Introducción histórica

La antigüedad de la ciencia consistente en la medición del tiempo, o intervalo transcurrido entre dos instantes, se remonta a los albores de la humanidad. El tiempo como referencia a los movimientos de la Tierra en el espacio, es ya objeto de estudio en el Neolítico -Stonehenge- primera construcción humana que pudo ser construida para la observación de los astros y para la medición del tiempo en función de la posición del sol en el firmamento.

Antiguas civilizaciones

Del Calcolítico se conserva en Andalucía un claro ejemplo de megalitismo astronómico, como es el caso del dolmen de Soto, en Trigueros (Huelva), en el que a su interés puramente funerario se ha sumado su particular orientación que consigue que en los equinoccios, el Sol ilumine la estancia situada al fondo de un corredor, sólo durante los primeros minutos del día.

No obstante el conocimiento más antiguo que se tiene de un sistema más cierto de medida del tiempo es hacia el 2025 AEC en la época de los pueblos que habitaron en los valles del Tigris y el Eúfrates, Mesopotamia, y del Nilo, Egipto, quienes tras largas observaciones de la bóveda celeste, lograron dominar el arte de la medición del tiempo.

Es entonces cuando por primera vez y mediante la longitud y la posición de la proyección de la sombra de una barra perpendicular clavada en el suelo, sobre determinados puntos que marcan las horas del día, se consigue determinar los puntos exactos del mediodía y la medianoche, así como de los solsticios y de los equinoccios. Más tarde vendrían a cumplir la misma función los obeliscos ubicados en plazas públicas que ya hacia 1450 AEC los egipcios utilizaban como gigantescos gnómones con los que poder comprobar el recorrido de su sombra y, de esta manera, establecer precisas mediciones astronómicas y horarias.

El gnomon como instrumento preciso

De esta manera, el gnomon consigue unir el cosmos con la tierra permitiendo al ser humano conocer con exactitud y de una manera directa sus avatares, el recorrido por la bóveda celeste del astro rey, estableciéndose la división de los ciclos anuales, mensuales, semanales, diarios y horarios.

Los egipcios también inventaron el reloj de sombras, formado por una barra horizontal en cuyo centro se dispone el extremo de otra en la que hay trazadas líneas que se utilizan para medir la sombra proyectada por aquella. El conjunto en forma de «T» debe apuntar hacia el Levante, antes del mediodía, o hacia Poniente, si es después. Este reloj de sol portátil conocido comúnmente como «egipcio» ya era utilizado en el siglo XV AEC por el Faraón Thutmosis III en sus desplazamientos.

De esta forma el tiempo horario se determina en función de la sombra proyectada sobre una escala. Pero este sistema tenía el inconveniente de que en verano las horas diurnas eran de más duración que las nocturnas y en invierno al contrario, por lo que las horas medidas no son constantes. No obstante la civilización egipcia nos legó el día de 24 horas.

En cambio en Mesopotamia, los sacerdotes y sabios babilonios logran determinar la división del tiempo por periodos anuales con doce meses de 29 y 30 días y en fases horarias de sesenta minutos y los minutos en 60 segundos, ya que son cantidades fácilmente divisibles por dos, por tres y por cuatro. La precisión la consiguen mediante la utilización de otros sistemas de control como los relojes de agua o de arena.

China, Grecia y Roma

En China, hacia el siglo XI AEC, también utilizaron gnomones para efectuar diversas observaciones astronómicas: establecimiento del mediodía, fijación de los solsticios y para el cálculo de la inclinación de la eclíptica. También de esta cultura se han conservado relojes de sol planos de la época Han, siglo III AEC, en los que un círculo se ha dividido en cien secciones de las que sólo se utilizan 69 y en la que en la número 35 se sitúa un gnomon con forma de T, con cuya sombra se establece el mediodía.

Pero no fue hasta la Grecia clásica cuando, heredando los conocimientos transmitidos por los pueblos babilónicos y egipcios, se decide dar un fuerte impulso a los estudios gnomónicos. Así Anaximandro de Mileto, siglo VI-VII AEC, construyó un reloj solar en Lacedemonia; Heródoto, siglo V AEC, mencionó los gnomones y polos utilizados por los babilonios; Demócrito escribió un tratado sobre relojes solares que por desgracia sólo ha llegado hasta nosotros su referencia; Apolonio de Pérgamo consiguió terminar estudios matemáticos de notable influencia en la gnomónica posterior. Eratóstenes, en el siglo III AEC utilizó un «scafo» para la medición de la Tierra.

