Galileo

Il 2009 è stato dichiarato dall’ONU Anno Internazionale dellAstronomia” per celebrare i 400 anni da quando Galileo Galilei, nel 1609, puntò per la prima volta al cielo il cannocchiale da lui perfezionato, dando così inizio alle prime vere osservazioni astronomiche scientificamente valide ed apprezzabili e alla nascita dell’astronomia moderna.

Che cos’è l’astronomia?

L’astronomia, leggi delle stelle”, è la scienza il cui oggetto è l’osservazione e la spiegazione degli eventi celesti. Studia le origini e l’evoluzione, le proprietà degli oggetti che formano l’Universo. L’astronomia non va confusa con l’astrologia, la quale sostiene che i fenomeni celesti abbiano un’influenza sugli eventi che accadono sulla Terra ed in particolare sull’uomo.
(fonte: wikipedia)

La storia dell’astronomia è scandita dalle scoperte scientifiche, e queste sono legate strettamente allo sviluppo tecnologico degli strumenti di osservazione.

Nel corso del ventesimo secolo i progressi tecnologici, soprattutto nel campo dell’elettronica e dell’informatica, hanno consentito di realizzare strumenti sempre più potenti e raffinati per scrutare il cielo ed indagare l’Universo a tutto campo. Lo sviluppo delle tecnologie spaziali ha permesso di collocare telescopi in orbita intorno alla Terra, per aprire nuove “finestre” sull’Universo. E questo processo sembra non avere fine, promettendo per il futuro anche prossimo la realizzazione di imprese osservative che fino a poco tempo fa appartenevano alla fantascienza.

Vita e opere di Galileo

Galileo Galilei nasce a Pisa il 15 febbraio del 1564.

Si iscrive alla facoltà di medicina dell’università di Pisa ma abbandona gli studi per dedicarsi alla filosofia e alla matematica.

Nel 1592, dopo un periodo di insegnamento presso l’Università di Pisa, ottiene la cattedra di matematica all’università di Padova, dove rimane per diciotto anni. Nell’ambiente stimolante di questa città Galileo realizza numerosi esperimenti che lo conducono alla scoperta delle leggi che regolano la caduta libera dei gravi; studia il moto dei pendoli e alcuni problemi di meccanica.

Comincia anche ad orientarsi verso la teoria copernicana del moto planetario in contrapposizione alla concezione geocentrica del cosmo elaborata da Tolomeo.

L’invenzione del telescopio rappresenta una svolta nella sua attività scientifica: egli perfeziona lo strumento e lo utilizza per precise osservazioni astronomiche che culminano nella scoperta di montagne e crateri sulla Luna, della Via Lattea come ammasso di stelle e dei quattro maggiori satelliti di Giove che Galileo, in omaggio alla dinastia che governava la Toscana, denominò Astri Medicei. Galileo pubblica le sue scoperte nel marzo 1610 nel Sidereus Nuncius”: la fama che ne trae gli procura un posto di matematico e filosofo di corte a Firenze, dove, libero dagli impegni dell’insegnamento, può dedicarsi alla ricerca.

Negli anni successivi, si accende una disputa intorno alle sue scoperte; l’osservazione delle fasi di Venere infatti rappresenta una convincente conferma dell’ipotesi copernicana il che confuta la teoria tolemaica adottata ufficialmente nel mondo scientifico e religioso dell’epoca. L’inquisizione bolla come eretica questa teoria e proibisce formalmente a Galileo di appoggiarla. Lo scienziato, già anziano e malato, viene chiamato a Roma, processato e costretto ad abiurare pubblicamente. Muore, malato e ormai cieco, l’8 gennaio 1642 nella sua casa di Arcetri.

Un’indagine sulla condanna dell’astronomo, con la richiesta di cancellarla, fu ordinata nel 1979 da papa Giovanni Paolo II e si concluse nell’ottobre del 1992 con il riconoscimento, da parte della commissione papale, dell’errore del Vaticano.

Teoria geocentrica e teoria eliocentrica

Queste due incisioni seicentesche mettono a confronto il sistema geocentrico e quello eliocentrico

Le scoperte astronomiche di Galileo del 1610, realizzate grazie al telescopio, danno avvio ad un processo che porterà, in pochi decenni, all’affermazione del sistema copernicano, nonostante l’opposizione delle autorità ecclesiastiche.

Nel Cinquecento il polacco Nicolò Copernico aveva realizzato un importante lavoro in cui ipotizzava un sistema eliocentrico (non fu il primo a proporre l’ipotesi di un sistema con al centro il Sole, ma di certo il primo ad argomentare in maniera scientifica la sua teoria) confutando la tradizionale teoria geocentrica, elaborata da Tolomeo nel II sec dopo Cristo che era considerata da lunghissimo tempo il fondamento dell’astronomia.

