La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

Prof. Roberto Falciani Dipartimento di Fisica e Astronomia Facoltà di Scienze MFN – Università di Firenze DAL SISTEMA TOLEMAICO ALLA RIVOLUZIONE COPERNICA,

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "Prof. Roberto Falciani Dipartimento di Fisica e Astronomia Facoltà di Scienze MFN – Università di Firenze DAL SISTEMA TOLEMAICO ALLA RIVOLUZIONE COPERNICA,"— Transcript della presentazione:

1 Prof. Roberto Falciani Dipartimento di Fisica e Astronomia Facoltà di Scienze MFN – Università di Firenze DAL SISTEMA TOLEMAICO ALLA RIVOLUZIONE COPERNICA, LA GRANDEZZA DI GALILEO, LA COSTANZA DI KEPLERO, IL GENIO DI NEWTON E LA NASCITA DELLA FISICA

2 Prof. Roberto Falciani Dipartimento di Fisica e Astronomia Facoltà di Scienze MFN – Università di Firenze Primo intervento: DAL SISTEMA GEOCENTRICO DI TOLOMEO AL SISTEMA ELIOCENTRICO DI COPERNICO

3 Appena luomo è divenuto un animale consapevole si è dovuto porre il problema dellorientamento. Per orientarsi occorre avere riferimenti ; può essere facile se siamo in presenza di colline, montagne, ma in una vasta pianura, o, peggio, in mare aperto, lorientamento necessita di procedure piu elaborate del ricordo istintivo di alcuni riferimenti visivi. Si è presto accorto che esiste una direzione privilegiata attorno a noi (diremmo adesso che lo spazio in cui viviamo non è isotropo!) ed è la direzione lungo cui cadono i corpi, facilmente determinabile con un filo a piombo (perché?) e che chiamiamo VERTICALE. Lungo la verticale luomo ha costruito le mura delle palafitte, delle case, delle città, dei simboli religiosi (megaliti, totem, menhir, obelischi ecc.). Il piano ortogonale alla verticale e passante per la nostra posizione sulla Terra si chiama PIANO ORIZZONTALE (o orizzonte astronomico, da non confondere con lorizzonte apparente o topografico). Un riferimento naturale essenziale per lorientamento è costituito dal moto degli astri sul nostro orizzonte.

4 Le stelle hanno un moto apparente sullorizzonte dalla direzione di levante a ponente; si alzano sullorizzonte a levante, raggiungono unaltezza massima,e poi vanno al tramonto verso ponente. Ma questo moto apparente è diverso in una zona particolare del cielo, cioè di quella sfera apparente (di raggio indeterminabile allo sguardo) su cui si vedono muovere gli astri.

5 Nella direzione opposta a quella della culminazione le stelle (circumpolari) sembrano ruotare attorno ad un punto fisso, il POLO NORD CELESTE. Stelle circumpolari al Teide (isole Canarie)

6 Si può costruire il primo sistema di riferimento astronomico, il sistema alto-azimutale: i piani fondamentali sono il piano dellorizzonte astronomico ed il piano del meridiano del luogo di osservazione (definito dal piano che contiene la verticale ed il polo nord celeste). Le coordinate che individuano un astro in cielo sono laltezza (o la distanza zenitale, suo angolo complementare) e lazimuth (misurato da Nord per Est).

7 Per misurare laltezza di un astro (in questo caso il Sole) sullorizzonte è stata usata unasta verticale, lo gnomone. Dalla lunghezza dellombra proiettata sullorizzonte si può risalire alla misura dellaltezza dellastro (v. utilità della trigonometria!).

8 Lo gnomone piu alto esistente al mondo è nel Duomo di Firenze, uno gnomone Solstiziale. Immagine stenopeica del Sole nella Cappella della Croce nel Duomo di Firenze, prossima al transito in meridiano.

9 La sfericità della Terra era stata supposta dai Fenici (osservazione anticipata di una nave dalle colline rispetto al porto). La prima misura del raggio terrestre fu fatta da Eratostene da Cirene (276/273 – 196/193 a.C.)., filologo, scienziato,matematico (crivello) greco. Misurò al solstizio destate che α = 7 ̊;sapendo che la distanza Alessandria-Siene era di 5000 stadi egizi (circa 155/160 m), ricavò una stima del raggio terrestre di 6446 Km e della lunghezza del meridiano terrestre di Km, con uno scarto dellordine del 1.5% rispetto ai valori attuali!

10 Per orientarsi in modo attendibile occorre quindi conoscere i punti cardinali (orientamento del sistema alto-azimutale) e conoscere la posizione apparente in cielo del Sole (di giorno) e delle stelle (di notte) allora di osservazione. La notte possono essere di grande aiuto le posizioni dei pianeti maggiori, facilmente osservabili ad occhio nudo. Tuttavia questi presentano un moto strano rispetto alla rotazione rigida delle stelle (erano chiamati stelle erranti). Esempio di traiettoria ad S di Marte; serie di foto eseguite alla stessa ora della notte per varie settimane.

