Teoria copernicană

Teoria copernicană este descrierea matematică a mișcării corpurilor cerești pe care Nicolaus Copernic a introdus-o în prima jumătate a secolului al XVI-lea . Este un sistem heliocentric ^[1] : «Și în mijlocul tuturor este Soarele». ^[2] Pământul este supus diferitelor mișcări, inclusiv, similar cu alte planete, aceea a revoluției ^{[3] în} jurul Soarelui și a rotației ^[4] pe axa sa. Singura sa carte tipărită despre acest subiect, De revolutionibus orbium coelestium (Despre revoluțiile corpurilor cerești) , a fost publicată în 1543 , cu câteva zile înainte de moartea autorului. Dezvăluirea sa a marcat începutul unui proces de schimbări radicale în cunoaștere, cunoscut acum ca „ revoluția științifică ”.

Teoria copernicană a contrazis modelul geocentric adoptat de-a lungul Evului Mediu și larg acceptat până la sfârșitul secolului al XVI-lea, care combina sistemul cosmologic al lui Aristotel cu sistemul astronomic al lui Ptolemeu . Sistemul copernican a preluat în schimb ipoteza heliocentrică propusă în secolul al III-lea î.Hr. de Aristarh din Samos . De-a lungul timpului, ideea lui Copernic a fost primită ca o teorie a constituției efective a sistemului solar , răsturnând atât viziunea fizică / astronomică ( geocentrică ), cât și concepția filosofică / teologică ( antropocentrică ) a tradiției medievale. Din acest motiv, urmând o abordare propusă mai întâi de filosoful Immanuel Kant , termenul „ revoluție copernicană ” a fost ulterior folosit, în sens larg, și pentru a desemna procese similare de răsturnare a paradigmelor fundamentale care au avut loc, în momente istorice diferite, în alte discipline științifice sau filozofice.

Astronomia și cosmologia medievale

Comparativ cu cosmologia și astronomia anterioare lui Copernic, modelul pe care l-a introdus a avut o semnificație revoluționară semnificativă. De fapt, în Evul Mediu a existat o dihotomie: pe de o parte, cosmologia fizică , bazată pe sistemul geocentric și antropocentric derivat din De Caelo , de Aristotel , o teorie coerentă, dar incapabilă să explice unele fenomene observabile; pe de altă parte, astronomie matematică bazată pe Almagestul lui Claudius Ptolemeu , un model lipsit de organicitate, dar potrivit pentru a face calcule și predicții în acord rezonabil cu faptele.

Reprezentare cosmologică ptolemeică

Cosmologia fizică a fost predat de către naturales (filozofi naturali), alcătuind descrierea cosmologică considerate adevărate, acceptate și împărtășite de către communis opinio a timpului. Profesorii de matematică astronomie au fost în schimb matematici, interesați în primul rând de predicție, prin intermediul calculului, a pozițiilor corpurilor cerești și a verificării observaționale a acestor predicții. Scopul acestor studii, predate în cursuri distincte de cele predate de filozofii naturali, a fost atât teoretic cât și practic. Din punct de vedere teoretic, era vorba de explicarea matematică a fenomenelor observabile ( mișcarea retrogradă a planetelor și variația dimensiunii lor aparente ) care erau incompatibile cu homocentrismul sistemului aristotelic ( „fenomene salvatoare” ). Din punct de vedere practic, cunoașterea astronomică a fost fundamentală în navigație (orientarea folosind stelele), pentru măsurarea timpului (gândiți-vă - în timpurile moderne, în 1582 - la tranziția complexă de la calendarul iulian la cel gregorian ) și în toate domeniile astrologiei : judiciare (utilizate pentru prezicerea viitorului), medicale (atât pentru prognostic, cât și pentru diagnostic ) și meteorologice. Au trebuit întocmite cataloage și hărți stelare, calendare , almanahuri și tabele astronomice (cele alfonsine , prutenice și rudolfine erau foarte bine cunoscute succesiv). În cele din urmă, au fost construite instrumente astronomice ( cadrane , sextante , astrolabe , sfere armilare ...) și pentru măsurarea timpului ( cadrane solare ).

„Două teme erau comune ambelor învățături și constituiau terenul de întâlnire al oricărei doctrine astronomice: prima era afirmarea că Pământul este imobil în centrul universului limitat de sfera stelelor fixe ; al doilea se referea la caracteristicile mișcării atribuite tuturor corpurilor cerești, de la sfera stelelor fixe la planete (inclusiv Soarele și Luna ), în jurul Pământului imobil. Deja în Platon ( Rep. , 617 a) se afirmă că această mișcare este circulară și uniformă; și circularitatea și uniformitatea au fost în curând considerate caracteristici esențiale ale fiecărei mișcări cerești, dată fiind natura perfectă a corpurilor cărora le este inerentă, spre deosebire de corpurile sublunare, a căror mișcare naturală este cea neuniformă, dar accelerată a unei căderi drepte spre centru a Pământului, pentru cei grei sau pentru cei cu o tendință directă spre locul lor natural. Cu toate acestea, cu excepția acestor puncte, cele două doctrine astronomice, care coexistă în predarea universitară încă din perioada medievală, au divergut brusc și nu fără contraste logice și metodologice. " ^[5] «Cea mai mare dificultate metodologică a rezultat [...] din coexistența celor două sisteme; și a fost o dificultate care s-a resimțit încă din cele mai vechi timpuri și care a devenit mai acută prin polemica medievală între naturale și matematici , între cosmologi-filosofi și astronomi puri. În ciuda controversei, totuși, dificultatea nu fusese remediată decât printr-un compromis. Fără a aduce atingere adevărului sistemului cosmologic în stil aristotelic, totuși, a fost acceptat și sistemul ptolemeic, cu condiția ca ipotezele avansate de acesta pentru „salvarea aparențelor” să nu pretindă o corespondență în realitate. ^[6]

Sistemul homocentric aristotelic

În sistemul geocentric și homocentric al cosmologiei fizice , sferele cerești (27 după Eudoxus din Cnidus ^[7] 33 în Callippo di Cizico și 55 în De coelo ale lui Aristotel ) sunt invizibile, deoarece sunt făcute din cristal și toate concentrice pentru Pământ , nemișcate in centru. Sferele în care sunt așezate corpurile cerești (formate din eter sau chintesență și, prin urmare, incoruptibile și imuabile) sunt opt: respectiv cele ale Lunii , Mercur , Venus , Soare , Marte , Jupiter , Saturn și sfera stelelor fixe . Afară este „ prima piesă de mobilier , care a pus în mișcare toate celelalte sfere și a cărei natură, în plus, Aristotel a avut unele dificultăți în a da o definiție precisă”.

În timpul Evului Mediu, Empyreanul a fost adăugat, și mai extern: „cel mai înalt din ceruri, locul prezenței fizice a lui Dumnezeu, unde locuiesc îngerii și sufletele primite în Paradis”. Aceasta este, de exemplu, descrierea universului oferită de Dante Alighieri în Divina Comedie . ^[8]

Definiția cosmologiei fizice a fost adoptată deoarece, în sistemul aristotelic, există o puternică dependență între cele două discipline. Centrul Pământului, care este și centrul universului, constituie polul către care sunt atrase în mod natural toate corpurile. Corpurile materiale sunt alcătuite din patru elemente : pământ , apă , foc și aer , care își au locuința naturală spre care, dacă sunt îndepărtate, tind să revină spontan. Corpurile sunt compuse din primele două elemente, pământ și apă , și se mișcă, prin natura lor, în jos. În mod similar, focul tinde în sus, în timp ce aerul se mișcă orizontal. „A fost un model simplu, plauzibil, o regularitate liniștitoare”. ^[9]

