Copernico e l'astronomia moderna - 2

Copernico e l'astronomia moderna - 2

Niccolò Copernico pone le basi della moderna astronomia

di Emanuele Cangini - 19/02/2016

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Copernico e l'astronomia moderna

(Seconda parte)

Il primo maggio del 1514 un professore dell’Università di Cracovia, nel catalogare la propria biblioteca, elencò un «manoscritto di sei pagine che espone la teoria di un autore il quale afferma che la Terra si muove mentre il Sole è immobile». Questo manoscritto anonimo è senza dubbio il Commentariolus, la prima breve stesura dell’astronomia geodinamica ed eliostatica di Copernico, da cui egli deliberatamente soppresse il proprio nome come autore a causa del danno potenziale che ne sarebbe derivato dalla divulgazione di una cosmologia rivoluzionaria.

Niccolò continuava, imperterrito, a osservare il cielo: poiché però nelle sue Rivoluzioni cita solo un numero relativamente ristretto di osservazioni, se ne trae l’errata convinzione che si dedicasse ben poco a tale pratica contemplativa. Egli viveva in un periodo in cui gli astronomi non pubblicavano tutte le loro osservazioni, ma selezionavano invece quelle decisive al determinare i punti critici di un’orbita. Degli appunti di Copernico rimane solo una frazione trascurabile, per lo più nei margini dei libri della sua piccola biblioteca. Nonostante ciò, con un così limitato materiale e tre semplici strumenti di osservazione che si era costruito con le proprie mani, Niccolò pose le basi della moderna astronomia.

Allo stesso modo in cui pose in circolazione il suo Commentariolus, solo sotto forma di manoscritto tra i pochi e veramente fidati amici, così ora egli desiderava pubblicare le tabelle astronomiche risultanti dai calcoli e dalle osservazioni che aveva eseguite, ma non le deduzioni che le stesse racchiudevano. Questo limitato modo di vedere, che anteponeva la sicurezza personale al progresso dell’umana conoscenza dell’universo fisico, fu bruscamente ridimensionato dalla comparsa sul palcoscenico scientifico del tempo, di un giovane ed entusiasta professore di matematica: Rheticus. Avendo inteso gli echi delle nuove idee dottrinali di Copernico, Rheticus decise di apprenderle dal vecchio maestro in persona. Dove tutti i precedenti sforzi per persuadere Copernico alla pubblicazione di un libro erano falliti, Rheticus riuscì.

Una prima relazione, Narratio prima, sull’astronomia copernicana, rapidamente completata il 23 settembre del 1539, venne da lui pubblicata a Danzica nei primi del 1540. Quando Copernico vide che nessuna reazione violenta fece seguito alla pubblicazione del discepolo, permise allo stesso di fare una copia del suo caro manoscritto per poi pubblicarlo, anticipandone però la prima parte sulla trigonometria, nel 1542 a Wittenberg; l’intera De revolutionibus orbium coelestium fu pubblicata ufficialmente nel 1543 a Norimberga. Strano a dirsi, nel frattempo, il giovine discepolo di Frombork, Rheticus, si ammalò gravemente, a tal punto da poter avere solo il tempo di tenere tra le mani una prima copia del suddetto capolavoro.

Sotto il “segno dell’Acquario”

Come Galileo, come Volta, come Leon Battista Alberti, come Mozart: anche Niccolò apparteneva al segno dell’Acquario, ad esso fedele nel rappresentarne tanto nei contorni che nei contenuti quella avanguardia di frontiera capace di distruggere i costrutti vigenti a favore della introduzione delle nuove istanze. Una precettistica nuova che, nel più totale fermento, premeva per prendersi quello spazio che era nei suoi destini.

Il paradigma del nuovo mutava la direzione dei venti: le vetuste concezioni tolemaiche erano giunte a conclusione. Serviva solo una spinta propulsiva, degna virtù esclusiva di quelle anime eccelse che sapevano riconoscerla. In questo Copernico era un vero e autentico Acquario, portatore di quel rinnovamento che sapeva attuarsi solo dopo aver pensionato una filosofia che aveva dimostrato tutti i suoi limiti.

Come Caronte, sul fiume Acheronte, Copernico traghettava la sua epoca verso un nuovo orizzonte. Che Galileo, qualche decennio appresso, avrebbe ufficialmente consacrato.

Scharf Caleb

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Il nostro posto nell'universo

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John Chambers (planetologo), Jacqueline Mitton

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L'origine e l'evoluzione del nostro sistema solare

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Cosa mai c’è più bello del cielo…? - 1

Cosa mai c’è più bello del cielo…? - 1

Copernico prima di Galileo: l’affermazione del sistema eliocentrico

di Emanuele Cangini - 12/02/2016

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“Cosa mai c’è più bello del cielo…?” 