La teoria tolemaica poneva la Terra, immobile, al centro dell’Universo attorno a essa compiva una rotazione diurna il cielo delle stelle fisse, la sfera limite dell’Universo in cui erano pensate appunto incastonate le stelle. Fra le due sfere si svolgeva il moto proprio degli erranti” quali erano considerati il Sole, la Luna, e i cinque pianeti propriamente detti allora noti: Mercurio, Venere, Marte, Giove e Saturno.

L’idea guida della rivoluzione copernicana fu che l’apparente moto delle stelle e del Sole e i complicati moti apparenti dei pianeti, fossero il risultato del moto di rotazione della Terra attorno al suo asse e del suo moto annuo di rivoluzione attorno al Sole, che è immobile al centro del sistema solare.

Nel suo sistema Copernico riusciva a descrivere i moti della Luna e dei pianeti in un modo più semplice di quanto avesse fatto Tolomeo, in particolare per quanto riguardava il movimento dei pianeti, facendo uso di una sola circonferenza centrata sul Sole.

Gli studi di Copernico furono sostenuti e approfonditi dal tedesco Giovanni Keplero e da Galileo Galilei.

Le scoperte astronomiche successive hanno in parte corretto le conclusioni di Copernico : è vero che i pianeti e la Terra girano attorno al Sole (moto di rivoluzione) ma questo non è il centro dell’Universo ma una delle tante stelle che appare così grande e luminosa solo perché è più vicina a noi.

Rotazione e rivoluzione della Terra

Ora sappiamo che è la Terra ( come gli altri pianeti del sistema solare) a girare attorno al Sole.

La Terra compie contemporaneamente due movimenti principali : rotazione e rivoluzione.

La rotazione è il movimento che la Terra compie in 24 ore da ovest verso est intorno all’asse immaginario polo Nord-Polo sud.

Questo moto provoca due fenomeni :

1. la rotazione apparente del Sole e del cielo stellato da est verso ovest

2. l’alternarsi del dì e della notte

La rivoluzione è il movimento che la Terra compie in un anno (esattamente 365 giorni 5 ore 48 minuti e 46 secondi) descrivendo un’orbita ellittica, da ovest verso est, attorno al Sole.

La Terra in questo modo varia continuamente la sua distanza rispetto al Sole:il punto in cui si trova ad esso più vicina è detto perielio e quello in cui si trova più lontana è detto afelio.

Lasse terrestre è inclinato rispetto al piano dell’orbita (detta eclittica) e durante il movimento rimane sempre orientato nella stessa direzione.

Dal moto di rivoluzione e dallinclinazione dellasse terrestre deriva la conseguenza dell’alternarsi delle stagioni.

All’equatore in ogni giorno dell’anno vi sono sempre 12 ore di luce e 12 di buio.

Ai poli si hanno 6 mesi continui di luce e 6 di buio.

Nel giorno del solstizio destate (21 giugno) l’emisfero settentrionale ha il giorno più lungo dell’anno (massimo delle ore di luce) e il Sole raggiunge il punto più alto sull’orizzonte. Progressivamente diminuiscono le ore di luce e aumentano quelle di buio.

Nel giorno del solstizio d’inverno (22 dicembre) l’emisfero settentrionale ha il giorno più corto dell’anno (minimo delle ore di luce) e il sole raggiunge l’altezza minima sull’orizzonte.

Progressivamente aumentano le ore di luce e diminuiscono quelle di buio.

Nei due giorni degli equinozi (primavera- 21 marzo e autunno 23 settembre) le ore di luce e buio sono uguali.

Nell’emisfero meridionale le stagioni sono invertite rispetto a quello settentrionale.

In corrispondenza del solstizio destate i raggi solari arrivano al nostro emisfero quasi perpendicolarmente quindi riscaldano di più distribuendosi su una superficie minore, anche se paradossalmente la Terra si trova il primo luglio al perielio perciò pi ù lontana dal sole rispetto all’inverno.

La Luna

La Luna disegnata da Galileo

Sin dall’autunno del 1609 Galileo intraprese l’osservazione della Luna, della quale realizzò alcuni disegni di grande efficacia.
In aperto contrasto con la tradizione che voleva i corpi celesti perfettamente sferici e levigati, la superficie lunare, osservata al telescopio, presentava avvallamenti e protuberanze.
Con un metodo semplice ma ingegnoso, Galileo fu anche in grado di calcolare l’altezza dei monti lunari.

Oggi abbiamo moltissime conoscenze di questo corpo celeste che è il più vicino alla Terra (la sua distanza è in media circa 384.000km) ed è l’unico che sia stato esplorato direttamente (l’uomo è “sbarcato” sulla Luna sei volte; il primo allunaggio”è avvenuto nel luglio 1969).