«În fața acestui sistem cosmologic se afla cel astronomic-calculat inspirat fundamental de Almagestul lui Claudius Ptolemeu , chiar dacă este retușat în peste un mileniu de studii astronomice: adică« sistemul excentricilor și epiciclurilor ». Fără a aduce atingere imobilității și centralității Pământului, mișcările planetare au fost explicate în acesta cu o mai mare fidelitate față de observații, făcând în general ^{[10] să} rotească corpul ceresc pe circumferința unui cerc ( epiciclu ) al cărui centru se rotea la rândul său de-a lungul circumferința unui alt cerc (excentricul), al cărui centru nu coincide cu centrul Pământului. Pe baza principiului uniformității mișcărilor cerești, atât rotația planetei purtată de epiciclu, cât și cea a centrului epiciclului pe excentric trebuiau să aibă o viteză constantă ( unghiulară ): dar în calculul real al mișcări planetare, începând deja de Ptolemeu, am fost forțați să recunoaștem că uniformitatea mișcării pe excentric nu era atât față de centrul excentricului în sine, ci mai degrabă față de un alt punct, numit centrul echantului , adică a cercului care a servit pentru a reda într-un fel sau altul o mișcare care părea să scape de principiul uniformității. " ^[11] Modelul ptolemeic s-a dovedit a fi lipsit de coerență internă și, uneori, pentru a explica diferite proprietăți ale aceluiași corp ceresc (de exemplu, Luna) nu a ezitat să recurgă la combinații de epicicluri și excentrici diferite ca mărime, viteza sau direcția de mișcare. Practic, acestea erau ipoteze ad hoc , modificabile din când în când pentru a justifica matematic datele observaționale sau pentru a „salva fenomenele” .

Sistemul copernican

Teoria copernicană

Teoria copernicană își ia numele de la Nicolaus Copernicus care în 1543 , anul morții sale, a publicat cartea De revolutionibus orbium coelestium ( Despre revoluțiile corpurilor cerești ). Postulează că Soarele este nemișcat în apropierea centrului sistemului solar și a universului . ^[12] În schimb, Pământul , descentralizat similar cu celelalte planete ale sistemului solar, are o mișcare anuală de revoluție în jurul centrului orbitei sale și o mișcare de rotație zilnică în jurul axei sale (care este înclinată cu aproximativ 23 ° față de perpendicular pe planul orbital al Pământului). Copernicus a introdus ad hoc și o a treia mișcare (fictivă), declinația menționată , pentru a explica mișcarea circulară lentă a axei Pământului în raport cu cerul stelelor fixe . ^[13] Efectul rezultat (real) este o mișcare de precesiune a axei Pământului , care finalizează o revoluție completă la fiecare 25.800 de ani ( precesiune a echinocțiilor ).

Reprezentare cosmologică copernicană

Această carte conține câteva elemente esențiale ale teoriei astronomice moderne, incluzând, pe lângă mișcările de revoluție și rotație a Pământului, definiția corectă a ordinii planetelor, distanțele lor relative față de Soare și precesiunea echinocțiilor. A fost punctul de plecare al revoluției științifice ^[14] (trecerea de la sistemele geocentrice aristotelice și ptolemeice la așa-numitul ^[15] heliocentric ), care s-a încheiat convențional în 1687 cu publicarea Philosophiae Naturalis Principia Mathematica ( principii matematice) de filosofie naturală ) de Newton .

Teoria copernicană a preluat ipoteza autentică heliocentrică datând din Aristarh din Samos , susținută și demonstrată ulterior de Seleuc din Seleucia cu mai mult de o mie de ani înainte de Copernic. Dar modelul copernican, spre deosebire de ceea ce se crede în general, nu este heliocentric , ci heliostatic : «Trebuie remarcat faptul că, deși Soarele este imobil, întregul sistem [solar] nu se rotește în jurul lui, ci în jurul centrului orbita Pământului, care încă păstrează un rol special în Univers. Cu alte cuvinte, este mai degrabă un sistem heliostatic decât un sistem heliocentric. " ^[16]

Deși revoluționară, teoria copernicană a menținut câteva principii comune atât sistemului aristotelic, cât și modelului ptolemeic :

1. Orbitele circulare ale planetelor și ale Lunii. ^[17]
2. Imuabilitatea bolții cerești , caracterizată prin stele care sunt constante în luminozitate, număr și deplasare ( fixe ). ^[18]
3. Dimensiunile finite ale universului , delimitate de sfera stelelor fixe . ^[19]

Copernic a păstrat, de asemenea, unele dintre măsurile corective introduse ad hoc de Ptolemeu pentru a explica variațiile dimensionale și mișcările aparente retrograde ale planetelor: epiciclurile , deferenții și excentricii. În schimb, a eliminat punctul echant , pe care îl considera artificial și inutil, ^[13] renunțând astfel la viteza unghiulară constantă ^[20] (dar diferită de la o stea la alta) care în modelul ptolemeic caracterizează mișcarea fiecărei planete și a Luna în raport cu punctul propriu și echivalent .

Pagina manuscrisă a De Revolutionibus , cu reprezentarea orbitelor planetare

Principalele ipoteze

Teoria lui Nicolaus Copernic s-a bazat pe câteva ipoteze principale:

1. Soarele stă nemișcat în apropierea centrului sistemului solar și a universului. ^[21]
2. Toate planetele se învârt în jurul Soarelui (mai exact, în jurul centrului orbitei Pământului , care este centrul sistemului solar și al universului). ^[22]
3. Orbitele tuturor planetelor și ale Lunii sunt circulare.
4. Centrul Pământului nu este centrul universului, ci doar al orbitei Lunii.
5. Pământul, descentralizat în mod similar cu celelalte planete ale sistemului solar, are o mișcare anuală de revoluție în jurul Soarelui (mai bine: în jurul centrului orbitei sale ). ^[23]
6. Pământul are, de asemenea, o mișcare de rotație zilnică de la vest la est în jurul axei sale . ^[24]
7. Axa pământului este înclinată în raport cu perpendiculară pe planul orbital al pământului. ^[25]
8. În cele din urmă, o a treia mișcare (de fapt fictivă), de declinare , este atribuită Pământului. ^[26]
9. Bolta cerească este imuabilă, caracterizată prin stele care sunt constante în luminozitate, număr și locație ( fixe ).
10. Universul are dimensiuni finite și este delimitat de sfera stelelor fixe .

Istoria și averea sistemului copernican

Începuturi dificile

De revolutionibus a avut puțină circulație chiar și în cercurile matematice și astronomice ale vremii și a avut puțin succes în publicare, ^[27] până la punctul de a fi definit ca „cartea pe care nimeni nu a citit-o” ^[28] și „un magnific eșec editorial. " ^[28]

Timp de cel puțin o jumătate de secol, sistemul copernican a fost substanțial ignorat în toate marile universități europene și doar foarte puțini astronomi au prezentat această teorie în cursurile lor alături de cea ptolemeică la modă. Dintre acestea, trebuie să ne amintim cu siguranță de Georg Joachim Rheticus ( Retico ) ^[29] (căruia îi datorăm publicarea De revolutionibus ) și de Michael Maestlin ^[30] (profesorul lui Kepler ). Primul text tipărit, scris de un astronom profesionist, care conține o poziție fermă în favoarea sistemului copernican este Mysterium Cosmographicum al lui Kepler din 1597 : 54 de ani după moartea lui Copernic ...

