Le Leggi di Keplero: modelli astronomici geocentrico ed eliocentrico

Il sistema geocentrico

Modello astronomico che pone la terra al centro dell' universo. Nato nell'età antica, ebbe ampia diffusione nel medioevo, soprattutto per ragioni religiose: una posizione privilegiata della Terra al centro dell' universo andava d'accordo con la visione dell'uomo "centro" della creazione.

fu soppiantato dal sistema eliocentrico Modello astronomico che pone il sole al centro dell' universo ( elios = sole in greco), affermatosi fra il XVI e il XVII secolo.

Terra Júpiter Lua Venus Mercúrio Marte Sol Saturno Sistema geocentrico

Solume Sole Mercurio Gioye Venere Marte stelle fisse Luna Sistema eliocentricoEudosso di Cnido elabora una teoria geocentrica. Il filosofo Aristotele la perfeziona e la impone ai secoli successivi .

L'astronomo Ipparco Il per spiegare i moti retrogradi introduce deferenti ed epicicli , La sua proposta non avrà molto successo.

Tolomeo perfeziona il geocentrismo, riprendendo sia il sistema aristotelico sia i deferenti e gli epicicli di Ipparco. Il suo sistema , detto aristotelico- tolemaico, è compatibile con la dottrina della Chiesa e consente di prevedere le posizioni dei pianeti e le eclissi; avrà perciò un grande successo.

Il sistema geocentrico viene messo in crisi da Copernico. Si afferma una visione eliocentrica.

XVI. Sec. d.C. IV Sec. a.C. II. Sec. a.C. II. Séc. d.C. Cristo

Geocentrismo

Si afferma il modello geocentrico aristotelico Si afferma il modello geocentrico aristotelico tolemaico

Gi arabii perfezioneno Tolemaico 1050 (circa). Tavole di Toledo 1252. Tavole alfonsine.Le sfere omocentriche di Eudosso di Cnido

Le sfere omocentriche di Eudosso di Cnido

LUNA MERCURIO VENERE SOLE MARTE GIOVE SATURNO STELLE FISSE

• La fama dell'astronomo e matematico Eudosso (II sec. A.C) è legata soprattutto allo sviluppo delle sfere omocentriche, ossia di un universo diviso in sfere aventi un unico centro di rotazione: la terra.
• I pianeti sono "incastonati" nelle sfere, che li trascinano nel loro movimento.

Aristotele riprende Eudosso e ne perfeziona il sistema

Moto e Ovest Saturno Giove Marte Venere Moto proprio dei planet Luna Mercurio Sole Sfera stelle fisso L'Universo geocentrico di Aristotele

• Aristotele ripropone, perfezionandolo, il modello di Eudosso: i cieli sono otto, formati da sfere concentriche di cristallo trasparente; i pianeti sono "incastonati" nelle sfere che li trascinano da est verso ovest, con un movimento a velocità costante.
• L'ultima sfera dei cieli , nella quale sono incastonate le stelle fisse,è la più perfetta: il suo movimento e di origine divina.
• La tradizione cristiana avrebbe poi aggiunto un nono cielo (il Primo mobile) e l'Empireo, il cielo in cui risiede Dio.DIO

I nove cori angelici

I NOVE CORI ANGELICI Rosa dei Beati Credenti in Cristo venturo Credenti in Cristo venuto EMPIREO EMPIREO vii ciele. Vi cielo.di Glav Spiriti combattenti per la fe Spinti IL(Domination elo 8 (Virtù) SFER Paradne Terrestre Purgatorio Emisfero delle Il cisio. di Mercurio TERRA Angel Emisfero della terra emersa Inferna gloria ( Accangelo)) Gerusalesivos ARIA (Serating VIR cielo S di Salu Sp amplasvi (Troni cielo di Mart de Icialo dellaLur X cinio ctista Ecco come il poeta Dante Alighieri immagina il mondo nella Divina Commedia: il modello è sostanzialmente quello aristotelico, con l'aggiunta del Primo mobile e dell' EmpireoIpparco e il problema dei moti retrogradi

Ipparco e il problema dei moti retrogradi

Doy Il moto retrogrado di Marte

• I pianeti seguono a volte dei moti retrogradi.
• Retrogrado è il movimento di un corpo celeste quando si muove nel verso opposto a quello normalmente atteso.
• Il sistema aristotelico non era in grado di spiegare i moti retrogradi, né di prevedere con esattezza quale posizione avrebbe occupato un astro.

