La nuova immagine dell’universo da Copernico a Keplero

by gabriella
Niccolò Copernico (1473-1543)

Niccolò Copernico (1473-1543)

Nel 1543 Nicolò Copernico pubblica il De revolutionibus orbium coelestium nel quale teorizza un sistema astronomico eliostatico, o “geocinetico” secondo il quale la Terra, al pari degli altri pianeti, viene trasportata da un’orbita solida intorno al Sole, che resta fisso. Sollecitato dagli esiti della tradizione pitagorica, platonica ed ermetica, oltre che da un desiderio di semplificazione matematica, lo scritto di Copernico alimentò una crisi profonda già in atto, dovuta all’evidenza delle contraddizioni insite nella visione tradizionale del mondo costruita sulla fortunata alleanza di fisica (aristotelica), astronomia matematica (tolemaica), teologia (cristiana).

Aristotele

Aristotele (384 – 322 a.C.)

Il cielo di Aristotele era la trasposizione in termini fisici del modello matematico elaborato da Eudosso di Cnido nel IV sec. a. C. Diversamente dalla Terra, risultato della mescolanza dei quattro elementi (aria, acqua, terra, fuoco), il cielo e i corpi celesti sono costituiti di un “quinto elemento”, l’etere, divino, purissimo, cristallino, solido, imponderabile. Dei quattro elementi, la terra e l’acqua tendono naturalmente verso il basso, mentre l’aria e il fuoco cercano l’alto; solo l’azione di una forza esterna può indirizzare con moto violento un oggetto secondo una direzione diversa da quella naturale. I moti naturali degli elementi che entrano nella composizione dei corpi terrestri determinano il mutamento del corpo stesso e il divenire del mondo sublunare, nonché il movimento rettilineo, difforme e limitato nel tempo, con il quale cambiano di luogo spostandosi sulla terra.

La semplicità e la perfezione dell’etere libera il mondo celeste dal divenire, determina che i pianeti che in esso si muovono, trasportati su orbite solide,  abbiamo moto circolare, egualmente perfetto e perenne. Tale moto è trasmesso per contatto dal cielo delle stelle fisse, l’ottava ed estrema sfera che chiude l’universo, e riceve il proprio moto rotatorio dal Primo Mobile. Al centro dell’universo, immobile, è la Terra. La fisica aristotelica fu ingrediente essenziale di un’immagine dell’universo chiuso e pieno che ebbe modo di resistere quasi indiscussa fino e oltre Copernico. La sua fortuna derivò dal sodalizio che riuscì a stabilire, grazie anche alla mediazione di correnti mistiche e della teologia scolastica, con l’astronomia matematica di Claudio Tolomeo, vissuto ad Alessandria nel II sec. d.C.

Tolomeo accoglie l’immagine di un universo etereo e incorruttibile, delimitato all’esterno dal cielo delle stelle fìsse e mosso da un moto perfettamente circolare, nel quale la Terra, immobile, occupa il centro. In questo quadro, lo scopo del suo Almagesto è quello di spiegare e calcolare i movimenti dei pianeti. Il problema che gli si pone è quello di mantenere salva la natura perfettamente circolare dei moti celesti e dar ragione, al tempo stesso, di «celesti apparenze» che lascerebbero invece immaginare battute d’arresto nei movimenti orbitali, quasi si trattasse di un moto non uniforme, e una distanza dalla Terra che sembrerebbe non mantenersi costante. Per farlo, è costretto a introdurre realtà puramente matematiche (eccentrici, epicicli, equanti), che giustificano, con le loro rotazioni, egualmente circolari, gli apparenti ritardi dei moti orbitali (il cosiddetto moto retrogrado).

La teoria copernicana, per quanto trasgressiva rispetto al sapere tramandato e all’interpretazione canonica delle Scritture, eliminava il geocentrismo, ossia uno solo dei presupposti che la nuova immagine del cosmo doveva smentire per potersi affermare. Come Aristotele e Tolomeo, Copernico infatti mantiene ferma l’unità e la finitezza del sistema dei sette pianeti, chiuso dal firmamento, unico e coincidente con l’universo.

