Historia de la gnomónica para niños

La historia de la gnomónica es el estudio de cómo se ha medido el tiempo usando relojes de sol. Esta ciencia incluye el diseño, la construcción y las propiedades geométricas de estos instrumentos. Antes de que aparecieran los relojes mecánicos en el siglo XIV, los relojes de sol eran la forma más común de saber la hora, junto con los relojes de agua (clepsidras), de arena y de fuego.

El desarrollo de la gnomónica ha estado ligado a las necesidades de las personas a lo largo de la historia, ya sean religiosas, económicas o sociales. Su avance fue posible gracias a una mejor comprensión del movimiento del Sol en el cielo y a nuevas herramientas matemáticas. El astrónomo alemán Cristóbal Clavio fue uno de los primeros en desarrollar la teoría de la gnomónica de forma demostrada, lo que marcó un "periodo dorado" para el diseño de relojes más precisos y la publicación de muchos libros sobre el tema.

Curiosamente, este periodo coincidió con los primeros avances de los relojes mecánicos en el siglo XVII. A mediados del siglo XIX, los relojes de sol fueron reemplazados por métodos más exactos para medir el tiempo en los países occidentales. A pesar de su declive como instrumentos principales, a principios del siglo XX hubo un resurgimiento en la gnomónica teórica, con estudiosos alemanes que aplicaron la geometría analítica para crear nuevos tipos de relojes y explicar mejor cómo trazar las líneas horarias.

Hoy en día, los relojes de sol son más una curiosidad o un pasatiempo para quienes se interesan por la "astronomía menor". Existen asociaciones privadas en todo el mundo dedicadas a ellos. Los relojes de sol se han convertido en elementos decorativos en fachadas, jardines y paseos marítimos.

Gnomónica prehistórica: Los primeros pasos

Movimiento nocturno de las estrellas. La conexión entre el movimiento nocturno de las estrellas y el diurno por el Sol fue uno de los hitos en la medición del tiempo.

Medir el tiempo fue una de las primeras actividades importantes para la humanidad. Predecir y planificar eventos naturales, como las estaciones, era muy útil para las sociedades primitivas, especialmente cuando pasaron de la caza y recolección a la agricultura y la ganadería en el Neolítico.

La gente aprendió a medir el tiempo observando fenómenos que se repetían en la naturaleza: el día y la noche, las estaciones, las cosechas o la migración de las aves. Así, podían predecir lo que pasaría y organizar sus actividades, como la plantación. Se dieron cuenta de que las sombras podían ayudar a predecir eventos naturales.

La construcción de grandes estructuras de piedra como Stonehenge o Avebury muestra que el hombre primitivo ya entendía el movimiento cíclico del Sol en el cielo. Estas estructuras se alineaban para predecir la llegada de las estaciones.

Al clavar una estaca en el suelo, se podía ver cómo la sombra se movía de la misma manera cada día. Pronto, se hicieron marcas para seguir el recorrido de la sombra y así saber las horas. También notaron que las sombras eran largas en invierno y cortas en verano, lo que coincidía con el ciclo del año. Así, la observación de las sombras permitía medir ciclos diarios y anuales.

Las culturas que aprendieron a medir el tiempo con precisión, como la babilónica, tuvieron ventajas económicas y sociales. Sus conocimientos fueron la base para futuras culturas, como la egipcia.

Gnomónica en el Antiguo Egipto: El Nilo y las Horas

El reloj de sol más antiguo del mundo, del Valle de los Reyes de Egipto (c. 1500 a. C.)

La astronomía egipcia se basaba en la medición del tiempo para predecir las crecidas periódicas del Nilo. Esto les permitía planificar mejor las cosechas y aumentar la producción de alimentos. Los astrónomos egipcios dividían el día y la noche en doce partes iguales cada uno, sumando un total de veinticuatro divisiones. A cada división la llamaban "hora".

La duración de estas "horas" variaba a lo largo del año. En primavera y verano, las horas del día eran más largas, y las de la noche más cortas. En otoño e invierno, ocurría lo contrario. El ideograma para "hora" (wnwt) ya aparece en los textos de las Pirámides. Los sacerdotes eran los encargados de vigilar y contar las horas. Usaban el número doce porque tiene muchos divisores, lo que facilitaba los cálculos matemáticos y el seguimiento de las estrellas.

