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Come riportato negli atti della fabbriceria, il 12 giugno [[1655]] viene incaricato l'astronomo [[Giovanni Domenico Cassini]] di realizzare una nuova meridiana in sostituzione della precedente, questo perché il Riccioli fece presente che lo gnomone del Danti, essendo la basilica ancora in fase di completamento, avrebbe cessato di funzionare, cosa che avvenne nel [[1656]] quando poi venne demolito il muro di fondo della navata sinistra.
La meridiana di Cassini venne terminata nel dicembre del [[1657]]. Le sue misure sono eccezionali: con una lunghezza pari a 66,8 metri, ancora oggi ne fanno la meridiana più grande al mondo. Per la realizzazione, Cassini si basò su alcune altezze del [[Sole]], prendendo come traguardo il piano della facciata, decidendo di sfruttare la massima altezza possibile e riuscendo a fissare la lastra col foro gnomonico ad un'altezza pari a "1000 once del piede regio di Parigi" (all'epoca l'unità di misura piùlineare usata pernormalmente glidagli strumentiscienziati ad alta precisioneeuropei), corrispondente a 27,07 metri, più volte verificata per via di piccoli cedimenti strutturali o a terremoti. Il foro della lastra, siavendo comportavaun comediametro inferiore a quello apparente del Sole (1 Oncia Francese, cioè 27,07 mm), assumeva la funzione di un vero e proprio [[Stenoscopia|foro stenopeico]], proiettando sul pavimento non una semplice macchia di luce, ma l'immagine stessa del Sole rovesciata come in una [[camera oscura]] (Il 30 giugno [[1973]], ad esempio, si poté osservare l'eclisse parziale di Sole con la classica immagine,rovesciata, a mezzaluna). Le ore all'italiana erano indicate in lastrine sporgenti a est e a ovest, indicando la lunghezza del [[meridiano]] dal "punto verticale" in secondi e terzi d'arco. Una volta certo di tali misure, Cassini fece scolpire sul marmo a grandi lettere che la sualunghezza meridianadella Linea corrispondeva alla seicentomillesima parte del meridiano terrestre, ponendo così per la prima volta una corrispondenza fra una misura lineare e lela dimensionidimensione della Terra, esattamente come verrà fatto alla fine del Settecento, quando il "[[metro]]" sarà usato comequale unità di misura internazionale rapportandolo alla quarantamilionesima parte del meridiano terrestre. Alcuni anni dopo il Cassini ritornòvenne poirichiesto a BolognaParigi dal re Luigi XIV per dirigere il nuovo Osservatorio Astronomico appena terminato. Soltanto nel 1695 perritornò verificarea laBologna lineain meridiana,occasione insiemedi alun suo viaggio per Roma in compagnia del figlio [[Jacques Cassini|Jacques]] e acon la collaborazione di [[Domenico Guglielmini]] provvide al restauro della Meridiana: glialcuni degli strumenti utilizzati allo scopo sono ancora conservati nel [[Museo diocesano di San Petronio|Museo della basilicaBasilica]]. La determinazione alloradel effettuata dell'epocagiorno dell'equinozio di primavera allora effettuata dissipò i dubbi relativi all'opportunità di omettere il bisestile nell'anno 1700, come previsto dalla riforma gregoriana. L'ultimoUna aggiustamentocompleta èricostruzione della statoMeridiana operatoavvenne nel [[17801776]] daad opera di [[Eustachio Zanotti]], avendoil giàquale provvedutopur almantenendo le caratteristiche restauro della meridianaLinea, stessasostituì nelcompletamente [[1776]],i sostituendomarmi alcunirealizzando quanto ora vediamo: oltre ai marmi eche recano i segni dello zodiaco con funzione di fornire una orientativa informazione mensile, la lunga Linea (a cui venne sostituita la verga dicentrale in ferro con due barre di d'[[Ottone (lega)|ottone]] e [[rame]]), riporta una doppia sequenza numerica: la prima indica le centesime parti dell'altezza gnomonica al fine di rilevare con precisione l'altezza solare meridiana; la seconda si riferisce all'ora del Mezzodì secondo il sistema dell'antica [[Ora italica]], in cui le ore 24 coincidevano con mezz'ora dopo il quotidiano tramonto del Sole, cioè al suono dell'Ave Maria.
