Introduzione all’astronomia antica

 

"SO CHE SONO MORTALE E DI ESSERE LA CREATURA DI UN GIORNO; MA QUANDO SCRUTO GLI INNUMEREVOLI CERCHI RUOTANTI DELLE STELLE, I MIEI PIEDI NON TOCCANO PIU' LA TERRA E, FIANCO A FIANCO DELLO STESSO ZEUS, MI SAZIO DI AMBROSIA, IL CIBO DEGLI DEI".

(Claudio Tolomeo)

 

Ti propongo un'avventura affascinante: L'ESPLORAZIONE DELL'UNIVERSO. Si tratta di una ricerca faticosa, ricca di intuizioni rivoluzionarie, ma anche di tabù durati secoli. Un'avventura ancora oggi emozionante. Io ti propongo di ripercorrerla. L'obiettivo: dipanare, almeno un po', l'enigma dell'universo.

Tu sai tutto. O quasi. Grazie alle immagini scattate dai satelliti. Grazie alle immagini scattate dai potenti telescopi che scrutano i segreti dell'universo viaggiando nello spazio. Hai visto, forse, addirittura il bombardamento in diretta del pianeta Giove da parte di frammenti di una cometa. Premessa: sulla RIVOLUZIONE DI ANASSIMANDRO ti propongo qualche pagina di un libro di un grande filosofo della scienza, Karl POPPER: "CONGETTURE E CONFUTAZIONI" (Il Mulino). Leggi con attenzione, prima di proseguire il presente viaggio, le pagine 238-239-240-241-242 (capitolo "Ritorno ai presocratici”). Popper definisce la concezione di Anassimandro "una delle più audaci, rivoluzionarie e portentose idee di tutta la storia..."Perché?

Anassimandro, anticipando Copernico, sostiene la dottrina eliocentrica.

Anassimandro non arriva a tanto. PER ANASSIMANDRO – in contrapposizione a Talete che sostiene che la Terra appoggia sull’acqua - LA TERRA NON HA BISOGNO DI ALCUN SOSTEGNO in quanto è letteralmente sospesa nello spazio. Come arriva Anassimandro ad una soluzione così "moderna" - una soluzione che ha reso possibili le teorie di Aristarco e di Copernico - ? Seguiamo l'interpretazione di Popper (sempre in "Congetture e confutazioni").

Mediante il ragionamento : se la terra fosse sorretta dall'acqua (è questa la teoria di Talete), scatterebbe un regressus ad indefinitum.

Hai colto nel segno. La tesi di Talete non può che produrre un processo all'infinito: se la Terra è appoggiata sull'acqua, l'acqua deve avere un altro appoggio, quest'altro appoggio deve avere un altro appoggio...

Ma come può Anassimandro giustificare concettualmente l'assenza per la terra di qualsiasi sostegno?

Egli, infatti, ritiene che la terra sia ferma a causa della sua equidistanza rispetto agli altri corpi, una equidistanza che fa venir meno l'idea di una direzione verso la quale possa verificarsi il crollo.

E' proprio così. Anassimandro, quindi, ritiene che la terra non abbia bisogno di alcun sostegno perché è equidistante dagli altri corpi: in che direzione dovrebbe "cadere”? Proseguiamo. Anassimandro non arriva a "scoprire” la forma di globo della terra : egli infatti la ritiene di forma cilindrica. Perché (sempre nella ricostruzione di Popper)?

Perché è stato tradito dall'esperienza osservativa: la superficie della terra è infatti per lo più "piatta".

E' questa l'interpretazione di Popper: Anassimandro si sarebbe lasciato tradire dall'osservazione,  dalla constatazione che la Terra viene percepita piatta.

Siamo agli eretici, a quei pensatori, cioè, che hanno escogitato teorie del tutto "anomale" rispetto a quella dominante. Partiamo dagli atomisti. Quale la loro concezione? Prova ad intuire sulla base di quanto già sai.

Provo a congetturare: se la loro è una dottrina "anomala", immagino siano arrivati ad anticipare qualcosa che poi ha scoperto la scienza. Sparo un'idea: forse hanno anticipato l'idea di universo "finito" tipico di Einstein.

Sei fuori strada. E' vero che il modello di universo di Einstein è finito, ma è anche vero che gli atomisti concepivano l'universo come infinito. Lo sai perché?