Medida del tiempo: Horas temporarias

Los sacerdotes egipcios también contaban las horas de la noche observando el paso de los "decanos" (grupos de estrellas) que servían como puntos de referencia. La primera hora comenzaba al atardecer, cuando las estrellas empezaban a verse. Luego, cada vez que un nuevo decano aparecía en el horizonte, comenzaba la siguiente hora, hasta que salía el Sol.

Se han encontrado muchas tablas de relojes estelares de las dinastías IX a la XII, que muestran cómo se usaban estas observaciones. En el Imperio Nuevo, se desarrollaron nuevos métodos, como los relojes ramésidas, basados en el momento en que las estrellas alcanzaban su punto más alto en el cielo.

Las tablas del Nuevo Imperio sugieren que las primeras horas de la noche se medían con clepsidras (relojes de agua) como apoyo. Estas clepsidras se calibraban con las estrellas. También se usaban para medir las horas del día. Los egipcios ya sabían cómo medir el tiempo a lo largo del año y del día, y los sacerdotes se encargaban de ambas tareas.

Relojes solares egipcios

Uno de los relojes de sombra más antiguos de Egipto se describe en los bajorrelieves del cenotafio de Seti I en Abidos. Este reloj tenía forma de "T", con una barra larga (merkhyt) y una barra perpendicular (sechat). Durante el día, la barra se orientaba hacia el este, y la barra perpendicular proyectaba una sombra sobre cinco marcas talladas. Solo medía las diez horas centrales del día, ya que las dos horas restantes no eran precisas.

• ''Relojes de sombra'' de diversos periodos del Imperio egipcio
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  Reloj de sombra de la época Seti I (sechat).

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  Reloj de sombra de Qantara de la Dinastía Ptolemaica

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  Reloj de sombra de Merenptah. Se representa la barca de Tot.

Se han encontrado varios ejemplares de este tipo de reloj, algunos del reinado de Tutmosis III. Algunos tienen descripciones de las horas como: "la que amanece", "la que introduce", "la que protege a su señor", "la secreta", "la de la llama" y "la estante" (que era el mediodía). El significado exacto de estas horas se ha perdido con el tiempo.

El historiador Ludwig Borchardt fue quien más estudió la gnomónica egipcia. Él describió un papiro incompleto encontrado en Tanis que mostraba cómo funcionaba un reloj sechat. El problema con estos relojes es que tenían solo cinco marcas horarias y no una escala que dependiera del día del año. Algunos estudiosos creen que la barra transversal se podía ajustar a diferentes alturas según la estación. Los egipcios desarrollaron varias versiones de relojes de sol, incluyendo algunos que proyectaban sombras sobre planos inclinados para una lectura más regular.

La Biblia menciona un reloj solar, el Cuadrante de Ajaz (en Isaías 38:7-9 y 2Reyes 20:10-12), pero los expertos no se ponen de acuerdo sobre su existencia, forma o diseño.

Periodo grecorromano: La expansión de los relojes de sol

Reloj típico del periodo griego, denominado «hemiciclo», excavado en piedra (Marcianopolis).

Reloj de Ai Khanoum. Musée Guimet.

Anaximandro de Mileto fue uno de los primeros gnomonicistas griegos. Él midió la inclinación de la eclíptica (el ángulo del eje de la Tierra). Las excavaciones arqueológicas en el Mediterráneo han encontrado muchísimos relojes de sol de este periodo, lo que demuestra su popularidad.

Los relojes griegos no eran portátiles. Eran bloques de piedra (mármol, caliza) con superficies esféricas, cónicas o paraboloides, llamados "hemiciclos". Tenían marcadas las doce horas temporarias (que cambiaban de duración según la estación) y tres curvas que indicaban los solsticios y equinoccios. Se sabe que existieron tratados sobre relojes de sol, como el de Demócrito, aunque no han llegado hasta nosotros. La calidad de las piezas, como el reloj de Baelo Claudia en la Hispania romana, muestra el alto nivel de conocimiento.

A principios del siglo XX, académicos alemanes como Hermann Diels y Joseph Drecker estudiaron estos relojes desde un punto de vista matemático y arqueológico. Se catalogaron más de 250 relojes encontrados en el Mediterráneo. Uno de los más importantes es el "reloj de Maguncia", descubierto en Lisenberg (Alemania) en 1875, que era portátil (llamado viatoria pensilia).