Pero la labor de introducción de indudables mejoras técnicas y de diseño por los griegos no fue continuada en el Imperio Romano ya que matemáticos y astrónomos no destacaron precisamente por la profundización de estudios gnomónicos. Es conocido el caso del reloj traído como parte del botín de la primera Guerra Púnica, hacia el 200 AEC, y que estuvo marcando la hora «equivocada» sin que se advirtiese durante mucho tiempo. No obstante es de reconocer que durante la vigencia del imperio estos artefactos fueron ampliamente utilizados inundando los lugares, especialmente los públicos.

Occidente y culturas americanas

En Occidente, desde la época final del Imperio Romano hasta el siglo XV no se produjeron prácticamente nuevas investigaciones en torno al hecho gnomónico. Sólo tres autores destacan: De un lado, en el siglo IV, Palladius menciona los relojes solares habituales de su época en su obra De re rústica. De otra el monje británico del siglo VIII, Beda el Venerable, y Hrabanus Maurus, en el siglo IX, describieron la forma de hacer relojes de sol especialmente pensados para su instalación en monasterios y catedrales y en los que habitualmente el día no era dividido en 12 horas, sino en 8, herencia quizás de la tradición vikinga.

En tierras más lejanas, Mayas y Toltecas consiguieron calcular la duración del año con sólo 12 segundos de error. Algunas aberturas en el templo de Chichén Itzá (México) enmarcan los amaneceres y los ocasos sólo en los equinoccios y los solsticios.

Periodo islámico

El tiempo transcurrido entre los siglos VIII al XIV EC es conocido en Astronomía y Gnomónica como el periodo islámico, pues la mayor parte de la actividad en tales materias tuvo lugar en Oriente Medio, el norte de África y la Iberia musulmana. Mientras en Europa se abría paso el oscurantismo y languidecían las investigaciones científicas, los sabios musulmanes enriquecieron el legado que en tal materia habían recibido de los clásicos griegos, traduciéndolos al árabe y transmitiéndolos a su vez a la Europa del Renacimiento.

Con el fuerte impulso dado a las Matemáticas, la Astronomía y otras ciencias bajo el mandato del califa abbasí al-Mamún hijo de Harun al-Raschid se midió el arco de meridiano terrestre, con la misma técnica utilizada por Eratóstenes pero con mayor precisión, trabajo en el que participó al-Jwaritzmi (siglo IX) matemático inventor de los logaritmos -a quienes les «prestó» su nombre- y a cuya ciencia dio el nombre de Álgebra. Introdujo métodos hindúes y griegos en el mundo islámico y a su vez propició la introducción de los numerales árabes -incluyendo el cero- en la Europa medieval.

Siglos XVI al XIX

Tras el largo y fructífero periodo gnomónico bajo influencia árabe, que comentamos en Astronomía en el período islámico, Johannus Regiomontanus es el primer gran astrónomo y gnomonista europeo de influencia cultura no musulmana. Autor, en 1474 EC, del primer almanaque impreso de relojes de sol, el Der Deutsche Kalender del Johannes Regiomontan. Es asimismo autor del Reloj de sol rectilíneo conocido como de Reggiomontano.

La disposición ortogonal del gnomon se mantuvo hasta el siglo XV en que empiezan a construirse en Europa los primeros relojes murales y con varilla inclinada y paralela al eje de rotación de la Tierra, variedad importada de oriente por los «cruzados». La Gnomónica que se desarrolla en Europa, después de Reggiomontano, no tiene en consideración los avance propuestos por la ciencia árabe, sino que se basa en la geometría y está repleta de demostraciones matemáticas.

El fuerte impulso dado a la Gnomónica en el Renacimiento por el uso de la imprenta, facilitó la divulgación científica. Los conocimientos sobre el movimiento aparente del sol en el firmamento e incluso la habilidad artística para el diseño de relojes, eran hasta entonces, secretos bien guardados por los maestros gnomonistas. La innovación gnomónica había generado nuevos tipos de relojes: los conocidos como catrópticos o de reflexión.