Perché, secondo gli atomisti, gli atomi, in quanto infiniti, non possono che aver formato un universo infinito.

E' questa la convinzione degli atomisti: per loro gli atomi, proprio perché infiniti, non possono che aver formato dei mondi infiniti.

Proprio perché infinito, tale universo non è né geocentrico né eliocentrico, ma acentrico (senza alcun centro). I pitagorici. Per loro la terra è tutt'altro che ferma, ma si muove. Quale potrebbe essere il suo movimento?

Provo a congetturare: per loro la terra si muove con un movimento circolare intorno al sole.

Hai espresso una tua congettura partendo dalle conoscenze che si hanno oggi. Secondo i pitagorici, invece, la terra si muove in modo circolare, insieme allo stesso sole, ai pianeti ed alle stelle, intorno ad un fuoco centrale che rimane a noi invisibile.

Eraclite di Ponto fa delle vere e proprie "anticipazioni": quali potrebbero essere?

Egli sostiene - immagino - che il moto delle stelle è dovuto alla rotazione annua della terra.

C'è stato in te un attimo di distrazione. Prova a riflettere un secondo: sei proprio sicuro che il moto delle stelle è dovuto alla rotazione annua della terra?

Mi sono sbagliato: si tratta, infatti, della rotazione diurna, della rotazione cioè che la terra effettua intorno al sole.

Ti sei, probabilmente, deconcentrato: si tratta della rotazione diurna che la terra effettua intorno a se stessa.

ERACLITE DI PONTO "ANTICIPA" LA ROTAZIONE QUOTIDIANA DELLA TERRA. ANTICIPA, INOLTRE, IL MOVIMENTO DI MERCURIO E DI VENERE INTORNO AL SOLE. Siamo all'ultimo degli "eretici”: Aristarco di Samo, il Copernico dell'antichità. Quale potrebbe essere la sua concezione?

Attribuisce al sole la posizione centrale dell'universo: che Copernico dell'antichità sarebbe se non anticipasse la dottrina eliocentrica?

Naturalmente: se è considerato il Copernico dell'antichità è perché ha posto il sole al centro dell'universo. In che cosa consiste, esattamente, questo copernicanesimo di Aristarco di Samo?

Nel ritenere che non è più il sole a ruotare intorno alla terra, ma è la terra a ruotare intorno al sole.

E' così: Aristarco di Samo ritiene che sia la Terra a ruotare in circolo intorno al sole.

Si tratta di idee geniali destinate a seminare la rivoluzione scientifica dell'età moderna. Per secoli e secoli, però, rimangono isolate, perdenti. Perché?

Immagino perché  l'idea del movimento rotatorio della terra non è in grado di spiegare alcuni fatti inoppugnabili: le nuvole, ad esempio, pur non essendo attaccate alla terra, non vengono  lasciati indietro; un uomo che salta in alto verticalmente, non ricade in un punto diverso da quello in cui ha spiccato il salto.

E' così. Come tale idea andava contro l'esperienza secondo cui è il Sole che quotidianamente gira intorno alla Terra.

Le idee "geniali” degli antichi sui movimenti ad esempio della terra, quindi, rimangono isolate per secoli perché fanno violenza all'esperienza e non spiegano determinati fatti.

Pensa che lo stesso Tolomeo (è da lui che ha il nome la concezione "tolemaica" dell'universo - quella "geocentrica" -) considera più semplice la congettura di questi geniali dell'antichità. Ecco il testo: "CI SONO ALCUNI CHE [...] RITENGONO CHE [...] IL CIELO SIA IMMOBILE E LA TERRA RUOTI ATTORNO ALLO STESSO ASSE DA OCCIDENTE VERSO ORIENTE, COMPIENDO UN GIRO OGNI GIORNO. [...] ORA, PER QUANTO CONCERNE I FENOMENI CELESTI, NON C'E' NULLA CHE SI OPPONE A CHE LA COSA STIA SECONDO QUESTA SEMPLICE CONGETTURA; MA SFUGGE A COSTORO CHE, IN BASE A CIO' CHE ACCADE TRA NOI NELL'ARIA, SIFFATTA TESI NON PUO' CHE APPARIRE DEL TUTTO RIDICOLA. INFATTI [SE LA TERRA RUOTASSE], TUTTI I CORPI NON APPOGGIATI ALLA TERRA APPARIRANNO COMPIERE UN SOLO MOVIMENTO, QUELLO CONTRARIO ALLA TERRA, E NON SI VEDRA' MAI ANDARE VERSO ORIENTE UNA NUVOLA, NE' NIENT'ALTRO CHE VOLI O SIA SCAGLIATO”.