Gnomónica griega: El legado de la astronomía

La Torre de los Vientos, con un reloj en cada una de sus ocho paredes, es un ejemplo de dominio gnomónico de la cultura grecorromana.

La astronomía griega se basó en los conocimientos egipcios. Aunque no hay tratados directos, la literatura de la época menciona los relojes de sol. Por ejemplo, Diógenes y Aristófanes los mencionan en sus obras.

Heródoto (alrededor del 430 a.C.) menciona que los griegos aprendieron de los babilonios a dividir el día en doce partes. Diógenes Laercio atribuye a Anaximandro el descubrimiento del gnomon (la parte que proyecta la sombra) para conocer los equinoccios y solsticios. No se sabe si estos primeros instrumentos griegos medían las horas o solo las estaciones.

En el siglo IV a.C., la escuela peripatética recopiló problemas de gnomónica. Muchos relojes encontrados son semiesféricos. La Torre de los Vientos en Atenas, diseñada por Andrónico de Cirro en el 50 a.C., es un ejemplo del dominio gnomónico grecorromano, con un reloj vertical en cada una de sus ocho caras y una clepsidra.

Los astrónomos griegos como Eudemo de Rodas, Eratóstenes, Aristarco de Samos e Hiparco calcularon la oblicuidad de la eclíptica (la inclinación del eje de la Tierra). Es probable que los relojes solares griegos se usaran para estas mediciones.

Al principio del Imperio romano, algunos relojes griegos fueron llevados a Roma, como uno de Catania en el 262 a.C. Los romanos no cuestionaron su precisión durante más de cien años, quizás porque pensaban que la Tierra era plana. Sin embargo, los griegos ya conocían el concepto de latitud en el siglo IV a.C.

En el siglo I, el matemático griego Menelao de Alejandría realizó el primer estudio de trigonometría esférica para calcular la duración del día. Antes de él, los astrónomos usaban la trigonometría plana.

Gnomónica romana: La herencia griega

El analema de Vitrubio, tal y como lo describe en el Libro IX de su Re architectura.

Reloj de sol semicircular romano en el Museo Arqueológico de Side (Turquía)

La gnomónica romana heredó directamente el conocimiento griego. Los romanos usaron el sistema de horas temporarias en sus relojes de sol (solarium horologium). El primer reloj en Roma se instaló en el 291 a.C. frente al templo de Quirino. Las excavaciones en Pompeya han encontrado unos treinta relojes en villas, plazas públicas y cerca de templos, lo que muestra su popularidad.

El único texto romano que describe la construcción de relojes de sol es el de Marco Vitruvio Polión en su obra de architectura. Él describe una construcción geométrica llamada analemma (hoy conocida como proyección ortográfica) para diseñar relojes solares horizontales. Vitruvio menciona a varios constructores y sus inventos, como Apolonio y Aristarco.

El reloj Solar de Augusto, diseñado por Novio Facundo en el 10 a.C., se ubicó en el Campo de Marte. Los romanos también usaron relojes portátiles (viatoria pensilia), que debían suspenderse y orientarse manualmente. Un ejemplo curioso es el "Jamón de Pórtico", un reloj solar portátil con forma de jamón, encontrado en Herculano en 1755.

Declive romano: La medición con sombras humanas

Durante el declive romano, hubo algunas mejoras en la gnomónica, con figuras como Severino Boecio y Casiodoro. Sin embargo, el uso de relojes de sol disminuyó.

En Europa, tras la caída del Imperio romano, se popularizaron los relojes de pie, que medían el tiempo usando la sombra de una persona. Estos relojes se describían en tablas que indicaban la longitud de la sombra en "pies" para cada mes y hora. Esta relación entre la altura y los pies se basaba en el Hombre de Vitruvio. Estas tablas se usaron hasta el Renacimiento y eran comunes en la España visigótica. Beda el Venerable investigó este método en el siglo VIII. Las tablas se memorizaban y se grababan en las piedras de las iglesias o se copiaban en los scriptorium de los monasterios.

Gnomónica en Asia: Grandes observatorios

El Jantar Mantar, un observatorio astronómico en India que tiene uno de los relojes solares mayores del mundo: la hora se marca en el segmento anular debajo de la escalera

En la astronomía china, Tscheu-Kong (siglo XIII a.C.) describió un ortostilo (un tipo de protorreloj solar). Durante la dinastía Zhou se construyeron los primeros relojes llamados "rigui", y en la Dinastía Song se hicieron relojes portátiles. En la dinastía Sui (siglo VI), se realizaron estudios precisos para determinar la salida y puesta del sol.

