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l'astonomo (quasi) ignoto

diario 6/8/2009

Quale che sia la vostra descrizione del mondo essa non è che un modello, una specie di aeroplanino Airfix (chi ha una certa età lo ricorda bene, ma sono ancora presenti nei negozi di giocattoli alcune scatole di montaggio) che cerca di dare un’idea della cosa reale. Molto, non so di quanto – ma molto, più di mezzo secolo addietro mi spiegavo i suoni che uscivano dalla radio con l’idea che vi fossero dei microscopici omini dentro l’apparecchio – per la storia una gigantesca CGE.

 
I nostri modelli, personali o scientifici, poi resistono o variano a seconda del loro successo a spiegare il mondo che descrivono, od all’accordo con la nostra mente ed alla sia ideologia.
 
Se la terra (e di conseguenza un qualche Gran Re) sia al centro dell’universo o se il globo se ne vada a spasso nei cieli non sfugge a questa regola.
Dicono che gli indiani avessero un modello secondo cui la terra era qualcosa appoggiato alla schiena di un elefante i piedi su d’una tartaruga che nuotava nell’oceano, ma credo che neppure gli indiani prendessero molto sul serio la cosa. Varie fonti affermano che nello Shatapatha Brahmana, Yajnavalkya di Mithila (forse nel 18 secolo a.e.v.) sosteneva un sistema eliocentrico.  Yajnavalkya riconobbe che il sole era assai più grande della terra, da cui il suo eliocentrismo. Tra l’altro misurò le distanze relative tra il Sole, la Luna e la terra con un errore inferiore al 2 per cento.
 
Il problema nasce con Eudosso di Cnido (Cnido, 408(?) a.e.v.. – 355 a.e.v..). Allievo di Archita di Taranto, studente di Platone fu un matematico e astronomo greco antico cui sono attribuiti risultati di grande importanza, fondamentali per il costituirsi della matematica come scienza e dell’astronomia all’epoca branca della matematica. L'anno di nascita è incerto, e la fama di Eudosso rimane legata soprattutto allo sviluppo delle sfere omocentriche, ossia d’un Universo diviso in sfere aventi un unico centro di rotazione, corrispondente al centro della Terra, in ogni sfera vi era un pianeta soggetto ad un moto circolare uniforme differente da quello degli altri; in questo modo egli diede una spiegazione ai movimenti retrogradi e degli stazionamenti periodici dei pianeti: per le stelle fisse fu facile attribuire un'unica sfera in rotazione diurna attorno alla Terra immobile, mentre per i pianeti il moto veniva spiegato con una prima sfera che induceva un moto diurno, un’altra per il moto mensile ed infine una terza ed una quarta con diverso orientamento dell’asse per il moto retrogrado. Tenendo conto che il Sole e la Luna ne possedevano tre, si giunse ad un sistema di ben 27 sfere. In tal modo seppur ignorando le variazioni di luminosità dei pianeti si provava a dare una prima spiegazione ai moti planetari. Ma a prezzo d’una complicazione pazzesca!
Già in ambito pitagorico vi furono idee opposte eliocentriche, tuttavia l'astronomia greca fece seri tentativi di uscire dal geocentrismo e dalle sfere omocentriche di Eudosso di Cnido  solo con Eraclide Pontico (385-322 a.e.v.). Nato ad Eraclea, ma trasferitosi ad Atene, dove fu probabilmente discepolo di Aristotele al Liceo, Eraclide, per spiegare il moto diurno dei cieli, pensò ad un moto della terra intorno al proprio asse da occidente ad oriente; probabilmente ipotizzò il movimento di Venere e di Mercurio intorno al Sole. Nella prima metà del III secolo a.e.v.. Aristarco di Samo (Samo, 310 a.e.v.. circa – 230 a.e.v.. circa) altro astronomo e fisico ellenista (studiò ad Alessandria, dove ebbe come maestro Stratone di Lampsaco) divenne colui a cui dare il merito d’avere per primo introdotto una teoria astronomica nella quale il Sole e le stelle fisse sono immobili mentre la Terra ruota attorno al Sole percorrendo una circonferenza. Sappiamo inoltre che Aristarco concordava con Eraclide Pontico nell'attribuire alla terra anche un moto di rotazione diurna attorno ad un asse inclinato rispetto al piano dell'orbita intorno al Sole (l'ultima ipotesi giustificava l'alternarsi delle stagioni). Successivamente, secondo la testimonianza di Plutarco, Seleuco di Seleucia (floruit 150 a.e.v..; Seleucia sul Tigri, 190 a.e.v.) era sostenitore del ruolo centrale del Sole e dell'infinità dell'universo. Su base filologica, Lucio Russo ha sostenuto che la prova dell'eliocentrismo di Seleuco fosse basata sulla spiegazione delle maree, lo steso errore che farà Galileo.
La teoria eliocentrica fu però fermamente rifiutata, nel II secolo d.C., da Tolomeo, che era certo della centralità ed immobilità della Terra nell'universo. Ma tale posizione non era poi così schiacciante se apprendiamo che Marziano Minneio Felice Capella (lat. Martianus Mineus Felix Capella; Cartagine, V secolo e.v. –  uno scrittore e avvocato romano che divenne un classico medioevale) espresse l’opinione che Venere e Mercurio orbitassero attorno al Sole e non alla Terra, idea che Copernico menzionò come influenza sul suo lavoro.
Il cristianesimo avallò poi la cosmologia tolemaica in quanto compatibile con le Sacre Scritture (in Giosuè, cap. X si legge in effetti il famoso "Fermati, o Sole!") in questo rafforzando l’idea geocentrica che permetteva – ma questo è a mio avviso, non un dato storico – ai potenti della terra di mettersi al centro dl centro. Sì qualcuno ha letto la stessa battuta nel Galileo di Brecht.
 
