I Greci (V sec. a.C.)

Platone Aristotele Ipparco

La visione di Platone (V secolo a.C.)''Le stelle rappresentano oggetti eterni, divini ed immutabili, si muovono con velocità uniforme attorno alla terra –come noi possiamo constatare– e descrivono la più regolare e perfetta di tutte le traiettorie: quella della circonferenza senza fine. Ma alcuni oggetti celesti (il sole, la luna e i pianeti) vagano attraverso il cielo e seguono cammini complessi, con l’inclusione anche di moti retrogradi….…Tuttavia, essendo corpi celesti, anch’essi debbono sicuramente muoversi in maniera conforme al loro rango elevato: i loro moti devono perciò derivare da una qualche combinazione di cerchi perfetti, dal momento che non descrivono esattamente dei cerchi perfetti''

Aristotele

•le fasi della Luna

•le Eclissi

•Conservò una visione

• geocentrica

Studiò: le eclissi e le maree;

Appoggiò la teoria

geocentrica

Ipparco: il primo osservatore

• Fece il I catalogo delle stelle secondo la loro

• LUMINOSITA’ APPARENTE

• Scoprì il MOTO RETROGRADO dei pianeti

Claudio Tolomeo (100-170 d.C.)

Quali sono le combinazioni di moti circolari, con velocità uniforme, che possono spiegare tali peculiari variazioni a partire da un insieme coerente di moti regolari nel cielo?

''Almagesto'', (13 vol. pubblicato nel 143, di C. Tolomeo)

Riesce a rispondere a questa domanda creando un modello (in 3-D) per il moto dei corpi celesti ''non fissi'' dal quale è possibile predire la posizione dei pianeti nel cielo per molti anni con un errore < 2

Il modello tolemaico

La terra è fissa e immobile

Le sfere celesti concentriche

I pianeti erranti si muovono intorno a epicicli (piccole orbite circolari) e lungo un'orbita detta deferente

Moto apparente dei pianeti:moto epicicloidale

I parte - dalla terra fino al sole: terra, luna, mercurio, venere, sole

Moto epicicloidale: 2 velocità angolari indipendenti

II parte - dal sole fino a saturno: terra, sole, marte,

giove, saturno

Il modello tolemaico: l’epiciclo e il deferente… ecco come possano generarsi dei moti retrogradi (Ci vogliono almeno 2 frequenze –velocità angolari– indipendenti !!)

Moto retrogrado dei pianeti Combinazione tra moto della terra e moto dei pianeti intorno al sole. Dalla terra i pianeti si muovono ogni giorno leggermente verso est rispetto alle stelle, periodicamente appare come se i pianeti si fermassero, invertissero marcia verso ovest (moto retrogrado) per poi riprendere il moto verso est

La terra ha una velocità orbitale > di Marte e perciò finisce per superarlo e, mentre ciò avviene, Marte

sembra muoversi all'indietro

Nicolò Copernico (1473-1543)

Di origine polacca, fu teologo, medico,matematico, economista, studiò a Bologna e a Padova dal 1497 al 1503. Scrisse “De rivolutionibus orbium coelestium” pubblicato nel

1543.

Se davvero il Sole è fermo nell’origine e la Terra gli gira intorno, allora come è possibile che le stelle, viste dalla Terra, occupino sempre le stesse posizioni nel cielo? …(dovrebbero invece mostrare un moto periodico con il periodo del moto della Terra attorno al Sole).

Copernico risponde nell’unico modo possibile: le stelle sono molto più distanti da noi di quanto noi distiamo dal Sole (1 AU=150 milioni di km), e quindi il loro moto periodico dovuto allo spostamento delle Terra nel suo moto intorno al Sole (“parallasse annua”) è di fatto impercettibile.

Bisogna accettare l’idea di un Universo molto più grande di quanto non si fosse creduto fino ad allora. In Inghilterra il pensiero di Copernico è accettato con entusiasmo e si pensa addirittura ad un Universo infinito….

moto retrogrado dei pianeti

Una coppia fenomenale

Tycho Brahe Johannes Kepler

Tycho Brahe 1546-1603

SistemaTychonico: compromesso tra ipotesi geocentrica e eliocentrica: tutti i pianeti girano intorno al sole ma il sole gira intorno alla terra.

