Generalmente, le fonti utilizzate dall'archeoastronomia sono di tre tipi diversi: le fonti oggettive, le fonti scritte e le fonti etnografiche. 

Le fonti oggettive sono tutti i reperti che sono visibili, tangibili, quantificabili e misurabili, come monumenti, necropoli, santuari e via dicendo.

Le fonti scritte sono tutte le testimonianze scritte o figurative, come manoscritti, papiri o incisioni. 

Le fonti etnografiche sono tutte le conoscenze, miti, tradizioni o usanze che venivano tramandate oralmente nel corso dei secoli. 

L'archeoastronomia si differenzia dalla storia dell'astronomia perché quest'ultima si basa sulle conoscenze astronomiche esplicite e dichiarate del passato. L'archeoastronomia, invece, si basa su indizi contenuti in reperti materiali e culturali e con le sue scoperte può contribuire alla storia dell'astronomia. L'archeoastronomia può contribuire anche all'astronomia culturale, ossia la disciplina che studia i riferimenti astronomici nella cultura, arte e letteratura di un popolo.  

Siti archeoastronomici importanti e affascinanti, come Stonehenge edificato in Gran Bretagna dal 3100 al 1600 a.C. o le Piramidi di Giza dell'antico Egitto (2400 a.C.), sono disseminati in tutto il mondo e in tutta Europa. 

Anche in Italia esistono siti di grande interesse archeoastronomico: ricordiamo ad esempio i megaliti della Valle d'Aosta del III millennio a.C., i nuraghi in Sardegna costruiti tra il 1600 a.C e il 1200 a.C., il Pantheon a Roma edificato nel 27 a.C. durante l'impero di Augusto e la chiesa di Santa Giuliana di Vigo di Fassa, nelle Dolomiti trentine, costruita nel 1452 su luoghi di culto di epoche precedenti. In questo sito adotteremo la linea del tempo rappresentata nella Fig. 2.

Gli strumenti sul campo

Per capire se un edificio è orientato verso il sorgere o tramontare di un astro bisogna innanzitutto misurare l'azimut tramite una bussola o un teodolite. La bussola (Fig. 3) possiede una ghiera che può essere orientata nella direzione dell'oggetto di interesse, potendo così leggere l'angolo fra esso e il nord. Nell'usare la bussola bisogna controllare che essa sia posta perfettamente orizzontale e correggere per la declinazione magnetica. L'orizzontalità si ottiene tramite una livella sferica o bolla, quando la bollicina gassosa si porta esattamente al centro nella parte superiore del vetrino sferico, che contiene liquido più denso dell'aria. 

La declinazione magnetica è la distanza angolare tra il nord geografico, che è quello che ci interessa, e il nord magnetico, indicato dalla bussola. Questo valore cambia al variare del luogo e del tempo e può essere calcolato a partire dai valori delle carte I.G.M. (Istituto Geografico Militare) oppure ottenuto dai dati della NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration). Alcune bussole possiedono anche un piccolo inclinometro per misurare l'altezza di un oggetto sull'orizzonte. Una precisione maggiore però si raggiunge con una livella o meglio ancora con il teodolite.

Il teodolite è uno strumento che serve per misurare angoli sia in orizzontale (azimut) sia in verticale (altezza). All'interno dello strumento ci sono due goniometri, disposti uno in verticale e l'altro in orizzontale, che consentono appunto la misurazione degli angoli. Il teodolite viene posizionato sopra un treppiede e, come la bussola, è dotato di una bolla per mantenerlo perfettamente orizzontale. Possiede un cannocchiale con mirino per collimare (puntare) esattamente l'oggetto di interesse e un microscopio per leggere le misure molto fitte dei due goniometri (Fig. 4). I moderni teodoliti digitali consentono una lettura delle misure più precisa grazie a uno schermo elettronico.

I metodi moderni di analisi

Durante le misurazioni, bisogna portare con sé anche un ricevitore satellitare GPS (Global Positioning System). Il GPS è un sistema di posizionamento globale che permette di ottenere latitudine, longitudine e altitudine del luogo in cui ci si trova, grazie a una rete di satelliti artificiali in orbita. 

Importante infine è la ricostruzione dell'orizzonte con gli ostacoli presenti (come le montagne), poiché molti eventi di interesse per l'archeoastronomia accadono proprio in prossimità di esso (albe e tramonti). Una montagna, ad esempio, sposta l'azimut e l'altezza a cui effettivamente sorge il Sole in quel luogo (quando cioè diventa visibile da dietro il monte). 

Per ricostruire l'orizzonte, gli archeoastronomi si avvalgono di software come Google Earth, Horizon e GIS. Google Earth è un programma per visualizzare dati satellitari. GIS (Geographic Information System) è un insieme di software che forniscono una rappresentazione cartografica digitale, ovvero un insieme di dati geografici su cui sono possibili vari tipi di analisi. Per un buon lavoro, i dati satellitari utilizzati dovrebbero avere una risoluzione di 10 metri o inferiore.  

Una volta ricostruito l'orizzonte, questo viene inserito in programmi come Stellarium (Fig. 5), che simulano la volta celeste visibile in un dato luogo e in una certa data, anche del passato. Così possiamo verificare se in un'epoca antica esisteva davvero un determinato allineamento astronomico.

Applicare l'analisi statistica su possibili reperti archeoastronomici è difficile, perché di rado i campioni sono abbastanza numerosi e omogenei. Inoltre, dimostrare che un allineamento ha ad esempio una probabilità su mille di essere casuale non significa aver provato che è intenzionale: bisogna portare altre prove perché, per quanto improbabile, potrebbe essere comunque frutto del caso. Tra le tecniche moderne che si sono affermate per affrontare la complessità dei problemi archeoastronomici ci sono le reti neurali artificiali.

Una rete neurale artificiale è un metodo di apprendimento automatico dei computer che simula il modo in cui il cervello umano elabora i dati provenienti dall'ambiente. Una volta addestrata con un vasto campionario di dati iniziali e corrispondenti soluzioni, la rete neurale artificiale è pertanto in grado di risolvere diversi tipi di problemi archeoastronomici, come la ricostruzione di un calendario di una popolazione antica o la determinazione dell'orientazione di una necropoli.

Attenzione agli errori

Nell'elaborare una teoria archeoastronomica non bisogna affidarsi solo ai ragionamenti corretti dal punto di vista logico, ma anche al buonsenso e al riscontro con la realtà. Ecco alcuni errori comuni in cui può incappare un archeoastronomo inesperto: collegare reperti di due civiltà non in relazione tra loro semplicemente perché hanno una caratteristica comune; considerare solo le evidenze a favore di un'ipotesi e scartare quelle contrarie; sovrapporre costellazioni a città ricche di storia e arte, trovando “incredibili coincidenze” che dovrebbero legare le stelle della costellazione ai monumenti e opere d'arte della città; utilizzare il calendario moderno per epoche antiche.

Buone regole da seguire, in aggiunta ai metodi e alle procedure descritte, sono tenere presente le conoscenze storiche e culturali che abbiamo sul popolo che ha realizzato un edificio o una struttura e chiedersi se non vi possano essere altri motivi per un allineamento, ad esempio architettonici o geografici.

Con questo non vogliamo spaventarvi, ma insegnarvi a mettere alla prova le vostre future scoperte: se supereranno la falsificazione, ne usciranno rafforzate, altrimenti avrete imparato qualcosa. In accordo con Karl Popper, filosofo della scienza dello scorso secolo, ciò da cui bisogna difendersi non è l'errore (perché l'errore fa progredire la conoscenza), ma è il ritenere la propria teoria indubitabile.