La fisica celeste dagli antichi greci a Copernico
I filosofi greci, attraverso lo studio del moto dei pianeti e delle stelle basato sull'osservazione
sistematica del cielo notturno, arrivarono non solo a tentare misurazioni di distanza tra i corpi
celesti attraverso ragionamenti trigonometrici, ma anche a formulare teorie che influenzarono
fortemente la fisica celeste fino al XVI secolo. I primi tentativi di spiegare la struttura
dell'Universo da parte di filosofi prearistotelici, nel IV sec. a.C., si ispirarono a un modello
geocentrico, che poneva la Terra al centro dell'Universo, con le stelle, il Sole e i pianeti che le
ruotavano attorno .
Il primo che propose un modello eliocentrico dell'Universo (con il Sole al centro e la Terra e gli
altri pianeti che gli ruotavano intorno) fu Aristarco di Samo, ma la sua idea non venne
accettata per secoli, perché presupponeva distanze fra la Terra e le stelle troppo grandi per
apparire, a quel tempo, veritiere.
Un altro grande studioso di problemi astronomici fu Ipparco , che arrivò a determinare alcune
caratteristiche del moto della Terra, come la precessione degli equinozi, ma sempre in una
visione geocentrica del sistema solare. La sua opera è giunta fino a noi grazie a Claudio
Tolomeo , che nel suo lavoro l'Almagesto riassunse gran parte della conoscenza astronomica
antica e fornì una descrizione, in termini di modello geocentrico, dell'Universo, secondo la
quale la Terra sta al centro dell’Universo circondata dai pianeti. Essa fu riconosciuta dalla
Chiesa Cattolica ma in seguito sovrastato da Niccolò Copernico con la teoria copernicana o
eliocentrica.
GALILEO GALILEI
.
Nel 1609, Galileo venne a sapere dell'invenzione del cannocchiale, uno strumento che faceva
sembrare vicini gli oggetti distanti. Galileo usò le sue conoscenze matematiche e le sue
capacità tecniche per migliorare il cannocchiale e costruire un telescopio. Più tardi nello stesso
anno, fu il primo a osservare la Luna attraverso un telescopio, e fece la sua prima scoperta
astronomica. Scoprì che la superficie della Luna non è liscia, ma che ha rilievi e crateri, proprio
come la Terra! Usò poi il telescopio per scoprire quattro dei satelliti che orbitano attorno a
Giove, per studiare Saturno, per osservare le fasi di Venere, e per studiare le macchie solari .
Le osservazioni compiute da Galileo rafforzarono la sua convinzione che la teoria di Copernico
fosse esatta. La Chiesa Cattolica, che era molto influente ai tempi di Galileo, supportava
fortemente la teoria geocentrica. Dopo che Galileo cominciò a pubblicare i suoi scritti riguardo
alle proprie scoperte astronomiche e il suo credo in un Universo eliocentrico, fu chiamato a
Roma per rispondere agli interrogatori dell'Inquisizione. All'inizio del 1616, Galileo fu accusato
di essere un eretico, una persona che si oppone agli insegnamenti della Chiesa. Galileo fu
assolto dall'accusa di eresia, ma gli fu proibito di pubblicare ancora scritti in cui veniva
sostenuta la teoria eliocentrica. Galileo continuò i suoi studi di astronomia e si convinse
sempre di più della propria teoria. Nel 1632, pubblicò un libro nel quale sosteneva, fra le altre
cose, che la teoria eliocentrica di Copernico era corretta. Galileo fu convocato nuovamente
dall'Inquisizione e questa volta fu dichiarato colpevole di eresia. Galileo fu condannato al
carcere a vita nel 1633. A causa della sua età avanzata e della salute malferma, però, gli fu
concesso di trascorrere a casa il periodo di prigionia.
KEPLERO
Con Keplero la connessione tra matematica e astronomia diventa molto più stretta di quanto
non lo fosse negli astronomi che lo avevano preceduto. Con lui, infatti, la matematica non
fornisce più soltanto uno schema geometrico per la costruzione del sistema astronomico,
ma gli strumenti necessari per definire con precisione le leggi che regolano i moti celesti.
