Divulgazione Scientifica: Storia della Scienza, Astronomia, Osservazione Astronomica

Il modello di Tolomeo

Divulgazione scientifica, storia della scienza, storia dell'astronomia, astronomia

I Sumeri, i Babilonesi, gli Egizi furono attenti e scrupolosi osservatori dei fenomeni celesti, ma solo i Greci riuscirono ad ottenere importanti risultati nell'impresa di razionalizzare le osservazioni effettuate. Gli astronomi greci si proposero tra gli obiettivi primari del loro lavoro la costruzione di un modello geometrico dei fenomeni celesti che ne consentisse sia una semplice e corretta interpretazione, sia una facile e affidabile previsione.
L'impresa degli astronomi greci di geometrizzare l'Universo trovò la sintesi migliore nell'opera dell'alessandrino Tolomeo (100-170 d.C.), che ideò un sistema in grado di rendere conto dei movimenti di tutti i corpi celesti, compresi i pianeti, con una precisione che in generale è anche superiore a quella consentita dalle rilevazioni eseguite a occhio nudo. I Tolomei d'Egitto fecero di Alessandria la splendida capitale culturale dell'ellenismo. Qui essi crearono il Museo ( Mouseion , luogo consacrato alle Muse), dove gli studiosi, mantenuti a spese del sovrano, potevano lavorare con particolare efficacia data la ricchezza di mezzi di ricerca e di materiale scientifico messo a loro disposizione. I 700.000 volumi raccolti nelle biblioteche del Museo rappresentavano praticamente tutto lo scibile umano del tempo, e ad esso gli studiosi di scienze e di letterature poterono attingere con grande profitto, sviluppando quel processo di specializzazione che già nel IV sec. a.C. era cominciato nella scuola di Aristotele.
Il modello di Tolomeo è qualificato come geocentrico perché pone la Terra all'interno delle orbite descritte dai pianeti, dal Sole e dalla Luna, anche se in posizione leggermente eccentrica, cioè un po' spostata rispetto al centro del sistema. Il sistema tolemaico, inoltre, presenta le seguenti caratteristiche:
- i pianeti si muovono lungo circonferenze (epicicli) i cui centri, a loro volta mobili, descrivono altre circonferenze, dette deferenti;
- la sfera celeste ruota attorno al proprio asse nel tempo di circa 24 ore;
- gli astri sono posizionati a distanze diverse dalla Terra e in una successione ben precisa (Luna, Mercurio, Venere, Sole, Marte, Giove, Saturno, Stelle fisse);
- il moto degli astri è determinato da un motore esterno (Primo Mobile), il quale riesce a vincere la passività che caratterizza la materia.
Fra le diverse osservazioni interpretate in modo convincente dal modello tolemaico ne riportiamo solo alcune. Il giorno sidereo, che è il tempo intercorrente fra due passaggi consecutivi di una stella sullo stesso meridiano, corrisponde al tempo impiegato dalla sfera celeste per completare il suo moto attorno alla Terra. Questo moto giornaliero, che avviene in senso orario da Est verso Ovest, coinvolge anche gli altri astri che, così come la sfera celeste, ruotano attorno alla Terra in senso orario, sorgendo da punti prossimi all'Est e tramontando in punti prossimi all'Ovest. Il Sole, la Luna e i pianeti, inoltre, realizzano un moto di rivoluzione attorno alla Terra in senso antiorario, da Ovest verso Est, e lo completano in tempi diversi. I moti di rivoluzione del Sole, della Luna e dei pianeti attorno alla Terra, ipotizzati da Tolomeo, spiegano in particolare perché:
- il Sole culmina su un determinato meridiano con un ritardo di circa 4 minuti rispetto alle stelle fisse (il giorno solare è perciò più lungo del giorno sidereo);
- l'intervallo di tempo fra due fasi lunari dello stesso tipo è di 29 giorni e circa 13 ore (tanto è il tempo impiegato dalla Luna per completare il suo moto di rivoluzione, mentre quello del Sole è di 365 giorni e circa 6 ore).
Il modello tolemaico, grazie all'invenzione degli epicicli e dei deferenti, riesce a spiegare bene anche perché in alcuni momenti il moto dei pianeti, pur avvenendo sempre in senso antiorario (diretto), può apparire da un osservatore terrestre come se si realizzasse in senso orario (retrogrado) dando l'impressione di un loro retrocedere.
È senza dubbio fra i migliori modelli proposti dagli astronomi greci e per oltre quindici secoli ha rappresentato un sicuro riferimento per tutti gli studiosi del cielo.
Anche coloro che avrebbero abbattuto Tolomeo lo trattarono con grande deferenza e lo considerarono un maestro. Copernico costruì il De revolutionibus sullo schema dell' Almagesto , concependolo quasi come una semplice correzione dell'opera dell'astronomo alessandrino, e Galileo sostenne di non avere "imparato astronomia da quei maestri delle prime bozze (come gli espositori della "sfera", ndr ), ma da Tolomeo". All'inizio del capitolo abbiamo già spiegato che non è sbagliato affermare che il Sole gira intorno alla Terra perché ciò è esatto dal punto di vista dell'osservatore; il movimento infatti non è una proprietà dell'oggetto come ad esempio la dimensione e il peso, dunque i movimenti degli astri e dei pianeti non sono ad essi connaturati. Il movimento è una proprietà dell'oggetto rispetto all'osservatore: noi affermiamo ad esempio che qualcosa sta alla nostra destra o alla nostra sinistra rispetto alla nostra posizione e due individui posti di fronte, sulla stessa riva di un fiume, vedono il corso d'acqua uno alla propria destra l'altro alla propria sinistra. I punti di vista di Tolomeo e di Galileo sono perfettamente equivalenti a causa della proprietà relazionale. Delle due la rappresentazione geocentrica è la più intuitiva ma ha un punto debole: presenta un errore fisico nel posizionamento dei pianeti. Nel systema mundi di Tolomeo è Venere, anziché Mercurio, a essere schierato vicino al Sole, e questo a causa dell'assunto secondo cui gli oggetti più vicini hanno periodi più brevi di percorrenza nel cielo. I Greci non erano interessati alla distanza degli astri e dei pianeti quanto piuttosto alla posizione angolare.

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