Terra deferente epiciclo pianeta Ipparco, che sarà poi ripreso da Tolomeo, per spiegare i moti retrogradi suppose che i pianeti percorressero delle circonferenze di raggio relativamente piccolo (gli epicicli), i cui centri a loro volta si muovevano su circonferenze di raggio molto maggiore (i deferenti)Tolomeo

Tolomeo

Claudio Tolomeo, (100 - 175 circa), fu un astronomo e geografo che visse e lavorò ad Alessandria d'Egitto. Fu autore di importanti opere scientifiche, la principale delle quali è il trattato astronomico noto come Almagesto.

Tolomeo riprende la visione geocentrica aristotelica ma anche le teorie di Ipparco. Siccome il sistema elaborato da Tolomeo consentiva di prevedere la posizione dei pianeti e le eclissi, ebbe un grande successo lungo tutto il medioevo.

La visione geocentrica che si afferma con Tolomeo è nota come sistema L' Almagesto

L'Almagesto

• L'Almagesto è una delle opere scientifiche più influenti dell'antichità, Tolomeo vi sintetizzò la conoscenza astronomica del mondo greco basandosi soprattutto sul lavoro svolto tre secoli prima da Aristotele e da Ipparco. Il "sistema tolemaico" (un sistema geocentrico basato su deferenti ed epicicli) rimase di riferimento per tutto il mondo occidentale (ma anche arabo) fino a che non fu sostituito dal modello di sistema solare eliocentrico dell'astronomo polacco Copernico.
• L'Almagesto contiene anche un catalogo di stelle, probabilmente un aggiornamento di un analogo catalogo compilato da Ipparco.

Un pagina manoscritta dell'Almagesto, l'opera astronomica più famosa ed influente di tutto il medioevo 1 Torta font Venen: Sele Marc Giuse Satura? Siora stellung -O Firmamentum Il modello aristotelico/tolemaico: otto sfere esterne alla terra, il cielo delle stelle fisse o "firmamentum" ; epicicli, deferenti e il "primo mobile" che muove tutte le sfereLa teoria copernicana e la vittoria dell'eliocentrismo

La teoria copernicana e la vittoria dell'eliocentrismo

• Niccolò Copernico, è uno scienziato polacco vissuto nel XVI secolo
• Afferma che il sole è al centro dell'universo e tutti i pianeti ruotano attorno ad esso
• La sua teoria si chiama copernicana o eliocentrica (sole al centro).
• L'opera in cui Copernico espone il suo sistema eliocentrico è il De Revolutionibus orbium coelestium, "le rivoluzioni dei pianeti", ossia "I moti dei pianeti") e fu pubblicata a Normberga nel 1543, con la dedica a Papa Paolo III .

Il sistema copernicano

Secondo copernico, la terra compie due "rivoluzioni" o moti: 1. intorno a se stessa in un giorno; 2. intorno al Sole, come gli altri pianeti venere mercurio O Terra e Luna SOLE Mante STELLE Giove SaturnoConfrontiamo i due modelli

Confrontiamo i due modelli

Modello Geocentrico * Modello Eliocentrico * Il modello eliocentrico spiega in modo semplice il moto retrogrado, senza fare ricorso ad epicicli e deferenti: l'inversione del moto dei pianeti è solo apparente ed è un prodotto della diversa velocità dei pianeti.Galileo

