eliocentrismo copernicano - Copernican heliocentrism

Modello eliocentrico dal De revolutionibus orbium coelestium di Niccolò Copernico ( Sulle rivoluzioni delle sfere celesti )

Eliocentrismo copernicano è il nome dato al modello astronomico messo a punto da Niccolò Copernico e pubblicato nel 1543. Questo modello posizionava il Sole al centro dell'Universo , immobile, con la Terra e gli altri pianeti che gli orbitano attorno in percorsi circolari , modificati da epicicli , e a velocità uniformi. Il modello copernicano soppiantava il modello geocentrico di Tolomeo che aveva prevalso per secoli, che aveva posto la Terra al centro dell'Universo.

Sebbene avesse fatto circolare uno schema della sua teoria eliocentrica ai colleghi qualche tempo prima del 1514, non decise di pubblicarlo fino a quando non fu invitato a farlo in seguito dal suo allievo Retico . La sfida di Copernico era quella di presentare un'alternativa pratica al modello tolemaico determinando in modo più elegante e accurato la lunghezza di un anno solare preservando le implicazioni metafisiche di un cosmo ordinato matematicamente. Pertanto, il suo modello eliocentrico ha mantenuto molti degli elementi tolemaici, causando imprecisioni, come le orbite circolari dei pianeti , gli epicicli e le velocità uniformi, mentre allo stesso tempo utilizzava idee come: -

  • La Terra è uno dei tanti pianeti che ruotano attorno a un sole stazionario in un determinato ordine.
  • La Terra ha tre movimenti: rotazione giornaliera, rivoluzione annuale e inclinazione annuale del suo asse.
  • Il moto retrogrado dei pianeti è spiegato dal moto della Terra.
  • La distanza dalla Terra al Sole è piccola rispetto alla distanza dal Sole alle stelle.

L'eliocentrismo prima di Copernico

Articoli principali: eliocentrismo ed eliocentrismo § Ancient_and_medieval_astronomy

antichità

Filolao (IV secolo a.C.) fu uno dei primi a ipotizzare il movimento della Terra , probabilmente ispirato dalle teorie di Pitagora su un globo sferico in movimento.

Aristarco di Samo , nel III secolo a.C., propose quello che fu, per quanto è noto, il primo modello serio di un Sistema Solare eliocentrico, avendo sviluppato alcune teorie di Eraclide Pontico (parlando di una "rivoluzione della Terra sul suo asse" ogni 24 ore). Sebbene il suo testo originale sia andato perduto, un riferimento nel libro di Archimede The Sand Reckoner ( Archimedis Syracusani Arenarius & Dimensio Circuli ) descrive un'opera in cui Aristarco avanzò il modello eliocentrico. Archimede ha scritto:

Tu [Re Gelon] sai che "universo" è il nome dato dalla maggior parte degli astronomi alla sfera il cui centro è il centro della Terra, mentre il suo raggio è uguale alla linea retta tra il centro del Sole e il centro della Terra. Questo è il resoconto comune, come avete sentito dagli astronomi. Ma Aristarco ha tirato fuori un libro costituito da alcune ipotesi, in cui risulta, in conseguenza delle ipotesi fatte, che l'universo è molte volte più grande dell'"universo" appena citato. Le sue ipotesi sono che le stelle fisse e il Sole rimangano immobili, che la Terra ruoti attorno al Sole sulla circonferenza di un cerchio, il Sole che giace al centro del Pavimento, e che la sfera delle stelle fisse , situata all'incirca nello stesso centro come il Sole, è così grande che il cerchio nel quale egli suppone che la Terra giri ha una proporzione tale alla distanza delle stelle fisse, come il centro della sfera sta alla sua superficie.

—  Il calcolatore della sabbia

È un malinteso comune che la visione eliocentrica sia stata respinta dai contemporanei di Aristarco. Ciò è dovuto alla traduzione di Gilles Ménage di un passaggio da Sulla faccia apparente nell'orbita della luna di Plutarco . Plutarco riferì che Cleante (contemporaneo di Aristarco e capo degli Stoici) come adoratore del Sole e avversario del modello eliocentrico, fu scherzosamente detto da Aristarco che doveva essere accusato di empietà. Gilles Ménage, poco dopo i processi a Galileo e Giordano Bruno , modificò un accusativo (identificando l'oggetto del verbo) con un nominativo (il soggetto della frase), e viceversa, in modo che l'accusa di empietà cadesse sul sostenitore eliocentrico. Il conseguente equivoco di un Aristarco isolato e perseguitato viene trasmesso ancora oggi.