 

Siamo alla seconda fase. L'oggetto: la dottrina dell'universo a due sfere, la dottrina, cioè, vincente. Ti propongo una nuova lettura, stavolta di T. Kuhn. Il libro: "La rivoluzione copernicana" (Einaudi. Lo devi solo consultare. Con l'aiuto dell'indice cerca i seguenti concetti: eclittica, retrocessioni dei pianeti, gli "elementi" terrestri, l'etere, il sistema deferente-epiciclo (leggi con attenzione anche le figure).

Un po’ di lessico di base. Iniziamo da un termine tecnicissimo (puoi rispondere solo se hai consultato il Kuhn): cosa si intende per "ECLITTICA"?

E' il moto ellittico (il termine eclittica - così ho capito - è il termine greco per dire quello che con un termine moderno si dice "ellittico") che percorre il sole in un anno in direzione est.

I moti dei corpi celesti sono considerati di tipo circolare, non ellittico!

L'ECLITTICA E' IL PERCORSO ANNUALE DEL SOLE IN DIREZIONE EST LUNGO LE COSTELLAZIONI CELESTI. Si tratta di un percorso ricostruito sulla base delle diverse posizioni del sole al tramonto rispetto alle stelle.

Un altro termine tecnico: cosa si intende per "retrocessioni" dei pianeti?

Si tratta di vere e proprie virate all'indietro (retro) che i pianeti presentano periodicamente nel loro moto quotidiano intorno alla terra.

Sei sicuro di avere letto con attenzione? Le retrocessioni dei pianeti sono delle virate all'indietro che presentano i pianeti nel loro percorso annuale (non quotidiano) in direzione dell'eclittica.

Di che cosa è costituita, per Aristotele, la sfera sublunare?

Dei "classici" tre elementi: l'acqua (di Talete), l'aria (di Anassimene) e l'apeiron (di Anassimandro).

Non ti sei concentrato nella lettura. Gli elementi che costituiscono la sfera sublunare sono quattro: terra, acqua, aria, fuoco.

Che caratteristiche ha l'etere, l'elemento di cui sono costituiti i corpi celesti?

Di essere senza peso, trasparente ed incorruttibile.

Infatti. Secondo Aristotele i corpi celesti non hanno peso: è per questo che svolazzano nel cielo! Entriamo ora nel merito della teoria dell’universo a due sfere: la sfera delle stelle fisse e al centro - ferma - la sfera della terra. Partiamo dalla sfericità dell'universo. Su che cosa viene fondata?

Immagino sulla circolarità del moto delle stelle: tale circolarità, infatti - considerato che le stelle si spostano insieme, ma variano le loro relative posizioni - non può che presupporre una superficie sferica su cui sono incastonate.

C'è qualcosina che non va nella tua risposta. Vediamo se riesci a scoprirla: se le stelle nel loro muoversi variassero le loro posizioni relative, ci sarebbe bisogno di una sfera in cui tali stelle sono incastonate?

Ovviamente no. Infatti solo se si muovono insieme conservando le stesse distanze tra loro, c'è bisogno di una sfera in cui tale stelle sono incastonate!

Infatti.

La SFERICITA' DELL'UNIVERSO POGGIA SULLA CIRCOLARITA' E SULLA PERFETTA REGOLARITA' DEL MOTO DELLE STELLE. VIENE AFFERMATA, INOLTRE, PER ANALOGIA CON LE SFERICITA' DELLA TERRA. Come viene spiegata la sfericità della terra? Fa uso dell'intuizione e delle tue conoscenze.

Durante l'eclissi terrestre l'ombra della terra sulla luna ha sempre un bordo regolare, ergo...

Ti sei indubbiamente distratto. Senti: quando appare l'ombra della terra sulla luna, a quale eclissi si assiste?

Ovviamente solare (ho avuto proprio un abbaglio!): è infatti il sole che proietta l'ombra della terra sulla luna.

Macché solare. Si tratta dell'eclissi lunare: è la luna ad essere eclissata!

Gli antichi, inoltre, affermano la sfericità della Terra basandosi sull'osservazione secondo cui lo scafo di una nave che si avvicina alla riva si vede dopo l'albero.

