Dalla sfera del mondo alla Luna

La bacheca con i tre tomi allestita per l'occasione presso il Museo astronomico di Brera

Domenica, come avevo annunciato, il Museo astronomico di Brera ha aperto in via straordinaria le sue porte ai visitatori. E con l'occasione abbiamo esposto in una teca appositamente preparata tre libri che in piccolo riassumono la storia dell'astronomia dal modello tolemaico verso i tempi moderni: De la sfera del mondo di Alessandro Piccolomini, il De revolutionibus di Niccolò Copernico e il Sidereus Nuncius di Galileo Galilei.
L'idea iniziale era riassemblare alcune cise che avevo scritto nel corso degli anni sul De revolutionibus e sul lavoro di Galileo per scrivere il più velocemente possibile una specie di storia che potesse guidare il lettore dal sistema tolemaico a quello copernicano, ma come al solito ho ecceduto e così la scrittura di ciò che state per leggere, e soprattutto la sua lunghezza, è andata oltre le mie iniziali intenzioni!
Pertanto, iniziamo a raccontare la storia:

Il Sole intorno alla Terra

Quando ogni mattina vediamo il Sole sorgere e tramonatare, mentre le stelle notte dopo notte cambiano sopra le nostre teste, è più che normale pensare che l'intero universo ruoti intorno a noi. Questa visione geocentrica dell'universo è diventata la descrizione matematica del modello o sistema tolemaico, dall'astronomo del II secolo Claudio Tolomeo che lo rese famoso.
Nel suo trattato, l'Almagesto, oltre a classificare le costellazioni, Tolomeo discusse anche i dettagli matematici del modello geocentrico sviluppato da Apollonio di Perga e da Ipparco, il massimo astronomo dell'antica Grecia. Il modello prevedeva che il Sole, i pianeti e le stelle ruotassero intorno alla Terra lungo traiettorie circolari. Queste traiettorie erano, però, ulteriormente complicate dalla presenza di epicicli e deferenti. In particolare i primi erano le orbite vere e proprie percorse dai pianeti. Il centro di questi epicili e sua volta si muoveva lungo i deferenti, che erano cerchi il cui centro si trovava nei pressi della Terra.
Grazie a queste complicazioni il modello di Apollonio e Ipparco risultava più preciso nella descrizione dei moti celesti rispetto al modello eliocentrico di Aristarco da Samo, a sua volta ispirato a un modello dell'universo sviluppato all'interno della setta pitagorica.
Il modello tolemaico era, però, non solo una descrizione matematica dei moti celesti, ma una vera e propria visione del mondo, raccontata nel De la sfera del mondo di Piccolomini. Il volume, uscito in prima pubblicazione nel 1540, presentava una descrizione del modello tolemaico, con la Terra al centro, i pianeti, le stelle fisse e il cosiddetto primo mobile che nella Divina Commedia di Dante Alighieri è il posto dove risiede Dio, che con il suo volere muove l'intero universo intorno alla Terra.

Interludio

Il fatto stesso che il modello tolemaico fosse legato a una visione del mondo lo rendeva apparentemente inscalfibile e inamovibile dalla sua posizione di preminenza per la descrizione del mondo. Nonostante ciò gli astronomi dei secoli successivi non nascosero diverse perplessità sul modello stesso.
D'altra parte Marziano Capella sosteneva che Venere e Mercurio orbitassero intorno al Sole e non intorno alla Terra. Non è da escludere che questa idea non abbia ispirato Tyco Brahe per il suo modello, ovvero un sistema in cui il Sole ruota intorno alla Terra ma tutti gli altri pianeti ruotano intorno al Sole.
Le critiche più interessanti al modello tolemaico, però, arrivarono dal filosofo francese Nicola d'Oresme. Nel suo Livre du ciel et du monde esaminò argomentazioni a favore e contro il movimento della Terra. In particolare osservò come tutti i movimenti celesti osservati dagli astronomi sarebbero i medesimi sia considerando le sfere celesti in movimento rispetto alla Terra, sia considerando la Terra in movimento.
L'osservazione più interessante, però, riguarda l'economia del moto: secondo questo punto di vista sarebbe, infatti, più logico pensare che sia la Terra a ruotare e non l'immensità celeste.
I tempi, però non erano ancora maturi per mettere in discussione il modello tolemaico, e infatti concluse che tutti sostengono, e anch'io ritengo, che siano i cieli a muoversi e non la Terra.
Mi piace pensare che tale affermazione sia stata inserita per quieto vivere, ma al di là di ciò il testo di Oresme conferma che la discussione intorno al modello tolemaico era comunque in corso, sebbene "sottobanco".