Keplero, aumentando la connessione fra matematica e astronomia, cerca di spiegare in
modo più scientifico e meno filosofico, rispetto ai suoi predecessori, le leggi che regolano i
moti celesti. Nonostante si basi principalmente su calcoli matematici, come il suo collega
Copernico, sconfina nel terreno del pensiero filosofico e della metafisica, per spiegare un
buon numero di fenomeni ai quali non riesce ad arrivare con il calcolo. Keplero forse utilizza
troppa filosofia nelle sue dimostrazioni ma è famoso per le sue tre leggi, ancora oggi
considerate sostanzialmente vere.
1. La prima legge di Keplero afferma che i pianeti ruotano attorno al Sole seguendo orbite
ellittiche, di cui il Sole occupa uno dei fuochi.
2. La seconda legge di Keplero afferma che il raggio vettore che congiunge un pianeta al
Sole spazza aree uguali in tempi uguali.
3. La terza legge di Keplero afferma che il quadrato del periodo di rivoluzione di un pianeta
attorno al Sole è proporzionale al cubo della sua distanza media dal Sole.
NICCOLO’ COPERNICO
Nel sistema copernicano il Sole è immobile al centro del
mondo e attorno ad esso ruotano i pianeti, compresa la
Terra. Quest'ultima non è più dunque immobile al centro
dell'universo, ma compie una rivoluzione attorno al Sole in
un anno e una rotazione sul proprio asse in 24 ore.
Per Copernico, il moto diurno degli astri da est ad ovest è
dunque apparente, essendo generato dal moto di rotazione
terrestre in senso contrario; anche il moto annuo del Sole lungo
l'eclittica è apparente, dato che è in realtà prodotto dal moto di
rivoluzione terrestre. Infine, anche il moto retrogrado dei
pianeti è apparente.
Nel sistema copernicano, invece, entrambi i moti si sviluppano
attorno al Sole, ma uno solo di essi appartiene al pianeta, mentre
l'altro è costituito dal moto terrestre di rivoluzione. La composizione
dei due moti genera l'apparente retrocessione dell'astro.
Tolomeo
Il sistema tolemaico, proposto dall'astronomo Claudio Tolomeo nel II
secolo d.C., prevedeva che la Terra fosse immobile al centro
dell'universo e che intorno a essa le stelle e i pianeti compissero un
complicato moto di rivoluzione: mentre ruotavano su piccole orbite
circolari dette epicicli, descrivevano intorno alla Terra un'orbita più
ampia, detta deferente
Il sistema tolemaico fu ritenuto valido per più di un millennio, fino a
quando Niccolò Copernico avanzò la sua teoria eliocentrica
Da questa sua teoria poi è nato il suo trattato:
L’ ALMAGESTO
In questa sua opera, muovendo dai risultati di Ipparco di
Nicea ampiamente descritti ed elogiati, Tolomeo
costruisce, elaborandola anche nei minuti dettagli, la
grande macchina dell'universo geocentrico. Dei tredici libri
di cui si compone l'Almagesto, i primi otto specialmente,
sono basati sui risultati di Ipparco, mentre gli altri cinque
sono dedicati alla teoria dei pianeti
Newton
è astronomo, matematico e fisico e la sua influenza
L'inglese Isaac Newton
sul corso del pensiero filosofico-scientifico è stata molto vasta e articolata.
Newton diviene famoso per i suoi studi sperimentali, in particolare di ottica
con cui dimostra che la luce solare non è bianca, ma è una mescolanza di
raggi colorati. In questo modo diventa possibile trattare in forma
quantitativa i colori, sino ad allora pensati esclusivamente con concetti
qualitativi. Newton si convince che gli esperimenti forniscono conoscenze
evidenti, oggettive, del tutto svincolate da qualsiasi ipotesi teorica.
Egli dimostra che molti fenomeni terrestri e, soprattutto, astronomici sono
spiegabili supponendo validi universalmente i principi della meccanica e
ammettendo l'ipotesi che tra due corpi qualsiasi dell'universo agisca una
forza attrattiva, detta forza gravitazionale, responsabile tanto dei grandiosi
movimenti dei pianeti, quanto dei più umili eventi terrestri. Grazie a questa
teoria il mondo appare una macchina il cui comportamento è comprensibile
unitariamente in base ai pochi, semplici principi della meccanica uniti alla
egge di gravitazione universale
copernico
tolomeo
galileo
keplero