11 Esempio di moto a cappio retrogrado di Marte

12 Esempio di moto a triplo cappio retrogrado di Saturno

13

14 Era quindi di estrema importanza per i naviganti (e migranti terrestri) disporre di tabelle accurate con le posizioni apparenti del Sole, pianeti e stelle fisse nei vari giorni dellanno e a varie ore (effemeridi). Questo lavoro fu fatto mirabilmente da Claudio Tolomeo (ca.100 in Egitto – ca.170 Alessandria d.C.), grande astronomo, matematico e geografo. Scrisse vari trattati rimasti fondamentali nella cultura scientifica fino allinizio dellera moderna (ca d.C.). Spiegò il moto apparente dei pianeti e del sole rispetto alla Terra con un modello che metteva: la Terra al centro delluniverso, immobile (ma sferica, v. Eratostene!); Sole, Luna e pianeti che ruotavano attorno alla Terra secondo moti complicati; un sistema delle stelle fisse, che ruotava lentamente (in 1 anno!) attorno al sistema dei pianeti. Produsse tavole delle posizioni in cielo dei pianeti (e delle stelle fisse) nei vari giorni dellanno, quindi molto utili per la navigazione e lorientamento, che legittimavano di fatto la sua cosmogonia (visione del mondo), che però, ricordiamo, era solo un utile modello.

15 TOLOMEO OSSERVA POSIZIONE PIANETI COL SUO TRIQUEDRO (tecnologia al passo dei tempi, ma limitata in precisione)

16 SISTEMA TOLEMAICO GEOCENTRICO ( 2˚ secolo)

17 DETTAGLIO RAPPRESENTAZIONE TOLEMAICA MOTO PIANETI

18 Alcune date di importanza fondamentale per la storia dopo Tolomeo: 293 Diocleziano riforma la costituzione dellimpero (tetrarchia), Roma solo capitale morale impero; editto contro i cristiani (303), abdica (305) 313 Editto di Costantino (libertà di culto ai cristiani) 476 Caduta impero romano doccidente (data simbolica) sec. VII-VIII Espansione araba [Maometto 570/632] 25/12/800 Incoronazione Carlo Magno (Augustus), creazione SACRO ROMANO IMPERO (simbiosi potere politico e potere religioso) sec. XI-XIV Sistema feudale (lotta per investiture). Crociate. Comuni. Repubbliche marinare Magna Charta libertatum (Giovanni senza terra); Innocenzo III scomunica tutti Bolla Unam Sanctam (Bonifacio VIII, supremazia papale sul potere laico) sec. XIV-XVII Deriva sempre piu autoritaria aristotelismo (ipse dixit). La ragione non potrà MAI giungere a conclusioni in contrasto con la fede. Umanesimo e Rinascimento Primo libro a stampa a caratteri mobili (Bibbia di Gutenberg) 1492 Scoperta America 1517 Lutero pubblica le sue 95 tesi contro la vendita delle indulgenze che Leone X aveva bandito per costruire basilica di S.Pietro 1543 Copernico pubblica il De Revolutionibus orbium coelestium 1545 Apertura concilio di Trento (Paolo III Farnese) 1564 Nasce Galileo Galilei. Pio IV ratifica i lavori del concilio di Trento, chiuso lanno precedente. Inizia la controriforma.

19 Il sistema tolemaico, inizialmente ideato come modello utile per il calcolo di utili effemeridi, era poi diventato una Verità cosmogonica (unito a tutti gli altri dettami del Potere intangibile e teocentrico). attorno Nei secoli XV e XVI si erano però avuti dibattiti (di tipo sofista piu che filosofico) sul moto dei pianeti (attorno al Sole oppure con il sole?). NICOLA COPERNICO (Torun 1473 – Frauenburg 1543), polacco, critica Il sistema tolemaico soprattutto per la sua complessità cinematica proponendo nella De revolutionibus orbium coelestium : Sole al centro delluniverso; Pianeti, ruotanti attorno al proprio asse di rotazione ed in moto di rivoluzione attorno al Sole; Distanza della Terra dal Sole trascurabile rispetto alle dimensioni della sfera celeste. Le sue sono essenzialmente convinzioni, non argomentazioni scientifiche.

20 Dal X cap. del De Revolutionibus.. di : Copernico Inoltre non ci vergogniamo ad ammettere che tutto ciò che è intorno alla Luna, percorrendo quel grande orbe tra le altre stelle erranti [pianeti!], con annua rivoluzione compia il loro circuito intorno al Sole, ed intorno ad esso sia il centro del mondo, e che anche restando immobile il Sole, tutti i fenomeni che si riscontrano nel moto del Sole, avvengano piuttosto a causa delle mobilità della Terra; e che tanta è la grandezza del mondo che se la distanza Terra-Sole ha una dimensione comparabile a tutti gli altri orbi dei pianeti, confrontata con la sfera delle stelle fisse risulti insensibile; cosa che ritengo di poter concedere facilmente piuttosto che confondere lintelletto con uninfinita quantità di orbi, come furono costretti a fare coloro che vollero trattenere la Terra al centro del mondo.