Infine, come non sfuggì né a Bruno né a Campanella, Copernico si accontentò di proporre il nuovo cosmo in termini matematici, senza trarre dalla nuova teoria le implicazioni fisiche e filosofiche che avrebbero effettivamente modificato i confini del mondo, la collocazione dell’uomo nell’universo, e, in generale, riformato le concezioni dell’Età nuova. Quella che oggi chiamiamo “visione copernicana dell’universo” è infatti il risultato degli studi fisici e astronomici di Keplero, Ticho Brahe e Galilei, oltre che dello stesso Copernico, ma anche delle ricerche filosofiche di Bruno e della riscoperta tutta umanistica dei presocratici e dell’antifinalismo di Democrito, propria delle opere del nolano.

Giordano_Bruno

Giordano Bruno (1548-1600)

E’ bruniana, infatti, la nuova idea di un cosmo infinito, popolato di «infiniti mondi», in luogo del mondo chiuso degli antichi dominato dalla centralità teologica dell’uomo e della terra. Non bisogna quindi pensare che la rivoluzione astronomica sia il risultato delle sole osservazioni empiriche o dei calcoli matematici applicati al moto dei pianeti: l’empiria è infatti carica di teoria e i nuovi astronomi non poterono vedere ciò che studiavano senza immaginare, cioè pensare un universo diverso da quello che era stato descritto dagli antichi. Ciò è tanto più vero, se si tiene conto che la teoria copernicana era decisamente controintuitiva e smentiva il dato immediato dei sensi che la terra sia ferma e il sole le ruoti intorno.

Non meno straordinario è quindi il vigore di una ricerca che attaccando il sistema tolemaico-aristotelico scardinava non soltanto una concezione teologica e una costruzione concettuale millenaria, ma metteva anche in dubbio la testimonianza dei sensi (per i quali la terra è ferma e il sole le ruota intorno), presentandosi con ciò ardita sotto ogni punto di vista. E’ guardando alla crisi alla quale le ricerche di Copernico e Galilei consegnavano la cultura ufficiale delle università e della Chiesa (che fondava la sua ortodossia su Tommaso e Aristotele) che si comprendono quindi il rogo di Campo de’ Fiori, dove Bruno fu arso vivo il 17 febbraio 1600 con «la lingua in giova», cioè inchiodata ad un pezzo di legno perché non potesse accusare pubblicamente i suoi carnefici, e il processo a Galilei del 1633.

 

Copernico

copernicoLa prima critica alla dottrina tolemaica venne da Copernico (Nicolaj Copernik) che dubitava della sua esattezza perché la giudicava troppo complessa e “antieconomica“. Questo teorico e matematico che aveva studiato in Polonia poi a Bologna, Padova e Ferrara, si rivolse così ai libri degli antichi per cercare soluzioni alternative al geocentrismo tolemaico:

Mi sono assunto il compito di rileggere le opere di tutti i filosofi, che fossi in grado di avere, per cercare se qualcuno di loro avesse mai pensato che le sfere dell’universo potessero muoversi secondo moti diversi da quelli che propongono gli insegnanti di matematica nelle scuole» (De rev.).

Cercando tra le traduzioni umanistiche dei pensatori greci, Copernico scoprì che Iceta, i pitagorici ed Eraclide Pontico erano già pervenuti a una concezione eliocentrica dell’universo e, fatta propria tale ipotesi, si convinse che essa fosse in grado di semplificare il calcolo matematico dei movimenti celesti. La nuova scienza nasce ancora nella teoria, non dal’esperimento o dall’osservazione.

Nel decimo capitolo della prima parte del De revolutionibus orbium coelestium Copernico enuncia così il suo sistema: immobile, al centro dell’universo c’è il Sole intorno al quale ruotano i pianeti, tra i quali la terra, che gira su se stessa, originando così il moto apparente intorno ad essa del sole, degli altri pianeti e delle stelle; lontano, fisse, sono le stelle. Il matematico polacco concepisce così ancora l’universo come unico, sferico e chiuso dal cielo delle stelle fisse e accetta ugualmente l’idea della perfezione dei moti circolari delle sfere cristalline (non si pensa ancora alle traiettorie dei pianeti come orbite matematiche). Il De revolutionibus viene pubblicato nel 1543, quando il suo autore è ormai sul letto di morte. Nella Prefazione anonima, intitolata Al lettore sulle ipotesi di quest’opera e curata, senza il consenso di Copernico, dal teologo luterano Andreas Osiander, il religioso sostenne la natura «puramente ipotetica e matematica» della nuova dottrina astronomica, affermando che essa costituiva un semplice calcolo matematico atto a «salvare le apparenze o i fenomeni», senza rispecchiare la realtà autentica del mondo.

