Luigi Ferioli
Gli strumenti per osservare il cielo
e cenni storici sulle grandi scoperte astronomiche
da Eratostene
Dal cannocchiale di Galileo
276 a,c, – 194 a,c
a Tycho Brahe
al telescopio spaziale
1546 -1501
Corso di astronomia GAT Tradate 7 aprile 2008 - Luigi Ferioli
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Il giorno del solstizio estivo il sole è allo zenith a Siene ( Assuan)
mentre ad Alessandria forma un l’angolo α di 70 con la verticale. La
distanza Siene Alessandria è di circa 5000 stadi pari a 787,5 km.
2
Ipparco di Nicea 190-120 a.c.
Eratostene calcola
Il valore della
ciconferenza
terrestre in
257142 stadi pari
a 40500 Km
1 stadio = 157,5 m
3
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Il cerchio di Ipparco
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Titolo Strumenti astronomici
6
1
Luigi Ferioli
Sistema Tolemaico
Claudio Tolomeo
100-170 d.C.
La teoria dell’universo è
sviluppata nella sua
opera più importante:
L’ Almagesto
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Nicolò Copernico astronomo polacco
Ritratto di Copernico
di Jean Matejko
Torun 1473 – Frombork 1543
Città tedesca di Torun
ex Polonia
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Copernico studiò all’Università di
Cracovia poi a Bologna dove seguì i
corsi di astronomia di Domenico Maria
Novara. Presto si rese conto che
l’astronomia tolemaica riguardante il
movimento dei pianeti era
insoddisfacente e si convinse che al
centro del mondo doveva trovarsi il
Sole e che la terra doveva orbitare
intorno ad esso come gli altri pianeti.
Un suo primo manoscritto il “De
hypothesibus motum caelestum” non fu
pubblicato ma circolò tra i suoi amici
fidati. La sua opera fondamentale
De rivolutionibus orbium caelestium
fu pubblicata nel marzo del 1543 e
Copernico riuscì a vedere una copia
del libro il giorno della sua morte, il 24
maggio. Nel 1616 la sua opera venne
messa all’Indice dei libri proibiti e vi
rimase fino al 1835.
Sistema Copernicano
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Titolo Strumenti astronomici
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Luigi Ferioli
Tycho Brahe 1546 – 1601
Tavole Alfonsine:
Ticone
Sono tavole astronomiche in grado di fornire la
posizione del sole e dei pianeti. La compilazione
fu voluta da Alfonso X di Castiglia e Leon e fu
effettuata intorno al 1252 da una cinquantina di
astronomi arabi. Servirono a Cristoforo Colombo
per la navigazione. Copernico le studiò a fondo
all’Università di Cracovia.
Astronomo Danese
“L’uomo da naso d’oro”
Tycho Brahe le utilizzò sistematicamente
rilevando molte imprecisioni.
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L’isola di Hven, ora in Danimarca, sulla quale Tycho ha costruito l’osservatorio
Nato in Scania allora Danimarca oggi
Svezia. Nel 1560 osserva una eclisse
di sole e nel 1563 una congiunzione
Giove-Saturno. Trova un’errore di un
mese nelle tavole alfonsine. Perde il
naso in un duello nel tentativo di
salvare la sua reputazione di
matematico. Osserva la supernova del
1572 e pubblica “De nova nullius….”
che lo rende famoso. Dopo il
matrimonio, ritenuto scandaloso, con
una contadina, il re di Danimarca
Federico II gli concede l’isola di
Hven. Tycho vi costruisce un grande
osservatorio.
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Uraniborg Osservatorio astronomico di Tycho Brahe
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Piccolo quadrante per la misura
della posizione di stelle e pianeti.
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Titolo Strumenti astronomici
L’imponente statua di Tycho
il museo a Uraniborg
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Luigi Ferioli
Gli strumenti di Tycho:
armille, quadranti, sestanti.
strumenti parallattici, astrolabi e
carte celesti di ogni tipo.