21 SISTEMA COPERNICANO ELIOCENTRICO (da De Revolutionibus Orbium Coelestium, 1543)

22 TYCHO BRAHE (Skane, 1546 – Praga, 1601), danese, appassionato di astronomia, osservando la congiunzione di Giove e Saturno dellagosto 1563, scopre che le effemeridi esistenti erano errate. Si convince della necessità di nuove misure precise di posizione dei pianeti (viste anche le polemiche violente attorno alle ipotesi copernicane). Alla fine del 1572 scopre (a occhio nudo) una stella nova in Cassiopea (SN di Tycho), che stima molto piu lontana della Luna (assenza parallasse). Nel 1575 il re di Danimarca Federico II gli regala lisola di Hven per costruirci un nuovo osservatorio astronomico; costruisce strumenti di acciaio ancorati alla roccia, inventando anche una nuova scala (ticonica) per eseguire misure piu precise di posizione. Nel 1576 inizia le osservazioni sistematiche di posizione dei pianeti noti, raggiungendo una precisione di frazioni di minuto darco. Dispone di notevoli risorse e personale, attirandosi invidie della corte reale. Nel 1588 muore Federico II e le sue fortune iniziano a scendere. Nel 1599 è costretto a lasciare la Danimarca e si stabilisce a Praga, dove conosce il giovane astronomo tedesco Keplero. Muore nel 1601 lasciando tutti i suoi preziosi quaderni di osservazioni di posizioni di pianeti, durate continuativamente 23 anni, a Keplero. Il suo piu grande merito è quello di aver costruito strumenti precisi e di aver effettuato serie prolungate di misure accurate di posizioni dei pianeti noti.

23

24 Un bellissimo esempio di scala ticonica si trova nella cappella della Croce del Duomo di Firenze, costruito per misurare la posizione del Sole al solstizio destate utilizzando Il Duomo come gnomone solstiziale.

25 Prof. Roberto Falciani Dipartimento di Fisica e Astronomia Facoltà di Scienze MFN – Università di Firenze Secondo intervento: LA GRANDEZZA DI GALILEO E LA TENACIA DI KEPLERO

26 Alcune date fondamentali della vita di Galileo Galilei 15/02/1564 nasce a Pisa … … studia a Pisa e a Firenze 1589 Lettore di Matematica alluniversità di Pisa 1592 Lettore di Matematica alluniversità di Padova; trattato di Meccanica 1593 Macchina per sollevamento acque morte 1597 Compasso geometrico e militare 1604 Osserva (a occhio nudo) la SN nel Sagittario

27 [GALILEO A PADOVA] 02/1609 Studia il moto dei proiettili 07-08/1609 Costruisce e migliora il telescopio 21/08/1609 Telescopio mostrato ai patrizi veneziani dal campanile di S. Marco (il 24 donato al doge!) 10-11/1609 Inizia osservazione telescopica della Luna e della Via Lattea 07/01/1610 Scopre 3 satelliti di Giove 14/01/1610 Scopre quarto satellite di Giove 12/03/1610 Stampato a Venezia il SIDEREUS NUNCIUS 10/07/1610 Primario matematico del Granduca di Toscana 25/07/1610 Osserva Saturno tricorporeo 07-08/1610 Osserva le macchie sul Sole 12/1610 Osserva le fasi di Venere

28 1611 Accademico dei Lincei 1615 A Roma per difendersi dalle calunnie e per sostenere sistema copernicano 1616 Ammonizione del S. Uffizio (card. Bellarmino) 1623 Pubblica IL SAGGIATORE, dedicato a Urbano VIII 23/09/1624 Invia esemplare microscopio composto a F.Cesi, con lettera 1632 Pubblica a Firenze il DIALOGO SUI MASSIMI SISTEMI 1633 Minacciato di tortura da Urbano VIII e S. Uffizio 12/06/1633 Abiura e confino ad Arcetri 1638 Totalmente cieco 1641 Pubblica i DIALOGHI DELLE NUOVE SCIENZE 08/01/1642 Muore in Arcetri 01/1642 Viene sepolto nel retrostanza della sagrestia di S. Croce 1736 Definitiva sepoltura nella chiesa di S. Croce

29

30 TELESCOPIO DI GALILEO

31 Disegni della Luna fatti da Galileo (dal Sidereus Nuncius) 03/12/ /12/ /12/1609 ? 18/12/1609

32 CONFRONTO DI UN DISEGNO DI GALILEO CON OSSERVAZIONE FOTOGRAFICA DI UN TELESCOPIO

33 OSSERVAZIONI DELLA LUNA Già nel quarto o quinto giorno dopo la congiunzione, quando la Luna ci si mostra con i corni splendenti, il termine che divide la parte oscura dalla luminosa non si stende uniformemente secondo una linea ovale, come in un solido perfettamente sferico dovrebbe accadere, ma è segnato da una linea diseguale, aspra e notevolmente sinuosa……. ……Ma poi, non solo i confini tra le tenebre e la luce si vedono nella Luna ineguali e sinuosi, ma, ciò che induce maggior meraviglia, nella parte tenebrosa della Luna, appaiono moltissime punte lucenti, totalmente diverse e staccate dalla regione illuminata, e da esse non di breve intervallo distanti; le quali a poco a poco, trascorso un certo tempo, aumentano di grandezza e di luce, poi, dopo due o tre ore, si congiungono con la restante parte lucida, già fattasi piu ampia ……. …….Or appunto sulla Terra, prima del sorgere del Sole, le piu alte cime dei monti non sono illuminate dai raggi solari mentre lombra occupa tuttora le pianure?....

34 ……è infatti la Galassia niente altro che una congerie di innumerevoli stelle disseminate a mucchi; chè in qualunque regione di essa si diriga il canocchiale, subito una ingente folla di stelle si presenta alla vista, delle quali parecchie si vedono abbastanza grandi e molto distinte, ma la moltitudine delle piccole è del tutto inesplorabile. ….Inoltre (meraviglia ancor piu grande) le stelle chiamate fino ad oggi dai singoli astronomi Nebulose, sono greggi di piccole stelle disseminate, in modo mirabile, e mentre ciascuna di esse, per la sua esilità, ossia per la grandissima lontanaza da noi sfugge alla nostra vista, dallintreccio dei loro raggi si genera quel candore, che è stato creduto finora essere una parte.....