Cu toate acestea, modelul copernican era destul de cunoscut printre intelectualii și filozofii renascențiali (gândiți-vă doar la Giordano Bruno ), care cu siguranță au înțeles influențele ascendenței platonice și pitagorice, spre deosebire de aristotelismul medieval încă predominant, dar tot mai mult pus la îndoială de gânditorii non-scolastici. Importanța lui Copernic a fost recunoscută în Anglia înainte ca în altă parte, „mulțumesc mai presus de toate celor două cărți: în primul rând O descriere adecvată a lui Caelestiall Orbes conform doctrinei cele mai inconștiente a pitagoreicilor, în ultima vreme revizuită de Copernic și de demonstrațiile Geometrice aprobate de Thomas Digges a adăugat în 1576 tatălui său Leonard Prognostication etern ; și în al doilea rând Cina de cenușă pe care Giordano Bruno a scris-o în timpul șederii sale în Anglia și care a fost publicată în 1584 la Londra de Charlewood. " ^[31]

Pământul în centrul creației într-o ilustrație din 1545 din Biblia lui Luther

Primele atacuri asupra sistemului copernican, premergătoare publicării De revolutionibus , au venit de la protestanții Luther și Melanchthon care s-au opus, începând de la pasaje biblice precum „Soare, oprește-te pe Gabaon!” din cartea lui Iosua, la ideea unui Pământ în mișcare. În 1546 lucrarea dominicanuluiGiovanni Maria Tolosani a apărut De coelo supremo immobile et terra infima stable, ceterisque coelis et elementis intermediis mobilius în care, chiar din titlu, s-a reafirmat validitatea modelului ptolemeic, argumentând cu cel copernican. ^[32] În afară de acest episod, Biserica Catolică nu a fost inițial ostilă: De revolutionibus a fost citit pe larg și comentat de astronomii și matematicienii iezuiți, care, cu toate acestea, au preferat în general sistemul tychonian , propus de Tycho Brahe între 1587 și 1588 . Mai mult, pentru reforma calendarului gregorian , introdusă în multe țări catolice în 1582 , au fost folosite și date și calcule de la Copernic .

Neutralitatea inițială a autorităților ecleziastice față de De revolutionibus se datorează parțial unei neînțelegeri norocoase: „Opera lui Copernic a apărut cu o scurtă prefață nesemnată, scrisă de Andrea Osiander , căreia Rhaetian îi ceruse ajutor în finalizarea publicației. În această prefață, Osiander s-a străduit (mistificând gândul lui Copernic) să sublinieze modul în care autorul și-a intenționat modelul ca o construcție matematică simplă, utilă pentru calcule, dar care nu corespunde neapărat adevărului. Întrucât prefața este anonimă, a fost înțeleasă mult timp că a fost scrisă de Copernic însuși ".

Potrivit Osiander , The De revolutionibus ar fi un candidat pentru a înlocui Ptolemeu lui Almagest ca un tratat despre astronomie matematică, lăsând întotdeauna lui Aristotel De Caelo cu sarcina de a furniza descrierea universului (cosmologia fizică). Prefața lui Osiander a acționat ca un fulger pentru textul lui Copernic: având în vedere premisele, nu exista nicio posibilitate de contrast între modelul copernican și scripturile sacre. Aproape 80 de ani vor trece între data publicării De revolutionibus ( 1543 ) și cea a mențiunii sale în Indexul cărților interzise de Sfântul Ofici ( 1620 ): o perioadă de timp care va permite multor intelectuali și cărturari, inclusiv catolici, a 'adera la copernicanism.

„Primul care a pus sub semnul întrebării paternitatea copernicană a introducerii anonime a lui Osiander a fost Giordano Bruno în al treilea Dialog din La cena de le Ceneri (1584): în el, după definirea introducerii lui Osiander o„ epistolă superliminală atașată nu știu de la cine fundul ignorant și presumptuos ", ^[33] Bruno își motivează pe larg îndoielile, în primul rând făcând referire la Epistola dedicatorie a De revolutionibus , adresată Papei Paul al III-lea , în care Copernic, departe de a prezenta heliocentrismul ca simplă ipoteză matematică", protestează și confirmă „ ^[34] credința sa despre mișcarea pământului în jurul soarelui, subliniind astfel că în prima carte a De revolutionibus Copernicus„ nu numai biroul matematicianului care presupune, ci și al fizicianului care demonstrează mișcarea pământului ”. ^[35] "

Dovezi indirecte despre cine este adevăratul autor al Introducerii se găsește într-o scrisoare scrisă în 1609 de matematicianul Johannes Praetorius, care îi dezvăluie lui Herwart von Hohenburg informații obținute cu mulți ani mai devreme de la Retico, prietenul său apropiat care a murit în 1576 : „În ceea ce privește prefața cărții lui Copernic, au existat îndoieli cu privire la autorul ei. În orice caz, Andrea Osiander [...] a scris această prefață. " ^[36] Confirmarea definitivă a naturii apocrife a Introducerii în De revolutionibus a fost furnizată, din nou în 1609 , de Kepler în textul său Astronomia Nova : «Vrei să-l cunoști pe autorul acestei ficțiuni, care te umple de atâta furie? ? Andreas Osiander este menționat în exemplarul meu, de mâna lui Gerolamo Schreiber, din Nürnberg. " ^[37] Având în vedere faima lui Kepler și răspândirea tratatului său în toată Europa, este de crezut că în câțiva ani mediul astronomilor l-a recunoscut pe Osiander drept adevăratul autor al Introducerii lui Copernicus în De revolutionibus . Dar, între timp, trecuseră aproximativ 70 de ani de la publicare ...

Ex supozitie sau Ex professo?

Întrebarea fundamentală este ce a gândit de fapt Copernic despre opera sa. Practic, se opun două posibilități:

1. Ex supozitione . Este un text matematic ( astronomie matematică) care pune la dispoziție instrumente utile pentru a calcula mai bine pozițiile planetelor ( „fenomene salvatoare” ). În acest caz, nu ar fi decât o competiție cu privire la exactitatea predicțiilor între Ptolemeu lui Almagest și Copernic " De revolutionibus . Dar al doilea text, ca și primul, nu ar avea nimic de-a face cu structura reală a sistemului solar, care ar rămâne descrisă de teoria geocentrică și homocentrică a lui Aristotel ( cosmologia fizică ).
2. Fost profesat . Sistemul copernican are propria sa realitate fizică intrinsecă: Pământul se mișcă de fapt și planetele se învârt în jurul Soarelui. În acest caz ar exista un conflict între două teorii cosmologice opuse , aristotelice și copernicane, ambele aspirând la rolul fizic autentic. cosmologie . Există o rivalitate directă și doar una dintre cele două se poate dovedi în cele din urmă „adevărată” (confirmată de comparația dintre predicțiile teoretice și datele observaționale).

Există două indicii foarte puternice și ambele indică faptul că Copernic credea că lucrarea sa este o teorie fizică ( ex professo ), nu un tratat matematic ( ex suppositione ):

Portretul lui Nicolaus Copernic, expus la primăria din Toruń din 1580

1. După cum a recunoscut deja Giordano Bruno în Al treilea dialog din La cena de le Ceneri (1584), cuvintele scrise de Copernic în Epistola dedicatorie a De revolutionibus către Papa Paul al III-lea , născut Alessandro Farnese: „Și așa, după ce am considerat că Pământul se mișca în funcție de mișcările pe care i le dau mai târziu în text, am constatat în cele din urmă, după o lungă și atentă investigație, că dacă mișcările celorlalte stele rătăcitoare calculate în funcție de revoluția fiecărei stele sunt comparate cu circuitul Pământului, nu își urmăresc doar mișcările și fazele, ci și ordinea și dimensiunea stelelor și a tuturor globurilor, iar cerul în sine devine un tot atât de conectat încât în ​​nici o parte din el nu se poate mișca nimic fără a crea confuzie părțile rămase și ale întregului 'împreună. În consecință, în dezvoltarea lucrării am urmat această ordine: în prima carte am descris toate pozițiile orbelor cu mișcările pe care le-am atribuit Pământului, astfel încât această carte conține aproape constituția generală a Universului. " ^[38]
2. De asemenea, în scrisoarea lui Johannes Praetorius din 1609 , care i-a scris lui Herwart von Hohenburg când a aflat de la Retico despre circumstanțele publicării De revolutionibus în 1543 , citim: „Titlul a fost schimbat și împotriva intențiilor autorului, deoarece ar trebui au fost De revolutionibus orbium mundi în timp ce Osiander l-a transformat în: orbium coelestium . " ^[36] Evident, vorbind despre revoluțiile corpurilor cerești are o semnificație mult mai abstractă și matematică decât scrisul, așa cum și-ar fi dorit Copernic, despre revoluțiile sferei terestre : o referință clară și explicită, chiar de la titlu, la mișcare al Pamantului.