Sia per le dimensioni che per l'elevata accuratezza, la meridiana ha fornito nuove importanti misure dellasulla [[Rifrazione atmosferica|rifrazione]] (cioè la deviazione che subisce la luce di un astro attraversando l'atmosfera e che lo fa apparire più alto sopra l'orizzonte di quanto non sia), che vennero usate per oltre un secolo e, con una precisione mai raggiunta prima, e di alcune grandezze astronomiche fondamentali come l'obliquità dell'[[eclittica]]. Gli permise di determinare nuove misurazioni pari a 23°29ʹ15ʺ, di soli 22ʺ superiore a quella reale. [[Eustachio Manfredi]], nel 1736, analizzando ottant'anni di osservazioni eseguite mediante la meridiana, dimostrò come diminuisse di meno di un secondo all'anno l'obliquità dell'eclittica, il circolo descritto apparentemente in cielo dal Sole nel corso di un anno e che corrisponde in realtà al piano dell'orbita terrestre intorno al Sole. Questa diminuzione dell'obliquità consiste in un raddrizzamento dell'asse di rotazione terrestre rispetto al piano in cui la Terra orbita intorno al Sole: gli astronomi che osservarono con la grande meridiana di San Petronio ebbero l'onore di aver rivelato e misurato per primi un processo che, se restasse inalterato, abolirebbe le stagioni in meno di 2000 secoli.
Cassini battezzò la meridiana "[[eliometro]]" e se ne servì per misurare il diametro del Sole, ottenendo probabilmente la prima verifica osservativa della seconda legge di [[Giovanni Keplero|Keplero]], che sostiene che la Terra ha una velocità maggiore quando è più vicina al Sole e si muove più lentamente quando è più lontana o, più precisamente, che la linea che congiunge il pianeta al Sole descrive aree uguali in intervalli di tempo uguali. Per deciderlo bisognava osservare se il diametro del Sole diminuisse nello stesso modo in cui diminuiva la sua velocità, il che avrebbe voluto dire che certamente la diminuzione di velocità era solo apparente. Riuscì a determinare le variazioni del diametro solare, con la precisione di circa un minuto d'arco, misurando le dimensioni dell'immagine proiettata sul pavimento della chiesa: da 168 × 64 cm d'inverno a 26 cm di diametro d'estate. Si dimostrò, così, che il diametro apparente del Sole diminuiva man mano che aumentava la distanza dalla Terra, ma non diminuiva, tuttavia, nello stesso modo con cui diminuiva la sua velocità. Questo significava che la disuniformità apparente del moto solare corrispondeva ad una disuniformità reale.
Agli inizi del Novecento, l'astronomoil [[Federigo GuarducciGeodetica|geodeta]], attraverso le sue operazioni [[Geodetica|geodeticheFederigo Guarducci]], verificò la direzione della linea meridiana scoprendorilevando che declinava verso est di un minuto d'arco e trentasei secondi e mezzo, cioè che il mezzogiorno locale vero era indicato con un ritardo di sei secondi e mezzo al [[solstizio d'inverno]] e di due secondi e mezzo al [[solstizio d'estate]]. Ancora oggi, considerando che tale differenza varia in modo uniforme e facendo le debite riduzioni, lL'affidabilitàorizzontalità didella questo vecchio strumento laLinea si puòera facilmenteinvece determinaremantenuta perdal tutti1776 i giorni dell'anno riferendosi all'ora di precisione di un orologio da polso con un semplice calcolo o con opportune tabelle, sempre che la basilica non abbia subito cedimenti e, ovviamente, ci sia una giornata dipressoché soleperfetta.
Nel 2005, in occasione delle manifestazioni dell' Anno Cassiniano tenutesi nel 2005 per ricordare i 350 anni della tracciatura della Meridiana, lo gnomonista Giovanni Paltrinieri ha promosso una nuova verifica dello strumento a distanza di un secolo da quella del Guarducci, i cui risultati sono stati pubblicati sulla ''Strenna Storica Bolognese 2005''<ref>Giovanni Paltrinieri, ''Giovanni Domenico Cassini: la sua cittadinanza bolognese; verifiche alla Meridiana di S. Petronio'', in: ''Strenna Storica Bolognese''. Bologna, Anno LV, 2005</ref>. Sostanzialmente sono emersi i seguenti dati: calando un filo a piombo dal foro gnomonico al suolo, è risultato che l'attuale Punto Verticale è spostato rispetto a quello antico di cm 1,8 verso Nord, e cm 0,7 verso Est. Inoltre, pur rilevando dei comprensibili abbassamenti della Linea in occasione delle colonne, globalmente, rispetto all'inizio della medesima, si riscontra sulla piastra del Solstizio Invernale un abbassamento di quasi mm 42, contro i 7 trovati sempre da Guarducci.
Ancora oggi dunque questo antico strumento è in grado di determinare quasi ottimamente il [[Meridiana#Le vere Meridiane: orologi del mezzodì|Mezzodì Vero Locale]], il cui orario di [[Tempo coordinato universale|Tempo Civile]] è anche indicato su una tabella posta a lato dell'Orologio Meccanico a doppio quadrante realizzato nel Settecento dal Fornasini<ref>Giovanni Paltrinieri, ''L'Orologio di Piazza Maggiore a Bologna. Sette secoli di storia'', Bologna, Costa Editore, 2015 </ref>: ovviamente, in una giornata di sole.
== Organi a canne ==
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