Un nuovo schema dell`Universo

Un nuovo schema dell’Universo
La teoria eliocentrica
Il sistema tolemaico
si adattava perfettamente
alla dottrina della Chiesa
che quindi fece propri
molti dei suoi concetti.
Per circa quattordici secoli
la visione della Terra
immobile al centro dell'universo
e circondata dalle sfere celesti
non era mai stata messa in discussione.
Con il perfezionarsi
dei mezzi d'osservazione,
la discrepanza
tra le posizioni dei pianeti predette
e quelle osservate
appariva sempre più evidente.
Il primo a mettere in dubbio
il sistema geocentrico di Tolomeo
fu Niccolò Copernico
che rivoluzionò
la visione antica del mondo
enunciando l’ipotesi di un Universo
con il Sole al centro
e i pianeti in rotazione intorno al Sole.
Nel 1543 Copernico pubblicò
De revolutionibus orbium coelestium
in cui esponeva la teoria eliocentrica
che spiegava con maggior semplicità
di quella di Tolomeo
i risultati delle osservazioni del cielo.
Nel sistema copernicano la Terra e gli altri pianeti
ruotano intorno al Sole.
La terra ruota anche su se stessa
Come Tolomeo,
Copernico interpreta i moti dei pianeti
come composizione
di moti circolari uniformi,
conservando la struttura a epicicli
(pur semplificata
rispetto a quella tolemaica).
Il movimento annuo
di rivoluzione della Terra intorno al Sole
ipotizzato da Copernico,
rendeva ragione
dell'apparente movimento dell'astro
lungo l'eclittica;
Il moto complessivo di tutte le stelle
era spiegato con l’ipotesi della
rotazione della Terra intorno al proprio
asse.
Nel sistema copernicano
i pianeti hanno una nuova collocazione
in relazione
al tempo impiegato da ciascuno
a percorrere la propria orbita,
tanto maggiore
quanto più il pianeta dista dal Sole.
Il moto retrogrado
dei pianeti esterni
viene spiegato con la loro minore
velocità di rotazione
rispetto a quella della Terra.
Il moto retrogrado di Marte visto
in prospettiva sullo sfondo della
volta del cielo.
Durantela sua rivoluzione Marte può
trovarsi prima della Terra, ma
questa, più veloce, lo supererà.
Il sistema copernicano
rappresentava l’opposto
della teoria geocentrica,
e capovolgeva tutto
il sistema di pensiero allora prevalente
in filosofia e religione,
con l’uomo al centro dell’Universo:la
teoria eliocentrica fu condannata dalla
Chiesa e dichiarata eretica.
La pubblicazione de De rivolutionibus
spinse gli astronomi
a compiere osservazioni accurate
sui moti dei corpi celesti.
Tycho Brahe
era uno straordinario osservatore:
le sue osservazioni
delle posizioni stellari e planetarie
furono alla sua morte
ereditate da Keplero,
convinto assertore dell’eliocentrismo.
Keplero cercava la forma della curva
che poteva spiegare
i dati di osservazione
relativi al moto della Terra
intorno al Sole;
utilizzando i dati delle osservazioni
raccolti da TYcho Brahe,
poté risolvere il problema della forma
delle orbite planetarie.
La prima legge di Keplero afferma che
“ L'orbita descritta da un pianeta
è un'ellisse,
di cui il Sole occupa uno dei due
fuochi”.
Ne deriva
che la distanza di un pianeta dal Sole
non è costante,
ma varia durante la sua rivoluzione;
il punto dell’orbita più vicino al Sole
si chiama afelio,
quello più lontano perielio.
La seconda legge riguarda
la velocità di percorrenza dell’orbita,
ed è nota come “legge delle aree”:
stabilisce che
“il segmento che congiunge
il pianeta con il Sole (il raggio vettore)
spazza aree uguali in tempi uguali”.
La velocità con cui il pineta percorre la sua orbita
è massima al perielio e minima all’afelio
Ciò significa che la velocità lineare di
percorrenza dell’orbita
non è costante,
ma varia con la distanza dal Sole;
in altre parole,
ogni pianeta percorre più rapidamente
i tratti di orbita
che si trovano più vicini al Sole
e più lentamente quelli più lontani.
La terza legge mette in relazione
le distanze dei pianeti dal Sole
con le rispettive durate
di un’orbita completa completa.
Se indichiamo con a il semiasse
maggiore e con T il periodo,
questa legge è espressa dalla formula
T2=a3/K:
Il rapporto tra il cubo della distanza media
di un pianeta dal Sole
e il quadrato del suo periodo di rivoluzione
è costante.
Ne consegue che
il tempo necessario
a percorrere un’orbita completa
è maggiore per i pianeti più lontani
che per quelli più vicini.
Anche le osservazioni astronomiche
compiute da Galileo Galilei
col cannocchiale
convalidarono il sistema copernicano.
La scoperta di quattro satelliti di Giove,
annunciata nell’opera Siderus nuncius,
confutava la teoria di Tolomeo
secondo cui nell’Universo
vi era un unico centro di moto (la Terra).
Nell’anno successivo
Galileo dimostrò che Venere ha le fasi,
come la Luna:
quindi è in orbita
intorno al Sole.
Determinò poi
il moto delle macchie solari
e arriva alla conclusione che il Sole
non è un corpo celeste perfetto,
ma trasporta con sé le macchie.
In tal modo crollava
tutta la cosmologia del tempo:
Galileo venne accusato
presso il tribunale dell’inquisizione
di preferire Copernico
che è in conflitto con i testi sacri.
Il 23 giugno 1633,
sospettato di eresia
e accusato di voler sovvertire
la filosofia aristotelica
e le sacre scritture,
Galileo fu processato e condannato
dal Sant’Uffizio,
nonché costretto all’abiura
delle sue concezioni astronomiche
e condannato al confino.