Dezvoltare și afirmare

În lunga perioadă dintre publicarea De revolutionibus în 1543 și menționarea sa în Indexul cărților interzise de Sfântul Ofici în 1616, mulți intelectuali și cărturari au investigat posibilele implicații inovatoare și revoluționare ale sistemului copernican. Ezitările și avertismentele care caracterizaseră comportamentul și stilul de scriere ale lui Niccolò Copernico și Andrea Osiander au fost înlocuite progresiv cu afirmații din ce în ce mai explicite și conștiente despre amploarea reală a revoluției copernicane. Giordano Bruno , Galileo Galilei și Giovanni Keplero sunt cele mai cunoscute nume ale grupului mare de cărturari care - între sfârșitul secolului al XVI - lea și începutul secolului al XVII-lea - s-au declarat susținători ai copernicanismului.

Teoria copernicană a fost numită efectiv un „efect de explozie întârziată”. ^[39] Copernicus, „un conservator care se simțea în largul său în clădirea medievală, și-a subminat totuși temeliile mai eficient decât Lutherul care tună . A adus noțiunile corozive de infinit și schimbare eternă care au prăbușit lumea veche ". ^[40] :

1. Dacă rotația diurnă a sferei cerești depinde de Pământ, nu mai este necesar să ne imaginăm stelele fixate pe o sferă solidă și finită. Se pot îndepărta unul de celălalt și se pot retrage la nesfârșit. Prin urmare, universul poate fi infinit .
2. Universul nu putea fi extins doar la infinit, dar îi lipsea și un centru de greutate permanent: o criză a fizicii aristotelice .
3. Deoarece Pământul este compus din punct de vedere aristotelic din patru elemente ( aer , apă , pământ și foc ), iar celelalte planete sunt echivalente din punct de vedere astronomic cu acesta, și ele sunt, probabil, făcute din aceleași elemente , în loc de eter .
4. Celelalte planete ar putea fi locuite de diferite specii de oameni (așa cum se presupune, de exemplu, Nicola Cusano și Giordano Bruno ).
5. Într-un univers infinit nu mai există un loc pentru Dumnezeu: empireanul , din spațiul fizic, trebuie să devină locul spiritului .

Niciuna dintre aceste teze nu este formulată în mod explicit în De revolutionibus . «Prin implicație, toți sunt acolo. Toate, inevitabil, vor fi formulate mai devreme sau mai târziu de adepții lui Copernic. " ^[9]

Să vedem acum cum se dezvoltă aceste argumente în proza ​​magistrală a lui Arthur Koestler din The Sleepwalkers :

„El [Copernic] nu a spus că universul este infinit în spațiu. A preferat, cu prudența sa obișnuită, „să lase întrebarea filozofilor”. ^[41] El a inversat, totuși, un curent inconștient de gândire care a determinat Pământul să graviteze în locul Raiului. Atâta timp cât cineva și-a imaginat cerul în rotație, a fost condus automat să îl concepem ca pe o sferă solidă și finită: cum altfel ar fi fost capabil să transforme blocul în toate cele douăzeci și patru de ore? Cu toate acestea, odată ce runda zilnică a firmamentului a fost explicată pe baza rotației Pământului, stelele s-ar putea retrage la nesfârșit; a devenit arbitrar să le plasezi pe o sferă solidă. Raiul nu mai avea limite, infinitul își deschide imensa falcă și libertinul lui Pascal , apucat de agorafobie cosmică, ar fi strigat o sută de ani mai târziu: „Tăcerea eternă a acestor spații infinite mă înspăimântă”. ^[40]

«Spațiul infinit nu face parte din sistemul lui Copernic, cu toate acestea sistemul îl presupune, irezistibil tinde să împingă gândirea în această direcție. Distincția dintre consecințele explicite și implicit conținute devine mai evidentă atunci când se ia în considerare influența lui Copernic asupra metafizicii universului. [...] Universul lui Aristotel avea un centru, un centru de greutate, un nucleu dur la care se refereau toate mișcările. Tot ce era greu a căzut spre acest centru, totul ușor, ca aerul și focul , a încercat să se îndepărteze de el. Și stelele, nici grele, nici ușoare, de o cu totul altă natură, se înconjurau în jurul lui. Detaliile acestei scheme ar putea fi adevărate sau false, dar a fost o schemă simplă, plauzibilă, o regularitate liniștitoare ". ^[42]

«L'universo di Copernico non soltanto era esteso nell'infinito, è al tempo stesso decentralizzato , fuorviante e narchico. Non ha un centro naturale di attrazione a cui si possa rapportare ogni cosa. Il «basso» e l'«alto» non sono più assoluti e neppure la pesantezza o la leggerezza. Il «peso» di una pietra prima voleva dire che la pietra aveva tendenza a cadere verso il centro della Terra: era il senso di «gravità». Ora il Sole e la Luna diventano essi stessi centri di gravità. Nello spazio non ci sono più direzioni assolute. L'universo ha perso il suo nucleo: non ha più un cuore, ne ha migliaia.» ^[9]

«Inoltre, se la Terra è un pianeta, scompare ogni distinzione tra mondo sublunare e cieli eterei. Poiché la Terra è fatta di quattro elementi , i pianeti e le stelle sono forse composti degli stessi materiali di terra , d' acqua , d' aria e di fuoco . Forse addirittura sono popolati da altre specie di uomini, come Cusano e Bruno hanno affermato. In questo caso Dio dovrebbe incarnarsi su tutti gli astri ? Dio avrebbe forse creato quella colossale moltitudine di astri per i soli abitanti di un astro tra milioni di altri astri ?» ^[9]

«Da tutti i diagrammi precopernicani dell'universo esce sempre, con qualche variante, la stessa immagine familiare e piacevole: la Terra al centro, circondata dalle conchiglie concentriche della gerarchia delle sfere nello spazio e dalla gerarchia di valori che è associata ad essa nella grande scala degli esseri . Hic sunt leones , là i serafini ; ogni oggetto ha il suo posto assegnato nell'inventario cosmico. Ma in un universo senza limiti, privo di centro e di circonferenza, nessuna ragione, nessuna sfera si trova «più in alto» o «più in basso» di un'altra, sia nello spazio oppure nella scala dei valori. Questa scala non esisteva più. La catena d'oro era spezzata, i suoi anelli dispersi nel mondo; allo spazio omogeneo corrispondeva la democrazia cosmica.» ^[43]

«La nozione d'illimitato o d'infinito, implicitamente contenuta nel sistema di Copernico, era fatalmente destinata a divorare lo spazio destinato a Dio sulle carte dell'astronomia del Medioevo. Si era ammesso senza discussione che i campi dell'astronomia e della teologia erano confinanti: solo li separava lo spessore della nona sfera di cristallo. Ormai, però, al continuo spazio-spirito si dovrà sostituire un continuo spazio-tempo. Ciò significava tra l'altro che l'intimità tra uomo e Dio doveva cessare. L' homo sapiens aveva vissuto in un universo avvolto di divino come dentro a viscere materne: lo si sarebbe scacciato da quel grembo e da qui il grido d'orrore di Pascal .» ^[44]

I contrasti con la Chiesa cattolica

Il processo di Galilei di Joseph-Nicolas Robert-Fleury

La visione copernicana fu lungamente considerata con sospetto da parte delle autorità ecclesiastiche perché poneva la Terra, e dunque il genere umano che la abita, in posizione decentrata, e quindi non fondamentale, nell'universo creato da Dio . Invece - seguendo vuoi il pensiero di Aristotele ( cosmologia fisica ) oppure quello di Tolomeo ( astronomia matematica ) - la Chiesa cattolica sosteneva comunque una teoria geocentrica , con ovvie implicazioni sulla rilevanza della Terra, del genere umano e sulla necessità di un intervento divino diretto alla salvezza spirituale dell'umanità.