Una rivoluzione

Volume della seconda edizione del De revolutionibus in poissesso della Biblioteca astronomica di Brera

Scritto nel 1454 ma pubblicato solo nel 1472 (una decina di anni dopo la sua morte), il Theoricae Novae Planetarum di Georg von Peuerbach presenta una nuova e più colloquaile versione del sistema tolemaico. Un decennio più tardi, nel 1483, Albert Brudzewski, che insegnava astronomia presso l'Università di Cracovia, diede alle stampe un commento al trattato di von Peuerbach in cui, pur apprezzandone l'impianto generale, mostrava i limiti di questa descrizione.
Brudzewski non era propriamente un eliocentrista, anzi tutto il contrario, ma la sua impostazione ebbe una certa influenza su uno dei suoi allievi, Niccolò Copernico.
Quest'ultimo, come sappiamo, passò buona parte della sua vita a raffinare un nuovo modello della descrizione dell'universo conosciuto (a quel tempo il sistema solare!), che venne pubblicato nel 1543 dopo la sua morte, avvenuta quello stesso anno, grazie all'impegno del suo allievo Georg Joachim Rhetics. In quella prima edizione venne aggiunta una nota in cui si sottolineava come il modello proposto, per quanto sviluppato a partire da osservazioni reali, era solo una visione matematica utile a semplificare i calcoli e non qualcosa che mirava a descrivere il reale così come è. Tale aggiunta, che si deve al pastore luterano Andreas Osiander, salvò il De rivolutionibus dal finire nell'Indice.
Il trattato, che parlava delle rivoluzioni celesti, ovvero dei moti degli oggetti nel cielo, alla fine, anche grazie a questa nota introduttiva, finì per rivoluzionare la storia dell'astronomia e della scienza.

Il messaggero delle stelle

Una delle cinquanta (o sessanta) copie rimaste al mondo del Sidereus Nuncius, in possesso della Biblioteca astronomica di Brera

Se da un lato Copernico aveva molte remore a pubblicare il suo lavoro, dall'altro Galileo Galilei non ne aveva nessuna. Forte delle sue protezioni politiche, riuscì a pubblicare tutti i suoi trattati, incluso il famoso Dialogo sopra due massimi sistemi, quello tolemaico e copernicano, che però fu, in un certo senso, quel troppo che non poteva essere ignorato.
Prima di arrivare al Dialogo, però, nel 1610 Galilei diede alle stampe il Sidereus Nuncius, nel quale esponeva le sue osservazioni della Luna dell'anno prima e quelle di Giove del gennaio di quello stesso anno.
Abbiamo già visto come non solo Leonardo Da Vinci fosse un eliocentrista, ma aveva fatto diverse osservazioni della Luna a occhio nudo da cui aveva dedotto che questo corpo celeste non emetteva luce propria, ma quella del Sole riflessa dalla sua superficie, e soprattutto la presenza di monti e valli lunari, interpretati però come isole circondate dal mare.
Questa visione leonardesca della Luna venne confermata proprio con il Sidereus Nuncius. Le illustrazioni lunari lì presenti mostrano i crateri lunari, che Galilei interpretò proprio come valli e monti, dimostrando come anche la Luna fosse un corpo imperfetto, oltre che un sasso che, come la Terra, viaggia nello spazio. Per ottenere questo suo risultato lo scienziato pisano prese il cannocchiale di origine olandese e, dopo aver fatto opportunamente modificare le ottiche dal suo artigiano di fiducia, lo puntò verso il cielo stellato, riuscendo a vedere con un dettaglio fino a quel momento impensabile la Luna, i pianeti e le stelle. Non a caso nel Sidereus c'è anche una vivida descrizione della Via Lattea, non più intesa come una nebulosità ma come un fitto insieme di stelle.
L'altra grande scoperta di Galilei presente nel Sidereus, però, furono i satelliti di Giove, i primi quattro a essere stati scoperti nella storia delle osservazioni del gigante gassoso. Passati alla storia come i satelliti medicei, Io, Europa, Ganimede e Callisto. Questi nomi, però, non erano quelli originariamente assegnati da Galileo ai quattro satelliti, ma vennero scelti da Simon Mayr (latinizzato in Simon Marius), che pur avendoli scoperti e annunciati dopo il collega italiano, se ne attribuì la paternità, con conseguente diatriba tra i due a mezzo lettere.
Al di là delle beghe astronomiche in cui era coinvolto il buon Galileo, già solo queste osservazioni contenute dentro il Sidereus Nuncius (e ricordiamo che gli altri due trattati contenevano sì osservazioni, ma non realizzate dagli astronomi che li scrissero) erano più che sufficienti come prime prove per mettere in dubbio il sistema tolemaico.
Quella che è considerata, almeno da Galilei, la prova definitiva fu l'osservazione completa delle fasi di Venere, realizzata sempre nel 1610 ma comunicata nel 1613 all'interno della Istoria e Dimostrazioni intorno alle Macchie Solari. In effetti l'osservazione dell'alternanza di fasi sulla superficie di Venere vista dalla Terra era compatibile anche con il modello ticonico, che prevedeva che Venere ruotasse intorno al Sole, ma ovviamente, anche solo per una certa seplicità logica, Galilei lo riteneva una prova definitiva del modello eliocentrico.
Il trattato, però, come intuibile dal titolo, raccontava dell'osservazione delle macchie solari, contribuendo a scardinare ulteriormente il pensiero aristotelico, secondo cui il Sole era perfetto e immobile, mentre quello visto da Galileo era imperfetto e in rotazione intorno al suo asse. Galilei non fu il primo a osservare le macchie soilari, che erano state osservate a occhio nudo ma male interpretate, e nemmeno il primo a farlo con un telescopio, ma chi lo precedette, seppure di poco, Thomas Harriot, non pubblicò le sue osservazioni, che rimasero così nel chiuso dei suoi appunti.
Alla fine di questa storia, quindi, il vero messaggero delle stelle fu proprio Galileo Galilei. E probabilmente ne era egli stesso pienamente consapevole.