Wrocławska meridiana

Linia południkowa (z łaciny: meridiana) jest instrumentem astronomicznym wynalezionym około roku 1475 we Włoszech. Pierwsza, zbudowana w katedrze Santa Maria del Fiore we Florencji przez Paola Toscanellego, nie zachowała się do naszych czasów. Obecnie w tym miejscu można podziwiać jej udoskonaloną wersję z 1755 roku wykonaną przez Leonarda Ximenesa.

Tworzy ją prosta linia na idealnie poziomej powierzchni, pokrywająca się z lokalnym południkiem. Oprócz tej linii, meridiana składa się jeszcze z gnomonu otworkowego, czyli małej dziurki w ścianie lub suficie, znajdującej się centralnie nad linią południkową. Kiedy Słońce znajduje się w pionowej płaszczyźnie dokładnie nad ta linią, pada na nią plamka światła i wiemy, że jest wtedy południe czasu lokalnego.

Linia południkowa służyła nie tylko do wyznaczania momentu południa, ale do precyzyjnego ustawienia instrumentów (np. kwadrantu) podczas nocnych obserwacji nieba. Za pomocą tego prostego przyrządu można też zmierzyć długość dnia (wystarczy znaleźć czas pomiędzy południem podczas dwóch kolejnych dni) i obserwować jej zmiany w ciągu roku, wyznaczając momenty równonocy i przesileń. Zatem meridiany pełniły także rolę kalendarzy.

Na podstawie takich właśnie obserwacji dokonanych w Watykanie w 1582 roku za pomocą wybudowanej na polecenie papieża Grzegorza XIII linii południkowej, przeprowadził on słynną reformę kalendarza i wprowadził kalendarz zwany do dziś na jego cześć gregoriańskim, by skorygować błędy kalendarza juliańskiego. Watykańska linia południkowa znajduje się w zbudowanej w 1576 roku wysokiej na 73 metry Wieży Wiatrów, która zachowała się do dziś i nazywana jest Obserwatorium Gregoriańskim.

Z kolei Giovanni Domenico Cassini, budując w 1655 roku linię południkową w Bolonii, stawiał sobie za cel wyznaczenie za jej pomocą dokładnych parametrów orbity Słońca wokół Ziemi (lub z punktu widzenia systemu kopernikańskiego - orbity Ziemi wokół Słońca). Jest to największa meridiana na świecie. Ma 67 m długości i otwór umieszczony na wysokości ponad 27 m nad podłogą.

Linie południkowe były nie tylko precyzyjnymi przyrządami, lecz również dziełami sztuki architektonicznej. Aby otrzymać dużą dokładność wyznaczenia parametrów kątowych, rozmiary liniowe meridian musiały być bardzo duże, dlatego najczęściej umieszczano je w kościołach, gdzie ciągnęły się przez kilkadziesiąt metrów, a otwór gnomonu  nierzadko umieszczano ok. 30 m nad podłogą. Samą linię najczęściej wykładano kolorowym marmurem, a podłogę wzdłuż tej linii intarsjowano metalowymi inskrypcjami przedstawiającymi dane kalendarzowe, np. znaki zodiaku, punkty równonocy i przesileń.

Charles Dickens tak opisał swoje wrazenia z obserwacji przejścia obrazu tarczy Słońca przez linię południkową w kościele San Petronio w Bolonii w 1844 roku: Fascynująca jest myśl, iż każdego dnia w tym miejscu pogrążonym w ciszy, dziś prawie umarłym i zapomnianym, mały otwór pozwala światłu wtargnąć w ciemność i dotknąć Słońcu miedzianej wstęgi osadzonej ludzką ręką przed trzema wiekami. 

Wrocławska linia południkowa znajduje się w Wieży Matematycznej, na najwyższej kondygnacji gmachu głównego Uniwersytetu Wrocławskiego, gdzie niegdyś znajdowało się obserwatorium astronomiczne i meteorologiczne, a dziś mieści się Muzeum Uniwersyteckie i wystawa dawnych instrumentów astronomicznych. Linia biegnie po przekątnej wieży i wyznacza południk lokalny 17 stopni, 2 minut i 5 sekund długości geograficznej wschodniej.