Nel 499 d.C., l'astronomo e matematico indiano Aryabhata propose un modello planetario che incorporava esplicitamente la rotazione della Terra attorno al suo asse, che spiega come la causa di quello che sembra essere un apparente movimento delle stelle verso ovest. Credeva anche che le orbite dei pianeti fossero ellittiche . I seguaci di Aryabhata erano particolarmente forti nel sud dell'India , dove furono seguiti i suoi principi della rotazione diurna della Terra, tra gli altri, e su di essi si basarono numerose opere secondarie.

Medioevo

astronomi islamici

Diversi astronomi islamici hanno messo in dubbio l'apparente immobilità della Terra e la centralità all'interno dell'universo . Alcuni hanno accettato che la Terra ruoti attorno al proprio asse , come Abu Sa'id al-Sijzi (morto intorno al 1020). che inventò un astrolabio basandosi su una credenza di alcuni suoi contemporanei "che il moto che vediamo sia dovuto al movimento della Terra e non a quello del cielo". Che altri, oltre ad al-Sijzi, avessero questa opinione è ulteriormente confermato da un riferimento da un'opera araba del XIII secolo che afferma: "Secondo i geometri [o ingegneri] ( muhandisīn ), la terra è in costante movimento circolare, e ciò che sembra essere il moto dei cieli è in realtà dovuto al moto della terra e non delle stelle".

Nel XII secolo, Nur ad-Din al-Bitruji propose un'alternativa completa al sistema tolemaico (sebbene non eliocentrico). Dichiarò il sistema tolemaico come un modello immaginario, riuscito a prevedere le posizioni planetarie, ma non reale o fisico. Il sistema alternativo di Al-Btiruji si diffuse in gran parte dell'Europa durante il XIII secolo.

Le tecniche matematiche sviluppate tra il XIII e il XIV secolo dagli astronomi arabi e persiani Mo'ayyeduddin al-Urdi , Nasir al-Din al-Tusi e Ibn al-Shatir (morto intorno al 1375) per modelli geocentrici dei moti planetari ricordano da vicino alcuni dei le tecniche usate in seguito da Copernico nei suoi modelli eliocentrici.

astronomi europei

sistema tolemaico
Articolo principale: modello geocentrico
Disegno al tratto del sistema tolemaico

Il modello astronomico prevalente del cosmo in Europa nei 1.400 anni precedenti al XVI secolo era il Sistema Tolemaico, un modello geocentrico creato dal cittadino romano Claudio Tolomeo nel suo Almagesto , risalente al 150 d.C. circa. Per tutto il Medioevo se ne parlò come l'autorevole testo di astronomia, anche se il suo autore rimase una figura poco compresa, spesso scambiata per uno dei sovrani tolemaici dell'Egitto. Il sistema tolemaico ha attinto a molte teorie precedenti che vedevano la Terra come un centro stazionario dell'universo. Le stelle erano incastonate in una grande sfera esterna che ruotava in modo relativamente rapido, mentre i pianeti abitavano in sfere più piccole in mezzo, una separata per ogni pianeta. Per spiegare le apparenti anomalie in questa visione, come l' apparente moto retrogrado dei pianeti, è stato utilizzato un sistema di deferenti ed epicicli . Si diceva che il pianeta ruotasse in un piccolo cerchio (l'epiciclo) attorno a un centro, che a sua volta ruotava in un cerchio più grande (il deferente) attorno a un centro sopra o vicino alla Terra.

