CURIOSANDO – LA SAGGEZZA DEGLI ANTICHI

Chi fu il primo ad enunciare la teoria eliocentrica, a sostenere cioè che la Terra ruota intorno al Sole?

Fu Aristarco di Samo un brillante astronomo che visse e studiò ad Alessandria  d’Egitto tra il IV e il III secolo a.C. (dunque ben diciannove secoli circa prima di Niccolò Copernico e Galileo Galilei) del quale ci è pervenuta integralmente una sola opera, che riguarda le misurazioni con cui stimò, con un piccolo margine di errore, la distanza tra la Terra il Sole e la Luna. Per quanto riguarda l’opera che riporta la teoria eliocentrica essa è pervenuta solo attraverso citazioni di altri studiosi coevi e successivi.

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Aristarco di Samo ritratto in un dipinto seicentesco

 

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Terra, Luna e Sole durante una quadratura

 

Chi fu l’inventore della prima macchina a vapore della Storia?

Fu Erone di Alessandria brillante scienziato ed inventore (che, al pari di Archimede di Siracusa si può definire una sorta di Leonardo da Vinci dell’antichità) vissuto nel I secolo d. C. (dunque diciotto secoli prima di James Watt e della Rivoluzione industriale). La sua invenzione si chiamava Eliopilia (sfera di Eolo) conosciuta anche come motore di Erone. Si trattava di una sfera cava di rame alla quale erano collegati due tubi cui uno saldato alla sfera e l’altro staccabile per poter riempire la sfera di acqua. Una volta riempita la sfera l’acqua si riscaldava con una fiamma e produceva un moto opposto a quello dei getti di vapore prodotti dal riscaldamento stesso.

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Erone di Alessandria

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Ricostruzione dell’eliopilia di Erone

È vero che ai tempi di Colombo la gente credeva che la Terra fosse piatta?

Assolutamente no. Sin dall’antichità era ben chiaro che la terra avesse forma sferica sebbene a questa conoscenza mancassero alcune lacune (oggi ad esempio sappiamo che chi si trova nella parte sottostante della sfera terrestre non cade per effetto della forza di gravità, lo stesso effetto che ci fa percepire l’orizzonte rettilineo). Ci fu chi, addirittura, con metodi empirici, seppe calcolare, con un trascurabile margine di errore, la circonferenza della Terra. Si tratta di Eratostene di Cirene vissuto ad Alessandria nel III secolo a.C. il quale osservò che il giorno del solstizio d’estate la luce del sole riusciva a penetrare fino in fondo in un pozzo di Siene (l’attuale Assuan) e che nello stesso giorno l’ombra di un obelisco di Alessandria formava un angolo di 7° e 10’ tra la posizione dell’osservatore e quella del sole nel cielo. Partendo da questi dati e sapendo che le due città sorgono all’incirca sullo stesso meridiano, Eratostene stimò la distanza tra le due città e attraverso una serie di misurazioni più complesse (basate su una campagna di misurazioni del territorio egizio voluta dai funzionari regi per fini fiscali) riuscì a stimare con straordinaria precisione la circonferenza della Terra.

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Eratostene di Cirene

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La dimostrazione di Eratostene

Antonella Alemanni

Fonti:

Wikipedia

Atlante di storia dell’astronomia a cura di Luigi Viazzo Demetra editore   

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COSMOLOGIA – CENNI STORICI – prima parte

In ogni secolo gli esseri umani hanno pensato di aver capito definitivamente l’Universo e, in ogni secolo, si è capito che avevano sbagliato. Da ciò segue che l’unica cosa certa che possiamo dire oggi sulle nostre attuali conoscenze è che sono sbagliate.

                                                              Isaac Asimov, Grande come l’universo, Saggi sulla scienza

La cosmologia nasce quando l’uomo incomincia a porsi le grandi domande che riguardano la propria collocazione nell’universo e l’origine, ed eventualmente la fine, dell’universo stesso.

All’alba della civiltà, queste domande hanno una risposta di tipo religioso: gli astri sono visti come dei e a essi si attribuisce il potere di influire sui destini umani. L’interpretazione religiosa lascia tracce anche in quella successiva, di tipo filosofico, che si consolida in Grecia con Aristotele: dagli dei gli oggetti celesti ereditano caratteristiche come la perfezione, l’immutabilità, l’eternità. La cosmologia diventa scientifica quando , con Galileo Galilei (1564-1642), la riflessione sull’universo incomincia a basarsi sull’osservazione.

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Un’incisione con l’orbita dei pianeti e delle costellazioni intorno alla Terra, pubblicata da Andreas Cellarius nell’opera Harmonia Macrocosmica (1660) 

L’attuale concezione evolutiva dell’universo è però molto recente: si afferma soltanto nella seconda metà del Novecento, con l’accumularsi di indizi osservativi a favore del Big Bang, il grande scoppio primordiale dalla cui energia si sarebbe formata, 15 miliardi di anni fa, la materia. Questa materia, con successive trasformazioni, ha generato tutto ciò che oggi osserviamo.

La cosmologia è per definizione “Scienza del Tutto“. Questa definizione soffre tuttavia di una limitazione fondamentale: non tutte le cose che appaiono nell’universo sono percepibili o osservabili con gli strumenti attualmente in nostro possesso e dobbiamo per forza di cose limitarci a considerare solamente quelle che sono sia pure indirettamente accessibili o ipotizzabili. Ne segue che ogni concezione dell’universo risente del contesto storico in cui è stata formulata e che quello che nel passato era considerato come l’intero universo appare oggi come una parte inpercettibile del tutto. Non possiamo quindi escludere che lo stesso destino attenda la pur grandiosa macchina cosmica del modello attuale.

