astrofisicaastrofisica

cenni di storia dell’astronomiacenni di storia dell’astronomia

appendice al corso di astrofisicaappendice al corso di astrofisica

scienze e fisicascienze e fisica

sezione gsezione g

PresocraticiPresocratici

Anassimandro, VI. Anassimandro, VI. aCaC• Colonna troncaColonna tronca

Pitagora, inizio V aCPitagora, inizio V aC• Terra sfericaTerra sferica

Filolao, pitagorico, fine V Filolao, pitagorico, fine V aCaC

• Primo sistema planetario Primo sistema planetario con Fuoco Centrale e con Fuoco Centrale e Antiterra per arrivare a 10. Antiterra per arrivare a 10. Dal centro: Antiterra, Terra, Dal centro: Antiterra, Terra, Luna, Sole, Mercurio, Luna, Sole, Mercurio, Venere, Marte, Giove, Venere, Marte, Giove, Saturno, Stelle fisseSaturno, Stelle fisse

La scuola di AteneLa scuola di Atene

Eudosso, 360 aCEudosso, 360 aC• allievo di Platone (428-348 aC) e su invito di questi: primo allievo di Platone (428-348 aC) e su invito di questi: primo

modello fisico-matematico geocentrico con 26 sfere. modello fisico-matematico geocentrico con 26 sfere. Insoddisfacente per Venere e Marte.Insoddisfacente per Venere e Marte.

Aristotele (384-322 aC), 330 aCAristotele (384-322 aC), 330 aC• modello a 55 sfere e motore immobile. Il modello diventa modello a 55 sfere e motore immobile. Il modello diventa

fisico-dinamico, perché le sfere sono studiate non solo per fisico-dinamico, perché le sfere sono studiate non solo per spiegare i moti indipendenti dei pianeti, ma anche per la spiegare i moti indipendenti dei pianeti, ma anche per la trasmissione del movimento dall’esterno. trasmissione del movimento dall’esterno.

Età ellenistica Età ellenistica

(morte di Alessandro, 323 aC – conquista romana dell’Egitto, 30 (morte di Alessandro, 323 aC – conquista romana dell’Egitto, 30 aC)aC)

Eratostene (276-195 aC)Eratostene (276-195 aC)• misura la circonferenzamisura la circonferenza

terrestre (errore di –0.9%)terrestre (errore di –0.9%)

Aristarco di Samo (310-230 Aristarco di Samo (310-230 aC)aC)• primo modello eliocentrico primo modello eliocentrico

derivante dalle stime della derivante dalle stime della dimensione della Luna e del Sole dimensione della Luna e del Sole (circa 300 masse terrestri) e (circa 300 masse terrestri) e delle distanze del Sole e della delle distanze del Sole e della Luna.Luna.Critica del movimento mancante Critica del movimento mancante (effetto di parallasse) delle stelle (effetto di parallasse) delle stelle fisse. Secondo Aristarco, fisse. Secondo Aristarco, dipendeva dalla enorme dipendeva dalla enorme distanza delle stelle fisse.distanza delle stelle fisse.

Apollonio di Perga (240-170 Apollonio di Perga (240-170 aC)aC)• Modello epiciclo-deferenteModello epiciclo-deferente

Periodo imperiale: decadenza scientificaPeriodo imperiale: decadenza scientifica

Tolomeo, Alessandria, II s. dCTolomeo, Alessandria, II s. dC• modello a deferente eccentrico (secondo alcuni da attribuire a modello a deferente eccentrico (secondo alcuni da attribuire a

Apollonio) e introduzione dell’equanteApollonio) e introduzione dell’equanteIl modello ritorna ad essere matematico, però si salva la Il modello ritorna ad essere matematico, però si salva la circonferenzacirconferenza

Lattanzio, 310Lattanzio, 310• Si scaglia contro la rotondità della TerraSi scaglia contro la rotondità della Terra

Cosma, 540Cosma, 540• Contro coloro che, pur volendo essere cristiani, ritengono, Contro coloro che, pur volendo essere cristiani, ritengono,

come i pagani, che il cielo sia sfericocome i pagani, che il cielo sia sferico• ““Delirante attacco contro le basi stesse del pensiero Delirante attacco contro le basi stesse del pensiero

scientifico condotto da una persona priva delle più scientifico condotto da una persona priva delle più elementari cognizioni astronomiche” [Vanin]elementari cognizioni astronomiche” [Vanin]

• I cieli avevano la forma di tabernacolo, come nella Bibbia.I cieli avevano la forma di tabernacolo, come nella Bibbia.

