Dopo aver studiato le pagine di questo sito e del manuale pertinenti (sostanzialmente tutte quelle indicate nelle pagine relative alle unità didattiche del 3. modulo), rispondi al seguente, articolato quesito (nella forma più sintetica possibile):
- Quali le principali aporie (incongruenze, contraddizioni) di ciascun modello di cielo che abbiamo incontrato e come si è via via proposto o tentato di risolverle? Soffermati, in particolare, sugli argomenti introdotti da Galileo per difendere il sistema copernicano dalle obiezioni che gli venivano mosse.
Uno dei primi modelli geocentrici è quello introdotto da Eudosso nel quale spiega i moti dei pianeti intorno al sole ma non chiarendo le variazioni di luminosità che facevano pensare a variazioni di distanza. Questo viene spiegato successivamente da Ipparco che lo corregge introducendo due meccanismi: le sfere eccentriche e gli epicicli ( in un’orbita secondaria che ruota su quella principale attorno alla Terra ruotano i pianeti variando la loro distanza). Il modello eliocentrico viene ipotizzato da Aristarco nel III sec. a.C, con il quale si potevano spiegare e prevedere i vari fenomeni. Quest’ultimo viene poi ripreso da Copernico anche se con diversi problemi: le orbite circolari e non elittiche come spiegherà Keplero, la variazione di parallasse che in realtà non si osserva perchè l’universo è infinito e la percezione del moto della Terra che si spiegherà successivamente col principio di inerzia. Galileo, successivamente, riprenderà il modello di Copernico e lo difenderà cercando di far cadere il modello tolemaico attraverso esperimenti (come quello della nave) o osservazioni col cannocchiale.
Sintetico ma quasi esaustivo (mancano le ragioni dell’inadeguatezza del modello di Ipparco).
Le maggiori aporie tra i diversi modelli di cielo riguardano principalmente il fatto di chi debba stare al centro dell’universo, se la Terra oppure il Sole, secondo me.
Galileo Galilei, nelle obiezioni che gli vengono mosse, difende il sistema copernicano basandosi principalmente su ciò che aveva osservato grazie al cannocchiale (come per esempio il fatto che la luna non appariva come una “perfetta sfera di cristallo” ma sembrava essere simile alla Terra, e che ci fossero dei punti di luce che potevano far alludere al fatto che il sole si riflettesse anche li) e argomentando la possibilità della rotazione terrestre.
Le sue ipotesi sono andate molto contro al principale presupposto della cosmologia aristotelica, come per esempio il fatto che non tutti i corpi celesti debbano muoversi di moti circolari uniformi intorno alla Terra.
Lui era solito fare una distinzione tra la Fede (quindi le Sacre Scritture e quanto espresso in esse) e la Natura poiché riteneva che essa doveva essere “aperta” ai cambiamenti nel tempo, sopratutto per quelli riguardanti l’astronomia.
Perciò Galileo, e prima di lui Copernico, difesero le loro teorie sicuramente perché quel modello obbediva a esigenze estetiche e filosofiche, come per esempio porre il Sole al centro dell’Universo, visto che la loro teoria si basava sul fatto che non la Terra, ma il Sole si trovava al centro del sistema con i pianeti che gli giravano attorno con un moto di rivoluzione.
Si, ma quali erano le difficoltà proposte nei modelli geocentrici? Inoltre, la discussione di Galileo della Scrittura non è questione del tutto pertinente (a meno che tu non precisi che cosa la Bibbia suggeriva dal punto di vista astronomico).
Inizialmente il modello geocentrico presentavano difficoltà per quanto riguarda le posizioni relative dei corpi nella volta celeste e il primo che cercó di risolvere questa irregolarità fu Eudosso di Cnido. Egli scompose infatti il moto apparentemente disordinato dei diversi corpi celesti in una combinazione di più moti circolari uniformi. Nonostante ciò il suo modello mostrava delle anomalie inspiegabili soprattutto sulle variazioni di luminosità che facevano pensare a variazioni di distanza. Intervennero quindi prima Ipparco, che introdusse i due meccanismi delle sfere eccentriche e degli epicicli e poi Tolomeo che, ai dati raccolti dai precedenti astronomi, aggiunse quelli derivanti dalle sue osservazioni dirette. Egli propose quindi il definitivo modello geocentrico che verrà considerato vero fino all’epoca di Galileo. Le
difficoltà provenienti da esso, vennero affrontate da Aristarco di Samo che propose l’innovativo modello eliocentrico. Ponendo il sole al centro del sistema, non ci sarebbero state più le complicazioni dovute alle sfere aristoteliche e agli epicicli di Tolomeo poiché i pianeti avrebbero potuto muoversi di moto uniforme lungo orbite perfettamente circolari. Nonostante ciò, anche questo modello presentava delle incongruenze: le orbite dei pianeti non potevano essere circolari ma ellittiche, non vi era la variazione del parallasse e il moto della Terra intorno a se stessa doveva per forza essere percepito. Galileo cercó dunque di affrontare queste problematiche confutando il sistema aristotelico-tolemaico e proponendo delle possibilità a favore dell’eliocentrismo.