Nel 1616 si ha la prima condanna formale del copernicanesimo da parte della Chiesa cattolica, con una delibera del Sant'Uffizio affermante che la frase: “ Il Sole è centro del mondo e per conseguenza immobile di moto locale ” è “ stolta ed assurda in filosofia e formalmente eretica ” ^[45] . Quattro anni dopo, nel 1620 , il De revolutionibus viene inserito nell' Indice dei libri proibiti dal Sant'Uffizio .

Questa contrapposizione causò incomprensioni radicali e prese di posizione anche drammatiche, la più nota delle quali culminò nel processo a Galileo Galilei del 1633 , che si concluse con la sua condanna ^[46] per eresia e l' abiura ^[47] forzata delle sue concezioni astronomiche copernicane.

Revisione della posizione della Chiesa cattolica

La Chiesa cattolica difese il sistema geocentrico giudicando che la conoscenza della struttura del mondo fisico fosse conseguente dall'interpretazione letterale della Bibbia . Nel 1822, a 180 anni dalla morte di Galileo, la Chiesa accettò la veridicità della teoria copernicana e riabilitò lo scienziato pisano; nel 1846 tutte le opere sul sistema copernicano furono tolte dall'Indice dei libri proibiti. Nel 1992 la Chiesa, con Giovanni Paolo II , riconosce l'erroneità della sua posizione e l'ingiusta condanna di Galileo:

Circa la contrapposizione tra scienza e fede:

Giovanni Paolo II descrive il caso Galileo affermando:

Antonio Beltrán Marí, autorevole studioso galileiano, ^{[48] [49] [50] [51]}

«descrive la cosiddetta riabilitazione di Galileo, voluta da papa Giovanni Paolo II, come un'operazione autoapologetica e di opportunità politica, per i modi in cui fu attuata e per gli sconcertanti risultati cui la Commissione pontificia, all'uopo istituita nel 1981, pervenne: orgoglio e arroganza da parte di Galileo, avvedutezza scientifica da parte dei suoi giudici nel difendere, a quel tempo, il geocentrismo. Come se la questione fosse consistita nel giustificare l'incapacità dei teologi del Seicento di capire la teoria di Copernico, anziché nel fatto stesso di aver istituito un processo per una questione di opinioni. La Chiesa ha, al più, ammesso l'errore nel processo, ma non ha ammesso l'errore del processo. Perseguitare chi la pensa diversamente, in nome di una verità precostituita: è questo lo sbaglio che non è stato ancora riconosciuto. E tuttavia all'epoca un tale riconoscimento era concepibile: già nel 1616 Tommaso Campanella, benché non copernicano, aveva scritto dalla prigione una Apologia a difesa di Galileo, in cui sosteneva appunto il diritto dello scienziato a esprimere liberamente la propria visione del mondo»

( Andrea Frova e Mariapiera Marenzana, Prefazione al Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo , Rizzoli, Milano 2012 ${\displaystyle {}^{\mathrm{<small><span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">3</span></span></small>}}}${\displaystyle ^{3}} . )

Protagonisti ed eredi

Per comprendere meglio la progressiva evoluzione del copernicanesimo, analizziamo le posizioni d'importanti esponenti di questo movimento ( Giordano Bruno , Galileo Galilei , Giovanni Keplero e Isaac Newton ) riguardo ai "residui aristotelico/tolemaici" ancora presenti nel De revolutionibus .

Claudio Tolomeo

1. SÌ - Orbite circolari dei pianeti e della Luna.
2. SÌ - Velocità angolare costante (ma diversa da caso a caso) degli astri.
3. SÌ - Immutabilità della volta celeste.
4. SÌ - Dimensioni finite dell'universo.

Copernico

1. SÌ - Orbite circolari dei pianeti e della Luna.
2. NO - Velocità angolare costante (ma diversa da caso a caso) degli astri.
3. SÌ - Immutabilità della volta celeste.
4. SÌ - Dimensioni finite dell'universo.

Giordano Bruno

Giordano Bruno

Questa sezione sugli argomenti fisica e astronomia è solo un abbozzo . Contribuisci a migliorarla secondo le convenzioni di Wikipedia . Segui i suggerimenti dei progetti di riferimento 1 , 2 .

1. NO - Orbite circolari dei pianeti e della Luna.
2. NO - Velocità angolare costante degli astri.
3. NO - Immutabilità della volta celeste.
4. NO - Dimensioni finite dell'universo.

«Possiamo affermare con certezza che l'universo è tutto esso centro, o che il centro dell'universo sta dappertutto e la sua circonferenza in nessun luogo.» ^[52]

Galileo Galilei

1. SÌ - Orbite circolari dei pianeti e della Luna.
2. SÌ - Velocità angolare costante degli astri.
3. NO - Immutabilità della volta celeste.
4. NO - Dimensioni finite dell'universo.

Ritratto di Galileo Galilei di Justus Sustermans (1636)

Galileo condivise l'errore di Copernico, convinto anch'egli che nel cielo fossero possibili solo traiettorie circolari. Il motivo risale probabilmente ai suoi studi di meccanica, in particolare alle sue indagini sul moto inerziale (che avviene senza l'applicazione di una forza esterna): «Si immagini infine di spianare montagne, riempire valli e costruire ponti, in modo da realizzare un percorso rettilineo assolutamente piano, uniforme e senza attriti. Una volta iniziato il moto inerziale della sfera che scende da un piano inclinato con velocità costante, [...] questa continuerà a muoversi lungo tale percorso rettilineo fino a fare il giro completo della Terra, e ricominciare quindi indisturbata il proprio cammino. Ecco realizzato un (ideale) moto inerziale perpetuo, che avviene lungo un'orbita circolare, coincidente con la circonferenza terrestre. Partendo da questo "esperimento ideale", Galileo sembrerebbe ^[53] erroneamente ritenere che tutti i moti inerziali debbano essere moti circolari . Probabilmente per questo motivo considerò, per i moti planetari da lui (arbitrariamente) ritenuti inerziali, sempre e solo orbite circolari, rifiutando invece le orbite ellittiche dimostrate da Keplero sin dal 1609.» Si tratta di un sillogismo in cui, partendo da due premesse false , si arriva ad una conclusione falsa : ^[54]

1. Premessa maggiore ( falsa ): tutti i moti inerziali sono moti circolari .
2. Premessa minore ( falsa ): i moti planetari sono moti inerziali .
3. Conclusione ( falsa ): quindi i moti planetari sono moti circolari .

Inoltre, considerando erroneamente i moti planetari come moti inerziali , concluse che debbano avere necessariamente velocità costanti . Anche sotto questo aspetto, Galileo restava ancorato ai pregiudizi sia aristotelico/tolemaici, sia copernicani.