ArabiArabi

Grandi osservatori del cieloGrandi osservatori del cielo

Lettori e traduttori delle opere grecheLettori e traduttori delle opere greche

Iniziano una critica a Tolomeo.Iniziano una critica a Tolomeo.

XV secoloXV secolo

Nicola Cusano, XV secoloNicola Cusano, XV secolo

• accenna alla rotazione della Terra, non su base accenna alla rotazione della Terra, non su base astronomica, ma per la perfetta equivalenza dei luoghi astronomica, ma per la perfetta equivalenza dei luoghi dell’universo e di centro e periferia. La Terra ruota in 24 dell’universo e di centro e periferia. La Terra ruota in 24 ore, ma dalla parte sbagliata; mentre le stelle ruotano, per ore, ma dalla parte sbagliata; mentre le stelle ruotano, per compensare, in 12 ore.compensare, in 12 ore.

Nicolò Copernico (Polonia 1473-1543)Nicolò Copernico (Polonia 1473-1543)

Studia in Italia fino al 1506Studia in Italia fino al 1506 Pubblica poco prima di morire il Pubblica poco prima di morire il De De

revolutionibus orbium caelestiumrevolutionibus orbium caelestium nel 1543, dopo nel 1543, dopo che il discepolo Retico ha pubblicato, in che il discepolo Retico ha pubblicato, in Narratio Narratio PrimaPrima, un sunto delle sue idee. Dichiarerà che , un sunto delle sue idee. Dichiarerà che l’opera era stata pensata 36 anni prima (1507, l’opera era stata pensata 36 anni prima (1507, subito dopo il ritorno in Italia, dove aveva subito dopo il ritorno in Italia, dove aveva conosciuto le opere tradotte dall’arabo e alcune conosciuto le opere tradotte dall’arabo e alcune idee eliocentriche).idee eliocentriche).

Perché il Sole al centro?Perché il Sole al centro?• Influenza di Filolao, Aristarco e Eraclide PonticoInfluenza di Filolao, Aristarco e Eraclide Pontico• Neoplatonismo di Copernico, ispirato a quello di Proclo e Neoplatonismo di Copernico, ispirato a quello di Proclo e

Ficino che era permeato da un culto del Sole (nel Medioevo Ficino che era permeato da un culto del Sole (nel Medioevo identificazione Dio – Luce)identificazione Dio – Luce)

LimitiLimiti• Rimane assolutamente medievale per il mantenimento delle Rimane assolutamente medievale per il mantenimento delle

orbite circolari, degli epicicli (ne usa 48 mentre a Tolomeo ne orbite circolari, degli epicicli (ne usa 48 mentre a Tolomeo ne bastavano 40) e degli eccentrici.bastavano 40) e degli eccentrici.

• Dal punto di vista geometrico i due sistemi erano perfettamente Dal punto di vista geometrico i due sistemi erano perfettamente equivalenti e il sistema copernicano non permetteva descrizioni equivalenti e il sistema copernicano non permetteva descrizioni più precise.più precise.

• Inoltre l’assenza di parallasse richiedeva ancora di accettare Inoltre l’assenza di parallasse richiedeva ancora di accettare dimensioni dell’universo troppo grandi.dimensioni dell’universo troppo grandi.

• Il modello copernicano non aveva giustificazioni sperimentali Il modello copernicano non aveva giustificazioni sperimentali (cioè osservazioni previste dal modello diversamente da quello (cioè osservazioni previste dal modello diversamente da quello tolemaico.tolemaico.