El Jantar Mantar en Jaipur, India, es uno de los cinco observatorios astronómicos construidos por el maharajá Jai Singh en 1728. Es Patrimonio de la Humanidad de la Unesco. Consiste en grandes estructuras de piedra que permiten estudiar las sombras del Sol. La más impresionante mide 27 metros de alto, y su sombra se mueve 4 metros por hora.

Edad Media: Relojes para la fe

La gnomónica medieval en Europa se dividió en dos ramas: la cristiana, que usaba relojes de horas canónicas para los rezos, y la musulmana, que heredó los conocimientos clásicos y los mejoró.

Gnomónica cristiana: Monasterios y horas canónicas

Reloj de sol de piedra, Kilmalkedar, Irlanda (c. siglo VII)

Tras la caída del Imperio romano, el conocimiento científico se refugió en los monasterios. Isidoro de Sevilla mencionó la medición del tiempo en sus Etimologías. Las comunidades religiosas necesitaban medir el tiempo para regular sus actividades y fijar las horas de rezo.

En las fachadas de algunas iglesias medievales, se encuentran grabados de relojes con líneas que convergen en un punto. Estas líneas no siempre coincidían con las doce horas temporarias. Este tipo de reloj se extendió por Europa, especialmente por la orden benedictina y el Camino de Santiago. Se trazaban sin una teoría gnomónica precisa. Los ejemplos más antiguos están en Alemania, Escocia e Irlanda.

• ''Relojes de misa'' (Relojes de horas canónicas)
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  Reloj circular en la comarca de Aliste (Zamora).

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  Reloj expuesto en el Museo Arqueológico de Estambul

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  Reloj de circunferencia (Galicia).

En el siglo VI, la orden benedictina estandarizó la liturgia de los oficios, que seguía un ritmo horario específico: las horas canónicas. Este sistema era una variación de las horas temporarias grecorromanas. Los relojes de horas canónicas tienen un diseño simple grabado en iglesias románicas.

Durante el reinado de Alfonso X «el Sabio», se recopiló el saber astronómico en los Libros del saber de Astronomía, incluyendo la gnomónica medieval. Estos textos llegaron al norte de Europa, influyendo a estudiosos como Johannes de Sacrobosco. En Italia, se empezaron a diseñar meridianas solares en iglesias.

Gnomónica musulmana: Avances en trigonometría

Reloj solar de la Gran Mezquita de Kairuán.

La astronomía musulmana heredó conocimientos griegos y asiáticos. Fueron los primeros en usar extensivamente la trigonometría en sus cálculos astronómicos y mejoraron el álgebra. Muchos textos árabes tratan sobre astronomía, gnomónica e invención de instrumentos. El analema de Vitrubio fue traducido al idioma árabe por Al-Biruni.

El uso de la trigonometría permitió a los musulmanes avanzar más rápido en gnomónica que en Europa. Una característica de los relojes solares islámicos es su relación con las cinco horas de rezo islámico y la determinación de la orientación hacia La Meca (Kaaba). Las horas de rezo se basaban en las sombras de una persona.

Astrónomos como Habash al-Hasib al-Marwazi escribieron tratados sobre relojes horizontales y crearon tablas para diseñar relojes en diez latitudes diferentes. A finales del siglo X, los astrónomos musulmanes ya diseñaban relojes polares, ecuatoriales y horizontales con el estilo paralelo al eje terrestre. Esto implicaba el uso de horas temporarias y horas equinocciales.

Ibn al-Haytham (siglo X) criticó a los astrónomos griegos que creían que las líneas de las horas temporarias en los relojes planos eran rectas, afirmando que eran curvas, lo que se demostró en el siglo XX.

El primer tratado sobre relojes verticales (siglo X) fue del Sultán Qaytbay en Jerusalén. El astrónomo Hassan al-Saffar de Califato de Córdoba diseñó un magnífico reloj horizontal que se puede ver en el Museo Arqueológico y Etnológico de Córdoba. Al-Marrakushi escribió un tratado que recopilaba muchos instrumentos astronómicos.

Ibn al-Shatir (siglo XIV) construyó un gran reloj horizontal de mármol para la Gran Mezquita de Damasco. Este reloj tenía su estilo paralelo al eje terrestre, demostrando que los musulmanes fueron los primeros en diseñar un reloj de horas iguales.

