L ellisse nel cosmo. Le tappe principali del modo di pensare i moti planetari nel sistema solare

Transcript

1 L ellisse nel cosmo Le tappe principali del modo di pensare i moti planetari nel sistema solare

2 1 - Il cosmo secondo i Greci Le concezioni astronomiche dei Greci erano basate sulle osservazioni ad occhio nudo e sulla filosofia. Lo spazio attorno alla Terra era di viso in 2 grandi volumi : - il regno terrestre, delimitato dall orbita della Luna, era il mondo mutevole, della meteorologia. - il regno celeste, oltre il concavo lunare, era il mondo immutabile, perfetto, dove i corpi (pianeti e stelle) compivano i loro moti circolari, regolari ed eterni.

3 Il regno terrestre Nel regno terrestre, secondo Aristotele, ogni cosa tendeva verso il proprio luogo naturale: C era perciò una sfera di terra verso la quale tendeva il moto delle pietre, attorniata da una sfera di acqua (mari), una sfera di aria (atmosfera) e una sfera superiore di fuoco che arrivava fino al confine del concavo lunare; per questo il fuoco era attratto al cielo. 3

4 Il regno celeste I pianeti conosciuti erano 5: Mercurio, Venere, Marte, Giove e Saturno. Ognuno si muoveva su orbite circolari, concentriche alla Terra, che era sospesa al centro dell universo. Tutto l universo era racchiuso da un ultima sfera, maggiore: quella delle stelle fisse, che a sua volta riceveva il moto dal PRIMO MOBILE 4

5 Le stelle fisse ruotavano intorno alla Terra, centrale, con perfetta regolarità matematica, una notte dopo l altra, un anno dopo l altro, conservando le loro posizioni relative. SIMULAZIONE 5

6 Claudio Tolomeo (150 a.c.) Tutte le concezioni greche sull universo furono raccolte da Tolomeo in una grande opera, l Almagesto. In essa erano presenti anche alcune tavole correlate che permettevano di calcolare le posizioni del Sole, della Luna e dei 5 pianeti attorno alla terra per un futuro indefinito, un catalogo con più di un migliaio di stelle, le loro posizioni e la loro luminosità. 6

7 2 - Medioevo Alle 9 sfere celesti dei Greci nel Medioevo fu aggiunta una decima sfera, l Empireo: regno immateriale e immobile, dimora di Dio, degli angeli e dei beati. 7

8 L universo nel Medioevo Hartman Schiedel, Nuremberg Chronicle, Incisione su carta. Padova, Biblioteca Universitaria. 8

9 Le comete Fra i tanti problemi insoluti dell astronomia greca, raccolta nell Almagesto di Tolomeo, c era quello delle comete: -dovevano far parte della meteorologia, in quanto mutavano, -ma una forte perplessità era dovuta alle osservazioni sulla loro altezza nel cielo: sembravano nettamente fuori dal concavo lunare 9

10 Un modello dell Universo Nonostante le perplessità e le inesattezze contenute nell Almagesto, non si riuscì a trovare un modello migliore dell universo per i 16 secoli successivi. 10

11 Gli strumenti per osservare i cieli Nel mondo antico e medioevale, gli strumenti per le osservazioni del cielo erano piccoli e portatili. Non c erano osservatòri fissi. Il più comune era la ballestriglia 11

12 3 - Tycho Brahe Nacque nel dicembre del 1546 in un paesino della Danimarca. Fin da giovane si sentì attratto dallo studio e dall osservazione del cielo. Nel 1563 osservò la congiunzione di Giove con Saturno e notò che la predizione di questo evento sulle Tavole Tolemaiche era sbagliata di 1 mese. 12