La edad de oro de la gnomónica

Así Sebastián Munster y Cristoforo Clavius, publicaron sendas obras sobre gnomónica que contribuyeron a la difusión de su conocimiento. Cristóforo Clavius, en su obra Gnomonies libri octo escrita en 1581, compendió toda la doctrina de sus antecesores incluyendo decenas de estudios gnomónicos y fue el «libro de cabecera» de posteriores autores.

En la misma época los relojes de sol portátiles comienzan a ser utilizados en toda Europa. Entre éstos destacan los conocidos como cuadrantes dípticos o de faltriquera, los relojes de pastor y los anillos astronómicos o equinocciales universales.

En el siglo XVII Athanasius Kircher y el príncipe siciliano Carlo Carafa, publicaron asimismo sendas obras. Por aquel entonces, la Gnomónica llegó a constituirse en una rama de la Educación.

El primer cuadrante analemático clásico con forma elíptica es diseñado en 1640 por Vauzelard. En él la hora es señalada por la sombra un gnomon vertical movible aunque hoy comúnmente es empleada para tal fin una persona que debe situarse en un punto determinada sobre una línea situada en el eje menor de la elipse.

Nuevos avances en gnomónica

Pero de la perfecta unión entre el correcto trazado de medidas y el arte de su ilustración y exposición, se deriva a finales del siglo XVII y durante el XVIII en una ruptura, en el que la medición precisa deja de tener la importancia mantenida hasta entonces, y cobra relevancia el poder «controlar» el tiempo mediante mecanismos de invención humana con vistas a su aplicación a los avances en las artes navegatorias o en la uniformidad horaria mediante la creación de una medida convencional del tiempo. A pesar de ello los primeros relojes mecánicos eran tan imprecisos que era necesario ajustarlos cada día con la ayuda de… un reloj de sol.

El siglo XVIII es conocido en Gnomónica como el gran periodo del Iluminismo. A finales de siglo se producen los primeros métodos trigonómétricos para el trazado de líneas horarias «por puntos». También en este siglo se publica L’Enciclopedie de Diderot et d’Alembert en la que se incluyen capítulos dedicados a la gnomónica geométrica y analítica.

La sustitución de las líneas horarias rectas por otras en forma de «ocho» o lemniscata, es llevada a cabo en 1730 por Grandjean de Fouchy. De esta forma, la lectura directa con la «curva del tiempo medio» permite obtener la hora adaptada a la media, sin tener que utilizar más tablas de corrección. Las anteriores «meridianas», sólo indicaban la hora exacta del medio día y se utilizaban para ajustar la hora de los relojes mecánicos o de pulsera.

Durante el siglo XIX la Gnomónica toma cuerpo como materia de estudio universitario y pasa a formar parte del aprendizaje general y a constituirse, en lo tocante a la teoría de la geometría descriptiva o de proyección, en materia de estudios diferenciado, al menos, en algunas universidades italianas.

Declive y renacimiento de la gnomónica

Con la entrada en vigor del tiempo medio local y oficial y la irrupción de los nuevos sistemas mecánicos de medición, se inicia un declive de la ciencia gnomónica frenado en parte por los estudios necesarios para la adaptación de nuevos relojes de sol a estos tipos de horarios.

A pesar de ello, durante las primeras décadas del siglo XX se aportaron a la gnomónica innovaciones tan significativas como la realizada en 1922 por el matemático alemán Michnik, quien inventó el cuadrante conocido como bifilar en el que la hora es indicada por la sombra de dos hilos cruzados situados a alturas diferentes, lo que permite obtener un intervalo constante de 15 grados entre cada línea horaria.

A lo largo de los últimos decenios del siglo XX y comienzos del presente, se ha producido una verdadera eclosión de acontecimientos gnomónicos: Inauguración de numerosos relojes de sol de todo tipo, creación en todo el mundo de asociaciones para la difusión de la Gnomónica, proliferación de exposiciones didácticas relacionada con tal materia, etc., que hacen presagiar que esta Ciencia y Arte de antiguos orígenes, en un tiempo dominado por la precisión y el estrés, se está constituyendo en un recurso científico, creativo y artístico con gran proyección de futuro.