Il Sole al centro dell’Universo Classi terze Fonti: Catalogo Multimediale “Istituto e Museo di Storia della Scienza di Firenze”; “Breve storia della Scienza” di Eirik Newth, Salani Editore Scuola S.B. Capitanio

Il seme di una rivoluzione scientifica C’è un vecchio proverbio che parla di una goccia che può far traboccare un vaso. Una persona, un evento o un libro possono cambiare la storia del mondo. Fu ciò che si verificò con il libro De revolutionibus orbium coelestium (Sui moti delle sfere celesti) di Nicolò Copernico pubblicato nel 1543 Scuola S.B. Capitanio

Procediamo con cautela Tolomeo aveva dovuto ipotizzare 80 sfere diverse per spiegare le rivoluzioni dei pianeti. Copernico, ipotizzando il Sole al posto della Terra, poteva spiegare in modo molto più semplice il movimento degli astri celesti. Il fatto che l’ipotesi geometrico/matematica di Copernico fosse più semplice fu molto importante, perché uno scienziato considera migliore l’ipotesi che a parità di valore, risulta essere la più semplice. Scuola S.B. Capitanio

Risolti tutti i dubbi? Copernico non abbandonò completamente il pensiero degli antichi greci. Era convinto che tutti i pianeti percorressero traiettorie circolari, il cerchio era considerato la figura geometrica perfetta. I calcoli sui moti degli astri non coincidevano perfettamente con le osservazioni astronomiche e non si capiva come ogni cosa sulla Terra restava ferma al proprio posto nonostante questa ruotava intorno al Sole e contemporaneamente su se stessa. Ciò che rese il De revolutionibus uno dei libri più importanti della storia fu che da quel momento non c’era solo una verità, ma scienziati e filosofi furono costretti a scegliere. Scuola S.B. Capitanio

La rivoluzione procede Tycho Brahe cominciò a studiare e osservare il cielo con molta attenzione. Si accorse che i calcoli appresi dal libro di Tolomeo (Almagesto) producevano delle previsioni che non corrispondevano alle osservazioni astronomiche da lui effettuate. Decise allora di correggerli. Una notte di novembre del 1572 notò in cielo una nuova stella e proseguì la sua osservazione per settimane. Questo mise in crisi la concezione aristotelica della perfezione della volta celeste. Il cielo non era perfetto, si trasformava come qualsiasi altra cosa in natura. Scuola S.B. Capitanio

L’universo fuori di noi Forse un giorno qualunque del 1608, in una delle tante botteghe di ottici di Amsterdam, un apprendista si mise a giocherellare con due lenti. Quando si trovò a tenerne allineate due ad una certa distanza e a guardare attraverso entrambe, scoprì che ciò che si trovava molto lontano sembrava avvicinarsi. Era nato il cannocchiale. Qualche anno dopo il nuovo strumento fu chiamato “Telescopio” (che significa “osservare lontano”). In Italia viveva un uomo che capì subito le potenzialità del nuovo strumento: Galileo Galilei. Scuola S.B. Capitanio

Sidereus Nuncus Circa dieci mesi fa ci giunse notizia che era stato costruito da un certo Fiammingo un occhiale, per mezzo del quale gli oggetti visibili, pur distanti assai dall'occhio di chi guarda, si vedevan distintamente come fossero vicini; e correvan voci su alcune esperienze di questo mirabile effetto, alle quali chi prestava fede, chi no. Questa stessa cosa mi venne confermata pochi giorni dopo per lettera dal nobile francese Iacopo Badovere, da Parigi; e questo fu causa che io mi volgessi tutto a cercar le ragioni e ad escogitare i mezzi per giungere all'invenzione di un simile strumento, che poco dopo conseguii, basandomi sulla dottrina delle rifrazioni. Preparai dapprima un tubo di piombo alle cui estremità applicai due lenti, entrambe piane da una parte, e dall'altra una convessa e una concava; posto l'occhio alla parte concava vidi gli oggetti abbastanza grandi e vicini, tre volte più vicini e nove volte più grandi di quanto non si vedano a occhio nudo. In seguito preparai uno strumento più esatto, che mostrava gli oggetti più di sessanta volte maggiori. E finalmente, non risparmiando fatiche e spese, venni a tanto da costruirmi uno strumento così eccellente, che gli oggetti visti per il suo mezzo appaiono ingranditi quasi mille volte e trenta volte più vicini che visti a occhio nudo. Quanti e quali siano i vantaggi di un simile strumento, tanto per le osservazioni di terra che di mare, sarebbe del tutto superfluo dire. Ma lasciate le terrestri, mi volsi alle speculazioni del cielo; e primamente vidi la Luna così vicina come distasse appena due raggi terrestri. Dopo questa, con incredibile godimento dell'animo, osservai più volte le stelle sia fisse che erranti; e poiché le vidi assai fitte, cominciai a studiare il modo con cui potessi misurare le loro distanze, e finalmente lo trovai. (da “Sidereus Nuncius”) Scuola S.B. Capitanio