Che cosa esattamente propose Galileo? E quali erano le difficoltà persistenti nel modello di Ipparco-Tolomeo?
Prima di tutti i modelli di cielo ci fu quello geocentrico, interpretato da più studiosi prevalente appartenenti al mondo greco, dove la terra non veniva più vista come piatta ( grazie al ragionamento che superava quello che i sensi ci potevano apparentemente trasmettere) ma rotonda e posta al centro del sistema solare con tutti i pianeti e le stelle che le ruotavano intorno. Tuttavia questo modello solare presentò varie problametiche e contraddizioni, prima tra tutte quella relativa alla difficoltà di spiegare le diverse posizioni dei corpi nella volta celeste nel corso dei giorni, settimane e mesi se si ipotizza che la terra sia ferma. Per risolvere queste problematiche si cimentarono vari studiosi dell’epoca, primo tra tutti fu Eudosso di Cnito che provò a risolvere queste anomalie con un sistema formato da più moti circolari uniformi. Tuttavia anche questa proposta di Eudosso risultò problematica, in quanto non spiegava certe anomalie come i movimenti retrogradi della terra. Successivamente Ipparco sostenne ancora il sistema geocentrico e presentò un modello formato da sfere eccentriche ed epicicli, dove il centro delle sfere eccentriche non coincideva più con quello della terra, ma in punto della retta immaginaria che collega la terra al sole. Abbandonando il geocentrico, prima di passare a quello eliocentrico ci furono delle proposte che sembrarono delle “vie di mezzo”, come quella di Eraclide Pontico, che immaginò che la terra fosse sempre al centro dell’umiverso, ma che Venere e. escursione ruotassero intorno al sole, e insieme attorno alla terra. Il primo a proporre un modello eliocentrico fu Aristarco di Samo, che propose lo stesso modello di Copernico. Questo, prevedeva che il sole fosse posto immobile al centro dell’umiverso, con la terra e tutti gli altri pianeti liberi di ruotargli intorno seguendo moti circolari. Anche questo modello però fu oggetto di obiezioni, tra cui quella secondo la quale se la terra si muovesse i suoi abitatnti dovrebbero sentire un forte vento in direzione opposta, o quella sul fatto che le orbite dei pianeti non siano circolari ma ellittiche, o ancora quella secondo la quale la distanza tra due stelle fisse del firmamento dovrebbe variare in base al moto della terra.
Galileo si fece difensore di queste teorie di Copernico e tentò di giustificare le critiche che gli furono rivolte. In anzitutto spiegò che questo modello prevedeva un’effettiva parallasse, ovvero una variazione della distanza tra due stelle fisse, ma che però non è grandissima e non può essere percepita a occhio nudo, ma solo tramite specifici strumenti. Galileo diede inoltre una spiegazione al perché non percepiamo un forte vento dovuto al movimento della terra tramite il principio di inerzia.
Hai proposto un’analisi abbastanza esauriente. Attenzione a 2 punti: il sistema di Eudosso non era contraddetto da “movimenti retrogradi della terra” (?), Galileo non si occupa del problema della (mancata variazione di) parallasse
per quanto riguarda i modelli geocentrici troviamo innanzitutto quello di Eudosso, caratterizzato dalla presenza di sfere che ruotano attorno ad altre sfere (tutte con cento nella terra ) per ogni pianeta, fino a un numero massimo di 4 orbite per le stelle erranti, il principale problema per questo modello era quello della variazione di luminosità dei pianeti che faceva pensare a delle variazioni di distanza. Ipparco cercò di proporre una spiegazione introducendo nel modello le sfere eccentriche e gli epicicli, cambia quindi il centro su cui ruotano i pianeti e le stelle.
per quanto riguarda invece i modelli eliocentrici, il primo a proporne uno fu Aristarco, anche il suo modello presenta dei problemi, infatti il moto annuale della terra attorno al sole dovrebbero comportare uno spostamento dell’angolo tra la terra e due stelle scelte a caso, inoltre se supponiamo che le sfere siano ellittiche, avvicinandosi alla terra le stelle dovrebbero apparire più vicine tra loro, ma questo non avviene quindi o la terra è immobile al centro dell’universo o le stelle sono poste talmente lontano da rendere questa differenza di distanza impercettibile, l’ultimo problema riguarda il moto della terra attorno al proprio asse che dovrebbe essere percepito dagli uomini
Buone rilevazioni. Manca un cenno sui limiti del modello di Ipparco e sui modi in cui Galileo (o Bruno o altri) tentarono di risolvere i problemi posti dal modello copernicano.