Gnomónica renacentista: El regreso a los clásicos

El humanismo científico del siglo XVI marcó el nacimiento de la ciencia moderna, volviendo a los textos clásicos. Se debatió sobre la medición del tiempo y se llevó a cabo una reforma del calendario por el Papa Gregorio XIII. La publicación de De revolutionibus orbium coelestium de Nicolás Copérnico estableció el modelo heliocéntrico, reemplazando el sistema ptolemaico.

Las escuelas de traductores, como la de Toledo, permitieron redescubrir la gnomónica y la astronomía en Europa, incorporando el conocimiento trigonométrico musulmán. Poco a poco, se abandonaron las horas temporarias por sistemas de horas iguales, que dividían el día y la noche en 24 horas de la misma duración, gracias a la aparición de los relojes mecánicos.

Los tratados de gnomónica de los siglos XVI y XVII mostraron cada vez más diseños de relojes con "horas iguales". Aparecieron sistemas como las horas itálicas y babilónicas. Theodoricus Ruffi fue uno de los primeros en diseñar cuadrantes verticales declinantes. El artista alemán Alberto Durero también hizo diseños de relojes de sol.

• Relojes portátiles
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  Reloj universal

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  Reloj universal con pínula

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  Medir el tiempo con la altura del Sol: reloj de pastor

Sebastian Münster tradujo obras de gnomónica árabe y publicó construcciones en sus libros, siendo de los primeros en usar la imprenta. Regnier Gemma Frisius, con sus conocimientos de árabe, diseñó uno de los primeros astrolabios europeos. Su alumno Gerardo Mercator aportó una nueva visión a la proyección, impulsando la gnomónica en los Países Bajos y Alemania. Se crearon nomogramas para diseñar relojes sin cálculos. Edmund Gunter desarrolló reglas de cálculo y un cuadrante especial.

Constructores de instrumentos como Christopher Schissler y su hijo Hans Christoph se hicieron famosos en el siglo XVI por sus relojes de sol, brújulas y astrolabios hechos de metales nobles. El marfil se usó para hacer muchos relojes de sol portátiles, especialmente los dípticos.

Las grandes meridianas solares

En el siglo XVI, se empezaron a trazar meridianas solares en grandes edificios de Italia, como iglesias y catedrales, para medir con precisión la duración del año trópico. Una de las primeras fue construida por el astrónomo Danti en 1574 en la Santa María Novella en Florencia. Danti difundió esta ciencia.

Se construyeron meridianas en el Duomo de Palermo, Santa María del Fiore y la Catedral de Milán. En el siglo XVII, Giovanni Cassini construyó una de las más grandes en la basílica de San Petronio de Bolonia. En el siglo XVIII, se incluyó en las meridianas una figura en forma de ocho llamada analema, que permitía ajustar los relojes mecánicos.

Jean-Paul Grandjean de Fouchy diseñó una de las primeras ecuaciones del tiempo en gnomónica en la década de 1730. En 1780, Ginebra adoptó el tiempo solar medio como escala de tiempo oficial, lo que llevó a la creación de más meridianas con analema.

Relojes portátiles de altura

La variación de la altura del Sol sobre el horizonte a lo largo del día permitió medir el tiempo. Así surgieron los relojes solares que medían la altura del sol. Aunque antiguos, se hicieron muy populares en el Renacimiento.

• Relojes de altura
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  Reloj de anillo con el desarrollo de su escala

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  Reloj de anillo universal

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  Detalle del reloj de anillo universal

El reloj de pastor, por ejemplo, fue muy usado entre los siglos XVII y XVIII. Su descripción más antigua se remonta al siglo XI, atribuida al monje Hermann der Lahme. Se llamaba "reloj de pastor" porque los pastores de los Pirineos lo usaban, trazando las marcas horarias en bastones. Al ser portátiles, su uso estaba limitado a una latitud específica.

Los relojes anulares son otro tipo de reloj solar de altura. La primera descripción conocida es de Bonetus de Latis en 1500. Eran anillos pequeños con un orificio que dejaba pasar la luz, proyectando un punto luminoso sobre una escala. Este tipo de reloj aparece en la novela La vuelta al mundo en ochenta días de Julio Verne.