35 SCOPERTA DEI SATELLITI MEDICEI DI GIOVE …..il giorno 7 Gennaio dl corrente anno 1610, alla prima ora della notte seguente, mentre guardavo gli astri celesti con il canocchiale, mi si presentò Giove e poichè mi ero preparato uno strumento proprio eccellente, maccorsi……che gli stavano accanto tre stelline piccole invero, ma pur lucentissime; le quali per quanto fossero da me credute del numero delle fisse, tuttavia mi destarono qualche meraviglia, per il fatto che apparivano disposte secondo unesatta linea retta e parallela allEclittica, e piu splendide delle altre loro pari per grandezza …. dalla parte orientale cerano due stelle, una sola invece verso occidente……… ….essendo io ritornato, non so da quale fato condotto, alla medesima indagine il giorno 8, trovai una disposizione molto diversa: erano infatti le tre stelline tutte occidentali rispetto a Giove, e tra loro piu vicine che nella notte precedente, e da uguali intervalli fra loro separate……

36 Abbiamo inoltre un ottimo ed eccellente argomento per togliere di scrupolo coloro che, pur accettando con animo tranquillo nel sistema Copernicano la rivoluzione dei Pianeti intorno al Sole, sono però cosi turbati dalla rotazione della Luna intorno alla Terra, mentre intanto ambedue compiono lannuo giro attorno al Sole, bensi quattro stelle lesperienza sensibile ci mostra erranti intorno a Giove, a somiglianza della Luna intorno alla Terra, mentre tutte insieme con Giove, nello spazio di 12 anni, tracciano un gran giro intorno al Sole. Questo scriveva Galileo nel 1610, sulla base della propria esperienza e del proprio raziocinio, con grande onestà intellettuale e chiarezza di idee. Andrebbe confrontato con quanto fu costretto a dire 22 anni dopo, vecchio e malato, sotto la minaccia della tortura e del rogo, nellabiura impostagli dallInquisizione e da papa Urbano VIII (Maffeo Barberini).

37 LA SCOPERTA DI SATURNO TRICORPOREO …Ho cominciato il di 25 stante a riveder Giove orientale mattutino, con la sua schiera de pianeti medicei, et ho scoperto unaltra stravagantissima meraviglia,… Questo è che la stella di Saturno non è sola, ma un composto di 3, le quali quasi si toccano, né mai tra loro si muovono o mutano; et sono poste in fila secondo la lunghezza del zodiaco, essendo quello di mezzo circa 3 volte maggiore delle altre 2 laterali…..[lettera da PD a Belisario Vinta FI del 30/07/1610] SALVE UMBISTINEUM GEMINATUM MARTIA PROLES [anagramma inviato negli stessi giorni a Giuliano dei Medici, ambasciatore dei Medici a Praga, dove si trovava pure Keplero!!] ALTISSIMUM PLANETAM TERGEMINUM OBSERVAVI [significato del precedente anagramma, chiarito da Galileo al Giuliano dei Medici il 13/11/1610] ……..tornato a rimirarlo i giorni passati, lho trovato solitario senza lassistenza delle consuete stelle, ed insomma perfettamente tondo e terminato come Giove, e tale si va tuttavia mantenendo. [lettera a Marco Weiser del 01/12/1612]

38 SCOPERTA DELLE FASI DI VENERE ….. Intanto gli mando la cifera di un altro particolare osservato da me nuovamente, il quale si tira dietro la decisione di grandissime controversie in astronomia et in particolare contiene in se un gagliardo argomento per la costituzione Pythagorea et Copernicana; et a suo tempo pubblicherò la decifratione, et altri particolari…. HAEC IMMATURA A ME IAM FRUSTA LEGUNTUR O Y (traduzione) CINTHYAE FIGURAS EMULATOR MATER AMORUM [lettera a Giuliano dei Medici, sempre a Praga!, del 11/09/1610] …. Tre mesi fa di figura rotonda, et assai piccola, andò crescendo in mole, et mantenendo la medesima rotondità, sin che finalmente venendo in assai gran lontananza dal Sole, cominciò a sciemar rotondità dalla parte orientale, et in pochi giorni si ridusse la mezo cerchio…… [lettera a Benedetto Castelli del 30/12/1610]

39 DISEGNI DI GALILEO DEI PIANETI (dal SIDEREUS NUNCIUS) Importantissime le fasi di VENERE, per le conseguenze sulla struttura del sistema solare

40 A – Le osservazioni di Galileo si spiegano perfettamente nel sistema copernicano considerando lorbita di Venere interna, fra la Terra ed il Sole. Non solo le fasi ma anche le variazioni di dimensioni angolari risultano evidenti e comprensibili per chiunque. B – Impossibile spiegare le osservazioni di Galileo nel sistema tolemaico. Non ci potevano essere fasi e le variazioni di dimensioni angolari dovevano essere limitate.