La grandezza della Luna rapportata alla Terra

La bassa gravità lunare spiega i grandi balzi che gli astronauti riuscivano a fare muovendosi sulla Luna.

La Luna ha una forma quasi sferica, è più piccola Terra ( i satelliti sono di dimensioni ridotte rispetto a quelle dei rispettivi pianeti).

La presenza lunare determina il verificarsi sulla Terra del fenomeno delle maree. La Terra, sottoposta all’attrazione lunare, tende a deformarsi in un’ellisse in direzione della Luna e in quella ad essa opposta. Risentono di questo effetto soprattutto i mari, che tendono così ad alzarsi. La Terra, con la sua rotazione attorno al suo asse, fa in modo che ciò interessi tutte le coste.

Essa è priva di atmosfera e di qualsiasi forma di vita. Contrariamente a quanto a lungo si è creduto, qualche traccia di acqua è stata rilevata dalla sonda Clementine la quale ha suggerito che ci possa essere ghiaccio d’acqua in alcuni crateri profondi vicino al polo sud lunare che sono permanentemente in ombra. Ciò è stato ora confermato dal Lunar Prospector e potrebbe esserci ghiaccio anche al polo nord. (fonte: astrofili trentini)

Poiché non ci sono né mari né vegetazione per regolare la temperatura, la superficie lunare passa bruscamente da -150° durante il periodo di oscurità a oltre 110° durante quello di illuminazione.

La superficie lunare è costituita da zone scure, i cosiddetti mari, e da zone chiare, la terre.

I mari (che ovviamente non contengono acqua) sono vaste pianure comunicanti tra loro. Il colore scuro di queste zone è dovuto alla polvere nera di cui sono ricoperte.

Le terre: sono formate da alcune catene montuose, che possono superare i 9000 m, e da numerosi crateri, che consistono in anelli di rocce a pareti interne molto ripide entro le quali vi è una zona pianeggiante (talvolta con un rilievo a forma di cono). I crateri lunari sono dovuti all’attività di antichi vulcani o all’impatto di meteoriti (frammenti di roccia provenienti dallo spazio), che a causa dell’assenza dell’atmosfera hanno colpito con violenza la superficie lunare. La terre appaiono più chiare dei mari, perché sono formate da rocce che riflettono maggiormente la luce.

Movimenti della luna e fasi lunari

Anche la Luna ha un moto di rotazione e un moto di rivoluzione.

Il moto di rotazione è quello che la Luna compie girando intorno al proprio asse. La rotazione avviene, come per la Terra da ovest verso est e ha una durata di 27 giorni, 7 ore e 43 minuti.

Il moto di rivoluzione è quello che la Luna compie ruotando intorno alla Terra. In questo moto descrive un’orbita ellittica : il punto di massima distanza dalla Terra è detto apogeo, quello di minima distanza è detto perigeo.

Il moto di rivoluzione ha la stessa durata di quello di rotazione (rotazione sincrona).
Questa caratteristica ci consente di poter vedere solo il 50% della Luna (anche se le piccole oscillazioni della luna, dette librazioni, permettono di osservare effettivamente il 59% della superficie lunare) e sempre e solo lo stesso lato, mentre il lato opposto sarà sempre nascosto alla nostra vista.

La Luna, come i pianeti, non risplende di luce propria, quindi la sua parte illuminata è l’emisfero rivolto al Sole. A causa dei movimenti della Luna, l’emisfero illuminato non sempre è quello rivolto verso la Terra: per questo motivo la superficie lunare a un osservatore terreste pare talvolta completamente buia, talvolta parzialmente illuminate e talvolta completamente illuminata.

I diversi aspetti mostrati dalla Luna a causa delle diverse condizioni di illuminazione sono detti fasi lunari.

• Luna interposta tra Sole e Terra: la faccia rivolta verso di noi è buia: è LUNA NUOVA o NOVILUNIO.

• Luna dalla parte opposta del Sole, rispetto alla Terra: la faccia rivolta verso di noi è completamente illuminata: è LUNA PIENA o PLENILUNIO.

Nel periodo tra il novilunio e il plenilunio la Luna assume l’aspetto di una falce che gradualmente si allarga (l’una crescente); fra il plenilunio e il novilunio la falce della Luna gradualmente si restringe (l’una calante).

Il tempo impiegato dalla Luna per passare da una fase di Luna nuova a quella successiva è di circa 29 giorni e 12 ore e si chiama mese lunare; il periodo di rivoluzione della luna, come sappiamo, è di 27 giorni e 7 ore e viene chiamato mese sidereo.

di Sabry

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