Anche il periodo medioevale è pieno di gente che dubita della centralità della terra: dall’indiano  Aryabhata (476–550),all’astronomo Afghano del IX secolo Ja'far ibn Muhammad Abu Ma'shar al-Balkhi svilupparono modelli planetari eliocentrici. E di secolo in secolo le prove dell’assurdità del sistema tolemaico si accumularono. In realtà Copernico si lanciò contro una porta tarlata. Il guaio era che questa fosse stata rafforzata dai ferri della FEDE. Ad ogni modo la vera forza di questi modelli era solo l’eleganza. Ideare un esperimento che desse una prova, questo ci voleva. Lasciamo perdere cerchiobottismi alla Tycho Brahe, e andiamo per la giugulare.
 
Vagando svagato sono capitato su due pagine interessanti. Una proclama d’essere un blog che abbraccia i cavalli, in un'altra si affrontava il problema di un universo atemporale, e casualmente ho trovato l’interessante schizzo biografico che, rimaneggiato, vi propongo. Si tratta della biografia dell’uomo che risolse il grande problema – talmente grande che poi generò pure la relatività, ma questa è un'altra storia.
 
Non si conoscono (nell’opinione di quell’autore) aneddoti curiosi su James Bradley(1693 –1762), FRS e dal 1742 Astronomo Reale sebbene questo, secondo Jean Baptiste Joseph Delambre (1821), meriti dopo Ipparco e Keplero la medaglia di bronzo come più grande astronomo della storia, battendo Copernico, Galileo e Newton.
Anche le notizie sulla sua vita sono limitate a pochi eletti — uno se lo immagina serio, piuttosto pignolo, intento a guardare dentro un oculare e a misurare meticolosamente la posizione delle stelle. Insomma, Bradley non è il tipo che uno elegge a proprio mito scientifico (come il cognomonimo O. Bradley – grande generale americano, non molto famoso: non avete mai sentito un bambino dire "Da grande voglio diventare come Bradley", Patton come generale, Einsten come scienziato, ma nessun Bradley). Anzi i più (compreso persone di cultura) nemmeno lo conoscono, e questi sebbene abbia il merito di una delle scoperte più importanti della storia dell'astronomia. Come capita a volte Bradley incappò per caso in una scoperta ancora più straordinaria della cosa che stava cercando. Se non ne avete mai sentito parlare, probabilmente è anche perché la cosa non è stata comunicata ai posteri abbellendola con una storiella all'altezza. Niente mele cadute dall'albero, nessuna sfera lanciata dalla torre di Pisa — solo una cosetta su Bradley che se ne va in barca e vede una bandierina cambiare direzione quando la barca vira, e allora ha l'illuminazione: ma è una storia che chiaramente non funziona.
 