Desarrollo de los relojes stilo-axiales

Sebastián Münster publicó en 1531 diseños de relojes con un gnomon (la parte que proyecta la sombra) paralelo al eje de la Tierra (stilo-axiales). Estos relojes se hicieron muy populares y usaban un sistema de horas iguales, dividiendo el día y la noche en veinticuatro partes iguales.

• Relojes stilo-axiales y sus principios de diseño
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  Trazado geométrico de un reloj vertical stilo-axial meridional.

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  Descripción de un conjunto de relojes por Georg Vogtherr en 1544. Muestra la unificación de relojes stilo-axiales.

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  Diseño de reloj vertical stilo-axial.

El astrónomo alemán Cristóbal Clavio publicó en 1602 su obra Gnomonices Libris VIII, un libro enciclopédico de más de 800 páginas que describía y demostraba geométricamente todas las formas posibles de construir un reloj de sol. Este libro es considerado una de las explicaciones más extensas de la gnomónica.

Cartógrafos como Johannes Stabius y matemáticos como Oronce Finé también contribuyeron al diseño de nuevos relojes. Petrus Apianus publicó en 1523 Horoscopium, que describía instrumentos solares para la cartografía. En Inglaterra, John Blagrave publicó uno de los primeros libros de gnomónica en inglés. Se diseñaron relojes en las caras de sólidos platónicos y otros poliedros.

Los relojes con estilo paralelo al eje terrestre se hicieron mayoría en el siglo XVI, impulsados por las mejoras de los relojes mecánicos. En Francia, durante un breve periodo (1794-1795), se usó un sistema decimal para medir el tiempo, y algunos relojes de sol de esa época muestran divisiones decimales.

Gnomónica catóptrica y dióptrica: La luz y los espejos

Los relojes trazados en el interior de copas y cálices rellenos de líquido son habituales en el siglo XVII.

En el siglo XVII, se desarrollaron teorías sobre la naturaleza de la luz. El jesuita Athanasius Kircher fusionó la óptica y la gnomónica en su obra Ars Magna Lucis et Umbrae. Kircher describió relojes solares que usaban rayos solares refractados (gnomónica dióptrica), como los relojes sumergidos en agua. También se usaban espejos para modificar los rayos de luz (gnomónica catóptrica o reflexiva).

Isaac Newton diseñó un reloj de sol catóptrico a los nueve años. Se crearon relojes que funcionaban en copas llenas de agua, con la escala horaria en el interior. El "cáliz de Aldersbach" (1554) en el British Museum es un ejemplo.

En el siglo XX, con una mejor comprensión de la luz, surgieron relojes solares que no usaban gnomon, sino la zona aguzada de una cáustica óptica o los conceptos de difracción. También se mejoró la precisión con sistemas ópticos como el heliocronómetro.

Periodo dorado: Nuevos diseños y aplicaciones

Reloj analemático.

Las mejoras en la cartografía y la creación de mapas influyeron en la gnomónica. William Oughtred (inventor de la regla de cálculo) publicó en 1636 un reloj que medía las horas siguiendo el azimut de las sombras. También diseñó un reloj solar portátil, el "anillo equinoccial universal", muy popular en Europa.

Los relojes de sol se empezaron a usar como instrumentos de localización. En Estados Unidos, el joven Benjamin Franklin era un entusiasta de la gnomónica, y en 1787 se puso un reloj de sol en la primera moneda estadounidense, el Fugio Cent, con el lema "Mind Your Business". Thomas Jefferson diseñó un reloj de sol horizontal muy preciso.

En España, Tomás Vicente Tosca escribió sobre la construcción de relojes de sol en su "Compendio Matemático". Se experimentaron nuevas formas, como el reloj lunar. Rodrigo Zamorano publicó un nuevo reloj en su "Compendio de la arte de navegar" (1581). Juan de Arfe publicó el primer libro en español sobre la construcción de relojes de sol en verso.

Relojes con proyecciones conformes

En 1640, Vaulezard publicó un artículo sobre un reloj con horas indicadas en circunferencias y elipses, introduciendo la teoría de la anamorfosis en la gnomónica. Samuel Foster fue uno de los primeros en diseñar relojes de sol con escalas proyectivas, abriendo el camino a los relojes analemáticos. Uno de los ejemplares más antiguos se encuentra en la iglesia de Brou en Bourg-en-Bresse. Hoy en día, estos relojes son comunes en parques y museos de ciencia.