L’astronomia del mondo classico nasce sostanzialmente geocentrica. Si noti che l’intuizione che la Terra sia rotonda, immobile al centro dell’universo, costituisce già una profonda innovazione. Il modello geocentrico presenta difficoltà considerevoli, poiché, sebbene tutti i corpi celesti partecipino dell’apparente rotazione diurna intorno alla Terra, le posizioni relative dei corpi nella volta celeste mutano attraverso i giorni, i mesi, gli anni; il che si spiega con difficoltà immaginando la Terra immobile (problema del moto retrogrado dei pianeti e della loro variazione di luminosità). Nel modello di Eudosso di Cnido, sì tratta di un modello puramente geometrico, il cui intento non è quello di descrivere quali realmente siano i moti dei corpi celesti, bensì quello di salvare i fenomeni, in senso platonico. Eudosso, pertanto, scompone il moto apparentemente disordinato dei diversi corpi celesti in una combinazione di più moti circolari uniformi. Fu per risolvere il groviglio di difficoltà proposto dai sistemi geocentrici che Aristarco di Samo propose, dunque, con un colpo di genio, il modello eliocentrico, che coincide puntualmente con quello proposto 18 secoli dopo da Copernico. Ponendo il sole al centro del sistema, non ci sarebbero state più le complicazioni dovute alle sfere aristoteliche e agli epicicli di Tolomeo poiché i pianeti avrebbero potuto muoversi di moto uniforme lungo orbite perfettamente circolari. Nonostante ciò, anche queste revisioni presentano delle incongruenze: le orbite dei pianeti devono essere ellittiche, non c’è la variazione del parallasse e il moto della Terra intorno a se stessa sarebbe dovuto essere percepito.
Mi sembra di aver già sentito quanto scrivi… intendo “letteralmente sentito”… o “letto”… Sarebbe forse stato meglio verificare la tua preparazione cercando di rispondere “con parole tue” al quesito, dopo avere cercato di coglierne il tenore (concentrandoti, anche schmaticamente, sui singoli modelli, le loro incongruenze e le relative ipotesi di soluzione).
SISTEMA GEO-CENTRICO
Incongruenze:
-posizioni mutevoli e irregolari dei corpi celesti
-differenza di luminosità di Venere.
Tentativi di soluzione:
– modello di Eudosso (posizionamento dei corpi celesti in sfere di cristallo combinate tra loro, in particolare una per le stelle fisse, tre per il Sole e la Luna, quattro per gli altri), che però non spiegava in modo soddisfacente la variazione di luminosità di alcuni pianeti.
– modello di Ipparco (sfere eccentriche ed epicicli, ovvero i pianeti si muovevano su un orbita il cui centro si collocava su un’altra orbita), successivamente ripreso da Tolomeo ma in conflitto con la fisica aristotelica, poiché la sovrapposizione di orbite necessitava del “vuoto”, improponibile per Aristotele e la sua teoria secondo la quale il vuoto genera velocità infinite.
SISTEMA ELIO-CENTRICO
Incongruenze:
– errore di parallasse nel caso di orbita circolare della Terra intorno al Sole, che però non si verifica
– il moto della Terra intorno al proprio asse dovrebbe essere percepito dagli uomini a causa di un forte vento in direzione contraria al moto della rotazione e della tendenza degli oggetti a cadere in traiettoria obliqua e non verticale.
Tentativi di soluzione:
– infinità dell’universo, che eliminerebbe l’errore di parallasse.
– relatività del moto, grazie al quale si arriva al principio di inerzia (in grado di spiegare perché non percepiamo il movimento della Terra)
– forza di gravità, che spiega il movimento dei corpi celesti in mancanza di puti di riferimento, persi nell’infinità dell’universo.
– Galileo difende il sistema elio-centrico confutando il sistema aristotelico-tolemaico o argomentando sotto forma di “possibilità” la rotazione terrestre, utilizzando esperimenti “immaginari” o citando esperimenti fatti in epoca classica, non fornisce quindi nessuna prova certa e valida a favore del sistema copernicano
Ottima sintesi
I primi modelli astronomici che incontriamo sono geocentrici e quindi pongono la terra sferica e immobile al centro dell’universo. Questo tipo di modello presenta delle incongruenze, poiché le posizioni dei corpi nella volta celeste rispetto alla terra cambiano posizione e luminosità. Il primo a proporre una ‘soluzione’ fu Eudosso di Cnido, che propose un modello geometrico di moti circolari uniformi per giustificare i fenomeni che vediamo accadere nella volta celeste. Questo però non spiegava il cambiamento di luminosità e i rallentamenti o moti retrogradi degli astri.