Galileo

Dopo Copernico la teoria copernicana fu ripresa da Galileo Galilei. Grazie al cannocchiale, egli provò la validità della teoria copernicana. Il Sant'Uffizio inquisì Galileo Galilei perché egli aveva esposto e provato tesi eliocentriche che fino ad allora erano state considerate del tutto eretiche: fu condannato al carcere a vita, poi trasformato in una condanna agli arresti domiciliari. Inoltre fu condannato a recitare preghiere quotidiane per tre anni e dovette pronunciare un atto di abiura (1633), ossia una dichiarazione in cui affermava che tutte le sue teorie erano sbagliate e che vi rinunciava per sempre.Downl

Giosuè 10,12 (Antico Testamento)

• Contro Galileo e l'eliocentrismo l'inquisizione utilizzò un passo della Bibbia tratto dal libro dell'Antico Testamento intitolato Giosuè.
• Per prolungare la giornata ed assicurare la vittoria agli Israeliti, Giosuè grida: «Fermati, o sole, su Gabaon, e tu, luna, sulla valle di Aialon! »
• Da questa frase secondo l'inquisizione si doveva dedurre che la terra stava immobile al centro dell'universo e il sole vi ruotava attorno.
• L'eliocentrismo sembrava dunque contraddire le sacre scritture ed era perciò da considerarsi una teoria eretica.

Perché Galileo fu condannato e Copernico no?

1. Galileo non presenta l'eliocentrismo soltanto come un'ipotesi matematica (così aveva invece fatto Osiander nella prefazione al De rivolutionibus di Copernico): per lui l'eliocentrismo è vero e reale.Giovanni Keplero (1571-1630)

Giovanni Keplero (1571-1630)

IOANNIS KEPFLERE Mahirmatki Carlami Fu un convinto protestante, debole di costituzione e spesso malato soffriva di una forte miopia congenita. Visse all'epoca della "Guerra dei Trent'Anni" e la sua vita quotidiana fu molto difficile. Fu perseguitato per motivi religiosi e tra il 1617 e il 1620 dovette difendere la madre dall'accusa di stregoneria. Aveva una numerosa famiglia, frutto di due matrimoni, ma riusciva con difficoltà a riscuotere lo stipendio. Morì mentre cercava di ottenere direttamente dall'Imperatore Ferdinando II i 10.000 fiorini (il suo stipendio annuo era di 1000 fiorini) che gli erano dovuti. Keplero credeva nel sistema copernicano con un trasporto quasi religioso e rifiutò una chiamata all'Università di Bologna quando seppe da Galileo come era considerato in Italia tale sistema. La sua grande (e unica) fortuna fu quella di essere nominato assistente del celebre Tycho Brahe a Praga nel 1600. Poco dopo Brahe morì improvvisamente e Keplero prese il suo posto, ereditando l'enorme mole di eccezionali dati osservativi ottenuti in anni di lavoro dal vecchio maestro .. Come Copernico e Galileo anche Keplero riteneva circolari le orbite dei pianeti; solo successivamente, per far coincidere i suoi calcoli con le osservazioni di Brahe, prese in considerazione anche altre figure geometriche. Keplero capì che la forma corretta delle orbite planetarie è l'ellisse, che descrisse come un "cerchio allungato"; inoltre, si rese conto che il Sole non sta al centro dell'ellisse, ma in uno dei due "fuochi". Comprese che il moto di rivoluzione non avviene a velocità costante, ma che i pianeti si muovono più rapidamente quando sono più vicini al Sole. Sicuro dell'esistenza di un'armonia nell'Universo, Keplero cercò infine di trovare una regolarità tra i semiassi maggiori delle orbite e i periodi di rivoluzione . Le prime due leggi furono pubblicate nel 1609 ("Astronomia nova"), la terza nel 1619 ("Harmonices Mundi"). La prima e la seconda legge superavano delle concezioni "arcaiche" dell'Astronomia, cioè le assunzioni che, poiché i moti celesti sono "perfetti", le orbite dei pianeti devono essere circolari e percorse con velocità uniforme.