• Mancava infine una fisica in cui inserirlo e comprenderlo, la fisica Mancava infine una fisica in cui inserirlo e comprenderlo, la fisica dell’inerziadell’inerzia

Rimase sostanzialmente a cavallo tra il cosmo antico e Rimase sostanzialmente a cavallo tra il cosmo antico e l’universo moderno e fu un innovatore suo malgrado.l’universo moderno e fu un innovatore suo malgrado.

Tycho Brahe, (Danimarca 1546-1601)Tycho Brahe, (Danimarca 1546-1601)

Osservazione del cielo dall’osservatorioOsservazione del cielo dall’osservatoriodi Uraniborgdi Uraniborg

Osserva una nova (il cielo non èOsserva una nova (il cielo non èimmutabile come voleva Aristotele)immutabile come voleva Aristotele)

Osserva una cometa che interseca leOsserva una cometa che interseca leorbite dei pianeti (e quindi le loro sfere)orbite dei pianeti (e quindi le loro sfere)

Non riuscì a misurare parallassi stellariNon riuscì a misurare parallassi stellarie quindi non accettò neppure il sistema e quindi non accettò neppure il sistema copernicano.copernicano.

Propone un modello misto: pianeti Propone un modello misto: pianeti attorno al Sole, ma Sole attorno alla attorno al Sole, ma Sole attorno alla TerraTerra

Negli ultimi anni si trasferisce a PragaNegli ultimi anni si trasferisce a Praga(corte di Rodolfo II) dove ha come (corte di Rodolfo II) dove ha come collaboratore Keplero.collaboratore Keplero.

Johannes Kepler Johannes Kepler (Germania 1571-1630)(Germania 1571-1630)

Nel 1600 lascia Gratz perché protestante Nel 1600 lascia Gratz perché protestante e giunge a Praga da Tycho. Questi gli e giunge a Praga da Tycho. Questi gli assegna il compito di studiare l’orbita di assegna il compito di studiare l’orbita di Marte. Tycho muore e Keplero conclude Marte. Tycho muore e Keplero conclude il lavoro, dopo anni di fatiche, scartando il lavoro, dopo anni di fatiche, scartando l’astronomia tolemaica, ticonica e l’astronomia tolemaica, ticonica e rinnovando quella copernicana con le rinnovando quella copernicana con le orbite ellittiche.orbite ellittiche.

L’opera che riforma l’astronomia,L’opera che riforma l’astronomia,facendola partire solo da osservazionifacendola partire solo da osservazionisperimentali e senza pregiudizi, èsperimentali e senza pregiudizi, èAstronomia novaAstronomia nova, del 1609, del 1609(con le prime due leggi).(con le prime due leggi).

Le orbite ellittiche non furono accettateLe orbite ellittiche non furono accettatefacilmente nemmeno dai copernicanifacilmente nemmeno dai copernicaniconvinti, come Galileo.convinti, come Galileo.

Nel 1619, in Nel 1619, in Harmonices mundiHarmonices mundi,,introduce la III legge.introduce la III legge.

Galileo Galilei (1564-1642)Galileo Galilei (1564-1642)

Nel 1609, anno della pubblicazione di Keplero, Galileo Nel 1609, anno della pubblicazione di Keplero, Galileo punta il cannocchiale contro il cielo (punta il cannocchiale contro il cielo (Sidereus nunciusSidereus nuncius, , Venezia 1610)Venezia 1610)

Osservazioni:Osservazioni:• Montagne e valli lunariMontagne e valli lunari• Macchie solari e rotazione del Sole su se stessoMacchie solari e rotazione del Sole su se stesso• 4 satelliti di Giove4 satelliti di Giove• Satelliti di Saturno (in realtà gli anelli)Satelliti di Saturno (in realtà gli anelli)• Molte nuove stelle che indicavano la “profondità” Molte nuove stelle che indicavano la “profondità”

dell’universo, aprendo la strada alla spiegazione della dell’universo, aprendo la strada alla spiegazione della mancanza di parallasse delle stelle.mancanza di parallasse delle stelle.