41 Da Il Saggiatore (1623)......nel filosofare sia necessario appoggiarsi allopinioni di qualche celebre autore, si che la nostra mente, quando non si maritasse col discorso dun altro,ne dovesse in tutto rimanere sterile ed infeconda; e forse stima che la filosofia sia un libro e una fantasia dun uomo, come LIliade e lOrlando Furioso, libri ne quali la meno importante cosa è che quello che vi è scritto sia vero. Signor Sarsi, la cosa non istà cosi. La filosofia è scritta in questo grandissimo libro che continuamente ci sta aperto innanzi a gli occhi (io dico luniverso), ma non si può intendere se prima non simpara a intender la lingua, e conoscer i caratteri, ne quali è scritto. Egli è scritto in lingua matematica, e i caratteri son triangoli, cerchi ed altre figure geometriche, senza i quali mezi è impossibile a intenderne umanamente parola; senza questi è un aggirarsi vanamente per un oscuro laberinto. ….. [ meravigliosa descrizione del metodo scientifico logico-deduttivo col quale la FISICA deve affrontare i problemi della descrizione quantitativa della natura e dei suoi fenomeni]

42 Una sintesi del metodo sperimentale galileiano è rappresentata dal seguente ragionamento esposto da Salviati nella seconda giornata del Dialogo dei massimi sistemi (1632)..Rinserratevi con qualche amico nella maggior stanza che sia sotto coverta di alcun gran navilio, e quivi fate di aver mosche, farfalle e simili animaletti volanti; siavi anco un gran vaso dacqua, e dentrovi de pescetti; sospendasi anco in alto qualche secchiello, che a goccia a goccia vadia versando dellacqua in un altro vaso di angusta bocca, che sia posto in basso: e stando ferma la nave, osservate diligentemente come quelli animaletti volanti con pari velocità vanno verso tutte le parti della stanza; i pesci si vedranno andar notando indifferentemente per tutti i versi; le stille cadenti entreranno tutte nel vaso sottoposto; e voi, gettando allamico alcuna cosa, non piu gagliardamente la dovrete gettare verso quella parte che verso questa, quando le lontananze sieno eguali; e saltando voi, come si dice, a pie giunti, eguali spazii passerete verso tutte le parti. Osservate che avrete diligentemente tutte queste cose, benchè niun dubbio ci sia che mentre il vassello sta fermo non debbano succeder cosi, fate muover la nave con quanta si voglia velocità; chè (pur che il moto sia uniforme e non fluttuante in qua e in là) voi non riconoscerete una minima mutazione in tutti li nominati effetti, né da alcuno di quelli potrete comprender se la nave cammina o pure sta ferma: voi saltando passerete nel tavolato i medesimi spazii che prima, né, perché la nave si muova velocissimamente, farete maggior salti verso la poppa che verso la prua,….

43 Alla sua morte Galileo fu sepolto in una stanzetta-ripostiglio attigua alla sacrestia di S.Croce. Il granduca Ferdinando II ricevette fortissime pressione dal papato per non far seppellire Galileo nella chiesa di S. Croce, dove fu possibile traslarlo quasi un secolo dopo la sua morte Giudizio di Urbano VIII (Maffeo Barberini) allambasciatore toscano: … non fosse punto desempio al mondo che S.A. facesse questa cosa, mentre egli è stato qui al Santo Uffitio per una opinione tanto falsa e tanto erronea, con la quale ha impressionati molti costà e dato scandalo tanto universale al cristianesimo con una dottrina stata dannata ….. Imposizione del cardinale nipote Francesco Barberini allinquisitore fiorentino Giovanni Muzzarelli (lettera del 25/01/1642): Sua Beatitudine, col parere di questi miei Eminentissimi, ha risoluto che ella, con la sua solita destrezza, procuri di far passare allorecchie del gran duca che non è bene fabricare mausolei al cadavero di colui che è stato penitentiato nel tribunale della santa inquisizione, et è morto mentre durava la penitenza, perché si potrebbero scandalizzare i buoni, con pregiuditio della pietà di s. altezza …

44 Alcune informazioni sui Barberini Maffeo Barberini ( ), nato a FI, divenuto cardinale nel 1608 e papa nel 1623 col nome di Urbano VIII, fece costruire ed abbellire molti palazzi a Roma e a Castelgandolfo. Noto per lo sfacciato nepotismo: nomina cardinali il fratello Antonio ed i nipoti Francesco e Antonio jr., nomina il fratello Carlo governatore generale della Chiesa, il nipote Taddeo (figlio di Carlo) Prefetto di Roma. Assegnò al cardinal-nipote Francesco varie e ricche abbazie a Roma ed in Italia, con rendite ingenti, e lufficio di vice-cancelliere di curia (v. tesoriere!). Han fatto piu danno Urbano e nepoti Che Vandali e Goti Francesco Barberini ( ), nato a FI, noto come cardinal-nipote. Raccolse la biblioteca Barberiniana e fece costruire a Roma il famoso palazzo Barberini, su disegni del Maderno, del Borromini e del Bernini, saccheggiando i marmi del Colosseo. Sembra che abbia anche ordinato di fondere le tegole del Pantheon per fare le colonne a tortiglione dellaltare del Bernini in S. Pietro QUOD NON FECERUNT BARBARI FECIT BARBERINI

45 Da I Sepolcri di Ugo Foscolo (1806): …………………………………………………….. ……………………………………………………. A egregie cose il forte animo accendono Lurne de forti, o Pindemonte; e bella E santa fanno al peregrin la terra Che le ricetta. Io, quando il monumento Vidi ove posa il corpo di quel grande ………………………………………………… …….……………….. ; e di chi vide Sotto letereo padiglion rotarsi Piu mondi, e il Sole irradiarli immoto Onde allAnglio che tanta ala vi stese Sgombrò primo le vie del firmamento; Te beata, gridai, per le felici Aure pregne di vita, e pe lavacri Che da suoi gioghi a te versa Apennino! ……………………………………………………….