L’universo geocentrico di Aristotele era eterno e supponeva che tutti i corpi celesti si muovessero intorno alla Terra lungo orbite circolari. Nel II secolo d.C. lo schema aristotelico fu ripreso da Tolomeo (100 circa-175 circa) che lo strutturò in una serie di sfere concentriche, fatte di “quintessenza” (il Quinto Elemento, oltre il mondo fenomenico, costituente i corpi celesti), e di epicicli, ossia di cerchi minori in movimento lungo le sfere principali.

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Claudio Tolomeo

Il modello di Tolomeo fu infine incorporato da San Tommaso d’Aquino nella visione cristiana del mondo.

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Claudio Tolomeo, Almagesto

E’ il nome arabo (“al-Magesti”) di un trattato astronomico del II° secolo (intorno al 150) che spiega i moti delle stelle, dei pianeti e della Luna secondo un modello geocentrico che pone la Terra al centro dell’universo. Per più di mille anni fu accettato nei paesi occidentali e arabi come il corretto modello cosmologico. Fu scritto originariamente in greco col titolo “He’ Megale’ Syntaxis” (“Il grande trattato”) da Claudio Tolomeo di Alessandria d’Egitto. Il modello descritto è quindi detto modello tolemaico.

Nella cosmologia di San Tommaso l’universo perde la sua immutabilità perché creato da Dio e lo stesso Dio continua a essere presente nel cosmo come motore immobile della sfera delle stelle fisse che trascina con sé le altre. Questo modello, che è in effetti una sintesi di quello biblico e di quello aristotelico, regnò incontrastato fino a quando  Giovanni Buridano (1300 circa- 1361) mosse nel Trecento una prima critica sostenendo che il moto delle stelle non era mantenuto dall’intelligenza divina, il dantesco “amor che muove il sole e le altre stelle”, bensì dalle stesse leggi che governano il moto dei corpi materiali sulla Terra.

Un’altra crisi fu aperta da Giordano Bruno (1548-1600) con la transizione dall’universo finito all’universo infinito e privo di centro; lo stesso Bruno pagò con il rogo questa idea.

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Giordano Bruno

Il sistema eliocentrico, cioè il sistema che pone il Sole al centro del mondo, fu proposto in forma anonima dal canonico Nicolò Copernico nel 1514 e successivamente venne sostenuto sia da Galileo Galilei che da Keplero, nonostante alcuni difetti.

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Una rappresentazione dell’universo in chiave eliocentrica, con il Sole al centro dell’orbita della Terra e di quella dei altri pianeti. Il primo a suggerire questa visione fu Copernico nel 1514.

Nel 1609 Galileo, usando il cannocchiale, scoprì i satelliti di Giove e inflisse un ultimo colpo al sistema tolemaico.

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Ritratto di Niccolò Copernico esposto presso il municipio di Torun (Polonia) dal 1580

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Galileo Galilei

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Giovanni Keplero

Nella nascita della cosmologia moderna va sottolineata l’importanza che ebbe la visione di Galilei e di Keplero, ambedue convinti che il “gran libro della natura” fosse scritto in linguaggio matematico. La scoperta del cannocchiale espanse i limiti dell’universo al di là di quanto era immaginabile per Tolomeo. Galileo fu il primo a rendersi conto che la Via Lattea era un immenso aggregato di stelle.

La pubblicazione nel 1687 dei “Philosophiae naturalis principia mathematica” (Principi matematici della filosofia naturale) di Newton(1642-1727) rimane uno dei avvenimenti più significativi nella storia della scienza e in particolare della cosmologia.

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Sir Isaac Newton

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Isaac Newton, Philosophiae naturalis principia mathematica, copertina, prima edizione 1686/1687

In quest’opera Newton propose una teoria del moto dei corpi ed elaborò il calcolo infinitesimale che ne era la controparte matematica. Inoltre Newton postulò quella legge della gravitazione universale che ancora oggi rende conto con grande precisione del moto dei corpi celesti.

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Una pagina del trattato di Newton con la legge del moto dei corpi celesti

Secondo Newton, l’universo infinito non aveva centro ed evitava così il collasso. In realtà l’universo infinito non sarebbe stato comunque stabile, poiché un piccolo addensamento locale avrebbe creato le condizioni per la propria crescita destabilizzando l’intera struttura. Nessun discorso cosmologico può prescindere da una stima delle dimensioni dell’universo.  La conquista di questo parametro è stata molto difficile ed è avvenuta soltanto nell’Ottocento. Fino a meno di due secoli fa si conoscevano esclusivamente le dimensioni del Sistema Solare, e anche questo con larga approssimazione. Non si aveva invece un’idea realistica della distanza delle stelle. Nel 1838 Friedrich Wilhelm Bessel (1784-1846) misurò per la prima volta la distanza tra una stella e l’altra, mediante il metodo della triangolazione diretta ottenendo 10 anni luce.

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Friedrich Wilhelm Bessel

La stella più vicina risultò ad essere Alfa Centauri, che dista 4,3 anni luce dalla Terra.

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La posizione della stella Alfa Centauri nella costellazione Centauro

(segue…) 

                                                                       Lucica