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
1
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
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2
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.
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3
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.
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4
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.
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5
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.
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6
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”)
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7
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?
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8
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.
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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.
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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”)
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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”)
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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.
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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.
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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”)
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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.
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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.
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