Jacques Ozanam publicó en 1694 Récréations Mathématiques et Physiques, que incluía el diseño de un reloj portátil universal llamado "capuchino" (por su forma).

Jean Paul Grandjean de Fouchy descubrió en 1740 que al proyectar la ecuación de tiempo, se obtenía una curva en "forma de ocho", llamada analema. Esta curva se empezó a representar en los relojes de sol para que los observadores pudieran convertir fácilmente entre el tiempo solar verdadero y el tiempo solar medio. En 1867, Lloyd Mifflin patentó en Estados Unidos un reloj que incorporaba la curva del analema en su perfil.

Las mejoras en el transporte marítimo impulsaron la precisión de los cronógrafos mecánicos. En el siglo XVIII, se estableció el Tiempo medio de Greenwich como medida de tiempo oficial, que luego se convirtió en el Tiempo Universal (UT) en 1928.

Siglo xx: La gnomónica moderna

Reloj del gnomonocista alemán Martin Bernhard de gnomón analemático reversible (Carl-Zeiss-Planetarium Stuttgart).

Un hemisferio moderno en el Palacio Gyeongbok en Seúl, Corea del Sur: la punta del puntero actúa como el nodus; la altura de la sombra del nodus indica la época del año.

A principios del siglo XX, estudiosos alemanes como Hermann Diels, Joseph Drecker y Gustav Bilfinger usaron la geometría analítica para calcular y diseñar relojes de sol con nuevas perspectivas. Hugo Michnik descubrió en 1923 el reloj bifilar, que no tiene gnomon y muestra la hora por el cruce de dos catenarias.

Se lograron avances en la precisión con el heliocronómetro, usado en Francia para regular los relojes de los ferrocarriles. La llegada de las computadoras permitió diseñar relojes solares en las superficies más diversas. El Puente del Reloj de Sol en Redding, California, diseñado por Santiago Calatrava en 2004, tiene una columna central que funciona como un gigantesco reloj horizontal. En 2010, el Taipei 101, uno de los edificios más altos del mundo, también actúa como un enorme reloj de sol horizontal.

Gnomónica analítica

El desarrollo de las comunicaciones y el transporte en el siglo XIX llevó a la estandarización de las normas horarias en todo el planeta. El reloj bifilar de Hugo Michnik (1923) fue un diseño innovador sin gnomon.

Los diseñadores usaron la geometría analítica para investigar los relojes de sol de horas temporarias, descubriendo que las líneas horarias no eran rectas, sino curvas. Karl Schoy estudió las curvas analíticas de las horas de rezo árabe, y Hermann Diels investigó la técnica gnomónica griega.

Grandes edificaciones como puentes y antenas de radioastronomía se han usado como gnomones para crear relojes de sol gigantes. En 1939, el obelisco de la Plaza de la Concordia en París se convirtió en un reloj de sol gigante. Se crearon asociaciones de gnomonicistas, como la British Sundial Society (1989) y la North American Sundial Society (NASS).

Precisión

Reloj solar de precisión con sus analemasː se trata de dos relojes, el uno muestra la hora estival y el otro la invernal.

Gracias a los programas de computadora, se desarrollaron nuevos conceptos en los relojes solares de precisión, como el reloj con gnomon de perfil de ecuación de tiempo diseñado por Martin Bernhard. También surgieron relojes solares basados en fenómenos físicos como la difracción.

En las misiones a Marte, se diseñó e incluyó un reloj solar llamado MarsDial en el Mars Surveyor 2001 Lander, abriendo el camino a la gnomónica planetaria. Este reloj sirvió para calibrar las cámaras de los rovers de exploración.

Una de las invenciones más populares a finales del siglo XX fue el reloj solar digital, con un visualizador de siete segmentos basado en la geometría fractal. También se construyó un reloj solar con fibra óptica en París en 1988.

La gnomónica se usa en dispositivos como los heliostatos para diseñar seguidores solares en instalaciones de energía solar. A mediados del siglo XX, los relojes solares dejaron de diseñarse para medir el tiempo y se convirtieron en curiosidades, ornamentos y monumentos a la astronomía del pasado.

Cronología resumen de la gnomónica

Véase también

En inglés: History of sundials Facts for Kids

• Historia de la relojería
• Anexo:Cronología de la gnomónica
• Anexo:Cronología de las tecnologías de la medición del tiempo