LA SFERICITA' DELLA TERRA, quindi, POGGIA SU OSSERVAZIONI quali lo scafo della nave e l'ombra regolare della terra proiettata sulla luna durante le eclissi lunari. Ti consiglio di leggere un terzo argomento che trovi nel best seller del fisico teorico Stephen Hawking "Dal big bang ai buchi neri" - Rizzoli - pag. 13. Proseguiamo. Come viene motivata la posizione stazionaria (la staticità) della terra?

Tiro fuori l'argomento di Anassimandro: considerato che la Terra si trova al centro, non esiste una direzione verso la quale... cadere.

E’ proprio l'argomento di Anassimandro (anche se Anassimandro non potrebbe sostenere la perfetta centralità della Terra in quanto per lui la Terra ha una figura cilindrica).

L'universo a due sfere, ovvero un modello quasi perfetto. Tutto o quasi quadra: dal moto del sole - visto in una posizione intermedia tra la terra e la sfera delle stelle - (compreso il suo moto annuo - eclittica - moto fra le stelle in direzione est) a quello delle stelle. Qualcosa, tuttavia, non quadra del tutto: il moto dei pianeti. In che senso?

Da quanto ho potuto capire, leggendo in fretta alcune pagine di Kuhn, mi risulta che i pianeti hanno sì un moto quotidiano in direzione est del tutto circolare, ma presentano pure un moto annuo o pluriennale lungo l'eclittica del sole - sempre in direzione est - per nulla regolare: si vedano le periodiche retrocessioni.

I pianeti si muovono quotidianamente rispetto alla Terra in direzione ovest. L'ANOMALIA, per gli antichi, E' RAPPRESENTATA DALLE RETROCESSIONI DEI PIANETI, dei moti, cioè, che sono delle deviazioni rispetto al percorso circolare. Gli antichi, però, non si arrendono. Il "modello" è indiscutibile. Si tratta perciò di adeguare i fenomeni (dalle retrocessioni dei pianeti alle stesse irregolarità del sole, ad esempio) al modello. Da qui (da Apollonio a Ipparco fino a Tolomeo) una serie di espedienti matematici estremamente sofisticati. Ad esempio il sistema epiciclo-deferente: cioè?

Se non ho letto male la figura, mi pare un sistema in cui l'"epiciclo" - un piccolo cerchio su cui è posta la terra - ruota con velocità uniforme intorno ad un punto della circonferenza del "deferente", un secondo cerchio cioè rotante, il cui centro è occupato dal pianeta.

Ti sei distratto: l’epiciclo ha come centro il pianeta ed il deferente ha come centro la Terra.

Oltre al complicato sistema degli epicicli e dei deferenti gli antichi, per spiegare le irregolarità che risultano dalle osservazioni e che contrastano con l'idea - per loro certa - della circolarità del moto dei corpi celesti, introducono nuovi modelli quali epicicli su epicicli su deferenti, eccentrici (il centro del deferente non coincide esattamente con la Terra), equanti.

Addentriamoci infine nella versione aristotelica dell'universo a due sfere, la versione più fortunata nel corso dei secoli. Aristotele distingue la sfera sublunare costituita dai classici quattro elementi dalla sfera celeste formata da una sostanza - il cosiddetto etere - trasparente, senza peso, incorruttibile. Inoltre attribuisce ai corpi celesti un solo moto: quello circolare, l'unico degno di loro per il suo essere perfetto - senza inizio e senza fine - . Concepisce, inoltre, l'universo come finito e considera la Terra al centro dell'universo stesso. Aristotele sostiene, infine, la concezione secondo la quale il movimento delle sfere celesti viene trasmesso in definitiva alla sfera sublunare (da qui la diversa collocazione dei quattro elementi terrestri).

Una dottrina rimasta il modello per secoli. Nel Medioevo sarà il francescano Ockham il primo che metterà in dubbio il dualismo cosmologico di Aristotele sostenendo che sia il mondo celeste che quello sublunare sono costituiti dalla stessa materia - una tesi che sarà poi ripresa da Nicolò Cusano e "provata” da Galileo - .

Ed è sempre OCKHAM che ARRIVA A SOSTENERE LA POSSIBILITA' DI UNA PLURALITA' DI MONDI (con altri centri, altri circonferenze, altri "basso" e "alto"), una possibilità di più mondi, concezione che poggia sulla infinita potenza divina.