La rivoluzione astronomica del 1500

1. Sommario • Rilevanza e caratteri della Rivoluzione astronomica • L’universo degli antichi e dei medievali • Dal geocentrismo all’eliocentrismo: Copernico • Il terzo sistema di Tycho Brahe • Keplero: eliocentrismo e orbite ellittiche • L’universo aperto di Giordano Bruno • Tesi cosmologiche bruniane e cosmologia contemporanea La rivoluzione astronomica del 1500

2. Rilevanza e caratteri della Rivoluzione astronomica Con il termine Rivoluzione astronomica si indica una nuova visione dell'universo che ha dato avvio alla Rivoluzione scientifica ed ha contribuito al passaggio dall'età medioevale all'età moderna, dando inizio ad un processo di pensiero che ha coinvolto astronomia, filosofia e teologia. La cosiddetta visione copernicana dell'universo non è solo il frutto di Niccolò Copernico e di altri astronomi e fisici quali Keplero e Galilei, ma deve molto anche all'impegno ed alle intuizioni di un filosofo come Giordano Bruno, che espresse, a partire dall'adesione al sistema astronomico di Copernico, una nuova visione del cosmo, del posto dell'uomo in esso e della Divinità. La rivoluzione astronomica del 1500

3. L’universo degli antichi e dei medievali: il sistema aristotelico-tolemaico La rivoluzione astronomica del 1500 Il sistema geocentrico (detto anche aristotelico-tolemaico) era un modello astronomico che poneva la Terra al centro dell'Universo e tutti gli altri corpi celesti ruotanti attorno ad essa. I corpi celesti si trovavano nello spazio sovralunare ed erano considerati perfetti perché formati di etere, sostanza perfetta, incorruttibile et eterna. Poiché perfetti, dovevano avere orbite perfette, cioè circolari. Il cosmo, a sua volta, era suddiviso in una serie di sfere concentriche.

4. L’universo degli antichi e dei medievali: il sistema aristotelico-tolemaico La sfera centrale (detta anche sublunare) era occupata dalla Terra e dalla sua atmosfera; essa era l'unica parte "imperfetta" del cosmo, sia perché entro di essa i moti erano rettilinei, sia perché mutevole. La rivoluzione astronomica del 1500

5. L’universo degli antichi e dei medievali: il sistema aristotelico-tolemaico La rivoluzione astronomica del 1500 Al di fuori di questa sfera ve ne erano altre otto, le prime corrispondenti ai sette pianeti (nell'ordine: Luna, Mercurio, Venere, Sole, Marte, Giove e Saturno) e l'ultima alle stelle fisse. Ogni oggetto celeste sarebbe stato "incastonato" nella propria sfera e ne avrebbe quindi condiviso il moto circolare uniforme (perfetto, immutabile ed eterno) attorno alla Terra.

6. L’universo degli antichi e dei medievali: il sistema aristotelico-tolemaico La rivoluzione astronomica del 1500 Il sistema geocentrico fu perfezionato nel II secolo a.C. dal massimo astronomo dell'an-tichità, Ipparco. Poiché nessuna delle opere di Ipparco è giunta fino a noi, i dettagli di questo sistema ci sono noti attraverso l'opera dell'ultimo grande astronomo dell'anti-chità, Tolomeo (II secolo d.C.), che riprese e perfezionò l'opera di Ipparco. Il sistema è quindi spesso indicato come tolemaico.

7. L’universo degli antichi e dei medievali: il sistema aristotelico-tolemaico La rivoluzione astronomica del 1500 In età medievale, i Cristiani aggiunsero una nona "sfera", chiamata Primo Mobile e successivamente una decima, che fu chiamata Empireo, luogo nel quale risiedeva Dio.

8. L’universo degli antichi e dei medievali: il sistema aristotelico-tolemaico La rivoluzione astronomica del 1500 Esso aveva raggiunto una discreta precisione, tanto da essere indubbiamente superiore, dal punto di vista sperimentale, al sistema eliocentrico proposto da Aristarco di Samo, ma al prezzo di una grande complessità. Tuttavia, le prove apportate nella tarda antichità e nel medioevo per sostenere il sistema geocentrico erano basate soprattutto su principi teoretici e sui testi sacri. Infatti questo sistema si adattava perfettamente alla dottrina della Chiesa cattolica (ed anche di diverse altre religioni), che quindi fece propri molti di questi concetti: una posizione privilegiata della Terra al centro dell'universo rendeva naturale considerare l'uomo come apice e fine della creazione.

