Carte de la Lune: Giovanni Domenico Cassini al Museo Astronomico di Brera

via British Library

Il rapporto dell'Osservatorio Astronomico di Brera con la Luna è sempre stato stretto. Non a caso una delle mie prime interazioni con questa storica istituzione è stata in occasione di una mostra sulla Luna del 2009 (in quell'occasione ho invertito i nomi tra Ilaria Arosio e Agnese Mandrino, e ancora oggi sono grato ad Agnese per avermi perdonato per quell'errore, visto che fu lei a raccontarmi la mostra!). Lo abbiamo visto anche in anni recenti quando nel corso di alcune delle Design Week abbiamo ospitato installazioni dedicate proprio alla Luna.
E proprio la Luna tornerà protagonista della prossima domenica di apertura straordinaria, quella del 17 maggio. In questa occasione, infatti, esporremo le carte della Luna di Giovanni Domenico Cassini, uno dei più grandi astronomi italiani di tutti i tempi, nonché direttore dell'Osservatorio Astronomico di Parigi. In effetti, come spiegato nel testo che vi incollo qui sotto, non sono esattamente le carte originali redatte dal pugno di Cassini, ma comunque una delle pochissime testimonianze rimaste di quel prezioso lavoro di osservazione del nostro satellite.

Immaginiamo di essere a Parigi, alla corte del Re Sole: il monarca assoluto, il centro del potere intorno a cui tutto girava, così come il Sistema Solare gira intorno al Sole. Travolti dalla ricchezza, dalla musica e dall'arte, tra giardini, fontane e palazzi avremmo visto anche questa Luna.
Si tratta di una delle più belle rappresentazioni celesti del periodo della grande illustrazione astronomica. Il suo autore è Giovanni Domenico Cassini, professore di astronomia a Bologna, che nel 1669 arriva a Parigi e diventa astronomo reale all'Osservatoire voluto dal Re.
La carta, frutto di otto anni di osservazioni, venne incisa su una lastra di rame e stampata una prima volta nel 1679.
Guardiamola bene e scopriremo che non è solo una raffigurazione scientifica, ma anche una dichiarazione d'amore. In basso a destra vediamo il volto di una donna che spicca nitido sul Promontorio di Eraclide. Un po' più in alto a sinistra scorgiamo un grande cuore.
Chi è questa donna che Cassini ha voluto omaggiare sulla sua Luna? Forse Cristina di Svezia, mecenate di letterati e scienziati? O forse Maria Teresa d'Asburgo, la moglie del Re? No... si tratta di Geneviève de Laistre, sua moglie, sposata nel 1673.
Nel 1787 il direttore dell'Observatoire di Parigi, un altro Giovanni Domenico Cassini, pronipote del primo, si accorse che della carta della Luna erano rimasti pochi esemplari e la fece ristampare; la nostra mappa appartiene a questa tiratura.
Nel 1824 si scoprì che la lastra di rame su cui la carta era stata incisa era andata perduta, forse venduta a peso. Questo significa che la carta non potrà mai più essere ristampata: la nostra fa parte della decina di esemplari conosciuti al mondo.

Anche io sarò presente in sede per accogliere i visitatori, ma all'incirca a partire dalle 15. Spero vorrete venire a trovarci!

La grandi domande della vita: Terra, Luna, Sole

Vi sono mancate Le grandi domande della vita? Un po' anche a me. Come immaginavo, ma speravo di sbagliarmi, non sono riuscito a tenere il ritmo previsto, e anzi alla fine questa puntata è la prima dell'anno 2022... Inoltre do il via alla nuova stagione con due risposte che ho fornito per la rubrica de L'astronomo risponde su EduINAF. Iniziamo con il...

Rientro dalla Luna

Cerchiamo di capire il funzionamento della rotta di ritorno libero dalla Luna. Il modo migliore per "vederla" è usando lo schema qui sotto (via commons):

E' stata effettivamente usata dalle missioni del programma Apollo e sfrutta la gravità relativa tra i due corpi celesti. Questo permette di poter utilizzare una quantità di carburante di molto inferiore rispetto a quella che sarebbe necessaria se si compisse il viaggio utilizzando continuamente il motore: in pratica si viaggia utilizzando le linee di forza delle gravità combinate dei due corpi.
Per avere un'idea di cosa sono le linee di forza, possiamo pensare alle linee geografiche che uniscono ad esempio due valli vicine: è possibile raggiungere i due luoghi in modi differenti, utilizzando percorsi privilegiati che ti permettono di risparmiare energia. Una rotta di ritorno libero è l'equivalente di questi percorsi. In questo caso l'unica energia necessaria per usare questi percorsi è quella che serve per immettersi o per abbandonarli.
Una variazione sulle rotte di ritorno libero sono le manovre di Hohmann, mentre su alcune particolari manovre relative alle missioni Apollo, aggiungo come letture le manovre di atterraggio sulla Luna e di ritorno sulla Terra.