(Prima parte)

Anche Giacomo Leopardi ne tesseva le lodi nella sua Storia dell’astronomia: «Altro astronomo greco fu Aristarco, vissuto, come credesi, verso il 264 avanti Gesù Cristo, benché considerevolmente più antico lo facciano il Fromondo e il Simmler presso il Vossio, ripresi però dal Fabricio. Di lui fecer menzione Vitruvio, Tolomeo e Varrone presso Gellio nel quale, in luogo di Aristide Samio, è da leggersi Aristarco. Egli determinò la distanza del Sole dalla Terra, che egli credé 19 volte maggiore di quella della Terra medesima dalla Luna e trovò la distanza della Terra dalla Luna, di 56 semidiametri del nostro globo. Credette che il diametro del sole fosse non più che 6 o 7 volte maggiore di quello della Terra e che quello della Luna fosse circa un terzo di quello della Terra medesima. Fu dogma di Aristarco il moto della Terra, ed egli, per tale opinione, reputossi da Cleante reo di empietà, quasi avesse turbato il riposo dei Lari e di Vesta. Sembra che Plutarco asserisca essere stato Cleante e non Aristarco il fautore del moto della Terra, così leggesi nel suo libro de facie in orbe Lunae». Questo scriveva di Aristarco di Samo, il poeta recanatese, indubbiamente affascinato tanto dalla sua precocità quanto dal suo indicibile acume. Fardello pesante quello del pensatore greco, una teoria eliocentrica che platealmente si opponeva alle convinzioni geocentriche di corrente aristotelica prese in prestito, queste ultime, nei secoli successivi come mattoni fondanti di un guercio dogmatismo che procurò notevoli grattacapi a diversi, esimi, pensatori. Ebbene, Niccolò Copernico (19 febbraio 1473 - 24 maggio 1543), quelle spalle robuste e compatte le aveva per davvero. Fu lui infatti a ereditare le idee di Aristarco; fu lui a perfezionarne le istanze; fu lui a rendere coniugabile alla sua epoca quell’antico e nobile sapere.

Una vita votata all’astronomia

Vediamo chi era più da vicino: nacque a Torùn città polacca in cui, poco più di sei anni prima, era stata firmata la Seconda Pace di Thorn, la quale aveva posto fine alla guerra dei tredici anni. In un documento legale dell’epoca, si legge che nel 1496, ospite nell’ampio palazzo dello zio, il ventitreenne Niccolò si dichiarò chierico, ma non canonico. Per essere nominato tale, chierico appunto, egli dovette prendere uno o più dei quattro ordini minori (accolito, lettore, esorcista, custode). Poiché aveva deciso di studiare diritto canonico, si diresse presso un celebre istituto di studi legali, l’Università di Bologna.

Fu proprio l’anno 1496 quello nel quale Copernico giunse per la prima volta in Italia: venuta la sua, concomitante alla pubblicazione a Venezia, di una Epitome sul lungo e difficile trattato sull’astronomia di Tolomeo. Se i suoi calcoli sulla Luna fossero stati validi, il satellite, in fase di plenilunio, avrebbe dovuto possedere delle dimensioni pari a un quarto di quelle della mezzaluna, se l’intero disco fosse stato visibile in quel momento. Ma la variazione effettiva nella misura apparente della Luna risultava essere molto più piccola di quella richiesta dalla teoria lunare tolemaica.

La critica tratteggiata sull’Epitome a questa inadeguatezza di Tolomeo, riecheggiò sensibilmente negli scritti astronomici copernicani, a tal punto da assumere, negli anni successivi, un vero e autentico “attacco” distruttivo al sistema geocentrico tolemaico, che aveva dominato il pensiero cosmologico per più di un millennio. Sulla cresta di questo processo di messa in discussione, Copernico cominciò a nutrire seri dubbi sulla validità dell’astronomia a estrazione tolemaica, a tal punto da porsi serie domande sulla possibile esistenza di interpretazioni alternative.

Dovendo imparare il greco, poiché il latino non era sufficiente per accedere agli antichi testi classici, ebbe per le mani nel 1499, una raccolta di epistole greche, ad opera di Manunzio, famoso editore di Venezia: fu in quella precisa circostanza che venne a conoscenza dello scrittore Teofilatto Simocatta, storico bizantino del Settimo secolo d.C., ispiratore di un umanesimo che lo aveva piacevolmente travolto durante l’italico soggiorno.