L'idea dell'esclusività del moto circolare degli astri porterà nel 1619 Galileo a sostenere, in polemica col gesuita Orazio Grassi , la natura atmosferica e non astronomica delle comete : secondo lui si trattava d'effetti ottici prodotti dalla luce solare su vapori sprigionantesi dalla Terra. Padre Orazio Grassi , del Collegio romano , affermava invece che le comete sono corpi di natura astrale , situati oltre il «cielo della Luna». Egli utilizzava tale ipotesi per avvalorare, contro l'ipotesi eliocentrica, il modello proposto da Tycho Brahe , secondo il quale la Terra è immobile al centro dell'universo, la Luna e il Sole ruotano intorno alla Terra, mentre gli altri pianeti sono in orbita attorno al Sole. Oltre alla difesa del modello copernicano contro il sistema ticoniano , «Galileo aveva un altro motivo per negare l'esistenza delle comete: le loro traiettorie erano così nettamente ellittiche che non era possibile conciliarle con le orbite circolari che obbligatoriamente tutti i corpi celesti dovevano seguire intorno al Sole.» ^[55]

«Una " nuova stella " fu osservata il 9 ottobre 1604 dall'astronomo fra' Ilario Altobelli , il quale ne informò Galileo. ^[56] Luminosissima, fu osservata successivamente il 17 ottobre anche da Keplero , che ne fece oggetto di uno studio, il De Stella nova in pede Serpentarii , così che quella stella è oggi nota come Supernova di Keplero . Su quel fenomeno astronomico Galileo tenne tre lezioni, il cui testo non ci è noto, ma le cui argomentazioni furono confutate dall'aristotelico Antonio Lorenzini , probabilmente su suggerimento di Cesare Cremonini , e da Baldassarre Capra nella sua Consideratione astronomica circa la nuova e portentosa stella (Padova, 1605). Galileo aveva interpretato il fenomeno come prova della mutabilità dei cieli, sulla base del fatto che, non presentando la "nuova stella" alcun cambiamento di parallasse , essa dovesse trovarsi oltre l'orbita della Luna. Galileo rispose alle critiche con un caustico libretto Dialogo de Checo Ronchitti da Bruzene in Perpuosito de la stella Nuova scritto in lingua veneto-padovana ^[57] in cui, nascondendosi sotto lo pseudonimo di Cecco de Ronchitti, difese la validità del metodo della parallasse per determinare le distanze – o almeno la distanza minima – anche di oggetti accessibili all'osservatore solo visivamente, quali sono gli oggetti celesti.»

«Non sembra che, negli anni della polemica sulla "nuova stella", Galilei si fosse già pubblicamente pronunciato a favore della teoria copernicana: si ritiene ^[58] che egli, pur intimamente convinto copernicano, pensasse di non disporre ancora di prove sufficientemente forti da ottenere invincibilmente l'assenso della universalità degli studiosi. Aveva, tuttavia, espresso privatamente la propria adesione al copernicanesimo già nel 1597 : in quell'anno, infatti, a Keplero – che aveva recentemente pubblicato il suo Prodromus dissertationum cosmographicarum – scriveva di essere copernicano da molti anni e di aver prove (che però non espose) a sostegno di Copernico, «praeceptoris nostri». ^[59] »

Eventuali «prove a sostegno della teoria copernicana potevano essere offerte solo dopo meticolose osservazioni e lo strumento che le avrebbe rese possibili [cannocchiale] era stato appena inventato. [...] Galileo ne ebbe notizia – e forse anche un esemplare – nella primavera del 1609 e, ricostruito e potenziato empiricamente, ^[60] il 21 agosto lo presentò come propria invenzione al governo veneziano che, apprezzando l'«invenzione», gli raddoppiò lo stipendio e gli offrì un contratto vitalizio d'insegnamento. Per tutto il resto di quell'anno Galileo s'impegnò nelle osservazioni astronomiche: acquisì informazioni più precise sui monti lunari , sulla composizione della Via Lattea e scoprì i quattro maggiori satelliti di Giove . Le nuove scoperte furono pubblicate il 12 marzo del 1610 nel Sidereus Nuncius , una copia del quale Galileo inviò al granduca di Toscana Cosimo II , già suo allievo, insieme con un esemplare del suo cannocchiale e la dedica dei quattro satelliti, battezzati da Galileo in un primo tempo Cosmica Sidera e successivamente Medicea Sidera (« pianeti medicei »). È evidente l'intenzione di Galileo di guadagnarsi la gratitudine della Casa medicea, molto probabilmente non soltanto ai fini del suo intento di ritornare a Firenze, ma anche per ottenere un'influente protezione in vista della presentazione, di fronte al pubblico degli studiosi, di quelle novità, che certo non avrebbero mancato di sollevare polemiche.» Le polemiche non mancheranno (anzi, saranno una costante della vita di Galileo), ma la dimostrazione dell'esistenza dei nuovi satelliti di Giove metterà fine, una volta per tutte, all'idea della costituzione immutabile, quella già determinata dagli antichi, del sistema solare.

Da ultimo, per quanto riguarda le dimensioni dell'universo, Galileo sembra propendere per la tesi che sia infinito: «Grandissima mi par l'inezia di coloro che vorrebbero che Iddio avesse fatto l'universo più proporzionato alla piccola capacità del loro discorso che all'immensa, anzi infinita, sua potenza.» ^[61] «Ma Galilei non prende mai esplicitamente in considerazione, forse per prudenza, la dottrina di Giordano Bruno di un universo illimitato e infinito, senza un centro e costituito di infiniti mondi tra i quali Terra e Sole che non hanno alcuna preminenza cosmogonica. Lo scienziato pisano non partecipa al dibattito sulla finitezza o infinità dell'universo e afferma che a suo parere la questione è insolubile. Se appare propendere per l'ipotesi della infinitezza lo fa con motivazioni filosofiche in quanto, sostiene, l'infinito è oggetto di incomprensibilità mentre ciò che è finito rientra nei limiti del comprensibile. ^[62] »

La lettera di Galileo a Keplero del 1597 è importante per stabilire l'atteggiamento di Galileo nei confronti della teoria di Copernico. «In primo luogo dimostra che Galileo era un copernicano convinto fin da giovane. Scrive, a trentatré anni, che la sua conversione data «da anni». Tuttavia la sua prima dichiarazione pubblica, esplicita, in favore del sistema copernicano venne fatta solo nel 1613 , sedici anni dopo la lettera a Keplero. In tutti questi anni, non solo insegnò la vecchia astronomia secondo Tolomeo : ripudiò apertamente Copernico. In un trattato che compose per i suoi allievi ed amici, schierò tutti gli argomenti tradizionali contro il movimento della Terra: che la rotazione la farebbe disintegrare, che le nuvole resterebbero indietro, ecc., argomenti che lui stesso aveva confutato (a quanto dice la lettera) molto tempo prima. [...] Perché, contrariamente a Keplero, aveva tanta paura di far conoscere le proprie opinioni ? All'epoca non aveva motivo di temere la persecuzione religiosa più di quanto ne avesse avuto Copernico.» ^[63] «Quel che temeva lo dice chiaramente nella sua lettera: era fare la fine di Copernico, era coprirsi di ridicolo, farsi fischiare. Al pari di Copernico temeva i sarcasmi degli ignoranti e dei dotti, soprattutto di questi ultimi: i professori di Pisa e di Padova , i maestri solenni della scuola peripatetica , i quali credevano sempre all'autorità assoluta di Aristotele e di Tolomeo . Tale timore era d'altronde perfettamente giustificato.» ^[64]

Diventato, dopo le osservazioni col cannocchiale e la pubblicazione del Sidereus Nuncius del 1610 , personaggio pubblico e famoso, Galileo dal 1613 si fece alfiere e paladino del copernicanesimo. Con la pubblicazione di quattro epistole (una a Benedetto Castelli, due a Piero Dini e l'ultima a Cristina di Lorena) tra il 1613 e il 1615 difese apertamente il modello copernicano sostenendo anche, contrariamente all'opinione diffusa e sostenuta dai teologi, il perfetto accordo tra esso e il testo biblico. Questo causò l'interessamento dell' Inquisizione alle tesi galileiane e la convocazione di Galileo da parte del cardinal Roberto Bellarmino . A Roma, nel febbraio 1616 , Bellarmino ammonì Galileo, ordinandogli di «abbandonare del tutto quella dottrina e di non insegnarla, non difenderla e non trattarla».