Una teoria complementare alle sfere omocentriche impiegate da Tolomeo: le sfere all'interno delle quali ruotavano i pianeti potevano esse stesse ruotare in qualche modo. Questa teoria precede Tolomeo (fu ideata per la prima volta da Eudosso di Cnido ; al tempo di Copernico era associata ad Averroè ). Anche popolari tra gli astronomi erano le varianti come gli eccentrici, per cui l'asse di rotazione era sfalsato e non completamente al centro. I pianeti sono stati anche fatti per esibire movimenti irregolari che deviavano da un percorso uniforme e circolare. Gli eccentrici dei movimenti dei pianeti sono stati analizzati per aver fatto movimenti inversi durante periodi di osservazione. Questo movimento retrogrado ha creato le basi per cui questi particolari percorsi sono diventati noti come epicicli.

Il contributo unico di Tolomeo a questa teoria era l' equant, un punto attorno al quale il centro dell'epiciclo di un pianeta si muoveva con velocità angolare uniforme, ma che era sfalsato rispetto al centro del suo deferente. Ciò violava uno dei principi fondamentali della cosmologia aristotelica, vale a dire che i moti dei pianeti dovevano essere spiegati in termini di moto circolare uniforme, ed era considerato un grave difetto da molti astronomi medievali. Ai tempi di Copernico, la versione più aggiornata del sistema tolemaico era quella di Peurbach (1423-1461) e Regiomontano (1436-1476).

Post-Tolomeo

Fin dal XIII secolo, gli studiosi europei erano ben consapevoli dei problemi con l'astronomia tolemaica. Il dibattito è stato accelerato dalla ricezione della critica di Averroè a Tolomeo, ed è stato nuovamente ravvivato dal recupero del testo di Tolomeo e dalla sua traduzione in latino a metà del XV secolo. Otto E. Neugebauer nel 1957 sostenne che il dibattito nella borsa di studio latina del XV secolo deve essere stato informato anche dalla critica di Tolomeo prodotta dopo Averroè, dalla scuola di astronomia persiana dell'era ilkhanide (dal XIII al XIV secolo) associata all'osservatorio di Maragheh (soprattutto le opere di Al-Urdi , Al-Tusi e Ibn al-Shatir ).

Lo stato della questione come ricevuto da Copernico è riassunto nella Theoricae novae planetarum di Georg von Peuerbach , compilata dalle dispense dello studente di Peuerbach Regiomontanus nel 1454, ma non stampata fino al 1472. Peuerbach tenta di dare una nuova presentazione matematicamente più elegante di Il sistema di Tolomeo, ma non arriva all'eliocentrismo. Regiomontano fu maestro di Domenico Maria Novara da Ferrara , a sua volta maestro di Copernico. C'è la possibilità che Regiomontano sia già arrivato a una teoria dell'eliocentrismo prima della sua morte nel 1476, poiché ha prestato particolare attenzione alla teoria eliocentrica di Aristarco in un'opera tarda e menziona il "movimento della Terra" in una lettera.

teoria copernicana

Per ulteriori informazioni: Niccolò Copernico

L'opera principale di Copernico, De revolutionibus orbium coelestium - Sulle rivoluzioni delle sfere celesti (prima edizione 1543 a Norimberga, seconda edizione 1566 a Basilea ), era un compendio di sei libri pubblicati durante l'anno della sua morte, sebbene fosse arrivato a la sua teoria diversi decenni prima. L'opera segna l'inizio del passaggio da un universo geocentrico (e antropocentrico ) con la Terra al centro.

Copernico sosteneva che la Terra fosse un altro pianeta che ruotava intorno al Sole fisso una volta all'anno e ruotava sul suo asse una volta al giorno. Ma mentre Copernico poneva il Sole al centro delle sfere celesti, non lo poneva al centro esatto dell'universo, ma vicino ad esso. Il sistema di Copernico usava solo moti circolari uniformi, correggendo ciò che era visto da molti come la principale ineleganza nel sistema di Tolomeo.

