STORIA DEL MODELLO COSMOLOGICO

Da Aristotele al 1600 D.C. si è imposto il MODELLO GEOCENTRICO che vedeva la Terra al centro dell'universo e il Sole, la Luna e gli altri pianeti orbitare intorno. Infine c'erano le stelle fisse. Le orbite erano pensate circolari, i pianeti lisci e sferici. Il mondo terrestre era considerato imperfetto formato dai quattro elementi: terra, aria, acqua e fuoco. Il cielo e fuori dalla Terra vi era la quinta essenza detta ETERE.

TOLOMEO perfeziona il modello geocentrico per giustificare in modo rigoroso il moto anomalo di alcuni pianeti come Marte che sembravano  tornare indietro in alcuni tratti della loro orbita. 

Introduce l'epiciclo e il deferente (vedi figura). Ogni pianeta ha un'orbita circolare (epiciclo) intorno ad un centro che a sua volta si muove in una traiettoria circolare intorno alla Terra (deferente).

La chiesa con la Scolastica fa sua questa teoria perché coerente con le sacre scritture.

Solo nel 1500 dopo più di 1000 anni, l'astronomo polacco Nicolò COPERNICO andando contro la Chiesa ripropone per primo il modello ELIOCENTRICO che spiegava in modo matematico i moti anomali osservati. Viene accusato di eresia e la sua pubblicazione viene vietata.

video della vita di Copernico 

Negli stessi anni, un astronomo danese di nome Tyco Brahe, diventa ricco e famoso per aver raccolto numerose e precise misure della  posizione di stelle e pianeti. 
Il Re di Danimarca gli dona un'isola dove costruire il suo osservatorio astronomico diventato famoso con il nome di URANIBORG.

 osservatorio astronomico di Tyco Brahe

 strumenti d'osservazione presenti ad Uraniborg

Progetto del castello di Uraniborg. Oggi non rimane più nulla.

Intanto KEPLERO, fisico e matematico tedesco, aveva fatto delle ipotesi personali sulle leggi che regolano il moto dei pianeti facendo riferimento a concetti matematici come ad esempio ai solidi platonici .

 modello cosmologico di Keplero basato sui solidi platonici

Intorno all'inizio del 1600,Keplero riuscì a farsi assumere da Tyco Brahe come assistente e , alla sua morte venne  in possesso  dei suoi dati sul moto di Marte che gli permisero di enunciare tre leggi sul moto dei pianeti:
 

 video sulla vita di Keplero

 

I LEGGE: le orbite descritte dai pianeti intorno al Sole sono ellissi, di cui il Sole occupa uno dei suoi fuochi.

(le ellissi non giacciono sullo stesso piano)

II LEGGE:  il raggio vettore che congiunge il Sole ed un pianeta del sistema solare descrive aree uguali in tempi uguali.

(NB: è la legge di conservazione del momento angolare ricavata in modo empirico)

applet: II legge di Keplero (clicca qui)

III LEGGE: il quadrato del periodo di rivoluzione di un pianeta attorno al Sole è proporzionale al cubo della sua distanza media dal Sole. 

Questo rapporto costante è lo stesso per tutti i pianeti in orbita intorno al Sole (è la costante di Keplero del Sole) e cambia solo se cambia il centro di gravità. Ad esempio per i satelliti di Giove il valore della costante cambia (è la costante di Giove).

applet III legge di Keplero (clicca qui)

Video lezione che spiega le leggi di Keplero

Nello stesso periodo Galileo Galilei perfeziona il cannocchiale e puntandolo verso il cielo scopre i crateri della Luna, le macchie solari, le fasi di Venere e cinque satelliti di Giove (da lui chiamati pianeti Medicei per ingraziarsi Cosimo II dei Medici signore di Firenze ). 

 le fasi di Venere disegnate da Galilei

Da queste osservazioni si convince sempre più della validità del modello Copernicano . La Terra gira intorno al Sole e noi non ci accorgiamo di nulla perchè siamo su un sistema inerziale rispetto il quale vale il principio di relatività.

Nel 1633 Galileo venne processato dal tribunale dell’Inquisizione per aver difeso le teorie copernicane e fu condannato a rinnegare le sue idee. (atto di ABIURA)

video sulla vita di Galilei

documentario storico su Galilei 

Tratto dal Film Ipazia:  ipotizza la prima legge di Keplero.

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