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Gli strumenti installati erano i più
imponenti allora esistenti. Tycho
studiò le orbite dei pianeti e
soprattutto di Marte. Le posizioni
registrate erano molto precise ed i
suoi strumenti erano enormi; alcuni
quadranti avevano dimensioni di oltre
30 braccia. Non riuscì mai a
concordare le sue idee con quelle di
Copernico e propose un suo sistema
che rappresentava un compromesso
tra la teoria tolemaica e quella
copernicana. Nel 1597 gli fu tolta la
prpoprietà dell’isola e Tycho si trasferì
a Praga dove fu raggiunto nel 1600
dal giovane Keplero
Vent’anni di rigorose osservazioni
hanno posto le basi per le futura e
definitiva affermazione della verità sul
moto dei pianeti.
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GiovanniKeplero Weil der Stadt 1571 – Ratisbona 1630
Colpito dal vaiolo a tre anni, Johannes subì
danni permanenti alla vista e all’uso delle
mani. A sette anni vide la grande cometa del
1577 anno di inizio della sua passione per
l’astronomia. Studia teologia poi insegna alla
Stiftsschule protestante di Graz in Stiria. Si fa
conoscere da Tycho Brahe e da Galileo con
la sua opera Mysterium cosmographicum.
Essendo luterano, dopo il matrimonio con
Barbara Muller fu costretto, da un decreto
dell’autorità cattolica, a lasciare Graz.
Durante il soggiorno a Praga incontra Brahe
che gli mette a disposizione le sue
osservazioni sulle posizioni planetarie.
Nel 1604 pubblica una importante opera di
ottica “Ad Vitellionem paralipomena”.
Studia l’orbita di Marte e scopre le sue prime
due leggi.
Tycho non accettò mai
l’idea che il sole fosse al
centro del sistema solare
e, senza molta
convinzione, propose
questa schema.
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Dopo la morte della moglie e del figlio e a
causa della guerra civile di Praga, Keplero si
trasferisce a Linz. Sua madre viene
accusata di stregoneria ( forse ci ricorda il
colpo della strega ?? ) ma viene prosciolta
grazie ai buoni uffici del figlio, matematico
imperiale. Nel 1619, pubblica la terza legge
negli Harmonices mundi libri V opera per
lo più mistica. Conclude in pratica la sua
ricerca astronomica con l’opera in sette libri
Epitome astronomiae copernicanae edita
negli anni tra il 1618 e il 1621. Ancora un
trasferimento a Sagan in Slesia al servizio
del duca Albert von Wallestein ed infine, a
causa delle continue persecuzioni religiose
si sposta a Ratisbona dove, dopo alcuni
giorni di malattia, muore.
Esce postumo il Somnium, un libricino di
fantascienza.
Le tre leggi del movimento dei pianeti sono il principale contributo di
Johannes Kepler, all'astronomia e all'astrofisica.
Le derivò studiando le osservazioni di Tycho Brahe.
Isaac Newton avrebbe più tardi verificato la validità di queste leggi
alla luce della teoria della gravitazione universale.
1 Prima legge (1608)
2 Seconda legge (1609)
o legge delle aree
3 Terza legge (1619)
L’opera di Keplero ebbe grande influenza
sulla futura ricerca scientifica.
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Titolo Strumenti astronomici
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In seguito alla scoperta dei logaritmi da parte di Napier
(Nepero) pubblicata nel 1614, Keplero compila le Tavole
Rudolfine in onore all’imperatore Rodolfo II.
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Luigi Ferioli
Prima legge di Keplero:
le orbite dei pianeti sono ellittiche e il sole occupa uno dei fuochi
dell’ellisse.
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La differenza tra il tempo medio di un luogo e il
tempo solare vero indicato da una meridiana è
l´equazione del tempo
16 aprile,11 giugno
1 settembre, 23 dicembre
correzione = 0
Vicino al perielio: la Terra si
muove più velocemente
Vicino all'afelio: la Terra si
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muove più lentamente
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Questa curva è detta lemniscata
Terza legge di Keplero
I quadrati dei tempi di rivoluzione sono
direttamente proporzionali ai cubi dei
semiassi maggiori delle loro orbite
T2 = K . r 3
Esempio:
Terra: T =1 anno r = 1 U.A (150 milioni di Km)
Giove r = 5,2
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Titolo Strumenti astronomici
_
T = V (140,6) = 11,8 anni
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Luigi Ferioli
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Considerazioni di Leonardo da Vinci sugli occhiali
Galileo Galilei
1564 - 1642
Titolo Strumenti astronomici
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Luigi Ferioli
Cannocchiale galileiano
Originale
Lunghezza 980 mm
Diametro 37 mm
diaframmato a 15 mm
Obiettivo: lente piano
convessa.