Il modello copernicano sostituì i cerchi equanti di Tolomeo con più epicicli . 1.500 anni del modello di Tolomeo aiutano a creare una stima più accurata dei movimenti dei pianeti per Copernico. Questa è la ragione principale per cui il sistema di Copernico aveva ancora più epicicli di quello di Tolomeo. I più epicicli hanno dimostrato di avere misurazioni più accurate di come i pianeti erano veramente posizionati, "anche se non abbastanza da entusiasmarsi". Il sistema copernicano può essere riassunto in diverse proposizioni, come fece lo stesso Copernico nel suo primo Commentariolus che consegnò solo agli amici, probabilmente negli anni 1510. Il "piccolo commento" non fu mai stampato. La sua esistenza era nota solo indirettamente fino a quando una copia fu scoperta a Stoccolma intorno al 1880 e un'altra a Vienna pochi anni dopo.

Le caratteristiche principali della teoria copernicana sono:

  1. I moti celesti sono uniformi, eterni e circolari o composti di più cerchi (epicicli).
  2. Il centro dell'universo è vicino al Sole.
  3. Intorno al Sole, nell'ordine, sono Mercurio, Venere, Terra e Luna, Marte, Giove, Saturno e le stelle fisse.
  4. La Terra ha tre movimenti: rotazione giornaliera, rivoluzione annuale e inclinazione annuale del suo asse.
  5. Il moto retrogrado dei pianeti è spiegato dal moto della Terra, che in breve è stato influenzato anche dai pianeti e da altri corpi celesti attorno alla Terra.
  6. La distanza dalla Terra al Sole è piccola rispetto alla distanza dalle stelle.

L'ispirazione venne a Copernico non dall'osservazione dei pianeti, ma dalla lettura di due autori, Cicerone e Plutarco . Negli scritti di Cicerone, Copernico trovò un resoconto della teoria di Hiceta . Plutarco fornì un resoconto dei pitagorici Eraclide Pontico , Filolao ed Ecphantes. Questi autori avevano proposto una Terra in movimento, che ha non ruotano intorno a un sole centrale Copernico citò Aristarco e Filolao in un primo manoscritto del suo libro che sopravvive, affermando: "Filolao credeva nella mobilità della terra, e alcuni addirittura dicono che Aristarco di Samo era di tale opinione". Per ragioni sconosciute (sebbene forse per riluttanza a citare fonti precristiane), Copernico non ha incluso questo passaggio nella pubblicazione del suo libro.

Nicolai Copernicito Torinensis De Revolutionibus Orbium Coelestium, Libri VI ( Sulle rivoluzioni delle sfere celesti, in sei libri ) (frontespizio della 2a edizione, Basilea, 1566)

Copernico usò quello che oggi è noto come il lemma Urdi e la coppia Tusi negli stessi modelli planetari trovati nelle fonti arabe. Inoltre, l'esatta sostituzione dell'equant con due epicicli usati da Copernico nel Commentariolus è stata trovata in un'opera precedente di Ibn al-Shatir (morto intorno al 1375) di Damasco. Anche i modelli lunari e di Mercurio di Ibn al-Shatir sono identici a quelli di Copernico. Ciò ha portato alcuni studiosi a sostenere che Copernico deve aver avuto accesso ad alcuni lavori ancora da identificare sulle idee di quei primi astronomi. Tuttavia, nessun candidato probabile per questo lavoro ipotizzato è venuto alla luce, e altri studiosi hanno sostenuto che Copernico avrebbe potuto benissimo sviluppare queste idee indipendentemente dalla tarda tradizione islamica. Tuttavia, Copernico citò alcuni degli astronomi islamici le cui teorie e osservazioni usò nel De Revolutionibus , vale a dire al-Battani , Thabit ibn Qurra , al-Zarqali , Averroè e al-Bitruji .

De revolutionibus orbium coelestium

Quando fu pubblicato il compendio di Copernico, conteneva una prefazione anonima non autorizzata di un amico di Copernico, il teologo luterano Andreas Osiander . Questo chierico affermò che Copernico scrisse il suo resoconto eliocentrico del movimento della Terra come un'ipotesi matematica, non come un resoconto che conteneva verità o addirittura probabilità. Poiché si credeva che l'ipotesi di Copernico contraddicesse il racconto dell'Antico Testamento sul movimento del Sole intorno alla Terra ( Giosuè 10:12-13), questo è stato apparentemente scritto per attenuare qualsiasi reazione religiosa contro il libro. Tuttavia, non ci sono prove che lo stesso Copernico considerasse il modello eliocentrico semplicemente matematicamente conveniente, separato dalla realtà.