Il Complesso di Copernico - Libro

Tutto ebbe inizio da una goccia d'acqua...

Quando propose la teoria eliocentrica, copernico diede il via a una delle più profonde rivoluzioni scientifiche della storia, un radicale cambio di prospettiva che ridefiniva il posto dell'uomo nell'universo.

Secondo alcune recenti scoperte, però, questa visione potrebbe non essere corretta: a quanto pare abitiamo davvero un luogo speciale in un'epoca speciale, e siamo il risultato di una catena di eventi molto improbabile.

Eppure il nostro è un piccolo pianeta in orbita attorno a una piccola stella, in una microscopica porzione dell'universo.

Come risolvere questa apparente contraddizione? Secondo Caleb Scharf la risposta è nell'astrobiologia, giovane scienza che studia le potenziali forme di vita extraterrestri.

In questo libro il lettore troverà idee alternative capaci di conciliare la rivoluzione copernicana e la nostra natura speciale, oltre a originali riflessioni sui temi fondamentali della vita.

Dalla Polvere alla Vita - Libro

Il planetologo John Chambers e la scrittrice Jacqueline Mitton raccontano la nascita del nostro Sistema Solare, facendo una sintetica e al tempo stesso completa carrellata di tutte le più recenti scoperte di astrofisica e planetologia.

La soluzione del mistero che avvolge le origini del nostro piccolo angolo di Universo un giorno – forse – potrà rispondere alle domande che ci poniamo sulle origini dell'umanità.

Il libro racconta l'avvincente storia di come i corpi celesti che formano il sistema solare siano nati milioni di anni fa e descrive come scienziati e filosofi da secoli provino a svelarne i misteri, mettendo insieme pezzo a pezzo tutti gli indizi che hanno permesso di dedurre l'aspetto dell'universo, la sua età e il modo in cui probabilmente si è formato.

I due autori esaminano lo scenario in cui il Sole è comparso, la nuvola di gas e polveri che lo accompagnavano, poi trasformatasi in pianeti, comete, lune, asteroidi come oggi li vediamo.

Esplorano i modi nei quali ciascun pianeta ha acquisito le caratteristiche uniche che conosciamo, perché alcuni sono divenuti mondi gassosi e altri regni di roccia, e in particolare perché uno tra essi, la nostra Terra, sia così perfetto per l'origine della vita.

Dalla polvere alla vita è una lettura obbligata per chi si interessa alla lunga strada percorsa dal sistema solare. Ci porta alla frontiera della ricerca, si cimenta con le dispute più recenti e rivela come le scoperte di pianeti extra-solari stiano cambiando la comprensione del nostro stesso sistema, della sua straordinaria storia e forse del suo destino.

Scharf Caleb

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Il nostro posto nell'universo

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John Chambers (planetologo), Jacqueline Mitton

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L'origine e l'evoluzione del nostro sistema solare

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Cosa sono i buchi neri?

Cosa sono i buchi neri?

Cosa accade quando una stella di grande massa finisce la sua vita? Come nascono i buchi neri e quali sono le loro straordinarie caratteristiche fisiche

di Antonella Ravizza - 21/07/2015

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Cosa sono i buchi neri?

Sembra paradossale ma i buchi neri sono gli oggetti dell’universo più semplici da descrivere: basta conoscere la massa e la velocità di rotazione, e tutte le informazioni sulla complessa struttura della stella che li ha originati non interessano più.

Albert Einstein già nel 1915 formulò delle previsioni sull’esistenza di buchi neri. A tal proposito scrisse delle equazioni che vennero risolte nello stesso anno dall’stronomo Karl Schwarzschild, ma ad esse non veniva ancora associato un significato fisico. Solo nel 1939, Robert Oppenheimer e Hartland Snyder spiegarono con calcoli teorici che quando una nube di gas si contrae a causa dell’attrazione gravitazionale, forma un buco nero, ma si era ancora lontani dall’ottenere una vera e propria osservazione astronomica. Queste osservazioni arrivarono negli anni Sessanta, quando si scoprì che una stella di massa grande può concludere la propria vita con una grossa esplosione e con il successivo collasso della sua parte più interna.

