Una storia che va da ‘prima’ di Tolomeo a ‘dopo’ Copernico

Presentazione sul tema: "Una storia che va da ‘prima’ di Tolomeo a ‘dopo’ Copernico"— Transcript della presentazione:

1 Una storia che va da ‘prima’ di Tolomeo a ‘dopo’ Copernico
NOI SIAMO QUI ? OPPURE QUI ? Una storia che va da ‘prima’ di Tolomeo a ‘dopo’ Copernico

2 da Tolomeo a Copernico Platone di Atene a.C. Tímaio, 36, B-D ovvero Della Natura ca. 360 a.C. «Il Demiurgo fece il Mondo rotondo e sferico, nella forma orbiculare che di tutte le figure è la più perfetta e la più simile a sé medesimo, pensando che ciò che rassomiglia a sé medesimo è mille volte più bello di ciò che non si rassomiglia …

3 eclittica percorso del Sole
da Tolomeo a Copernico asthr planhth (da planaw = vado errando) Chioma di Berenice Leone 1 agosto 19 settembre 12 settembre 26 settembre Cancro 15 agosto 3 ottobre 5 settembre 30 agosto Vergine eclittica percorso del Sole Idra Sestante

4 … ma … aveva detto Platone
da Tolomeo a Copernico … ma … aveva detto Platone «… [è compito degli astronomi] trovare con quali moti circolari e uniformi si possono rappresentare le apparenze osservate nei moti dei corpi celesti intorno alla Terra immobile ...» Terra Marte

5 il sistema delle sfere omocentriche
da Tolomeo a Copernico … seguendo questi precetti di Platone, il matematico Eudosso sviluppò quella che è considerato il primo modello matematico e geometrico per la descrizione del funzionamento del Sistema del Mondo: il sistema delle sfere omocentriche

6 da Tolomeo a Copernico Eudosso di Cnido ca Il sistema omocentrico comprendeva 4 sfere per ogni pianeta, 3 per Sole e Luna e 1 per le stelle fisse TOTALE = 27 sfere Le sfere di Eudosso erano sfere matematiche, non materiali e rappresentavano una descrizione matematica dei moti celesti, NON UN MODELLO FISICO Conosciamo il sistema di Eudosso solo da una descrizione di Simplicio (V sec., commentatore di Aristotele). Schiaparelli ne fornì una ricostruzione matematica.

7 Aristotele di Stagira 384-322 a.C.
da Tolomeo a Copernico Aristotele di Stagira a.C. convinto della differenza tra il mondo matematico di pure forme e il mondo fisico, commistione di forma e materia, rese materiali le sfere di Eudosso, pensandole costituite da una materia perfetta e immutabile, trasparente e invisibile: la quintessenza (o etere o cristallino)

8 infine, ne risultarono 47 sfere !!
da Tolomeo a Copernico … e, per eliminare tutte le frizioni fra sfere adiacenti, introdusse delle sfere reagenti intermedie … infine, ne risultarono 47 sfere !! Tutte queste sfere erano legate l’una all’altra attraverso i differenti poli di rotazione e messe tutte in movimento dalla nona sfera: il primum mobile.

9 da Tolomeo a Copernico Il sistema “meccanico” di Aristotele offriva, per la prima volta nella storia, una rappresentazione del Mondo come un tutto, con le sue parti interconnesse, ognuna delle quali seguiva la sua naturale legge del moto … un Mondo senza un inizio e senza una fine !

10 Il “movimento” in Aristotele
da Tolomeo a Copernico Il “movimento” in Aristotele Per Aristotele, il “movimento” rappresenta la prima e principale caratteristica di ogni cosa nel Mondo. Ogni cosa in grado di muoversi è mossa da qualcos’altro: una ‘forza motrice’. p.e.: negli animali, l’anima è la forza, mentre il corpo è la cosa mossa

11 – aria atmosfera – terra centro – fuoco nell’aria – acqua superficie
da Tolomeo a Copernico Seguendo il moto NATURALE, ogni elemento deve muoversi verso il suo luogo naturale: – aria atmosfera – terra centro – fuoco nell’aria – acqua superficie … e tutte le cose possono muoversi solo secondo il principale elemento di cui sono costituite …

12 da Tolomeo a Copernico ... a meno che si applichi una forza capace di modificare il moto “naturale”, ottenendo così un moto VIOLENTO ! i moti VIOLENTI non possono mantenersi ‘NATURALMENTE’ e non è possibile avere un moto violento senza una ‘forza motrice’

13 da Tolomeo a Copernico p.e.: un carro è ‘naturalmente’ forzato a muoversi verso il centro della Terra e così rimane ‘NATURALMENTE’ fermo. Attaccando un cavallo al carro, questo si muove di moto ‘VIOLENTO’, sino a che funziona la forza motrice del cavallo.

