione; la religione può purificare la scienza dall'idolatria e dai falsi assoluti".
È interessante osservare come l'astronomia sia stata legata storicamente a culture differenti, incluse quelle che per altri versi erano in conflitto. Vediamo come Papa Silvestro ii guardò con favore agli studi degli arabi, anche se questi ultimi e i cristiani erano in guerra fra loro per il controllo della Spagna, e come l'adozione della riforma gregoriana del calendario fu motivata in gran parte dalla necessità di trovare una soluzione accettabile anche per le Chiese orientali.

(©L'Osservatore Romano - 22-23 dicembre 2008)