Oculare ?
Museo storia della scienza
Firenze
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Giovanni Battista Della Porta
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Vico Equense 1535-Napoli 1615
Alchimista e commediografo conobbe
Galileo, Campanella e Sarpi. Fu nominato
accademico linceo. Il sant’Uffizio lo accusò
di magia demoniaca. Viaggiò in Europa ed
ebbe fama internazionale.
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Galileo mostra il cannocchiale al Doge di Venezia
I satelliti di Giove
Callisto
Io
Europa
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Titolo Strumenti astronomici
Ganimede
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Luigi Ferioli
Venere in fase
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La Via Lattea nella costellazione di Cassiopea
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Microscopio composto
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Titolo Strumenti astronomici
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Luigi Ferioli
Titolo Strumenti astronomici
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Isaac Newton
25 dicembre 1642
( 4 gennaio 1643
secondo il
calendario
gregoriano )
20 marzo 1727
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Titolo Strumenti astronomici
Telescopio di Newton
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Luigi Ferioli
Titolo Strumenti astronomici
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Luigi Ferioli
Deviatore a 90o
A inversione
Raddrizzatore
Squadro
Gli oculari usati in astronomia
e microscopia
Raddrizzatore e
deviatore a 90o
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Aberrazione sferica
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Spettro elettromagnetico
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Titolo Strumenti astronomici
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Luigi Ferioli
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Strumenti seicenteschi costruiti
da Giuseppe Campani in Roma.
Sono lunghi e di piccolo
diametro per ridurre le
aberrazioni cromatica e sferica.
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Titolo Strumenti astronomici
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Luigi Ferioli
Il “glorioso” telescopio rifrattore di
un metro di diametro
dell’osservatorio di Yerkes
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Grimaldi Francesco Maria
Bologna 1618 - Bologna 1663
Gesuita dal 1632, insegna al Collegio bolognese.
Assistente di Giovanni Riccioli osserva le macchie
solari e compila una mappa dei crateri e delle
formazioni lunari la cui nomenclatura è ancora in
uso.
L’osservazione delle ombre proiettate da corpi
opachi illuminati dalla luce solare o da sorgenti
luminose puntiformi lo porta alla scoperta del
fenomeno della diffrazione.
schermo
La sua opera è nota col titolo abbreviato di
De Lumine
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Titolo Strumenti astronomici
Leonardo da Vinci aveva osservato il fenomeno della
diffrazione della luce
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Luigi Ferioli
Figura di diffrazione da
apertura circolare
sen θ = 1.22
λ
D
Prima frangia scura
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senθ = 1.22
λ
D
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Una impressionante
esperienza su uno dei
fenomeni ottici allora
incomprensibili come
la diffrazione è
descritta da Ignazio
Danti mentre era in
costruzione la
meridiana nella chiesa
di Santa Maria del
Fiore in Firenze
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Osservatorio del Monte Generoso (CH)
Gli strumenti degli astrofili
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Titolo Strumenti astronomici
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Luigi Ferioli
Osservatorio di Lorenzo Comolli a Tradate
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New Millennium Observatory – Mozzate
Titolo Strumenti astronomici
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Luigi Ferioli
Astrofili in trasferta:
Risultati scientifici ottenuti dal New
Millennium Observatory
2002 – Attribuzione del codice internazionale di Osservatorio Astronomico – A24
2006 – 43° osservatorio al Mondo per numero di osservazioni astrometriche di
pianetini
L’Appennino ligure, (Capanne di
Cosola, Bogli, Pian dell’Armà ecc.) il
colle dell’Agnello, il passo del Nivolè,
e le cime delle prealpi bergamasche
sono siti molto gettonati dagli astrofili
lombardi: nelle notti di luna nuova,
brulicano di “gasati” del cielo
profondo. Si portano strumenti e
vettovaglie per notti assurde….