L'orizzonte degli eventi

Ma i buchi neri si possono studiare solo indirettamente, osservando i fenomeni che avvengono nelle loro vicinanze, perché i buchi neri non sono visibili: la luce stessa non può sfuggire da un buco nero. La materia qui si muove a velocità molto elevata e sono emesse grandi quantità di energia. Cerchiamo di capire bene cosa succede. Quando lanciamo in alto una palla, a maggiore energia lanciata corrisponderà una velocità iniziale maggiore e anche un’altezza massima raggiunta maggiore; poi naturalmente la palla ricadrà a terra. Quando la velocità iniziale raggiunge la cosiddetta velocità di fuga, la palla supera l’attrazione gravitazionale e non ricade più verso il basso. La velocità di fuga varia al variare del corpo celeste su cui ci troviamo, perché aumenta all’aumentare della massa del corpo celeste e diminuisce all’aumentare del raggio del corpo stesso (vf=√(2G M/R) , dove G è la costante di gravitazione universale, M la massa e R il raggio). È evidente che a parità di massa la velocità di fuga aumenta se il raggio diminuisce: ci sarà quindi un valore del raggio (che chiameremo RS) per cui la velocità di fuga diventa uguale alla velocità della luce.

Dal momento però che nessun corpo può muoversi alla velocità della luce, la nostra palla non sarà più in grado di sottrarsi all’attrazione gravitazionale del corpo celeste. Questo significa che se un corpo celeste ha un raggio inferiore a RS, neppure un segnale luminoso sarà in grado di essere inviato dalla sua superficie al resto del mondo, sarà quindi nero: un buco nero. La superficie di raggio RS sarà chiamata orizzonte degli eventi, perché delimita ciò che possiamo vedere da ciò che non possiamo vedere perché “inghiottito” dal buco nero. La caratteristica principale dei buchi neri è, infatti, che il loro campo gravitazionale divide idealmente lo spazio-tempo in due o più parti separate fra di loro da un orizzonte degli eventi. Un'informazione fisica (come un'onda elettromagnetica o una particella) potrà quindi oltrepassare un orizzonte degli eventi in una direzione soltanto: tutte le informazioni sugli oggetti o segnali che cadono in un buco nero vengono perdute ad eccezione di tre fattori, che sono massa, carica e momento angolare.

La termodinamica dei buchi neri

Per farci un’idea: per un buco nero di massa pari a quella del Sole, RS è solo 1,48 km, circa mezzo milione di volte più piccolo del raggio del Sole! Per avere così tanta materia in tanto poco spazio vuol dire che siamo di fronte ad un collasso gravitazionale che accompagna le ultime fasi della vita di una stella. La parte centrale della stella si contrae molto velocemente e la materia cade verso il centro, dove si forma un campo gravitazionale talmente intenso da intrappolare ogni cosa. Nel 1974 Stephen Hawking, il noto fisico conosciuto per i suoi studi sui buchi neri e sull’origine dell’universo, dimostrò un fenomeno alla base della termodinamica dei buchi neri: in realtà un buco nero non è del tutto nero, perché esso emette particelle, in quantità inversamente proporzionali alla sua massa, portando a una specie di evaporazione.

Altri effetti fisici sono associati all’orizzonte degli eventi: immaginiamo un astronauta che stia precipitando verso un buco nero. Se riuscisse a sopravvivere al campo gravitazionale, non sentirebbe nulla di strano all’avvicinarsi dell’orizzonte degli eventi; al contrario un osservatore esterno vedrebbe i movimenti del povero astronauta rallentare continuamente, fino a fermarsi quando si trovasse sull’orizzonte. Questo perché per la relatività generale, il tempo di un osservatore in caduta libera, visto da un osservatore distante, appare più lento con l’aumentare del campo gravitazionale fino a fermarsi completamente sull’orizzonte degli eventi. Al contrario degli oggetti aventi massa, i fotoni non sono rallentati o accelerati dal campo gravitazionale del buco nero, ma subiscono un fortissimo spostamento verso il blu in entrata.

Un buco nero al centro di ogni galassia

Dalle osservazioni astronomiche oggi si sa che al centro di molte galassie, tra cui la nostra, ci sono buchi neri giganteschi. Essi hanno una massa di milioni o centinaia di milioni di volte più grande di quella del sole e si sono formati e ingranditi catturando gas a delle stelle. Una prova diretta della loro esistenza si ottiene rilevando le onde gravitazionali che emettono durante le fasi della loro esistenza. Si pensa che tutte le galassie abbiano un buco nero supermassiccio nel loro nucleo: ciò permette di spiegare la forte emissione di energia delle galassie attive, dovuta alla trasformazione dell'energia gravitazionale contenuta in un disco di accrescimento di gas sul buco nero.

Kip Thorne

Buchi Neri e Salti Temporali - Libro >> http://goo.gl/LNEcuk

L'eredità di Einstein

Editore: Castelvecchi

Data pubblicazione: Novembre 2013

Formato: Libro - Pag 650 - 15x22 cm

Nuova Ristampa: Giugno 2015

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