14 … ma ciò non accade e la freccia vola sino al bersaglio !!
da Tolomeo a Copernico Quando si lancia una freccia con un arco, il moto VIOLENTO che si imprime alla freccia si deve fermare quando questa si stacca dall’arco … … ma ciò non accade e la freccia vola sino al bersaglio !! di conseguenza, l’aria deve essere la ‘forza motrice’ della freccia … ma come agisce l’aria ?

15 da Tolomeo a Copernico e per i corpi celesti ?? La sostanza dei corpi celesti à la ‘quintessenza’ – perfetta, immutabile, trasparente e invisibile – e il suo moto NATURALE è circolare e uniforme !!

16 Conseguenze della “teoria del moto” in Aristotele
da Tolomeo a Copernico Conseguenze della “teoria del moto” in Aristotele - un moto spontaneo non può esistere; - un moto non-naturale non può mantenersi da solo; - non è accettata la conservazione del moto; - il moto di un corpo dipende dalla sostanza del corpo stesso e non dal suo stato; - il principio d’inerzia non può essere valido !!!!!

17 F = mv Per mantenere un corpo in movimento c’è bisogno
di una forza costante… F = mv

18 IL PRINCIPIO DI INERZIA espresso da Galileo
da Tolomeo a Copernico IL PRINCIPIO DI INERZIA espresso da Galileo «... [un corpo naturale] rimossi tutti gli impedimenti esterni … in quello stato si conserverà nel qual una volta sarà stato posto; cioè se sarà messo in stato di quiete, quello conserverà e se sarà posto in movimento … nell’istesso si manterrà … » 14 agosto 1612, seconda lettera a Welser in Istoria e dimostrazioni intorno alle macchie solari e loro accidenti [Opera Nazionale, IV, 134]

19 Viene così legata in modo ‘indissolubile’ la FISICA alla METAFISICA
da Tolomeo a Copernico Conseguenze della “teoria del moto” in Aristotele Il moto ‘circolare e uniforme’ dei corpi celesti è originato da una intelligenza celeste, eterna e immateriale, il MOTORE IMMOBILE che ha dato il movimento al primum mobile. Viene così legata in modo ‘indissolubile’ la FISICA alla METAFISICA

20 … ma … … con il passare del tempo, il sistema di Eudosso e Aristotele, NON riusciva più a soddisfare quegli astronomi che si occupavano di osservare i moti dei corpi celesti e di prevederne le posizioni in cielo

21 Aristarco ca a.C. E così, un secolo più tardi, ARISTARCO di Samo, uno dei più famosi astronomi dell’epoca, propose che NON fosse la TERRA a rimanere immobile al centro del Cosmo, bensì il SOLE e che intorno a questo ruotassero la Terra e tutti gli altri pianeti e le stelle.

22 da Tolomeo a Copernico Aristarco ca a.C. « Aristarco di Samo ha supposto che le stelle e il Sole siano immobili … e che la Terra si muova attorno al Sole in un cerchio infinitamente piccolo rispetto alla distanza delle stelle » Archimede, Arenario

23 Parallasse annua delle stelle fisse
da Tolomeo a Copernico

24 Parallasse annua delle stelle fisse
da Tolomeo a Copernico La prima parallasse fu misurata solo nel 1838 da Bessel, per 61 Cygni. Proxima Centauri è la stella più vicina, quindi con la parallasse più grande (π = 0, 77" = miliardi di chilometri = 4,23 anni luce) parsec = distanza di una stella che ha una parallasse annua π = 1" 3 x 1016 m = 3,26 anni luce = 2 x 105 UA

25 … ma Aristarco NON riuscì a dimostrare le sue ipotesi eliocentriche …
… la “mancanza” di prove osservative e di una fisica che potesse giustificare il moto della pesante Terra in un Cosmo incorruttibile spinse gli astronomi a cercare nuovi modelli geocentrici …

