Luigi Ferioli Titolo Strumenti astronomici 1 Gli strumenti per
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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 1 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 4 Il cerchio di Ipparco 5 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 7 8 Nicolò Copernico astronomo polacco Ritratto di Copernico di Jean Matejko Torun 1473 – Frombork 1543 Città tedesca di Torun ex Polonia 9 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 11 Titolo Strumenti astronomici 10 12 2 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. 13 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. 14 Uraniborg Osservatorio astronomico di Tycho Brahe 15 16 Piccolo quadrante per la misura della posizione di stelle e pianeti. 17 Titolo Strumenti astronomici L’imponente statua di Tycho il museo a Uraniborg 18 3 Luigi Ferioli Gli strumenti di Tycho: armille, quadranti, sestanti. strumenti parallattici, astrolabi e carte celesti di ogni tipo. 19 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. 20 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. 21 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. 23 Titolo Strumenti astronomici 22 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. 24 4 Luigi Ferioli Prima legge di Keplero: le orbite dei pianeti sono ellittiche e il sole occupa uno dei fuochi dell’ellisse. 25 26 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 27 muove più lentamente 28 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 29 Titolo Strumenti astronomici _ T = V (140,6) = 11,8 anni 30 5 Luigi Ferioli 31 32 Considerazioni di Leonardo da Vinci sugli occhiali Galileo Galilei 1564 - 1642 Titolo Strumenti astronomici 33 34 35 36 6 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 37 38 Giovanni Battista Della Porta 39 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. 40 Galileo mostra il cannocchiale al Doge di Venezia I satelliti di Giove Callisto Io Europa 41 Titolo Strumenti astronomici Ganimede 42 7 Luigi Ferioli Venere in fase 43 44 La Via Lattea nella costellazione di Cassiopea 45 46 Microscopio composto 47 Titolo Strumenti astronomici 48 8 Luigi Ferioli Titolo Strumenti astronomici 49 50 51 52 53 54 9 Luigi Ferioli 55 56 57 58 Isaac Newton 25 dicembre 1642 ( 4 gennaio 1643 secondo il calendario gregoriano ) 20 marzo 1727 59 Titolo Strumenti astronomici Telescopio di Newton 60 10 Luigi Ferioli Titolo Strumenti astronomici 61 62 63 64 65 66 11 Luigi Ferioli Deviatore a 90o A inversione Raddrizzatore Squadro Gli oculari usati in astronomia e microscopia Raddrizzatore e deviatore a 90o 67 68 Aberrazione sferica 69 70 Spettro elettromagnetico 71 Titolo Strumenti astronomici 72 12 Luigi Ferioli 73 74 75 76 Strumenti seicenteschi costruiti da Giuseppe Campani in Roma. Sono lunghi e di piccolo diametro per ridurre le aberrazioni cromatica e sferica. 77 Titolo Strumenti astronomici 78 13 Luigi Ferioli Il “glorioso” telescopio rifrattore di un metro di diametro dell’osservatorio di Yerkes 79 80 81 82 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 83 Titolo Strumenti astronomici Leonardo da Vinci aveva osservato il fenomeno della diffrazione della luce 84 14 Luigi Ferioli Figura di diffrazione da apertura circolare sen θ = 1.22 λ D Prima frangia scura 85 senθ = 1.22 λ D 86 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 87 88 Osservatorio del Monte Generoso (CH) Gli strumenti degli astrofili 89 Titolo Strumenti astronomici 90 15 Luigi Ferioli Osservatorio di Lorenzo Comolli a Tradate 91 92 93 94 95 96 New Millennium Observatory – Mozzate Titolo Strumenti astronomici 16 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 101 Titolo Strumenti astronomici 102 17 Luigi Ferioli In Australia 103 104 105 106 Serie di antenne della “croce del Nord” a Medicina (BO) 107 Titolo Strumenti astronomici 108 18 Luigi Ferioli Radio interferometro Very Large Array - New Mexico il braccio è lungo 18 km 109 110 111 112 113 114 HUBBLE SPACE TELESCOPE Titolo Strumenti astronomici 19 Luigi Ferioli Titolo Strumenti astronomici 115 116 117 118 119 120 20 Luigi Ferioli Titolo Strumenti astronomici 121 122 123 124 125 126 21 Luigi Ferioli GEMINI Sud (Cerro PACHON) 127 128 129 130 SMARTS (Small and Moderate Aperture Research Telescope System) Cerro TOLOLO 131 Titolo Strumenti astronomici 132 22 Luigi Ferioli 133 134 NTT 1,52m Spettroscopico 2,2m 1m Fotometrico 1m Marly 1,54m Danese 2,2m Schmidt 1m Titolo Strumenti astronomici Eulero 135 136 137 138 23 Luigi Ferioli GMT (Giant Magellan Telescope) Ø: 21,4 – 24,5 m Specchi: 7 da 8,4 m Sito: Cile 139 140 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 141 142 Intanto negli USA si stanno fabbricando e provando gli specchi 143 Titolo Strumenti astronomici 144 24 Luigi Ferioli GLAST (GammaGamma-ray Large Area Space Telescope) 145 Cosa studierà studierà GLAST ? 146 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 149 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 25 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 152 153 154 155 156 Very Large Telescope Titolo Strumenti astronomici 26 Luigi Ferioli 157 158 Fine e grazie…. dell’attenzione Scuola Media “A. Moro” Saronno 159 Bibòioteca Civica Saronno 160 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 164 28