Galileo Galilei e il metodo scientifico Galileo era nato a Pisa nel 1564. Il padre era un musicista, convinto che le persone dovessero pensare in modo libero ed educò il figlio a fare lo stesso. Forse Galileo sarebbe diventato un medico se nel corso del primo anno di studi non avesse vissuto un’esperienza molto particolare. Notò che un lampadario impiega esattamente lo stesso tempo a oscillare aventi e indietro, a prescindere dal fatto che il movimento fosse molti ampio o appena percettibile. Galileo si pose la domanda: Perché il lampadario si comporta in quel modo? Scuola S.B. Capitanio

Galileo Galilei e il metodo scientifico Cominciò a studiare geometria, imparò tutto ciò che la fisica di allora offriva e scoprì che la gente si fidava ciecamente di ciò che aveva scritto Aristotele anche quando non coincideva con quanto chiunque era in grado di osservare. Aristotele affermava per esempio che gli oggetti pesanti cadevano più velocemente rispetto agli oggetti leggeri. Galileo si rese conto dell’errore, ma per essere assolutamente certo delle sue teorie doveva eseguire degli esperimenti. Scuola S.B. Capitanio

Galileo e l’universo fuori di noi Quando Galileo ricevette la notizia dell’invenzione del cannocchiale nel 1609. Il suo primo telescopio dava un ingrandimento di sole tre volte, ma Galileo ne costruì uno nuovo che dava un ingrandimento di più di dieci volte. Galileo fu il primo ad accorgersi che in cielo c’erano molte più stelle di quante se ne potevano vedere ad occhio nudo. Quando puntò lo strumento alla Luna, vide enormi crateri e alte montagne. Osservò che la superficie del Sole era cosparsa da grosse macchie nere. Aristotele aveva detto che la Luna e il Sole erano sfere perfette, mentre il telescopio era lì a dimostrare il contrario. Scuola S.B. Capitanio

Sidereus Nuncius Degna di nota sembra anche la differenza tra l'aspetto dei pianeti e quello delle stelle fisse. I pianeti presentano i loro globi esattamente rotondi e definiti e, come piccole lune luminose perfuse ovunque di luce, appaiono circolari: le stelle fisse invece non si vedon mai terminate da un contorno circolare, ma come fulgori vibranti tutt'attorno i loro raggi e molto scintillanti. Si mostrano di uguale figura all'occhio nudo e viste al cannocchiale, ma ingrandite così che una stella di quinta o sesta grandezza sembra eguagliare Canicola, massima delle stelle fisse. Ma oltre le stelle di sesta grandezza si vedrà col cannocchiale un così gran numero di altre, invisibili alla vista naturale, che appena è credibile: se ne possono vedere infatti più di quante ne comprendano le altre sei differenti grandezze; le maggiori di esse, che possiamo chiamare di settima grandezza o prima delle invisibili, con l'aiuto del cannocchiale appaiono più grandi e più luminose che le stelle di seconda grandezza viste a occhio nudo. E perché si abbia prova del loro inimmaginabile numero, volli inserire i disegni di due costellazioni affinché dal loro esempio ci si faccia un'idea delle altre. Nel primo avevo stabilito di raffigurare intera Orione, ma per il grande numero delle stelle e la mancanza di tempo rimandai ad altra occasione. (da “Sidereus Nuncius”) Scuola S.B. Capitanio

Sidereus Nuncius La parte più luminosa invero sporge sopra tutto in vicinanza delle macchie, così che avanti la prima quadratura, e assai probabilmente anche nella seconda, attorno a una certa macchia posta nella parte superiore o boreale della Luna, si ergono notevolmente sopra e sotto di quella grandi sporgenze, come mostrano le figure. Questa macchia medesima si vede, avanti la seconda quadratura, circondata da contorni più oscuri che, come catene altissime di monti, si mostran più scuri dalla parte opposta al Sole, più luminosi in quella rivolta al Sole: accade l'opposto invece nelle cavità, delle quali appare splendente la parte opposta al Sole, oscura ed ombrosa quella situata dalla parte del Sole. Fatta più piccola la superficie luminosa, quantunque dapprima quasi tutta la detta macchia sia coperta d'ombra, emergon più chiari oltre le tenebre i dorsi dei monti. Questo duplice aspetto mostrano le figure. (da “Sidereus Nuncius”) Scuola S.B. Capitanio