Jest ona jedynym takim przyrządem w Polsce, jednym z niewielu zachowanych w Europie (obok Bolonii, Egeru, Florencji 4 szt, Paryża 2 szt, Pragi, Rzymu 2 szt. i Wiednia). Jest najbardziej wysunięta na wschód i północ Europy. Najbliższe tego typu urządzenie znajduje się w wieży astronomicznej dawnego kolegium jezuitów - Klementinum - w czeskiej Pradze (dziś stanowi ono część Uniwersytetu Karola, skąd obserwacje nieba prowadził m.in. Johannes Kepler). Wrocławska linia wzorowana była na wiedeńskiej z obserwatorium Maximiliana Hella (podobnie jak jej inna kopia wykonana przez Hella na Wieży Astronomicznej budynku Liceum w Egerze).

Założycielem i pierwszym dyrektorem wrocławskiego uniwersyteckiego obserwatorium astronomicznego był Longinus Anton Jungitz (1764-1831, patrz portret obok). Zbudowana przez niego w 1791 roku linia południkowa ma w poziomie 15,4 metra długości i ze względu na niewielką powierzchnię pomieszczenia kończy się pionowo na ścianie odcinkiem o wysokości 2,3 m. Linia ma szerokość 30 cm. Wyłożona jest na posadzce i ścianie Wieży Matematycznej śląskim (białym), czeskim (różowym) i włoskim (niebieskim) marmurem. Wpuszczono ją 5 cm poniżej poziomu podłogi, dzięki czemu możliwe było jej zabezpieczenie dębowymi klapami, które zamknięte nie wystają ponad podłogę i pokrywają linię na całej długości. Do prowadzenia obserwacji otwierano odpowiednie dla danej pory roku części klapy (kolejne odchylają się na przemian na wschód i na zachód).

Pośrodku naciągnięta była jedwabna nić, wskazująca dokładny przebieg południka (obecnie nie została odtworzona). Otwór gnomonu o średnicy 3,5 milimetra był wywiercony w mosiężnej płytce zamontowanej w suficie pomieszczenia, na wysokości 3,9 m nad poziomem podłogi. Wypadał on w pilastrze głównego muru wieży, między drugim i trzecim oknem ściany południowej, licząc od wschodu. Został zatynkowany jeszcze przez II wojną światową.

Wrocławska meridiana została zbudowana na wzór linii z obserwatorium astronomicznego Maximiliana Hella w Wiedniu, u którego Jungnitz odbywał studia astronomiczne, i była najdokładniejszym tego typu instrumentem w Europie. Jej błąd wyznaczenia południa wynosił ok. 5 sekund, co potwierdziła seria pomiarów wykonanych nowoczesnym instrumentem przejściowym w latach 1831-32 (np. dla obserwatorium w Wiedniu średni błąd wynosił 3 minuty, a dla obserwatorium w Watykanie - 20 sekund).

Niestety, obecnie wrocławska linia południkowa nie działa, ze względu na brak umieszczenia na swoim miejscu podczas powojennej odbudowy wieży płytki z otworem gnomonu. Trwają jednak starania o pełne odrestaurowanie naszej unikatowej meridiany (oryginalna płyta od 1945 roku znajduje się na Uniwersytecie Jagiellońskim w Krakowie). Ponieważ kąt padania promieni słonecznych zmienia się istotnie w ciągu roku, wymusza to spore rozmiary otworu. Jeśli jednak wrocławski gnomon miałby działać jedynie w sezonie turystycznym od kwietnia do października, nie będzie potrzeby kucia wielkiej dziury w suficie. W pozostałym okresie roku działanie meridiany można ilustrować za pomocą zainstalowanego nad nią obecnie, symulującego ruchy Słońca i związane z nimi poruszanie się plamki światła po meridianie rzutnika umieszczonego na specjalnie zaprogramowanym wysięgniku. Dzięki temu w jednej chwili można oglądać położenie plamki świetlnej na meridianie w dowolnym dniu roku.