2007 – 13° osservatorio al Mondo per numero di osservazioni astrometriche di
pianetini
2007 – 2° posto al Mondo per numero di osservazioni astrometriche di comete
Anno
Misure
astrometriche
2002
2004
2005
2006
2007
12
1226
1369
2191
26004
97
98
Colle dell’Agnello 2700 m
La notte è lunga… ma non per gli astrofili…
99
100
Torre solare di
Monte Mario
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Titolo Strumenti astronomici
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Luigi Ferioli
In Australia
103
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105
106
Serie di antenne della “croce del Nord” a Medicina (BO)
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Titolo Strumenti astronomici
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Luigi Ferioli
Radio interferometro Very Large Array - New Mexico il braccio è lungo 18 km
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HUBBLE SPACE TELESCOPE
Titolo Strumenti astronomici
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Luigi Ferioli
Titolo Strumenti astronomici
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119
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Luigi Ferioli
Titolo Strumenti astronomici
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125
126
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Luigi Ferioli
GEMINI Sud (Cerro PACHON)
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SMARTS (Small and Moderate Aperture Research Telescope System)
Cerro TOLOLO
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Titolo Strumenti astronomici
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Luigi Ferioli
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NTT
1,52m Spettroscopico
2,2m
1m Fotometrico
1m Marly
1,54m Danese
2,2m
Schmidt 1m
Titolo Strumenti astronomici
Eulero
135
136
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138
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Luigi Ferioli
GMT
(Giant Magellan Telescope)
Ø: 21,4 – 24,5 m
Specchi: 7 da 8,4 m
Sito: Cile
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Si è deciso il sito: Las Campanas (Cile) dove
si è cominciato a preparare la piattaforma.
Qui vi è già
già il Magellan Telescope (Ø 6,5 m)
della Carnegie Institution
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Intanto negli USA si stanno fabbricando e
provando gli specchi
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Titolo Strumenti astronomici
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Luigi Ferioli
GLAST
(GammaGamma-ray Large Area Space Telescope)
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Cosa studierà
studierà GLAST ?
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Nel 1933 Fritz Zwicky (1898(1898-1974) ha
dimostrato che alcuni ammassi dovevano
avere una massa molto maggiore di quella
deducibile in base alla luce emessa …
Doveva esserci della MATERIA OSCURA
Fenomeni energetici
Buchi neri
Stelle a neutroni
Lampi di raggi gamma
Materia oscura
… imprevisto
147
Secondo la maggioranza degli astrofisici,
astrofisici,
l’insieme di questi esperimenti fornisce le
prove dell’
dell’esistenza della materia oscura e
della energia oscura
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Titolo Strumenti astronomici
Coma Cluster
148
Virgo Cluster
Contributo degli studi su CMB
(Cosmic Microwave Background)
(Radiazione cosmica di fondo)
fondo)
La CMB fu scoperta, nel 1965,da Pentias
e Wilson come radiazione emessa da un
“corpo nero”
nero” a ~ 3°
3°K
2001, Nasa,
WMAP
(Wilkinson
Microwave
Anisotropy
Probe)
150
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Luigi Ferioli
Ipotesi MOND
(Modified
Modified Newtonian Dinamic)
inamic)
Proposta da Mordehai Milgrom nel 1983
Assume che, per una accelerazione molto
piccola, non valgano più
più i principi della
meccanica classica (newtoniana
(newtoniana))
Introduce una accelerazione indicata
come a0 = ~ 10-10 ms2
Ha l’
l’aspetto di una ipotesi ad hoc
151
Con i dati attuali…
attuali…? non ci crede nessuno
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155
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Very Large Telescope
Titolo Strumenti astronomici
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Luigi Ferioli
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158
Fine e grazie….
dell’attenzione
Scuola Media “A. Moro”
Saronno
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Bibòioteca Civica
Saronno
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L’antica meridiana
cinquecentesca del
Santuario della Beata
Vergine dei Miracoli di
Saronno.
E’ stata restaurata negli
anni sessanta del secolo
scorso e mantiene il suo
fascino antico.
Segna l’ora solare vera
del luogo.
161
Titolo Strumenti astronomici
162
27
Luigi Ferioli
quest l’è alt
ma quest l’è superiur
Fine
163
L’è su per i ur !! Come volevasi dimostrare
Titolo Strumenti astronomici
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28