Nel 1623 il cardinale Maffeo Barberini , amico personale di Galileo, diventò pontefice col nome di papa Urbano VIII . Nonostante le sei udienze concesse dal nuovo Papa a Galileo nella Primavera del 1624 la posizione ufficiale della Chiesa cattolica, di condanna del copernicanesimo, non subì mutamenti. Da quell'anno e fino al 1630 , protetto dall'amicizia di Urbano VIII e di vari cardinali, Galileo attese alla scrittura di una nuova opera, e alla cura dei molti impegni familiari. Solo nel 1632 , dopo non poche vicissitudini per ottenere l'imprimatur ecclesiastico, si avrà la pubblicazione del Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo . Ne derivò presto uno scontro col Papa, che si sentì ridicolizzato e oltraggiato dal libro di Galileo, l'intervento dell' Inquisizione e il processo del 1633 . Nonostante l' abiura ^[47] forzata al termine del processo, ^[46] Galileo rimase tenacemente, accanitamente copernicano fino alla morte, avvenuta nei primi giorni del 1642 .

Giovanni Keplero

1. NO - Orbite circolari dei pianeti e della Luna.
2. NO - Velocità angolare costante degli astri.
3. NO - Immutabilità della volta celeste.
4. SÌ - Dimensioni finite dell'universo.

Giovanni Keplero nel 1610

«Che tipo di forza attirò con tanta veemenza Keplero verso l'universo di Copernico ? Nella sua autoanalisi dichiara espressamente che non fu veramente il suo gusto per l'astronomia e che fu convertito da «ragioni fisiche o, se si preferisce, metafisiche»; lo ripete quasi alla lettera nella prefazione al Mysterium [ Cosmographicum (1597)]. Queste «ragioni fisiche o metafisiche» le espone qua e là in modi diversi, tuttavia l'essenziale è che il Sole deve essere al centro dell'universo in quanto è simbolo di Dio Padre , fonte di luce e di calore, generatore della forza che fa muovere i pianeti sulle loro orbite e perché un universo eliocentrico è più semplice, più soddisfacente dal punto di vista geometrico. Si direbbero quattro ragioni diverse, tuttavia esse formano un tutto indivisibile nello spirito di Keplero: è una nuova sintesi pitagorica di mistica e scienza.» ^[65] I suoi argomenti «si ispirarono talora a un misticismo di tipo medievale ma non per questo furono meno pregni di scoperte. Facendo passare il Primo Motore dalla periferia dell'universo al corpo fisico del Sole, simbolo di Dio, ci si preparava al concetto di forza gravitazionale, simbolo dello Spirito Santo, quale forza che governa i pianeti. Quindi un'idea puramente mistica fu all'origine della prima teoria razionale della dinamica dell'universo, fondata sulla trinità laica delle Leggi di Keplero.» ^[66]

«Keplero rimase a Praga , in qualità di mathematicus imperiale, dal 1601 al 1612 , anno della morte di Rodolfo II . Fu il periodo più fecondo della sua vita, nel corso del quale ebbe il raro merito di fondare due scienze: l'ottica strumentale, [...] e l'astronomia fisica. Il suo magnum opus , pubblicato nel 1609 , porta questo titolo significativo: « Nuova Astronomia Causativa (AITIOΛOΥHTOΣ) ovvero Fisica Celeste , tratta dai commentari Dei Movimenti di Marte , sulla base delle osservazioni di GV Tycho Brahe». Keplero vi lavorò senza interruzione dal 1600 al 1606 . L'opera contiene le due prime leggi planetarie: 1° i pianeti descrivono intorno al Sole non dei cerchi, bensì delle ellissi di cui il Sole occupa uno dei fuochi; 2° i pianeti percorrono le loro orbite non a velocità uniforme, bensì in maniera tale che il raggio vettore che congiunge il Sole al pianeta descrive aree uguali in tempi uguali.» ^[67]

«In apparenza le Leggi di Keplero hanno un'aria altrettanto innocente che la formula di Einstein E = Mc ² , ^[68] che nemmeno essa rivela il suo potenziale esplosivo. Eppure la visione moderna dell'universo è stata formata dalla legge della gravitazione universale di Newton, la quale deriva dalle Leggi di Keplero. [...] Quindi la promulgazione delle Leggi di Keplero è un punto fermo nella storia. Esse furono le prime «leggi naturali» nel senso moderno del termine: degli enunciati precisi, verificabili, relativi a rapporti universali che governano dei fenomeni singoli, ed espressi in termini matematici. Esse separano l'astronomia dalla teologia , per unirla alla fisica.» ^[69] Lo stesso Keplero era ben coscio del mutamento metodologico che stava introducendo nell'astronomia, e lanciava un compiaciuto avvertimento per l'imminente invasione di campo: «Fisici, drizzate l'orecchio, perché stiamo per invadere il vostro territorio.» ^[70]

«L' Harmonices Mundi venne terminato nel 1618 e pubblicato l'anno dopo. Keplero aveva quarantotto anni: aveva terminato il suo lavoro di pioniere, tuttavia nel corso degli undici anni che gli restavano da vivere continuò a produrre libi ed opuscoli, almanacchi , effemeridi , un trattato sulle comete, un altro relativo all'invenzione recente dei logaritmi e due grandi opere: l' Epitome Astronomiae Copernicanae e le Tabulae Rudolphinae . L' Epitome è un titolo ingannevole. Non si tratta di un riassunto del sistema copernicano, bensì di un manuale del sistema di Keplero. Le leggi che, in origine, si riferivano unicamente a Marte qui si estendono a tutti i pianeti, compresa la Luna ei satelliti di Giove. Gli epicicli sono del tutto scomparsi e il sistema solare si presenta, sostanzialmente, come compare oggi sui libri di scuola. È l'opera più grossa di Keplero; era il trattato di astronomia più importante dopo l' Almagesto di Tolomeo .» ^[71]

Quanto alla presunta immutabilità della volta celeste , anche su questo argomento Keplero dette un significativo contributo innovativo. Nel novembre 1572 Tycho Brahe , predecessore di Keplero alla carica di Matematico imperiale presso Rodolfo II , osservò una stella molto luminosa, apparsa improvvisamente nella costellazione di Cassiopea . L'anno dopo pubblicò un piccolo libro ( De Stella Nova ), coniando il termine nova per una "nuova" stella (oggi sappiamo che in realtà si trattava della luce proveniente dall'esplosione di una supernova ). Dall'ottobre 1604 comparve, per circa un anno, un'altra nova nella costellazione di Ofiuco . Tale supernova fu osservata per la prima volta il 9 ottobre 1604 dall'astronomo fra' Ilario Altobelli , che informò Galileo. «L'astronomo tedesco Giovanni Keplero la vide per la prima volta il 17 ottobre, ma la studiò così a lungo che essa prese il suo nome. Il suo libro sull'argomento era intitolato De Stella nova in pede Serpentarii ( Sulla nuova stella nel piede del Serpentario ).»

L'universo di Keplero rimane, come quelli aristotelico/tolemaico e copernicano, di dimensioni finite e sferico: la sfera «è per Keplero il simbolo della Santa Trinità .» ^[72] In esso, «gli attributi mistici e le forze materiali sono interamente centralizzati nel Sole. [...] L'universo visibile è il simbolo e la «firma» della Santa Trinità: il Sole rappresenta il Padre , la sfera delle stelle il Figlio , le forze invisibili che, emanando dal Padre , agiscono nello spazio interstellare, rappresentano lo Spirito Santo .» ^[65] Una simile analogia non sarebbe mai venuta in mente a Isaac Newton , che era segretamente ma pervicacemente antitrinitario ...

Isaac Newton

1. NO - Orbite circolari dei pianeti e della Luna.
2. NO - Velocità angolare costante degli astri.
3. NO - Immutabilità della volta celeste.
4. NO - Dimensioni finite dell'universo.

