Giovanni Keplero - I Scuola Media Moro

VITA
Giovanni Keplero (Friedrich Johannes Kepler, in italiano anche
Giovanni Cheplero) (Weil der Stadt, 27 dicembre 1571 –
Ratisbona, 15 novembre 1630) fu un astronomo, matematico e
musicista tedesco. Scoprì le leggi che regolano il movimento
dei pianeti e che sono chiamate appunto, leggi di Keplero. Nel
1591 intraprese lo studio della teologia a Tubinga, università
protestante, dove insegnavano alcuni seguaci del
copernicanesimo; tra questi vi era Michael Maestlin, che
convinse Keplero della validità delle teorie di Niccolò Copernico.
Nel 1594 Keplero divenne insegnante di matematica a Graz
(Austria) e accettò un posto di matematico degli stati di Stiria.
Tra le sue mansioni c'era quella di fare "pronostici"; gli capitò di
prevedere un inverno molto rigido, le rivolte contadine e la
guerra con i Turchi. Anche negli anni a seguire non si sottrasse
alla stesura di oroscopi. Nell'aprile 1597 sposò Barbara Mühleck, che gli dette due figli ma
morì già nel 1611. Sempre nel 1597 pubblicò l'opera Mysterium Cosmographicum, nella quale
tentò una prima descrizione dell'ordine dell'Universo. Nel 1599 Tycho Brahe gli offrì un posto
come suo assistente, che accettò l'anno dopo.
Nel 1601, dopo la morte di Brahe, ne divenne il successore nell'incarico di matematico ed
astronomo imperiale a Praga. Nel 1604 osservò una supernova che ancora oggi è nota col
nome di Stella di Keplero. Le basi per le sue scoperte astronomiche furono gettate nel 1609,
quando pubblicò Astronomia nova, in cui formulò le sue prime due leggi. Alla morte
dell'imperatore (1612), Keplero divenne "matematico paesaggistico" a Linz (Austria).
Il 15 maggio 1618 scoprì la terza legge che prende il suo nome, che rese nota l'anno dopo
nell'opera Harmonice mundi.
Keplero appoggiò il modello eliocentrico del sistema solare e partendo da questo per vent'anni
provò a dare un senso ai suoi dati. Alla fine giunse a formulare le sue tre leggi sui movimenti
planetari che enunciò nelle tavole rudolfine, così chiamate in onore di Rodolfo II d'Asburgo,
Imperatore del Sacro Romano Impero.
Lo scienziato morì a 58 anni a Ratisbona e venne qui sepolto. La sua tomba si perse quando le
truppe di Gustavo Adolfo (impegnate nell'invasione della Baviera durante la guerra dei
trent'anni) distrussero il cimitero.
OPERE
Lo scopo principale del Mysterium cosmographicum non è quello di difendere il sistema
Sistema solare
copernicano, ma quello di dimostrare che per la
secondo Keplero nel
creazione del mondo e la disposizione dei cieli
Mysterium
Dio si è ispirato ai cinque solidi regolari che
Cosmographicum
hanno goduto di così grande fama da Pitagora e
(1596). In seguito
Platone in poi: il cubo, il tetraedro( 4 facce), il
Keplero
dodecaedro ( 12 facce), l'icosaedro (20 facce),
abbandonerà questo
l'ottaedro( 8 facce). Keplero si interroga sulle
modello del sistema
cause del numero, delle dimensioni e dei moti
solare.
delle orbite e sostiene che questa ricerca sia
fondata sulla corrispondenza tra i tre "corpi"
immobili dell'Universo (Sole, Stelle fisse,
spazio intermedio) e Padre, Figlio e Spirito Santo (la Santissima Trinità). Le leggi della
struttura del cosmo vengono ricavate circoscrivendo ed inscrivendo le orbite dei pianeti nelle
varie figure solide, a partire dalla Terra che è l'unità di misura di tutte le orbite.
Nell'Astronomia nova Keplero enuncia due delle tre leggi che portano il suo nome. La terza
compare nel Harmonices mundi libri quinque del 1619. Le tre leggi di Keplero rappresentano
un modello di descrizione del moto dei pianeti.
CONTRIBUTO ALL’ASTRONOMIA

PRIMA LEGGE (1608)
L'orbita descritta da un pianeta è un'ellisse, di cui il Sole occupa uno dei due fuochi.
Nella figura a fianco è rappresentata un'orbita ellittica, con indicati i suoi parametri
caratteristici: semiasse maggiore (a),
semiasse minore (b), semi-distanza
focale (c), eccentricità (e).
Ciò significa che la distanza dei pianeti
dal Sole non è costante, ma varia da un
massimo (afelio) ad un minimo
(perielio).