9. La rivoluzione astronomica del 1500 • Dal geocentrismo all’eliocentrismo: Copernico • (in polacco Mikołaj Kopernik; Toruń, 19 febbraio 1473 – Frombork, 24 maggio 1543) La teoria di Niccolò Copernico, che propone il Sole al centro del sistema di orbite dei pianeti componenti il cosmo, riprende quella greca di Aristarco di Samo dell'eliocentrismo. Merito di Niccolò Copernico non è dunque l'idea, già espressa dai greci, ma la sua rigorosa dimostrazione tramite osservazioni.

10. Dal geocentrismo all’eliocentrismo: Copernico • (in polacco Mikołaj Kopernik; Toruń, 19 febbraio 1473 – Frombork, 24 maggio 1543) • Il nucleo centrale della teoria copernicana fu pubblicato nel De revolutionibus orbium coelestium, (Delle rivoluzioni delle sfere celesti) poco prima della sua morte, 1543, con una prefazione del teologo luterano Osiander che proponeva, in contrasto con Copernico, il sistema eliocentrico come pura ipotesi matematica. • Esso contiene gli elementi più salienti della teoria eliocentrica: • la corretta elencazione dell'ordine dei pianeti, • la rotazione quotidiana della Terra intorno al proprio asse, • la precessione degli equinozi La rivoluzione astronomica del 1500

11. Dal geocentrismo all’eliocentrismo: Copernico • (in polacco Mikołaj Kopernik; Toruń, 19 febbraio 1473 – Frombork, 24 maggio 1543) La rivoluzione astronomica del 1500 La precessione degli equinozi risulta da un movimento della Terra che fa cambiare in modo lento ma continuo l'orientamento del suo asse di rotazione rispetto alla sfera ideale delle stelle fisse.

12. Dal geocentrismo all’eliocentrismo: Copernico • (in polacco Mikołaj Kopernik; Toruń, 19 febbraio 1473 – Frombork, 24 maggio 1543) La rivoluzione astronomica del 1500 Il sistema di Copernico, tuttavia, non è totalmente rivoluzionario. Infatti del sistema aristotelico-tolemaico conserva: la distinzione tra mondo sovralunare perfetto e mondo sublunare imperfetto le sfere cristalline concentriche in cui sono incastonati i pianeti che ruotano attorno al sole con moto circolare uniforme e la sfera del cielo delle stelle fisse che chiude il cosmo.

13. La rivoluzione astronomica del 1500 Il terzo sistema di Tycho Brahe (Knutstorp, 14 dicembre 1546 – Praga, 24 ottobre 1601) L'osservazione delle comete del 1577 e del 1585 diede conferma al danese Tycho Brahe delle sue ipotesi circa la confutazione dell'immutabilità delle sfere celesti secondo la teoria di Aristotele universalmente accettata fino ad allora. Le comete non potevano appartenere alla sfera sublunare e, muovendosi nelle regioni eteree, confermavano che i pianeti non fossero infissi nelle sfere solide, altrimenti avrebbero colliso con esse.

14. Il terzo sistema di Tycho Brahe (Knutstorp, 14 dicembre 1546 – Praga, 24 ottobre 1601) La rivoluzione astronomica del 1500 • Brahe propose un modello geocentrico modificato. In esso la Terra era immaginata immobile, al centro di un universo racchiuso dalla sfera delle stelle fisse. La Terra era il centro anche delle orbite della Luna e del Sole che, a sua volta, era il centro delle orbite degli altri 5 pianeti (Mercurio, Venere, Marte, Giove, Saturno). Il sistema ticonico presentava alcuni vantaggi: • 1. offriva qualità di calcoli matematici pari a quelli del sistema copernicano; • 2. escludeva conflitti con le Scritture, mantenendo la Terra immobile e al centro dell'Universo.

15. Il terzo sistema di Tycho Brahe(Knutstorp, 14 dicembre 1546 – Praga, 24 ottobre 1601) La rivoluzione astronomica del 1500

16. La rivoluzione astronomica del 1500 Keplero: eliocentrismo e orbite ellittiche (Johannes Kepler, Weil der Stadt, 27 dicembre 1571 – Ratisbona, 15 novembre 1630) Nel 1601, dopo la morte di Brahe, ne divenne il successore nell'incarico di matematico ed astronomo imperiale a Praga. Le basi per le sue scoperte astronomiche furono gettate nel 1609, quando pubblicò Astronomia nova, in cui formulò le sue prime due leggi. Il 15 maggio 1618 scoprì la terza legge che prende il suo nome, che rese nota l'anno dopo nell'opera Harmonices mundi.