• Fasi di VenereFasi di Venere

• Opposizione dei Gesuiti, rogo di Giordano Bruno (1600)Opposizione dei Gesuiti, rogo di Giordano Bruno (1600)• Condanna nel 1616 e abiura nel 1633Condanna nel 1616 e abiura nel 1633• Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondoDialogo sopra i due massimi sistemi del mondo, compendio di , compendio di

astronomia copernicana, 1632astronomia copernicana, 1632• Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove

scienzescienze, 1638, fonda la nuova dinamica che supporta il sistema , 1638, fonda la nuova dinamica che supporta il sistema copernicanocopernicano

Non comprese il nesso tra la gravità terrestre e i moti Non comprese il nesso tra la gravità terrestre e i moti dei pianeti.dei pianeti.

Rimase legato alle orbite circolariRimase legato alle orbite circolari Rifiutò la forza gravitazionale solare, per evitare Rifiutò la forza gravitazionale solare, per evitare

interpretazioni misticistiche, come l’anima motrix interpretazioni misticistiche, come l’anima motrix solare di Keplerosolare di Keplero

Verso NewtonVerso Newton

Giovanni Alfonso Borelli (1608-1679)Giovanni Alfonso Borelli (1608-1679)• Teoria copernicana kepleriana con l’inclusione della doppia Teoria copernicana kepleriana con l’inclusione della doppia

tendenza dei pianeti ad avvicinarsi al Sole e a fuggire tendenza dei pianeti ad avvicinarsi al Sole e a fuggire lungo la tangentelungo la tangente

Robert Hooke (1635-1703)Robert Hooke (1635-1703)• Forza che emanava dal Sole e che deviava continuamente i Forza che emanava dal Sole e che deviava continuamente i

pianeti dal moto rettilineo uniforme senza giungere pianeti dal moto rettilineo uniforme senza giungere matematicamente all’ellisse.matematicamente all’ellisse.

• Nel 1674, sfruttando la legge della forza centrifuga di Nel 1674, sfruttando la legge della forza centrifuga di Huygens, identificò la gravità con la forza centripetaHuygens, identificò la gravità con la forza centripeta

• Nel 1680 giunse alla dipendenza dall’inverso del quadrato Nel 1680 giunse alla dipendenza dall’inverso del quadrato della distanza, senza ancora giungere alle ellissi.della distanza, senza ancora giungere alle ellissi.

Isaac Newton (1642-1727)Isaac Newton (1642-1727)

Applica alla Luna, di cui conosce Applica alla Luna, di cui conosce distanza e periodo. Parte da distanza e periodo. Parte da g=9.8 m/sg=9.8 m/s22 e lo rapporta alla e lo rapporta alla distanza lunare secondo 1/rdistanza lunare secondo 1/r22, , trovando un discreto accordo con trovando un discreto accordo con l’accelerazione centripeta attesal’accelerazione centripeta attesa

Così aveva unificato leggi Così aveva unificato leggi terrestri e leggi celesti passando terrestri e leggi celesti passando dalla “mela” alla Luna.dalla “mela” alla Luna.

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Philosophiae naturalis principia mathematicaPhilosophiae naturalis principia mathematica, pubblicato nel 1687 , pubblicato nel 1687 su pressioni di Halley.su pressioni di Halley.

La prima verifica della Legge fu la previsione di Edmond Halley del La prima verifica della Legge fu la previsione di Edmond Halley del ritorno, nel 1759, della cometa che porterà il suo nome.ritorno, nel 1759, della cometa che porterà il suo nome.

BibliografiaBibliografia

Testi e figure tratti da:Testi e figure tratti da:

Vanin, Vanin, Astronomia vivaAstronomia viva, Ed. Unione Astrofili Italiani, Ed. Unione Astrofili Italiani