SECONDA LEGGE (1609) - LEGGE DELLE AREE
Il raggio vettore che unisce il centro del Sole con il centro del pianeta descrive aree uguali in
tempi uguali.
Un raggio vettore spazia aree uguali in tempi
uguali.
Ecco alcune conseguenze di questa legge:
1. La velocità orbitale non è costante, ma varia
lungo l'orbita. Le due aree evidenziate sono
infatti uguali e vengono quindi percorse nello
stesso tempo. In prossimità del perielio, dove
il raggio vettore è più corto che all'afelio,
l'arco di ellisse è corrispondentemente più
lungo.
2. Ne segue che la velocità orbitale è massima al
perielio ( distanza minima dal Sole) e minima
all'afelio ( distanza massima dal Sole). Per
l'orbita, la velocità al perielio è circa 3 volte la velocità all'afelio.

TERZA LEGGE (1619)
I quadrati dei periodi di rivoluzione dei pianeti ( cioè del tempo richiesto per percorrere
l’orbita ) sono proporzionali ai cubi dei semiassi maggiori delle loro orbite.
Quindi un pianeta più vicino al Sole ha un periodo di rivoluzione minore rispetto ad un pianeta
più lontano. Infatti il periodo di rivoluzione più breve è quello di Mercurio, il più lungo è quello
di Plutone. Questa legge è valida anche per i satelliti che orbitano intorno ai pianeti.
LIMITI DI VALIDITÀ DELLE LEGGI DI KEPLERO
Mentre le prime due leggi furono enunciate in un classico libro di astronomia, la terza, invece,
fu inserita in un testo che si occupava anche di musica e di astrologia e che era denso di temi
pitagorici. Keplero, convinto che Dio fosse anche un musico, sostenne l'idea che la musica e il
sistema solare fossero manifestazioni della stessa armonia quasi come se le posizioni dei vari
pianeti, similmente ai tasti di un pianoforte, dovessero corrispondere alle note.
IMPORTANZA DI KEPLERO
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Le tre leggi del movimento dei pianeti sono il principale contributo di Keplero
all'astronomia e alla meccanica. Keplero le derivò in parte studiando le osservazioni di
Tycho Brahe. Newton avrebbe più tardi verificato la validità di queste leggi alla luce della
teoria della gravitazione universale.
Per la prima volta nella storia della scienza, Keplero elimina dall'astronomia le sfere
celesti e ipotizza per i pianeti un moto diverso da quello circolare.
Keplero fu capace pure di dedurre le sue leggi sui pianeti senza conoscere le esatte
distanze dei pianeti dal Sole, poiché le sue analisi geometriche richiedevano solo il
rapporto tra le rispettive distanze dal Sole.
Keplero è una figura collocata tra Galilei e Newton: la sua "modernità" consiste nella
ricerca delle variazioni quantitative delle forze che agiscono nello spazio e nel tempo e nel
parziale abbandono del punto di vista animistico. La terza legge permette di stabilire la
velocità del corpo celeste una volta stabilita l'orbita e viceversa. Si era scoperta una legge
che non regolava semplicemente i moti dei pianeti nelle proprie orbite, ma si stabiliva un
rapporto tra la velocità dei corpi che si muovono in orbite differenti. Galilei si congratulò
con lui per avere accolto il copernicanesimo ma non si pronunciò sul resto. Cartesio lo
riconobbe come il suo primo maestro di ottica, non considerando il resto come degno di
attenzione. Solo dopo che Newton si servì delle leggi di Keplero, queste vennero accettate
dalla comunità scientifica, ma non prima degli anni Sessanta del Seicento.
RICONOSCIMENTI
La comunità scientifica gli ha dedicato l'asteroide 1134 Kepler, un cratere lunare di 31 km di
diametro, un cratere sul pianeta Marte di 233 km di diametro e una cresta di 15 km di
lunghezza su Fobos (uno dei due satelliti di Marte).
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7. Leggi di Keplero - Wikipedia
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