26 da Tolomeo a Copernico Ipparco di Nicea, a.C. Sole, Luna e pianeti ruotano con moto circolare e uniforme su epicicli e deferenti, intorno alla Terra immobile Il sistema di Apollonio-Ipparco

27 da Tolomeo a Copernico epiciclo p.e. ... i moti dei pianeti interni ed esterni descritti da un ‘epiciclo maggiore’ o da un ‘eccentrico mobile’ anche il moto in latitudine può essere spiegato facilmente deferente Il sistema di Apollonio-Ipparco

28 il modello si perfeziona
da Tolomeo a Copernico … passano i secoli … il modello si perfeziona

29 da Tolomeo a Copernico Tolomeo ca d.C. Maqhmatikh suntaxis Compendio di matematica (Almagesto) «… noi crediamo che il fine che l’astronomo deve raggiungere è il seguente: dimostrare che tutti i fenomeni del cielo sono prodotti da movimenti circolari e uniformi …» «... ogni pianeta possiede una forza vitale che lo fa muovere insieme agli oggetti ad esso legati ...» «... in Natura, il vuoto o ogni altra cosa senza senso o ragione è inimmaginabile ...»

30 da Tolomeo a Copernico Tolomeo ca d.C. Maqhmatikh suntaxis Compendio di matematica (Almagesto) la Terra, immobile, occupa il centro dell’Universo; l’Universo è diviso in due mondi: Cosmo: mondo di purezza e immutabilità, Mondo sublunare: mondo di impurità e mutamenti; il moto circolare uniforme è l’unico moto possibile per i corpi celesti.

31 Modello geostatico per Marte (Ipparco - Tolomeo)
da Tolomeo a Copernico Modello geostatico per Marte (Ipparco - Tolomeo) Modello eliocentrico per Marte (Copernico - Galileo) Terra Marte Sole Terra Marte

32 e il Cosmo gerarchico di Aristotele che ne spiegava la natura fisica
da Tolomeo a Copernico … e così … il sistema ‘epiciclo-deferente’ di Tolomeo che spiegava i moti dei corpi celesti e ne prevedeva le variazioni nel tempo e il Cosmo gerarchico di Aristotele che ne spiegava la natura fisica costituirono il SISTEMA DEL MONDO che passò ai posteri per i secoli a venire …

33 Un Cosmo perfettamente gerarchico!
Significativo esempio delle idee cosmologiche è certamente la Divina Commedia ( ), la quale si rifà, per la sua concezione dell’Universo, sia alle descrizioni degli astronomi arabi, sia, soprattutto, ad Aristotele, ovviamente attraverso il commento di Tommaso. Un Cosmo perfettamente gerarchico! l'Inferno di un anonimo miniatore secondo una rappresentazione di Botticelli andata perduta

34 … ma … nella storia del pensiero nulla va mai perso e anche le antiche idee eliocentriche di Aristarco non erano mai state del tutto dimenticate.

35 Nicolò Cusano 1401-1464 … così leggiamo 13 secoli dopo Tolomeo:
De Docta Ignorantia 1440 «La Terra, pertanto, che non può essere il centro, non può mancare di moto. «Oramai ci è chiaro che questa nostra Terra veramente si muove, per quanto ciò non ci appaia … «È dunque la Terra una nobile stella e l’Universo può benissimo essere tutto abitato …»

36 Giordano Bruno ( ) De l’infinito universi et mondi 1584 «… non son sfere, non sono gli orbi deferenti Sono, dunque, soli innumerevoli e terre infinite, che similmente circuiscono quei soli, come veggiamo questi sette circuire questo Sole a noi vicino ... » 17 febbraio 1600 Campo de’ Fiori

37 Nicolai Copernici De Revolutionibus Orbium Coelestium
1543 Nicolai Copernici De Revolutionibus Orbium Coelestium

38 Nicolaus Kopperlingk 1473-1543
Thorun nato in Polonia, studiò Astronomia a Bologna, dal 1496 al 1500, Medicina a Padova per tre anni e si laureò in Diritto Canonico a Ferrara … Bologna Padova

39 tornò al suo canonicato di Frauenburg …
dove, oltre a combattere i Cavalieri Teutonici, … … si fece costruire una torre per le osservazioni … … e si dedicò ai suoi studi astronomici …

40 … e questo è anche il caso di Copernico
… una teoria scientifica nasce in un contesto di convinzioni, credenze e valutazioni che non sono solamente scientifiche, bensì metafisiche, religiose, estetiche … e investono tutta la cultura di un’epoca … … e questo è anche il caso di Copernico