Il vero compendio di Copernico iniziò con una lettera del suo amico (ormai deceduto) Nikolaus von Schönberg , cardinale arcivescovo di Capua , che esortava Copernico a pubblicare la sua teoria. Quindi, in una lunga introduzione, Copernico dedicò il libro a Papa Paolo III , spiegando il suo apparente motivo nello scrivere il libro come relativo all'incapacità dei primi astronomi di concordare una teoria adeguata dei pianeti, e notando che se il suo sistema aumentava la l'accuratezza delle previsioni astronomiche permetterebbe alla Chiesa di sviluppare un calendario più accurato. A quel tempo si riteneva necessaria una riforma del calendario giuliano ed era uno dei motivi principali dell'interesse della Chiesa per l'astronomia.

L'opera stessa è divisa in sei libri:

  1. La prima è una visione generale della teoria eliocentrica e un'esposizione sintetica della sua idea del Mondo.
  2. Il secondo è principalmente teorico, presentando i principi dell'astronomia sferica e un elenco di stelle (come base per le argomentazioni sviluppate nei libri successivi).
  3. La terza è principalmente dedicata ai moti apparenti del Sole e ai fenomeni ad essa collegati.
  4. Il quarto è una descrizione della Luna e dei suoi moti orbitali.
  5. La quinta è un'esposizione concreta del nuovo sistema, inclusa la longitudine planetaria.
  6. La sesta è un'ulteriore esposizione concreta del nuovo sistema, inclusa la latitudine planetaria.

Prime critiche

Statua di Copernico accanto all'Università di Cracovia s' Collegium Novum

Dalla pubblicazione fino al 1700 circa, pochi astronomi furono convinti del sistema copernicano, sebbene l'opera ebbe una circolazione relativamente ampia (sono sopravvissute circa 500 copie della prima e della seconda edizione, che è un gran numero per gli standard scientifici dell'epoca). Pochi dei contemporanei di Copernico erano pronti ad ammettere che la Terra si fosse effettivamente mossa. Anche quarantacinque anni dopo la pubblicazione del De Revolutionibus , l'astronomo Tycho Brahe arrivò al punto di costruire una cosmologia esattamente equivalente a quella di Copernico, ma con la Terra tenuta fissa al centro della sfera celeste al posto del Sole. Ci volle un'altra generazione prima che apparisse una comunità di astronomi praticanti che accettasse la cosmologia eliocentrica.

Per i suoi contemporanei, le idee presentate da Copernico non erano molto più facili da usare della teoria geocentrica e non producevano previsioni più accurate delle posizioni planetarie. Copernico ne era consapevole e non poteva presentare alcuna "prova" osservativa, basandosi invece su argomentazioni su quello che sarebbe stato un sistema più completo ed elegante. Il modello copernicano sembrava essere contrario al buon senso e contraddire la Bibbia.

Gli argomenti di Tycho Brahe contro Copernico sono illustrativi dei motivi fisici, teologici e persino astronomici su cui la cosmologia eliocentrica è stata respinta. Tycho, probabilmente l'astronomo più abile del suo tempo, apprezzava l'eleganza del sistema copernicano, ma si opponeva all'idea di una Terra in movimento sulla base della fisica, dell'astronomia e della religione. La fisica aristotelica dell'epoca (la moderna fisica newtoniana era ancora lontana un secolo) non offriva alcuna spiegazione fisica per il moto di un corpo massiccio come la Terra, ma poteva facilmente spiegare il moto dei corpi celesti postulando che fossero fatti di un diverso tipo di sostanza chiamata etere che si muoveva naturalmente. Quindi Tycho disse che il sistema copernicano “... elude sapientemente e completamente tutto ciò che è superfluo o discordante nel sistema di Tolomeo. In nessun punto offende il principio della matematica. Eppure attribuisce alla Terra, a quel corpo massiccio e pigro, inadatto al movimento, un movimento rapido come quello delle torce eteree, e per giunta un triplice movimento. Così molti astronomi accettarono alcuni aspetti della teoria di Copernico a spese di altri.