Innym brakującym dziś elementem wrocławskiej meridiany jest dziękczynna inskrypcja umieszczona niegdyś nad pionową częścią linii. Złocony napis na marmurowej tablicy pamiątkowej głosił po łacinie: Pomnik Uranii, Nowe Obserwatorium Astronomiczne pod patronatem Najjaśniejszych i Najznakomitszych panów: Najjaśniejszego Pana Karola Hrabiego von Hoyma - Rzeczywistego Ministra Państwa i Wojny, Rycerza Orderu Czarnego Orła, Wysokourodzonego Pana Barona Adolfa von Dankelmanna - Rzeczywistego Ministra Państwa i Sprawiedliwości, Kuratora Uniwersytetu, kiedy zwierzchnikami tej życiodajnej siedziby nauk byli Przewielebni, Wielce Uczeni i Zasłużeni Panowie - Pan Antoni Zaplichal - Dyrektor Instytutu i Pan Kanonik Franciszek Bainhauer - Jego Magnificencja Rektor i pod kierownictwem Pana Profesora L. A. Jungnitza - Pierwszego Astronoma tegoż Uniwersytetu, wzniesiony w roku 1790, ukończony w roku 1791. Obecnie trwają starania mające na celu odtworzenie tej inskrypcji, a także rekonstrukcję i przywrócenie funkcjonalności całej linii południkowej.

Podczas renowacji nawierzchni placu Uniwersyteckiego przedłużenie linii południkowej zaznaczono także specjalną stalową szyną na kostce brukowej przed wejściem do Gmachu Głównego UWr (prowadzącym na Wieżę Matematyczną).

Wrocławskiej linii południkowej nie należy mylić z 17. południkiem długości geograficznej wschodniej, który biegnie przez miasto, ale w innym miejscu. 

Oto znane w Europie linie południkowe i ich twórcy (wymienieni w kolejności chronologicznej, jeśli linia była przebudowywana):

• Wieża Wiatrów w Watykanie (Ignazio Danti, Luigi Gili)
• katedra Santa Maria del Fiore we Florencji (Paolo Toscanelli, Leonardo Ximenes)
• obserwatorium astronomiczne "La Specola" we Florencji (Giuseppe Slop)
• Palazzo Pitti, Certoza di Firenze, Santa Maria Novella we Florencji
• kościół San Petronio w Bolonii (Ignazio Danti, Giovanni Domenico Cassini)
• kościół św. Sulpicjusza (Saint Sulpice) w Paryżu
• obserwatorium astronomiczne w Paryżu (Giovanni Domenico Cassini)
• obserwatorium Klementinum w Pradze, obecnie część Uniwersytetu Karola
• obserwatorium astronomiczne Johanna von Marinoniego w Wiedniu
• obserwatorium Uniwersytetu Wiedeńskiego (Maximilian Hell)
• kościół świętej Marii od Aniołów i Męczenników (Santa Maria degli Angeli e dei Martiri) w Rzymie (Francesco Bianchini)
• wieża astronomiczna Esterházy College w Egerze (Maximilian Hell) 

Wieża Wiatrów w Watykanie	katedra Santa Maria del Fiore we Florencji	linia południkowa w muzeum "La Specola" we Florencji
kościół San Petronio w Bolonii	kościół św. Sulpicjusza w Paryżu	obserwatorium astronomiczne w Paryżu
obserwatorium Klementinum w Pradze	obserwatorium astronomiczne w Wiedniu	kościół świętej Marii od Aniołów i Męczenników w Rzymie
Wieża Astronomiczna w Egerze

Literatura:

• Jarosław Włodarczyk,  Jedyna taka linia w Polsce, Wiedza i Życie nr 4/2009 (tutaj jest dostępne streszczenie)
• Jarosław Włodarczyk, Reimund Torge, Astronomia w dawnym Wrocławiu, Wydawnictwo UMCS, Lublin 2009