13 Tycho Brahe Nel 1572 comparve in cielo una nuova stella. Per le concezioni astronomiche del tempo ciò doveva essere impossibile. Tycho, allora ventiseienne, con i modesti strumenti a sua disposizione, fu certo che la stella Nova appartenesse ai cieli immutabili. Nel 1577, solo 5 anni dopo, comparve nel cielo una cometa luminosissima. Tycho la osservò, ne misurò l altezza e fu certo che doveva appartenere al Regno Celeste 13

14 Tycho Brahe Pubblicò 200 pagine di osservazioni e misurazioni sulla cometa, ma soprattutto capì che ormai era tempo di riformare sia la strumentazione, sia le tecniche di osservazione del cielo. Non sono tipo da sedermi comodamente accanto al fuoco e imparare l astronomia dai libri e dalle carte! 14

15 Uraniborg (castello celeste) Tycho Brahe Sorprendentemente, solo un anno dopo, Tycho ottenne dal re di Danimarca Federico II la signoria dell isola di Hven. 15

16 Uraniborg Tycho Brahe Qui Tycho costruì il primo osservatorio astronomico fisso della storia. 16

17 ..era dotato di tutto ciò che un astronomo poteva desiderare. Al piano più alto c erano 8 camere da letto per i suoi assistenti. Al piano superiore principale c erano 4 stanze d osservazione, una sala da pranzo estiva con vista sul mare. Al pianterreno c erano la biblioteca, la cucina e la sala da pranzo invernale, mentre il seminterrato conteneva il laboratorio di chimica. Altrove, sull isola c era una cartiera e una piccola tipografia, così che Tycho poteva pubblicare da sé i suoi risultati. In seguito egli attrezzò officine dove abili artigiani erano in grado di costruire strumenti sotto la sua diretta supervisione Uraniborg Tycho Brahe 17

18 Tycho Brahe Stjerneborg (castello delle stelle) Nel 1584 Tycho costruì nelle vicinanze di Uraniborg un secondo osservatorio, Stjerneborg, costruito in muratura sotto il livello del suolo, protetto dal vento e dagli sbalzi di temperatura, con finestre girevoli a livello del suolo per le osservazioni. 18

19 NOTA Nel 1576 la Terra è sempre al centro dell universo, ma le stelle non sono più appese ad una sfera celeste: riempiono l universo all infinito Thomas Digges, 1576, New York, The Granger Collection 19

20 4 - Friedrich Johannes Kepler Esito delle sue osservazioni, che durarono fino al 1597 (quasi 20 anni) furono decine e decine di volumi contenenti rilevazioni accuratissime (con l approssimazione di 2 ) sulle posizioni di pianeti e stelle. Fu l eredità che lasciò alla storia E che raccolse un suo giovane (28 anni) assistente tedesco: Giovanni Keplero 20

21 Friedrich Johannes Kepler Figlio di un padre attaccabrighe e di una madre anche accusata di stregoneria, nacque nel 1571 vicino a Stoccarda, in Germania e studiò all università di Tubinga (Germania), teologia per 3 anni. Poi morì il docente di matematica dell università e gli chiesero di occuparsi di quell insegnamento. Accettò, malvolentieri. Keplero fu uno dei pochi studiosi disposto a parlare con franchezza dei propri errori. 21

22 Friedrich Johannes Kepler Nonostante i secoli di osservazioni e studi, nessuno si accorse che l orbita di Marte non è circolare. Tale svista è da attribuire soprattutto all alto margine di errore nelle osservazioni prima di Tycho (ben 10 ). Ora Keplero disponeva di dati con precisione di 2. Dopo aver vagliato numerose ipotesi, Keplero ebbe l intuizione risolutiva. Marte si muove lungo un orbita ellittica e il Sole occupa uno dei due fuochi dell ellisse. Così avviene anche per gli altri pianeti. Video 22

23 .. e fu così che l ellisse acquistò un importanza universale. Andreas Cellarius, Atlas coelestis seu Harmonia Macrocosmica, 1661 Incisione su carta dipinta a mano. Vicenza, Biblioteca di Babele. 23