Storia dell'astronomia

L'uomo è sempre rimasto affascinato dalla bellezza della volta celeste e dai fenomeni che in essa avvengono. Le conoscenze astronomiche in passato erano importanti anche per lo svolgimento della vita agricola e per la fissazione delle feste religiose.
I primi tentativi di descrivere con precisioni i fenomeni astronomici sono stati fatti dai Babilonesi, ma una perfetta sistemazione e una spiegazione scientifica dei fenomeni è stata opera dei Greci.
In questa sede però ricordiamo solo alcune delle tappe fondamentali della storia dell'Astronomia.

 

antiche osservazioni

Tolomeo cataloga le stelle.
Astronomia, Fabbri Editori, Milano 1993, p. 134.

 

Il cosmo nella Bibbia

cosmo nella BibbiaL'Antico Testamento raccoglie le conoscenze dei popoli mesopotamici e dei limitrofi paesi orientali. Non intende fornire delle nozioni scientifiche su come ha avuto origine il cosmo, scopo che non appartiene ai testi sacri (anche se i fondamentalisti cattolici e protestanti sostengono proprio questo), ma di dare il senso della sua esistenza e mostrare la relazione che c'è tra Dio e le sue creature.
In questi testi la Terra è rappresentata come un disco piatto con rilievi montuosi, circondata dal mare, al centro della quale si trova Gerusalemme. Il disco è ben fissato sulle acque inferiori mediante colonne, che Dio scuote per provocare i terremoti. Sempre sotto la superficie si trova lo sheol, sede delle ombre dei morti.
Sopra la superficie, appoggiata alle montagne, si trova la grande cupola rigida del firmamento che trattiene le acque superiori; l'apertura di grandi sportelli, cioè delle cateratte, fa riversare sulla Terra le acque superiori provocando il diluvio. Dio manovra anche l'apertura di saracinesche per l'uscita di pioggia, vento e grandine.
Sul firmamento sono incastonate le stelle e si muovono in modo misterioso i due grandi luminari.
Sopra tutto questo c'è il trono di Jhwh.
La chiesa cristiana, fino all'epoca moderna ha proposto questo modello ma, poiché non sono citati direttamente i pianeti, tranne Saturno e Venere, è stato integrato con il Sistema Tolemaico che era in accordo con la Scrittura.

 

Il cosmo biblico.
La Sacra Bibbia, Pia Società San Paolo, Roma 1968, p. 29.

 

Il Sistema Geocentrico Tolemaico

TolomeoTolomeo era un astronomo egizio vissuto nel II secolo d.C. Delle sue opere ci rimane solo l'Almagesto, in cui sono esposte le sue osservazioni.
Il Sistema Geocentrico Tolemaico considera il pianeta Terra, immobile e piccolissimo rispetto al Cosmo, occupante la posizione centrale, attorno alla quale ruotano il Sole, la Luna, i pianeti e le stelle incastonati in sfere.
Poiché sono ammessi solo movimenti circolari, per spiegare le anomalie nel moto dei pianeti, Tolomeo ha elaborato un complesso meccanismo che prevede il loro movimento su un piccolo cerchio, l'epiciclo, il cui centro si muove su un cerchio più grande, il deferente; quest'ultimo non ha al centro la Terra, che si trova in posizione eccentrica.
La prima sfera è quella della Luna e non ha l'epiciclo; è seguita da quelle di Mercurio e Venere che si muovono secondo epicicli. La successiva sfera solare ha un movimento eccentrico senza epicicli. Dopo il Sole si trovano Marte Giove, Saturno, tutte con movimenti epiciclici, e la sfera delle stelle fisse riunite in 48 costellazioni.

 

sistema tolemaico

Formella con Tolomeo.
Astronomia, Fabbri Editori, Milano 1993, p. 139.
Il sistema tolemaico.
E. J. TARBUCK, F. K. LUTGENS, M. TOZZI, Scienze della terra, Principato, Milano 2003, p. 483.