46 JOHANN KEPLER (Weil der Stadt, 1571 – Regensburg, 1630), tedesco, dopo gli studi ed essersi guadagnato da vivere compilando almanacchi astrologici, si trova a Praga nel 1600, dove conosce Tycho Brahe e da cui riceve (dopo dispute legali) i quaderni di 23 anni di osservazioni accurate di pianeti. Nel 1604 osserva la stella nova (SN Keplero). Nel 1609 scrive Commentarius de stella martis, in cui, analizzando i dati delle posizioni di Marte deriva che questo si muove attorno al Sole su una traiettoria ellittica e che la sua velocità sullorbita attorno al Sole è maggiore quando si trova piu vicino al Sole. Allinizio del 1611 viene a conoscenza che Galileo ha scoperto le fasi di Venere e che quindi Mercurio e Venere erano pianeti interni mentre Marte, Giove, Saturno erano esterni allorbita terrestre. Dal fatto che tutti i pianeti si muovono attorno al Sole essenzialmente sul piano delleclittica deduce che il sistema planetario può esser considerato un sistema piano, a cui può applicare il metodo dei poligoni e risolvere il problema delle varie interdistanze fra i pianeti e determinare alla fine la scala del sistema planetario. Nel 1618 termina i suoi faticosi conti e presenta le sue tre leggi sui moti planetari, compresi Anche i satelliti di Giove scoperti da Galileo. Nel pubblica le Epitome Astronomiae Copernicanae. Nel 1627 pubblica le Tabulae Rudolphinae, contenenti precise effemeridi dei pianeti noti utilizzando i risultati delle sue tre leggi cinematiche.

47 SCHEMA DEL METODO DEI POLIGONI DI KEPLERO Orbite circolari, complanari, Sole S al centro, T e T posizioni della Terra T dopo un anno siderale (intervallo di tempo impiegato per riassumere la stessa posizione rispetto alle stelle fisse) del pianeta P

48

49 LE TRE LEGGI DI KEPLERO 1 – I pianeti descrivono orbite ellittiche attorno al Sole, che occupa uno dei fuochi dellellisse; 2 – Il raggio vettore, che unisce il Sole ed il pianeta considerato, descrive aree uguali in tempi uguali (è detta anche la legge della costanza della velocità areolare). In altre parole, quando il pianeta si trova piu lontano dal Sole la sua velocità sullorbita è minore di quando si trova invece vicino al Sole; 3 – Il rapporto fra il quadrato del periodo di rivoluzione di un pianeta attorno al Sole ed il cubo del semidiametro della sua orbita attorno al Sole è una costante del sistema solare. (Questa legge è vera solo in prima approssimazione). N.B.: sono leggi cinematiche NON dinamiche!

50 Tramite le leggi di Keplero, basate sul sistema eliocentrico di Copernico il moto retrogrado dei pianeti esterni veniva spiegato semplicemente

51 FRANCIS BACON ( ) Figlio di Nicholas, guardasigilli di Elisabetta I. Con il favore di Giacomo I Stuart percorse veloce carriera politica [avvoc. corona, procuratore gen., guardasigilli, lord cancelliere (1618)]. Nel 1621 accusato di concussione fine carriera politica ritirato a vita privata e studi. Come filosofo sostiene la superiorità dei moderni sugli antichi, afferma che sapere potere, che scienza e tecnica sono strumenti di dominio sulla natura e di sviluppo del progresso umano. Conduce battaglie contro i pregiudizi (idola), presunzioni teologiche, la magia, le superstizioni. Novum organum (1620) metodo induttivo (ritenendo non efficiente il metodo ipotetico-deduttivo di Galileo e trascurando limportanza della matematica nel processo di conoscenza della natura), però basato su osservazioni sistematiche e su esperimenti. La conoscenza non può precedere lesperienza. Nuova Atlantide (1627, postuma) descrive una società utopica con gli scienziati detentori del potere, intenti a promuovere il progresso tecnico per il benessere dellumanità.

52 Prof. Roberto Falciani Dipartimento di Fisica e Astronomia Facoltà di Scienze MFN – Università di Fire Terzo intervento: IL GENIO DI NEWTON, LA NASCITA DELLA FISICA, ALCUNE IMPORTANTI CONSEGUENZE PER LA STORIA DELLUMANITA

53 ISAAC NEWTON (Woolsthorpe, 1642 – Londra, 1727), inglese, matematico, fisico, filosofo, scienziato universale, uno dei grandi dellumanità binomio di Newton, formula di interpolazione di Newton, metodo delle tg di Newton, teoria del colore della luce (non esatta!), ma mostra che il bianco non esiste! 1669 professore di matematica a Cambridge 1672 membro della Royal Society, inventa il telescopio rifrattore 1687 Philosophiae Naturalis Principia Mathematica 1689 eletto al parlamento 1699 direttore della zecca inglese 1703 presidente della Royal Society Oltre alla nascita della meccanica dobbiamo al suo genio la nascita del calcolo infinitesimale, (scoperto indipendentemente e con diverse modalità da Leibniz, con cui ebbe un aspra polemica), a molte applicazioni di ottica e altri campi dello scibile. Promosse a Londra un salotto culturale, dove si davano convegno i massimi esperti di scienze e filosofia. Raccolse in modo geniale quanto scoperto da Galileo (metodo sperimentale, scoperte astronomiche) e le elaborazioni di Keplero, sui dati precisi di Tycho.