Isaac Newton

«Si racconta che Newton nel 1666 , l' annus mirabilis , fosse seduto sotto un melo nella sua tenuta a Woolsthorpe quando una mela gli cadde sulla testa. Ciò, secondo la leggenda diffusa da Voltaire , lo fece pensare alla gravitazione e al perché la Luna non cadesse sulla terra come la mela. Cominciò a pensare dunque a una forza che diminuisse con l'inverso del quadrato della distanza, come l'intensità della luce . Newton però non tenne conto delle perturbazioni planetarie e di conseguenza i suoi calcoli sul moto della Luna non erano corretti. Deluso smise quindi di pensare alla gravitazione . Nel 1679 , Newton ritornò alle sue idee sulla gravità, sulla meccanica classica , e sugli effetti di queste sulla determinazione delle orbite dei pianeti e sulle leggi di Keplero . Consultò su questo Robert Hooke e John Flamsteed , astronomo reale. Newton avrebbe probabilmente tenuto per sé le proprie scoperte, se Edmund Halley non gli avesse chiesto di trovare risposta ad un problema di meccanica celeste.»

Nel gennaio del 1684 l'astronomo Halley, rimasto famoso per via di una cometa che porta il suo nome, venne sfidato a trovare una formula capace di rendere conto della forza d'attrazione che si esercita tra il Sole e la Terra. La posta in gioco era una somma di 40 scellini . ^[73] La scommessa venne persa: l'impresa era troppo ardua per le capacità fisiche e matematiche di Halley. L'astronomo chiese quindi aiuto a Newton, il quale affermò d'aver studiato e risolto il problema ma d'aver perso le carte, offrendosi di riscriverle. Nel mese di novembre dello stesso anno, Newton inviò ad Halley un trattato manoscritto di nove pagine intitolato De motu corporum in gyrum ( Sul moto dei corpi in orbita ). «In questa opera Newton derivava le tre leggi di Keplero presupponendo l'esistenza di una forza attrattiva che agisce proporzionalmente all'inverso del quadrato della distanza.» «Halley convinse Newton a pubblicare quelle carte ed egli, inserendo il manoscritto in un'opera più ampia, diede alle stampe i Philosophiae Naturalis Principia Mathematica ( Principi matematici della filosofia naturale ) comunemente chiamati Principia . L'opera, pubblicata a spese di Halley in tre volumi nel 1687 , è unanimemente considerata un capolavoro assoluto della storia della scienza . [...] Egli usò la parola latina gravitas (peso) per la determinazione analitica della forza che sarebbe stata conosciuta come gravità , e definì la legge della gravitazione universale .»

La descrizione newtoniana del sistema solare eredita le caratteristiche cinematiche di quella kepleriana (le tre leggi di Keplero) ma introduce, con la forza di gravitazione universale , la causa che spiega la dinamica planetaria. Il titolo del suo trattato non potrebbe essere più appropriato: Principi matematici della filosofia naturale . In esso non si cerca, come nel caso dell' astronomia matematica medievale, di trovare modelli matematici ad hoc per i fenomeni fisici. Al contrario, il formalismo matematico della teoria fisica si dispiega qui in tutta la sua potenza: «non si limita a fotografare l'esistente, ma formula e dischiude proposte di senso.» ^[74] Se le capacità descrittive della teoria della gravitazione universale appaiono sorprendenti, le sue potenzialità predittive hanno quasi dell'incredibile. ^[75]

Circa le dimensioni dell'universo, Newton diede una risposta precisa e circostanziata. Nel preparare una serie di conferenze sul tema Una confutazione dell' ateismo dalle origini e struttura del mondo ^[76] ( Londra , 1692 ), il reverendo Richard Bentley interpellò Newton, per essere certo di dare una descrizione accurata dell'universo newtoniano. Nello scambio epistolare intercorso, Bentley sollevò importanti questioni cosmologiche (tra le quali una oggi nota come paradosso di Olbers ), ad alcune delle quali Newton dette risposte ancora più interessanti. In particolare, Bentley domandò come fosse possibile che le stelle non collassassero le une sulle altre, visto che la forza gravitazionale è sempre attrattiva. Newton rispose che, essendo l'universo infinito per volere della divina Provvidenza, ogni stella è circondata in modo omogeneo ed isotropo da infinite altre, le cui forze si annullano reciprocamente. Questa caratteristica si realizza solo con un numero infinito di astri; se vi fosse invece un numero finito di corpi celesti, accadrebbe quanto paventato dal reverendo Bentley...

Con la pubblicazione dei Philosophiae Naturalis Principia Mathematica di Newton ( 1687 ) si ha il definitivo superamento, per inclusione ed esaustione, del De revolutionibus orbium coelestium ( 1543 ) di Copernico: «Nel volgere di un secolo e mezzo, il sistema di Newton, che conclude una tappa di quel cammino fatto riprendere da Copernico all'astronomia, ha contenutivamente ben poco ancora del sistema copernicano, forse soltanto l'eliocentrismo.» ^[77] In meno di 150 anni è cambiato il mondo, è cambiata la scienza: l'astronomia, che con Copernico si trasforma da dottrina medievale in sistema astronomico moderno, con Newton diventa teoria scientifica nella contemporanea accezione del termine.

Note

Bibliografia

Cosmologia e astronomia medievali

• Francesco Barone, Immagini filosofiche della scienza , Laterza, Bari 1983.

Sistema copernicano

• Francesco Barone, Immagini filosofiche della scienza , Laterza, Bari 1983.
• Arthur Koestler, I sonnambuli. Storia delle concezioni dell'universo , Jaca Book, Milano 1982¹ 1991².

Copernico

• Arthur Koestler, I sonnambuli. Storia delle concezioni dell'universo , Jaca Book, Milano 1982¹ 1991².
• William Shea, Copernico. Un rivoluzionario prudente , Le Scienze, Milano 1988¹ 2013².

Bruno

Questa sezione sull'argomento astronomia è ancora vuota . Aiutaci a scriverla!

Galileo

• Enrico Bellone, Galileo. Le opere ei giorni di una mete inquieta , Le Scienze, Milano 1988¹ 2013².
• Massimo Bucciantini, Galileo e Keplero. Filosofia, cosmologia e teologia nell'Età della Controriforma , Einaudi, Torino 2000¹ 2007².
• John L. Heilbron, Galileo. Scienziato e umanista , Einaudi, Torino 2013.
• Arthur Koestler, I sonnambuli. Storia delle concezioni dell'universo , Jaca Book, Milano 1982¹ 1991².
• Umberto Eco e Riccardo Fedriga , Storia della filosofia , Vol. 2 Dall'Umanesimo a Hegel, Laterza, 2014.

Keplero

• Massimo Bucciantini, Galileo e Keplero. Filosofia, cosmologia e teologia nell'Età della Controriforma , Einaudi, Torino 2000¹ 2007².
• Arthur Koestler, I sonnambuli. Storia delle concezioni dell'universo , Jaca Book, Milano 1982¹ 1991².
• Anna Maria Lombardi, Keplero. Semplici leggi per l'armonia dell'universo , Le Scienze, Milano 1988¹ 2013².

Newton

• Niccolò Guicciardini, Newton. Un filosofo della natura e il sistema del mondo , Le Scienze, Milano 1988¹ 2013².

Voci correlate

• Geocentrismo
• Sistema geocentrico
• Sistema eliocentrico
• Sistema ticonico
• Rivoluzione scientifica
• Rivoluzione astronomica
• Niccolò Copernico
• Giordano Bruno
• Tycho Brahe
• Giovanni Keplero
• Galileo Galilei
• Isaac Newton
• The Unreasonable Effectiveness of Mathematics in the Natural Sciences

Altri progetti

• Wikiquote contiene citazioni di o su teoria copernicana
• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su teoria copernicana

Collegamenti esterni

• Gianni Bonera, Dal sistema tolemaico alla rivoluzione copernicana , su ppp.unipv.it . URL consultato il 9 agosto 2014 .
• Rivoluzione scientifica, Dizionario di filosofia, Treccani (2009) , su treccani.it . URL consultato il 12 agosto 2014 .
• Franco Piperno, Variazioni sul cielo. Il sistema eliocentrico di Copernico (1473-1543) , su lcs.unical.it . URL consultato l'11 agosto 2014 (archiviato dall' url originale il 18 luglio 2016) .

Portale Astronomia

Portale Fisica

Portale Scienza e tecnica