Paperinik: dai buchi neri alla materia oscura

Con qualche mese di ritardo su quanto avevo preventivato a suo tempo, è finalmente uscita la recensione de L'orizzonte degli eventi. Ne sono particolarmente soddisfatto per via degli inserti scientifici colà presenti. In questa sede vi estraggo quanto ho scritto, sebbene in parte già pubblicato sia qui sia in altre sedi.
Iniziamo:

Stelle nere

Nel 1783, in una lettera inviata a John Cavendish e successivamente pubblicata in forma di articolo nel 1784 dalla Royal Society, il geologo, fisico e astronomo John Michell ipotizzava l'esistenza di una stella scura (o stella nera) che aveva delle caratteristiche inusuali per l’epoca: la sua massa e la sua densità erano tali per cui la velocità di fuga, ovvero la velocità necessaria per abbandonare la superficie di un corpo celeste, risultava superiore a quella della luce. Un'idea simile venne espressa anche dall'astronomo e matematico francese Pierre Laplace nel 1796 nel suo famoso Exposition du Systeme du Monde:

Un astro luminoso, della stessa densità della Terra, e il cui diametro sia 250 volte quello del Sole, non permetterebbe, a causa della sua attrazione, ad alcuno dei suoi raggi di giungere fino a noi; è pertanto possibile che i più grandi corpi luminosi dell’universo possano, a causa di ciò, essere invisibili

Sin dal 1600, infatti, si riteneva la luce costituita da corpuscoli, concettualmente simili ai più moderni fotoni, e quindi soggetta alla gravità, mentre le osservazioni gioviane di Giovanni Cassini e del danese Ole Rømer, che per un breve periodo fu assistente di Cassini, indicavano che la velocità della luce dovesse essere finita. Quindi non deve stupirci che l'esistenza di un corpo celeste molto simile ai moderni buchi neri sia nata sin dalla seconda metà del 1700 ⁽¹⁾.
Per raffinare e arrivare all'idea moderna di una singolarità in grado di "strappare" lo spaziotempo in modo tanto forte e violento da impedire persino alla luce di sfuggire sarebbe stata necessaria la teoria della relatività di Albert Einstein, e le soluzioni particolari trovate successivamente da Karl Schwarzschild nel 1916 e da David Finkelstein nel 1958. In particolare fu quest'ultimo a introdurre il concetto di orizzonte degli eventi, la superficie che circonda il buco nero superata la quale è impossibile sfuggire alla sua attrazione gravitazionale.

Le dimensioni dell'universo

Di seguito il testo dell'infografica sulle dimensioni dell'universo pubblicata su Edu INAF. In effetti presenta alcune modifiche e una corposa aggiunta.

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Il modo in cui abbiamo visto l’universo si è modificato nel corso della nostra storia sulla Terra. In epoche antiche, infatti, l’universo era costituito esclusivamente da Terra, Sole e Luna. Le dimensioni di tale universo vennero stimate per la prima volta da Archimede che valutò tale distanza in circa 10000 volte il raggio della Terra.
Questa fu, per molto tempo, la stima migliore della distanza Terra-Sole: sia Aristarco (1500 volte circa) sia Ipparco (490 volte circa) fornirono stime di molto inferiori.
La prima stima che si avvicinò al valore esatto fu quella di Christiaan Huygens del 1659 che determinò tale distanza in 24000 volte il raggio terrestre. Tale stima, basata sulle fasi di Venere, non venne ritenuta sufficientemente scientifica a differenza di quella prodotta da Giovanni Domenico Cassini e Jean Richer del 1672 misurando la posizione di Marte nel cielo il primo da Parigi e il secondo dalla Guinea Francese, determinando una distanza di 21700 volte il raggio terrestre, da confrontare con la distanza reale, che è all’incirca 23455 volte il raggio terrestre.