Pur attenuata dalla Prefazione del De revolutionibus che si riteneva vergata dall’autore, la portata innovatrice dello scritto copernicano aveva attirato l’attenzione degli aristotelici che muovevano contro di esso una serie di obiezioni fisiche,

perché se la terra si muove, gli oggetti non vengono proiettati lontano?»«perché, se la terra si muove, non provoca un vento così forte da scuotere cose e persone?», e «perché, se la terra si muove da ovest a est, le cose cadono perpendicolarmente e non sono spostate dal moto terrestre?», 

alle quali risponderà in seguito Galilei.

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Tycho Brahe

Tycho Brahe

Tycho Brahe (1546-1601)

A smentire il pregiudizio di orbite solide, cristalline e reali fu l’astronomo danese Tycho Brahe (1546-1601), propagatore del cosiddetto “terzo sistema”, con la Terra al centro dell’universo e Sole, Luna e firmamento in rivoluzione intorno a essa, mentre gli altri cinque pianeti orbiterebbero intorno al Sole. Il doppio centro di rotazione (Terra e Sole) implicava che i pianeti intersecassero le rispettive traiettorie, evidentemente immateriali.

Riattualizzando il modello formulato nel IV secolo a.C. da Eraclide Pontico, Tycho sostenne che i pianeti girano intorno al sole, ma che il sole gira a sua volta intorno alla terra che resta al centro dell’universo. Questa concezione era vista come meno eversiva di quella copernicana, poiché compatibile con la “lettera” delle sacre scritture (in particolare con Giosuè, 10, 12 in cui Giosué chiede al  sole di fermarsi per favorire Israele contro i suoi nemici).

 

 

Keplero

Johannes Keplero (1571-1630)

Il terzo astronomo decisivo per la precisazione del modello copernicano fu il tedesco Giovanni Keplero (Johanes Kepler), insigne umanista, professore di matematica e assistente di Brahe. Partendo da una concezione teologica dell’universo, nel quale vedeva il sole come una personificazione di Dio padre, Keplero ribadisce la teoria eliocentrica, sostituendo forze puramente fisiche alle intelligenze motrici ed elaborando le leggi che spiegano l’orbita ellittica dei pianeti intorno al sole. Con Keplero si fa strada quella concezione matematica dell’universo propugnata poi da Galilei, secondo la quale la realtà oggettiva del mondo sarebbe data dalle proporzioni matematiche delle cose.

Keplero arriva a dimostrare l’infondatezza del dogma, di ascendenza platonica, di moti perenni perfettamente circolari, nonché la solidità cristallina delle sfere celesti, a partire dalla convinzione di poter spiegare matematicamente il mistero della creazione divina del mondo, e dalla convinzione che la dimensione degli orbi planetari fosse da mettere in relazione con i rapporti che intercorrono tra i 5 solidi regolari del Timeo. Nonostante la venerazione per il Sole, che derivava dalla tradizione pitagorica e dalla teologie solari del Rinascimento, egli non oppone il Sole ai pianeti, né la Terra ai cieli, ma oppone il “mondo immobile” (Sole, stelle fisse, spazio intermedio) al mondo mobile (i pianeti, compresa la Terra). L’unità e l’omogeneità del “mondo mobile” costituisce la premessa per una considerazione unitaria di una sola fisica non celeste, né terreste, ma “planetaria”. E infatti il cosmo kepleriano non è solo una costruzione matematica, ma ha l’ambizione di indagare la cause fisiche dei moti planetari, che vengono attribuite a una forza motrice di tipo magnetico insita nel Sole.

 


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