54 Lex prima: corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum nisi quatenus a viribus impressis cogitur statum illum mutare Lex secunda: mutationem motus proportionalem esse vi motrici impressae et fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur Lex tertia: Actioni aequalem semper et contrariam esse reactionem: sive corporum duorum actiones in se mutuo semper esse aequales et in partes contrarias dirigi )Ogni corpo persevera nel proprio stato di quiete e di moto rettilineo uniforme e non fino a quando è costretto a mutare quello stato da forze applicate 2) La variazione del moto è proporzionale alla forza motrice applicata e avviene in linea retta secondo cui quella forza è applicata 3) Cè sempre una reazione uguale e contraria allazione: ovvero le azioni di due corpi sono sempre uguali fra sé scambievolmente e sono dirette in senso opposto Le tre leggi fondamentali della meccanica del punto materiale dai Principia di Newton

55 Formulazione attuale dei tre principi fondamentali della dinamica del punto materiale (importante definizione operativa) 1)In un sistema di riferimento inerziale un punto materiale isolato (cioè molto lontano da qualunque altro corpo con cui possa interagire) si muove con velocità costante [ cioè o sta fermo, v = 0, o si muove di moto rettilineo uniforme, v = costante). 2) In un sistema di riferimento inerziale applicando ad un punto materiale di massa m un sistema di forze, avente come risultante F, questo punto si muoverà con una a = F/m. 3) Se un corpo A (assimilabile ad un punto materiale) esercita una forza F(B) su un corpo B (idem c.s.), questo, a sua volta, esercita su A una forza F(A) = - F(B), uguale e contraria a F(B) ed avente la stessa retta di azione di F(B).

56 La validità delle tre leggi della dinamica del punto materiale (supportate da molte esperienze) e delle 3 leggi di Keplero (valide anche per i satelliti di Giove) convinsero Newton che nel sistema solare dovesse agire ununica forza attrattiva che agisse fra i vari corpi presenti governandone il moto reciproco.

57

58 Vediamo come dalla conoscenza delle 3 leggi della dinamica e della espressione della forza di attrazione gravitazionale si possano ricavare le 3 leggi di Keplero, cioè facciamo un RAGIONAMENTO FISICO

59

60

61 Il valore di G fu misurato da H. CAVENDISH nel 1798 con una bilancia di torsione, ottenendo G = ¹¹ N m² / Kg², molto vicino al valore attuale (6.673 ± 0.003).

62 ERA NATA LA FISICA COME DISCIPLINA LOGICA-DEDUTTIVA BASATA SULLA ESPERIENZA E SULLA MISURE DI GRANDEZZE. Luomo aveva dimostrato che utilizzando in modo LIBERO e CRITICO le risorse gratuitamente messe a sua disposizione dalla natura era in grado di spiegare fenomeni naturali complessi e soprattutto di essere in grado di impadronirsi di strumenti (fisici e matematici) che permettevano lutilizzazione pratica di queste conoscenze. Luomo si era (quasi improvvisamente!) impadronito di se stesso liberandosi dalla cappa di false credenze e di imposizioni dogmatiche, fomentatrici di ignoranza (almeno nella spiegazione dei fenomeni naturali). Questa meravigliosa percezione spalancò la porta ad unondata di nuove conoscenze e discipline. Luomo acquistò una grande fiducia nei propri mezzi intellettivi. LE CONSEGUENZE POSITIVE SI SUSSEGUIRONO A VALANGA IN OGNI ATTIVITA UMANA

63 ALCUNI AVVENIMENTI SCIENTIFICI DI GRANDE IMPORTANZA DEL XVII SECOLO CREAZIONE ACCADEMIE SCIENTIFICHE 1603 Accademia dei Lincei (Roma F.Cesi, FI Galileo, NA Della Porta) 1657 Accademia del Cimento (FI, Leopoldo dei Medici, provando e riprovando; Castelli, Torricelli, Viviani, Redi,…) 1645 Gresham College (Londra, R. Boyle) 1662 Royal Society (Londra, Carlo II, nello spirito della Nuova Atlantide di Bacone; Philosophical Transactions sono ancora attive!) 1666 Académie Royale des Sciences (Parigi, Colbert; Cartesio, Pascal, …..) 1700 Accademia berlinese delle Scienze (Leibniz, col patrocinio di Federico I di Prussia) SCOPERTE di MATEMATICA 1614 Tavole logaritmi naturali (Nepero) 1637 Geometria analitica 1687 Calcolo infinitesimale (Newton, Leibniz) TECNOLOGIA 1642 Addizionatrice (Pascal) 1671 Moltiplicatrice (Leibniz) 1680 Pentola a vapore (Papin)