17. La rivoluzione astronomica del 1500 Keplero: eliocentrismo e orbite ellittiche (Johannes Kepler, Weil der Stadt, 27 dicembre 1571 – Ratisbona, 15 novembre 1630) Le tre leggi di Keplero rappresentano un modello di descrizione del moto dei pianeti del sistema solare: 1) I pianeti percorrono orbite ellittiche di cui il Sole occupa uno dei due fuochi. 2) Un raggio vettore (il raggio che unisce il pianeta al sole) descrive aree uguali in tempi uguali. 3) Il rapporto tra il quadrato del periodo di rivoluzione e il cubo del semiasse maggiore dell'orbita è costante. Sistema solare secondo Keplero nel Mysterium Cosmographicum (1596). In seguito Keplero abbandonerà questo modello

18. La rivoluzione astronomica del 1500 Keplero: eliocentrismo e orbite ellittiche (Johannes Kepler, Weil der Stadt, 27 dicembre 1571 – Ratisbona, 15 novembre 1630) Lo scopo principale del Mysterium cosmographicum è quello di dimostrare che per la creazione del mondo e la disposizione dei cieli Dio si è ispirato ai cinque solidi regolari che hanno goduto di così grande fama da Pitagora e Platone in poi: il cubo, il tetraedro, il dodecaedro, l'icosaedro, l'ottaedro. Queste tesi si fondano sulla corrispondenza tra i tre "corpi" immobili dell'Universo, Sole, Stelle fisse, spazio intermedioe Padre, Figlio e Spirito Santo (la Santissima Trinità). Le leggi della struttura del cosmo vengono ricavate circoscrivendo ed inscrivendo le orbite dei pianeti nelle varie figure solide, a partire dalla Terra che è l'unità di misura di tutte le orbite.

19. L’universo aperto di Giordano Bruno (Nola, 1548 – Roma, 17 febbraio 1600) La rivoluzione astronomica del 1500 • Giordano Bruno difese il valore reale della descrizione del mondo fatta da Copernico e non l’intese un mero strumento di calcolo, come pretendevano luterani e cattolici, e ne ampliò le implicazioni teoriche giungendo a teorizzare il principio di omogeneità e infinità dell'universo (in questo, però, era già stato preceduto da Democrito, Cusano, Palingenio e Digges) e ad anticipare il principio galileiano di relatività.

20. La rivoluzione astronomica del 1500 L’universo aperto di Giordano Bruno (Nola, 1548 – Roma, 17 febbraio 1600) • Secondo lui, il nostro sistema planetario eliocentrico non è che un’infinitesima parte dell’universo (De l’infinito universo e mondi, 1584), dove ci sono infiniti altri sistemi con altri pianeti abitati come la Terra, tutti composti dai quattro elementi, tutti irradianti luce, e nessuno inferiore agli altri per dignità. Cosicché nell’universo non ci sono né centro né circonferenza, né alto né basso. • Secondo Giordano Bruno, i movimenti cosmici non sono dovuti a un motore immobile esterno, come nel sistema astronomico aristotelico, ma a princìpi interni ai corpi celesti (dato che l’universo è infinito e quindi non c’è nulla “fuori” di esso).

21. La rivoluzione astronomica del 1500 L’universo aperto di Giordano Bruno (Nola, 1548 – Roma, 17 febbraio 1600) • Sintesi delle tesi bruniane: • Abbattimento delle mura esterne dell’universo • Pluralità dei mondi e loro abitabilità • Identità di struttura fra cielo e terra • Geometrizzazione dello spazio cosmico • Infinità dell’universo

22. La rivoluzione astronomica del 1500 • Tesi cosmologiche bruniane e cosmologia contemporanea La cosmologia odierna ha convalidato solo in parte le tesi bruniane. In particolare: Sull’infinità dell’universo la cosmologia di oggi non conferma l’ipotesi. Gli ultimi dati del WMAP (2001-2010), pur confermando la sua espansione, rivelano che esso non è infinito, poiché la forza di gravità , la materia oscura e l’energia oscura lo delimitano. Sull’esistenza di altri esseri su altri pianeti, non c’è alcuna conferma. L’unica certezza raggiunta negli scorsi due anni è che esistono nella nostra galassia almeno 2000 pianeti, alcuni dei quali confrontabili con la Terra per dimensioni, potenzialmente forniti di acqua (cfr. n. 535 di Le Scienze del marzo 2013). Che lo spazio sia corrispondente alla geometria euclidea, s’è messo in dubbio con le geometrie non euclidee. Tuttavia, il citato WMAP avrebbe confermato la dimensione piana del cosmo e non sferica, come s’era supposto fin da Aristotele, per cui ci sarebbe un ritorno allo spazio di Euclide.