Rivoluzione Copernicana

La Rivoluzione Copernicana , un cambio di paradigma dal modello tolemaico dei cieli, che descriveva il cosmo come avente la Terra come un corpo stazionario al centro dell'universo, al modello eliocentrico con il Sole al centro del Sistema Solare , attraversato un secolo, che inizia con la pubblicazione del De revolutionibus orbium coelestium di Coperno e termina con l'opera di Isaac Newton . Sebbene non sia stato accolto calorosamente dai suoi contemporanei, il suo modello ha avuto una grande influenza su scienziati successivi come Galileo e Johannes Kepler , che lo hanno adottato, sostenuto e (specialmente nel caso di Keplero) ha cercato di migliorarlo. Tuttavia, negli anni successivi alla pubblicazione di de Revolutionibus , per importanti astronomi come Erasmus Reinhold, l'attrazione principale delle idee di Copernico fu che ripristinarono l'idea del moto circolare uniforme per i pianeti.

Durante il XVII secolo, diverse ulteriori scoperte alla fine portarono alla più ampia accettazione dell'eliocentrismo:

  • Keplero nel 1609 introdusse l'idea nella sua Astronomia nova che le orbite dei pianeti fossero ellittiche anziché circolari, pur mantenendo il concetto eliocentrico.
  • Usando il telescopio di nuova invenzione , nel 1610 Galileo scoprì le quattro grandi lune di Giove (prova che il Sistema Solare conteneva corpi che non orbitano attorno alla Terra), le fasi di Venere (la prima evidenza osservativa non propriamente spiegata dalla teoria tolemaica) e la rotazione del Sole attorno ad un asse fisso come indicato dalla variazione annua apparente del moto delle macchie solari;
  • Con un cannocchiale, Giovanni Zupi vide le fasi di Mercurio nel 1639;
  • Isaac Newton nel 1687 propose la gravità universale e la legge dell'inverso del quadrato dell'attrazione gravitazionale per spiegare le orbite planetarie ellittiche di Keplero.

Viste moderne

Sostanzialmente corretto

Da un punto di vista moderno, il modello copernicano presenta una serie di vantaggi. Predice accuratamente le distanze relative dei pianeti dal Sole, anche se questo significava abbandonare l'amata idea aristotelica che non ci fosse spazio vuoto tra le sfere planetarie. Copernico diede anche un chiaro resoconto della causa delle stagioni: che l'asse della Terra non è perpendicolare al piano della sua orbita. Inoltre, la teoria di Copernico forniva una spiegazione sorprendentemente semplice per gli apparenti moti retrogradi dei pianeti, vale a dire come spostamenti parallattici risultanti dal movimento della Terra attorno al Sole, una considerazione importante nella convinzione di Johannes Kepler che la teoria fosse sostanzialmente corretta. Nel modello eliocentrico i moti apparenti retrogradi dei pianeti che si verificano in opposizione al Sole sono una conseguenza naturale delle loro orbite eliocentriche. Nel modello geocentrico, invece, queste si spiegano con l' uso ad hoc degli epicicli , le cui rivoluzioni sono misteriosamente legate a quelle del Sole.

Storiografia moderna

Se le proposizioni di Copernico fossero "rivoluzionarie" o "conservatrici" è stato oggetto di dibattito nella storiografia della scienza . Nel suo libro The Sleepwalkers: A History of Man's Changing Vision of the Universe (1959), Arthur Koestler tentò di decostruire la "rivoluzione" copernicana ritraendo Copernico come un codardo che era riluttante a pubblicare il suo lavoro a causa di una paralizzante paura del ridicolo. Thomas Kuhn ha sostenuto che Copernico ha trasferito solo "alcune proprietà alle molte funzioni astronomiche del Sole precedentemente attribuite alla Terra". Da allora gli storici hanno sostenuto che Kuhn ha sottovalutato ciò che era "rivoluzionario" nell'opera di Copernico e ha sottolineato la difficoltà che Copernico avrebbe avuto nel proporre una nuova teoria astronomica basata solo sulla semplicità della geometria, dato che non aveva prove sperimentali.

Guarda anche

Appunti

Riferimenti

Ulteriori letture

link esterno