Il re Federico II di Danimarca gli assegnò dei possedimenti, con la vendita si costruì nel 1576 un osservatorio astronomico; effettuò osservazioni sistematiche registrate su un catalogo stellare Gli strumenti includono quadranti, misuratori di parallasse,

astrolabi, tutti costruiti con grande accuratezza.

1576: costruzione di Uraniborg

1588: morte di Federico II

1599: Tycho si stabilisce a Praga. I suoi dati passano all’allievo Johannes Kepler

Uraniburg Observatory 1576

Tycho Brahe 1546-1603

Le fortune di Tycho presso Federico II derivano dalla fama acquisita per la scoperta di una “nova” nella costellazione di Cassiopea (1572): minava completamente la convinzione della immutabilità dei corpi celesti (si trattava di una supernova…)

1576: costruzione di Uraniborg

1599: Tycho si stabilisce a Praga. I suoi dati passano all’allievo Johannes Kepler

Tycho dimostra anche che la cometa del 1577 è più lontana della Luna e quindi non può essere un fenomeno dell’atmosfera terrestre….come invece si credeva

Le 3 leggi di Keplero

• Legge delle orbite ellittiche (ogni pianeta si muove attorno al Sole su un’orbita ellittica di cui il Sole occupa uno dei fuochi)

Le 3 leggi di Keplero (1571-1630)

• Legge delle orbite ellittiche (ogni pianeta si muove attorno al Sole su un’orbita ellittica di cui il Sole occupa uno dei fuochi)

Attenzione:

oggi sappiamo che la forza di attrazione gravitazionale tra il sole e un pianeta è inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra loro

Le 3 leggi di Keplero (1571-1630)

• 2.Legge delle aree (il raggio vettore Sole-pianeta spazza aree uguali in tempi uguali il pianeta gira più velocemente al perielio che non all’afelio)

Le 3 leggi di Keplero (1571-1630)

• 3 legge dei tempi: I quadrati dei periodi di rivoluzione dei pianeti sono proporzionali ai cubi delle loro distanze medie dal Sole ( esiste una relazione tra il tempo per percorrere un'orbita e le distanze dei pianeti stessi dal Sole)

Galileo Galilei (1564-1642)

• Fu il più grande scienziato italiano del Rinascimento. Appoggiò la teoria eliocentrica di Copernico. Nel 1609 si costruì il suo primo cannocchiale dotato di un fattore d'ingrandimento di 3 volte; con l'uso degli strumenti osservò l'Universo in maniera completamente nuova e applicando un metodo sperimentale.

1608: scoperta del cannocchiale in Olanda (primo utilizzo sui campi di battaglia…)

Galileo costruisce immediatamente una versione più precisa di questo strumento da utilizzare per osservazioni astronomiche (continua a modificarlo raggiungendo ottimi risultati…)

Galileo 1564-1642

Osservazioni sistematiche dei satelliti di Giove…..

Mentre osserva il sistema di Giove vede anche Nettuno (nel 1613!), più di 2 secoli prima che venisse scoperto (1845)

Galilean Satellites

Osservò superficie della Luna scoprendovi crateri e sporgenze

Scoprì le macchie solari

Osservò la “via lattea”

Scoperta: le fasi di Venere

Le Osservazioni di Galileo

•La Luna non è perfetta (stima, dalle ombre, le dimensioni delle “anomalie” – monti e valli)•Il Sole ruota (lo deduce dalle osservazioni delle macchie solari)

•Ci sono 4 “lune” che girano attorno a Giove (un mini-sistema-solare). Pubblica il Sidereus Nuncius•Il disco di Venere mostra delle fasi compatibili con un suo moto di rivoluzione attorno al sole

Galileo: l’opposizione della Chiesa di Roma1632: Galileo pubblica il suo “Dialogo sopra i massimi sistemi”Viene sottoposto all’ Inquisizione

Galileo abiura

Il “Dialogo…” resta all’indice fino al 1835