41 cosa dice il De Revolutionibus ?
«Diligente lettore, in quest’opera troverai i Moti delle stelle fisse e di quelle erranti, ricostruiti sulle basi sia di antiche che di recenti osservazioni; abbelliti da nuove e meravigliose ipotesi […] Prendilo, quindi, leggilo e gioiscine.» «Che nessuno inesperto di geometria si azzardi a entrare»

42 le stelle si trovano a distanza enorme rispetto all’orbita della Terra
cosa dice il De Revolutionibus ? la Terra non è il centro dell’Universo, ma soltanto dell’orbita della Luna le stelle si trovano a distanza enorme rispetto all’orbita della Terra

43 cosa dice il De Revolutionibus ?
il Sole è il centro del sistema planetario e di conseguenza dell'Universo

44 cosa dice il De Revolutionibus ?
libro I «E in mezzo a tutti gli astri sta il Sole. In effetti, chi, in questo tempio bellissimo, potrebbe collocare questa lampada in un luogo diverso o migliore da cui possa illuminare tutto quanto insieme? Per questo, non a torto, alcuni lo chiamano lucerna del mondo, altri mente, altri guida. Trismegisto lo chiama Dio visibile, Sofocle, nell’Elettra, l’onniveggente. Così, certamente, il Sole, come su un trono regale, governa la famiglia degli astri che gli sta intorno».

45 Successi del modello copernicano
La spiegazione del moto retrogrado dei pianeti Misura dei periodi di rivoluzione e dei raggi delle orbite dei pianeti

46 Limiti del modello copernicano
Un modello complicato e impreciso La fisica copernicana

47 quali problemi rimangono ancora aperti?
il problema della parallasse stellare; il problema delle dimensioni delle stelle; il problema di un Universo infinito; il problema della fisica; il problema della teologia. … a queste obiezioni né Copernico né gli astronomi e i fisici che sostenevano le sue idee erano in grado di dare risposta

48 Copernico non proponeva anche una nuova fisica
la cosmologia di Copernico era incompatibile con la fisica aristotelica Copernico non proponeva anche una nuova fisica gli astronomi che volevano adottare il nuovo sistema copernicano dovevano definire una nuova fisica Bologna Museo della Specola bozzetto a Copernico

49 E così, per portare a compimento la “RIVOLUZIONE” iniziata da Copernico
Isaac Newton si deve attendere il nuovo secolo e la comparsa sulla scena di nuovi personaggi … Galileo Galilei Johannes Kepler

50 … ma prima dell’avvento. della ‘nuova astronomia’
… ma prima dell’avvento della ‘nuova astronomia’ e della ‘nuova fisica’ … … va sottolineato un punto riguardo all’aspetto dell’Universo

51 Aristotele riteneva che il moto fosse distribuito al mondo sottostante dal Primum Mobile – il nono cielo o cielo cristallino – la sfera esterna a quella delle stelle fisse – l’ottavo cielo – che trasportava quest’ultima con un giro in 24 ore …

52 Nella descrizione medievale del Cosmo, il primo mobile è il primo a muoversi, ricevendo il moto da DIO. Sopra al primo mobile c’è l’Empireo, motore immobile in quanto perfetto, che imprime ai cieli sottostanti un moto via via sempre più lento, sino alla Terra. Il moto naturale, pertanto, dipendeva da quella sfera – il Primum Mobile – e NON era quindi un moto autonomo.

53 Quando Copernico fece rivoluzionare la Terra intorno al Sole, fermo al centro, si trovò di fronte al problema di spiegare l’alternarsi del giorno e della notte e lo risolse naturalmente facendo ruotare la Terra su se stessa in 24 ore La conseguenza fu che dovette fermare la sfera delle stelle fisse e eliminare il primo mobile; così facendo, il moto perse la sua causa prima e divenne autonomo …

54 SFERA IMMOBILE DELLE STELLE FISSE
«... l’Universo di Copernico non è lo spazio infinito della fisica classica Ha dei limiti, come quello di Aristotele. È grande, molto più grande, tanto grande che è ‘non misurabile’ e, senza alcun dubbio, è FINITO, contenuto nella sfera delle stelle fisse e limitato da questa.» A. Koyré, in Histoire générale des sciences (a cura di R. Taton), 1957