Successivamente Ipparco riprese questo modello aggiungendo però il meccanismo delle sfere eccentriche e degli epicicli: il centro dell’orbita attorno a cui ruotavano le sfere non era più fisso, in questo modo c’era un’orbita su un’orbita che giustificava la variazione di distanza dei corpi dalla terra.
Anche Tolomeo studiò e fece osservazioni dirette del modello geocentrico,
Eraclide Pontico invece immagino che Mercurio e Venere girassero intorno al sole e non alla Terra, pur mantenendo quest’ultima al centro dell’universo.
Aristotele propose un modello geocentrico che prevedeva la finitezza dell’universo, la distinzione tra mondo celeste e mondo sublunare, la teoria del moto (gli unici moti naturali sono quello circolare degli astri e quello verticale di caduta dei gravi, gli altri hanno bisogno di un motore) e la negazione del vuoto e della forza di gravità. Anche se l’ipotesi di Aristotele è sembrata soddisfacente per moltissimo tempo presenta delle evidenti incongruenze. Non viene spiegata la variazione di luminosità degli astri né i moti come il lancio di un oggetto.
Il primo a ipotizzare un modello eliocentrico fu Aristarco di Samo, che riuscì a spiegare i fenomeni celesti ponendo il sole al centro e i pianeti (compresa la Terra) su orbite perfettamente circolari con moto uniforme. Questo modello seppur più ‘compatibile’ degli altri, non riesce a spiegare perché la rivoluzione della terra non sia percepita dai suoi abitanti, perchè non accade la variazione di parallasse rispetto alle stelle e si basa su un tipo di orbita, circolare, non esatta.
Galileo, che riprese il modello di Aristarco, spiegò il problema fornendo una prima formulazione del principio di inerzia. Difese inoltre il modello copernicano (seppur questo non spiegasse la parallasse stellare e non prevedesse le orbite ellittiche) confutando il sistema tolemaico e mostrando la possibilità della rotazione terreste tramite esperimenti.
Anche le ipotesi di Galileo non erano tutte corrette ma per arrivare a modelli astronomici sempre più accurati dobbiamo aspettare le scoperte di studiosi come Newton e Einstein.
Come ben sappiamo il conflitto generatosi nella comunità scientifica tra i sostenitori del modello geocentrico e coloro che appoggiavano il modello eliocentrico ha portato l’uomo ad uno stato di comprensione del cosmo e del suo funzionamento decisamente avanzato. Ogni modello ha diverse sfaccettature:
Il modello geocentrico risponde sicuramente con più accuratezza agli stimoli dei nostri sensi rispetto a quello eliocentrico, ma presenta diverse difficoltà nel salvare i fenomeni. Questo modello infatti non riesce a dare una spiegazione valida al mutamento della volta celeste nel tempo, difficilmente immaginabile asserendo che la Terra sia immobile. Eudosso di Cnido prova a proporre un modello matematico che in parte risponde a questo quesito, ma non alla variazione di luminosità dei corpi celesti.
Ipparco e Tolomeo perfezionano ulteriormente questo modello con la teoria degli eccentriche degli epicicli, geometricamente simili, che consistono, in breve, in ulteriori orbite dei pianeti che spiegherebbero la variazione di luminosità.
A questo modello si contrappone quello Copernicano, grazie al quale diventa più semplice salvare i fenomeni dal punto di vista matematico. Il primo a proporre questo modello fu Aristarco di Samo. Questo modello prevede un’orbita circolare dei pianeti attorno al sole senza necessitare di complessi epicicli o delle sfere aristoteliche.
Nonostante questo anche il modello copernicano presenta dei problemi:
1)Innanzitutto per salvare i fenomeni fino in fondo, come sostiene Keplero, non è possibile definire le orbite dei pianeti come circolari, ma devono necessariamente essere ellittiche.
2)Secondo il modello l’angolo di parallasse dovrebbe variare periodicamente ma questo non avviene
3)Il moto della Terra dovrebbe essere percepito dagli uomini. Dovrebbe infatti soffiare un vento molto forte nella direzione opposta al moto, e un oggetto lasciato cadere dall’alto dovrebbe delineare una traiettoria obliqua e non verticale.
Galileo non riesce a trovare le prove per dimostrare che i pianeti del nostro Sistema girano intorno al Sole, ma perlomeno lo conferma come possibile, innanzitutto confutando quello tolemaico grazie alle osservazioni del cannocchiale ed in seguito argomentando la possibilità di una rotazione terrestre con l’esempio della nave (presupposto della relatività del moto).
La profonda convinzione di poter argomentare il modello eliocentrico non solo matematicamente ma anche dialetticamente lo portarono sull’incudine della Santa Inquisizione e allo scontro con la Chiesa romana.