Com funciona un rellotge de sol

DE LA TERRA, EL SOL I L'OMBRA

El funcionament d'un rellotge de sol es basa en el moviment de la terra al voltant del sol. Per la nostra situació des de la terra, ens sembla que el que es mou és el sol, i que aquest moviment és força constant.
Sabem que la terra és una circumferència i que el sol «hi dóna un tomb» cada vint-i-quatre hores. Si una circumferència té 360 graus i els dividim per les 24 hores del dia, tenim que cada hora el sol recorre una distància aparent de 15 graus. Sabent això només caldria agafar mitja circumferència (l'altra mitja correspondria a la nit) i cada quinze graus marcar-hi una hora, clavar-hi una barra vertical al mig i anar llegint les ombres.

Rellotge de sol cúbic

Com haureu intuït no és tan senzill i el sol ens posa aviat els primers problemes. Comptem amb dos fets que fan variar substancialment la primera impressió de senzillesa que ens haviem fet. Per un costat l'òrbita de la terra al voltant del sol no és circular, sinó el·líptica, i per l'altra la terra no hi gira al voltant ben dreta sinó que està inclinada. Aquesta inclinació fa que quan ens fixem en el pas del sol, al llarg de l'any, el veiem fer el seu curs a cami més alt i quan entrem a l'hivern el més baix. En aquests dos moments el pas aparent del sol forma amb el pla de l'equador els angles màxims de 23º27' i de -23º27' respectivament. Els dies que entrem a la primavera i a la tardor l'angle és de 0º o sigui que el pas del sol és totalment horitzontal a l'equador.
Tornant als rellotges de sol, el que acabem d'explicar ens ha de fer notar que la barra dreta al mig d'aquell primer rellotge que hem provat només ens marcaria les hores correctament un parell de dies l'any. Quan el sol pugés o baixés, l'ombra que projectaria sobre el rellotge aniria variant i la incorrecció aniria augmentant. Per tal d'evitar aquestes diferències en l'ombra que projecta l'estil, cal que aquest estigui col·locat paral·lel a l'eix de la terra.

L'hora a la catedral
de Chartres

Com que no estem a l'equador sinó que la nostra situació geogràfica forma amb l'equador un cert angle, anomenat latitud geogràfica, si volem posar l'estil paral·lel a l'eix terrestre (que forma amb l'equador un angle de 90º) haurem d'inclinar-lo amb un angle que sumat a la nostra latitud ens doni els noranta graus buscats. Aquest angle s'anomena colatitud. Això en el cas dels rellotges verticals, en els horitzonals, l'angle d'inclinació de l'estil o busca ha de ser igual al de la latitud.
Un cop fet això, si orientem el nostre rellotge exactament al sud geogràfic (no al magnètic) haurem fet ja un rellotge de sol correcte.
Tanmateix ara ens ve el principal problema en el disseny d'un rellotge de sol i és que gairebé no trobarem cap paret que estigui orientada exactament al sud geogràfic. Quan una paret està girada cap a llevant o cap a ponent, no tan sols canvia l'angle de la busca, sinó que també varien totes les hores. Per tal de calcular la nova orientació calen unes fórmules un xic complicades que no han estat sempre a l'abast de tothom. És per això que ens trobem la majoria de rellotges de sol mal calculats.

DE L'HORA OFICIAL l LES ALTRES HORES

No s'acaben aquí els problemes per saber l'hora en un rellotge de sol. Des que la mesura del temps va prendre importància i les comunicacions es van accelerar, va fer-se necessari establir uns horaris fixes: són els fusos horaris.

La Foradada (Subirats)

Aquí ens regim pel fus horari que passa pel meridià 0º o de Greenwich. Tanmateix quan el sol passa pel punt de migdia a Barcelona, que es troba sobre el meridià 0º, als pobles que ens trobem lleugerament a l'Est ja fa una estona que hi ha passat. Si hem dit que els sol recorre 15º en una hora, podem dir que recorrerà 1º en 4 minuts. Si sabem que Vilafranca, per exemple, es troba a 1º42' de longitud Est, podem dir que quan civilment són les 12 hores solars, a Vilafranca són les 12 h. 7 min.
Una altra cosa que cal tenir en compte són les hores de diferència entre el temps civil i l'oficial, que a l'estiu s'avança dues hores i a l'hivern una.
Pérò encara hi ha més. Com que l'òrbita de la terra no és circular sinó el.líptica i, a més, el sol no és al centre d'aquesta el.lipse, la velocitat de traslació de la terra al llarg de l'any no és uniforme i, per tant, les hores solars no són gairebé mai exactament d'una hora. A primers de novembre i a mitjans de febrer les diferències són al voltant d'un quart d'hora. Aquesta informalitat del sol davant les nostres impecables i exactes hores mecàniques va ser la que va provocar, al generalitzar-se els rellotges mecànics, l'abandó del quadrant solar com a eina de mesura del temps.

SOCIETAT CATALANA DE GNOMÒNICA