Per farla breve: Bradley è stato quello che ha dimostrato una volta per tutte, ed in modo diretto, che la Terra si muove attorno al Sole. Lo stesso Galileo, che credeva d’averlo fatto con la spiegazione delle maree (idea non troppo originale – come accennato sopra), aveva preso una cantonata. Quella – tra l’altro – per la quali finì davanti al Sant’Uffizio!.
L’esperimento cruciale che Bradley (e altri prima di lui) aveva escogitato per fare tale dimostrazione è questo: se la Terra si sposta durante l'anno, le stelle più vicine devono apparire muoversi rispetto a quelle sullo sfondo, un fenomeno noto come parallasse. Il guaio è che lo spostamento in questione è talmente minuscolo (dato che anche le stelle più vicine sono molto lontane) che ci vuole una precisione mostruosa per misurarlo.
 
Nel 1725, Bradley iniziò a tenere d'occhio la stella Eltanin (nota anche come Etamin o Gamma Draconis, secondo la designazione di Bayer) per verificare come si spostasse annualmente per parallasse. La stella in questione era interessante in virtù del suo passaggio in prossimità dello zenit quando è osservata dalla latitudine dell'Osservatorio Reale di Greenwich ed è stata chiamata anche, da quelle parti, Zenith Star (la Stella dello Zenit). Dopo aver raccolto dati per quasi due anni, Bradley poté concludere che la stella si muoveva davvero, ma in modo del tutto diverso.
Mettetevi comodi perché la spiegazione è complessa: vi era una variazione nelle osservazioni il cui periodo era in effetti annuale (quindi la cosa era probabilmente dovuta al moto terrestre) ma lo spostamento era fuori fase rispetto a quello atteso.
Gli ci volle un bel po' di riflessione per capire quello che stava succedendo, ma alla fine ci riuscì: siccome la luce viaggia a velocità finita, l'immagine della stella ci mette un po' per attraversare la lunghezza del telescopio e raggiungere l'oculare. Nel frattempo, però, la Terra si sposta; la posizione della stella, quindi, appare inclinarsi leggermente nella direzione del moto terrestre, esattamente come, nell’esperienza di ogni automobilista, le gocce di pioggia paiono provenire da un punto di fronte a noi quando ci muoviamo in macchina (anche se la pioggia cade quasi verticale). Inoltre, siccome la Terra cambia continuamente direzione nel corso dell'orbita, la posizione apparente della stella nel cielo disegna, in un anno, una piccola ellisse. Questo effetto, chiamato aberrazione della luce, è dovuto solo alla velocità della Terra, e non alla distanza della stella, per cui è in generale più importante rispetto alla parallasse.
 
La parallasse stellare fu poi osservata, ma un secolo dopo da Friedrich Wilhelm Bessel. Nel 1838 Bessel (che lavorò molto sui dati di Bradley) calcolò la parallasse di 61 Cygni e batté in velocità Friedrich Georg Wilhelm von Struve e Thomas Henderson che nello stesso anno misurarono la parallasse di Vega e Alpha Centauri. La ricerca della parallasse ci ha lasciato una parola il parsec (abbreviato in pc) è un'unità di lunghezza usata in astronomia. Per motivi storici, gli astronomi in genere usano il parsec per le distanze astronomiche, invece degli anni luce. La prima misurazione diretta di un oggetto a distanze interstellari (della stella 61 Cygni), eseguita da Bessel nel 1838, fu fatta basandosi sulla trigonometria, utilizzando l'ampiezza dell'orbita terrestre come linea di base. Il parsec, calcolato sempre in modo trigonometrico, geometricamente è il cateto lungo del triangolo rettangolo che ha come base l'Unità Astronomica, e come angolo al vertice un secondo (1") di grado sessagesimale. Col significato di "parallasse di un secondo d'arco" ed è definito come la distanza dalla Terra (o dal Sole) di una stella che ha una parallasse annua di 1 secondo d'arco. Un parsec corrisponde quindi a: 360×60×60/2π UA = 2,062 648 062 5×105 UA = 3,085 677 580 666 ≈ 3,086 petametri (10 elevato 16 m) ≈ 3,26147086 anni luce.
 
 

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permalink | inviato da albertolupi il 6/8/2009 alle 15:43 | Leggi i commenti e commenta questo postcommenti (1) | Versione per la stampa
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