La cathédrale de Santa Maria del Fiore, est située sur la Piazza del Duomo à Florence, sa construction a commencé au XIIIe siècle avec un projet d'Arnolfo di Cambio, un célèbre architecte et sculpteur qui aimait le style gothique.
La cathédrale a 3 nefs, 1 principale et 2 latérales plus une abside arrière. Lorsque di Cambio disparut, la construction de la cathédrale fut interrompue et reprise en 1334 par Giotto. Cependant, la construction a de nouveau été interrompue en 1337 avec sa mort. La construction de ce magnifique projet se poursuit avec Andrea Pisano et Francesco Talenti qui achèvent sa construction en 1359.
Au milieu du XIVe siècle, les artistes florentins abandonnent le style gothique pour faire place au roman. L'air gothique de la cathédrale était couvert par le marbre rouge de Sienne, le blanc de Carrare et le vert de Prato.
En 1418, le concours pour la construction du dôme a eu lieu. Dix-sept architectes se sont présentés, dont Filippo Brunelleschi, qui a été le seul à arriver en bas des sélections. Son idée était simple et ingénieuse : créer un dôme "autoportant", capable de se supporter tout seul lors de sa construction.
Brunelleschi a commencé avec la construction du projet et en 1436, le dôme a été achevé. Le dôme rouge de la cathédrale était alors le plus grand du monde, avec un diamètre de 45 mètres et une hauteur de 100 mètres et devint rapidement le symbole de Florence.
La cathédrale de Florence est l'une des plus grandes églises de la chrétienté avec ses 160 mètres de long, 43 mètres de large et 90 mètres de transept. La hauteur intérieure du dôme est de 100 mètres. C'est aussi un important symbole de richesse et de puissance de la capitale toscane aux XIIIe et XIVe siècles.
En observant le dôme de l'intérieur, il est possible d'admirer les splendides fresques réalisées par Giorgio Vasari et Federico Zuccari. Dans le projet original de Brunelleschi, le dôme devait être recouvert intérieurement de mosaïques, mais Cosme Ier de Médicis a préféré confier le projet à Vasari, qui l'a décoré de fresques. La surface couverte de fresques est d'environ 3600 mètres carrés et 700 personnages sont représentés dans les peintures.
Le gnomon est une petite plaque de bronze avec une ouverture de quelques centimètres de diamètre, positionnée horizontalement dans le tambour du dôme de la cathédrale. Plus précisément, on peut l'appeler un gnomon à sténopé, car lorsque la lumière du soleil traverse l'ouverture, un cercle de lumière est produit sur le sol. Il a été créé il y a plus de 500 ans, en 1475, par le mathématicien Paolo dal Pozzo Toscanelli et est réputé pour être l'un des premiers dispositifs de chronométrage, mais l'un des plus simples jamais créés.
La fonction du gnomon était de déterminer avec précision la date astronomique du solstice et, par conséquent, la durée de l'année solaire. L'objectif fondamental était de maintenir l'accord entre les calendriers astronomique et liturgique, et ainsi d'éviter les divergences, qui se produisaient à l'époque en raison d'erreurs de calendrier. Pendant cette période, on savait peu de choses sur le temps, le soleil et l'espace.
Le gnomon répondait également à un objectif encore plus ambitieux : celui de déterminer "l'écliptique", c'est-à-dire de vérifier si l'inclinaison de l'axe terrestre reste constante.
Un autre de ses buts est écrit en latin sur le mur de marbre près du chœur à l'intérieur de la cathédrale, qui dit que le gnomon servait aussi à mesurer la date exacte de Pâques.
A midi le 21 juin, jour du solstice, le soleil brille à travers le gnomon et est parfaitement aligné avec la ligne méridienne de bronze qui apparaît sur un cercle de marbre sur le sol de la cathédrale, à environ 90 mètres de l'endroit où le gnomon est placé. Le cercle de marbre sert de signe pour les solstices, car la lumière créée par le gnomon crée une forme ovale identique au cercle de marbre sur le sol de la cathédrale.
Cependant, ce phénomène extraordinaire ne se produit pas seulement le 21 juin, mais se déroule de fin mai à fin juillet, à midi. Apparemment, ce spectacle se produit également lorsque le temps est nuageux.
De nos jours, le gnomon a été remplacé par des télescopes plus avancés et a perdu son utilisation pour la recherche astronomique, mais il a continué à être utile pendant de nombreuses années pour déterminer la stabilité du Dôme.
Leonardo Ximenes, mathématicien grand-ducal et jésuite, obtient un financement et mène une étude pour calibrer le Gnomon et le doter d'une ligne méridienne appropriée. Cela était nécessaire car il remarqua que le sol n'était pas parfaitement de niveau. Une bande a dû être placée pour niveler la ligne du cadran solaire en bronze. Il est toujours dans cette position aujourd'hui.
Le miracle du "soleil dans la cathédrale" était un spectacle gratuit pour le public qui attire chaque année un grand nombre d'astronomes amateurs passionnés et de touristes, même s'il ne remplit plus sa vocation scientifique initiale. On ne peut s'empêcher d'être hypnotisé par l'apparition du dessin par Brunelleschi pour le soleil dans l'espace sacré, ainsi que la vitesse et la précision avec lesquelles il se déplace le long du cadran solaire jusqu'à ce qu'il chevauche exactement le cercle de marbre au moment précis du "midi florentin".