64 FISICA - ASTRONOMIA 1598 Caduta dei gravi, isocronismo pendolo (?) (Galileo) 1609 Moto proiettili, prime osservazioni Luna e stelle col canocchiale (Galileo); studio moto Marte (Keplero) 1610 Superficie Luna, satelliti medicei Giove, macchie solari, Saturno tricorporeo, fasi Venere (Galileo) leggi Keplero; legge della rifrazione (Snellius) 1643 Misura pressione atmosferica (Torricelli) 1661 Isoterma gas (Boyle) 1665 Prime esperienze diffrazione della luce 1675 Misura velocità della luce (Roemer) principi della dinamica e legge di gravitazione universale (Newton) 1690 Teoria ondulatoria della luce (Huygens) STRUMENTI SCIENTIFICI 1609 Canocchiale astronomico (Galileo) 1624 Microscopio composto (Galileo) 1643 Barometro a Hg (Torricelli) 1657 Orologio a pendolo (Huygens) 1663 Manometro (Guericke) 1672 Telescopio speculare (Newton)

65 ALCUNE FONDAMENTALI CONSEGUENZE LEGATE ALLA NASCITA DELLA FISICA PROGRESSI nella MEDICINA G. Galilei ( ), inventa il microscopio composto + metodo sperimentale + metodo scientifico [natura è scritta col linguaggio della matematica] W. Harvey (1578 – 1657), scopre sistema circolazione del sangue (De motu cordis) A.Borelli (1608 – 1679), fisiologo, applica il metodo galileiano alla macchina uomo (scuola iatromeccanica); inizia anche la vulcanologia F. Redi (1626 – 1698), abbatte la generazione spontanea di Aristotele scoprendo che insetti ed invertebrati nascono da uova M. Malpighi (1628 – 1694), inizia anatomia mi croscopica, scopre i capillari e dettagli sulla circolazione sanguigna, corpuscoli renali (di M.), globuli rossi G.B. Morgagni (1682 – 1771), fondatore dellanatomia patologica A. Vallisneri (1661 – 1730), riconosce la natura organica dei fossili L. Spallanzani (1728 – 1799), fondatore della biologia sperimentale, studiò meccanismi fecondazione, scopri effetti sterilizzanti del calore L. Galvani (1717 – 1798), elettricità animale (rana!) A.L. Lavoisier (1743 – 1798), respirazione polmonare, assorbimento dellO fondatore della CHIMICA

66 PROGRESSI NEL DIRITTO 1628 PETITION OF RIGHTS (Inghilterra), vieta arresti arbitrari, legge marziale, prestiti arbitrari, limita il potere reale 1642 muoiono Galileo, Richelieu, Maria de Medici; nasce Newton, scoppia guerra civile in Inghilterra 1649 Cromwell, Carlo I giustiziato 1679 HABEAS CORPUS (Inghilterra), garanzia fondamentale del diritto alla libertà personale; chiunque venga fermato per un presunto reato dovrà avere immediato giudizio preliminare da parte di un giudice; chiunque venga assolto non potrà mai essere imputato dello stesso crimine 1689 BILL OF RIGHTS (Inghilterra), passaggio dalla monarchia per diritto divino a monarchia contrattuale (v. Leviatano di Hobbes) 1694 TRIENNAL BILL (Inghilterra), elezione membri parlamento per 3 anni (..e nasce Voltaire!!!!!) FILOSOFIA Percorso meraviglioso ed emozionante: si arriva al capitolo straordinario dellilluminismo 1751 Diderot e dAlembert firmano il 1 volume dell Encyclopédie, ou Dictionnaire raisonné des sciences, des arts et des métiers

67 Piramidi Hammurabi Ipparco Eratostene Tolomeo TroiaRomaAristoteleGesuFine Roma MaomettoCarlo MagnoColombo Rivoluz. francese [SN Granchio] Copernico Tycho Galileo Keplero Newton Diderot Voltaire Lavoisier Coulomb Maxwell Einstein ……. …… ……….. 9° Beethoven ………… Atene Egitto Archimede Euclide Pitagora Scienz.arabi Omero Dante Planck Kant

68 ……………………………………………. Freude, schoener Goetterfunken, Tochter aus Elysium, Wir betreten feuertrunken, Himmlische dein Heiligtum. Deine Zauber binden wieder, Was die Mode streng deteilt, Alle Menschen werden Brueder, Wo dein sanfter Fluegel weilt. ……………………………………………… …………………………………. Gioia, bella scintilla divina, figlia degli Elisei, noi entriamo ebbri e frementi, celeste, nel tuo tempio. La tua magia ricongiunge ciò che la moda ha diviso, tutti gli uomini diventano fratelli, dove la tua ala soave freme. ………………………………………….. ( dall Inno alla Gioia – An die Freude di F. Schiller, 1786)

69 SNR Crab Nebula (1054), nel Toro, distante (6.5 ± 1.5) kly, dimensione max ~ (13 ± 3) ly veloc. di espansione ~ 1500 Km/s osserv. in ottico (Hubble Sp. Tel.) Osserv. IR, 8 μm (Spitzer Sp. Obs). Osserv. in X-ray attorno alla pulsar centrale ( ~ 30 Km diam., T ~ 33 ms)


Scaricare ppt "Prof. Roberto Falciani Dipartimento di Fisica e Astronomia Facoltà di Scienze MFN – Università di Firenze DAL SISTEMA TOLEMAICO ALLA RIVOLUZIONE COPERNICA,"

Presentazioni simili


Annunci Google