 

Sistema Eliocentrico Copernicano

CopernicoCon l'aumentare delle osservazioni, il sistema tolemaico andava sempre più complicandosi per adattarlo alle nuove scoperte; per questo occorreva una nuova spiegazione dei fenomeni astronomici più semplice e coerente.
Nel 1543, anno della sua morte, il canonico polacco Niccolò Copernico (1473-1543) pubblicò il De revolutionibus orbium coelestium, proponendolo come semplice ipotesi di lavoro, non come modello rispondente alla realtà.
GalileoIl suo sistema eliocentrico pone il Sole al centro del Cosmo, attorno al quale ruotano, incastonati in sfere, i pianeti allora conosciuti: Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove e Saturno, alla fine c'è la sfera immobile delle stelle fisse.
Questo modello spiega in modo migliore i moti dei pianeti, tuttavia si aggiungevano nuovi problemi perché non erano ammessi movimenti ellittici ma solo circolari.

Per una sessantina d'anni il sistema copernicano non ha destato scalpori, ma quando Galileo lo propose come rappresentazione reale del cosmo fu condannato dal Sant'Uffizio nel 1633. Bisogna attendere il 1994 per la "riabilitazione" di Galileo, ma ormai i danni che il pronunciamento aveva fatto alla credibilità della chiesa nel campo scientifico erano decisamente grandi.

 

sistema copernicano

Copernico.
L. CAGLIOTI, P. MISITI, E. PELLACCI, Scienze della terra, Le Monnier, Firenze 1996, p. 109.
Galieo Galilei.
Astronomia, Fabbri Editori, Milano 1993, p. 204.
Il sistema copernicano.
M. BOSCHETTI, E. FEDRIZZI, Nuovo Ecosistema Terra, Minerva Italica, Milano 2004, p. 11.

 

Keplero

KepleroIl tedesco Giovanni Keplero (1571-1630), dotato di scarse capacità di osservazione astronomica a causa di problemi alla vista, ma abilissimo matematico, cercò di applicare le sue conoscenze al moto di rivoluzione di Marte. Tuttavia, considerando l'orbita sferica, i risultati non si accordavano con le osservazioni, perciò suppose che le orbite dei pianeti potessero essere ellittiche. Fu così che a partire dal 1609 formulò le sue leggi.

 

leggi di KepleroPrima legge

I pianeti compiono delle orbite ellittiche e il Sole occupa uno dei due fuochi.
Conseguenza: il pianeta si può trovare più vicino (perielio) o lontano (afelio) dal Sole.

 

Seconda legge

Il raggio vettore che unisce il pianeta al Sole compie aree uguali in tempi uguali.
Conseguenza: il pianeta si muove più lentamente in afelio e più velocemente in perielio.

 

Terza legge

Il quadrato del tempo che il pianeta impiega a compiere la rivoluzione intorno al Sole è direttamente proporzionale al cubo della sua distanza media dal Sole stesso.
Conseguenza: più il pianeta è lontano e più lento è il movimento di rivoluzione.

 

Giovanni Keplero.
E. PORZIO, O. PORZIO, Moduli di scienze della Terra, Markes, Milano 2002, p. 72.
Le tre leggi di Keplero.
M. CRIPPA, M. RUSCONI, A. BARGELLINI, M. FIORANI, D. NEPGEN, M. MANTELLI, Scienze naturali, 1, Arnoldo Mondadori, 2013, p. T25.

 

Newton

NewtonLe osservazioni astronomiche e il metodo sperimentale di Galileo, e le intuizioni matematiche di Keplero, hanno permesso a Isaac Newton (Inghilterra, 1643-1727) di formulare nel 1688 la legge della gravitazione universale:

Due corpi si attirano con una forza che è direttamente proporzionale al prodotto delle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza.
Conseguenza: la forza gravitazionale diminuisce rapidamente all'aumentare della distanza.

 

Isaac Newton.
E. PORZIO, O. PORZIO, Moduli di scienze della Terra, Markes, Milano 2002, p. 72.

 

Il Novecento

EinsteinNel Novecento la teoria della relatività di Albert Einstein e la meccanica quantistica hanno rivoluzionato la moderna astronomia e ne stiamo ancora scoprendo le implicazioni. La trattazione di questa parte, tuttavia, esula dallo scopo che ci eravamo prefissati, perciò si rimanda a testi specialistici.

 

Albert Einstein.
Enciclopedia Tematica Universale. Astronomia, Peruzzo, 1978, p. 117.