Galileo e l’universo fuori di noi Galileo scoprì che intorno a Giove esistevano quattro piccole lune che orbitavano intorno al pianeta. Il fatto che dei pianeti potessero ruotare intorno a Giove indicava che era possibile che sfere di piccole dimensioni girassero intorno ad una sfera più grande. Dunque non era impensabile che la Terra girasse intorno al Sole. Quando puntò il cannocchiale verso Venere si accorse che di tanto in tanto assumeva la forma di una mezza luna, o di una falce sottile, un po’ come la Luna nelle sue diverse fasi. Questo poteva spiegarsi ipotizzando che il pianeta ruotasse intorno al Sole. Scuola S.B. Capitanio

Galileo e l’universo fuori di noi A Galileo piaceva raccontare le sue scoperte e sapeva scrivere molto bene. Nel 1610 pubblicò il Sidereus Nuncius (Avviso Siderale) un testo in cui descriveva le sue nuove scoperte Il librò indusse molti astronomi a costruirsi dei cannocchiali e a puntarli verso il cielo per verificare se Galileo avesse ragione. Altri si rifiutarono di farlo, sostenendo che quello strumento era un inganno. Scuola S.B. Capitanio

Sidereus Nuncius All'ora terza cominciò ad apparire anche una terza stellina, prima non vista, che dalla parte orientale quasi toccava Giove, ed era molto piccola. Tutte erano sulla medesima retta e disposte secondo la linea dell'eclittica. Il giorno tredici furono da me viste per la prima volta quattro stelle nella seguente posizione rispetto a Giove: tre erano ad occidente e una ad oriente: formavano all'incirca una linea retta; ché quella che era in mezzo tra le occidentali si scostava di poco dalla retta verso settentrione. La orientale era distante da Giove due minuti, e gli intervalli delle rimanenti e di Giove eran di un sol minuto ciascuno. Tutte le stelle mostravano la stessa grandezza e, benché piccole, erano tuttavia lucentissime e di gran lunga più splendenti delle fisse di egual grandezza. Il giorno quattordici il tempo fu nuvoloso. (da “Sidereus Nuncius”) Abbiamo dunque un valido ed eccellente argomento per togliere ogni dubbio a coloro che, accettando tranquillamente nel sistema di Copernico la rivoluzione dei pianeti intorno al Sole, sono tanto turbati dal moto della sola Luna intorno alla Terra, mentre entrambi compiono ogni anno la loro rivoluzione attorno al Sole, da ritenere si debba rigettare come impossibile questa struttura dell'universo. Ora, infatti, non abbiamo un solo pianeta che gira intorno a un altro, mentre entrambi percorrono la grande orbita intorno al Sole, ma la sensata esperienza ci mostra quattro stelle erranti attorno a Giove, così come la Luna attorno alla Terra, mentre tutte insieme con Giove, con periodo di dodici anni si volgono in ampia orbita attorno al Sole. (da “Sidereus Nuncius”) Scuola S.B. Capitanio

Galileo e l’universo fuori di noi Nel 1611 Galileo andò a Roma a mostrare al Papa e ad altri potenti come aveva fatto le sue scoperte. Ma loro si rifiutarono di guardare attraverso il cannocchiale. Gli ecclesiastici cominciarono a sospettare Galileo di eresia. Il papa permise a Galileo di scrivere un libro sulle due concezioni del mondo, quella geocentrica e quella eliocentrica. Galileo pubblicò nel 1632 questo libro: Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo Il papa era furioso perché Galileo aveva attribuito a Copernico tutte le argomentazioni più convincenti, ma soprattutto perché il libro era scritto in italiano e non in latino, dando quindi la possibilità a tutti quelli che sapevano leggere di conoscere il sistema copernicano. Scuola S.B. Capitanio

Galileo e l’universo fuori di noi Nel 1633 Galileo fu accusato di eresia dall’Inquisizione e fu costretto ad abiurare, ma Galileo non cambiò certo opinione, infatti uno dei sui libri più importanti, Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze venne pubblicato quando era prigioniero in casa sua. Nel 1992 la Chiesa ha riconosciuto ingiusta la condanna contro Galileo e che lui e Copernico avevano sempre avuto ragione. Scuola S.B. Capitanio