Le origini dell’astronomia (da antichità a età moderna)
L'astronomia è la scienza del moto e delle proprietà dei corpi celesti, una delle più antiche scienze naturali. Nelle prime fasi del suo sviluppo, era un tutt'uno con l'astrologia; la separazione finale tra astronomia scientifica e astrologia avvenne nell'Europa rinascimentale.
L’astronomia si è sviluppata in modo parallelo allo sviluppo dell’umanità ed è sempre stata una parte fondante di quest’ultima. Gli umani, difatti, da sempre cercavano di prestare una maggiore attenzione a tutto ciò che riguarda le previsioni sul futuro grazie al moto delle stelle.
Astronomia: storia e sviluppo
Le altre scienze che studiano le stelle o il cosmo, come la cosmologia o l’astrofisica, fino al XX° secolo sono state considerate a tutti gli effetti come una parte fondante dell’astronomia. Solo con il progredire del razionalismo e dell’industrializzazione, queste sono divenute delle scienze a sé stanti. Bisogna anche considerare che l’astronomia non ha avuto uno sviluppo uniforme in tutto il mondo e, a seconda della civiltà e della posizione geografica, la sua storia è stata differente.
Le Origini dell’astronomia
Le attività di studio delle stelle si possono rintracciare senza alcun problema nelle fonti risalenti al VI° millennio a.C., tanto che i primi riferimenti astronomici si possono trovare nei famosi Testi delle Piramidi, a loro volta risalenti ai XXV-XXIII secoli a.C. Molto spesso le strutture megalitiche e anche le varie pitture rupestri degli uomini primitivi sono stati interpretati come dei vaghi tentativi di studiare l’astronomia.
Per esempio, tra le tante pitture rupestri sui muri delle caverne è classica quella dove si vedono delle persone che osservano il cielo con l’intenzione di capire le stelle. In particolare, nell’astronomia antica si cercava di considerare tutto ciò che riguardava alcuni dei più noti cambiamenti delle fasi stellari, come il cambio di stagione, il cambio di giorno e di notte, oltre che il cambio delle fasi lunari. Proprio in accordo con questi cicli apparvero le unità di tempo come le conosciamo ora: l’anno, il mese e il giorno.
Sebbene la posizione relativa delle stelle non cambi, è stato osservato che diversi luminari (pianeti) sono un’eccezione a questa regola. Difatti, osservando i cambiamenti nella sfera celeste, le persone hanno notato la loro connessione con il cambiamento delle stagioni sulla Terra.
iò ha portato all’idea che i movimenti celesti siano anche associati ad altri fenomeni terreni: influenzano la storia, predicono gli eventi più importanti, come la nascita di re, guerre, carestie, epidemie, e così via. La dipendenza da questo tipo di fattori ha contribuito in modo significativo allo sviluppo dell’astronomia scientifica, che prendeva in esame anche altri fenomeni, come le eclissi, le cadute di meteoriti e le comparse di comete.
In Antichità l’osservazione delle stelle avveniva unicamente a occhio nudo. Quali furono i principali strumenti che usavano gli antichi astronomi? Uno gnomone (ovvero un palo per misurare l’altezza del mezzogiorno del Sole lungo la lunghezza dell’ombra), una clessidra utile per la misura del tempo e le meridiane. Senza l’ausilio di alcun strumento veniva osservata la Luna, i pianeti, l’alba e il tramonto (con la comparsa/scomparsa delle stelle sul manto celeste), oltre che le eclissi solari e lunari.
Astronomia antica in Europa
Per capire lo sviluppo dell’astronomia antica in Europa si prendono in esame due civiltà in particolare: quella greca, da cui poi trasse ispirazione l’astronomia romana. I Greci, a quanto pare, ancora in epoca omerica erano interessati all’astronomia, la loro mappa del cielo e molti nomi rimasero nella scienza moderna. Inizialmente, la conoscenza era superficiale. Per esempio, la mattina e la sera Venere erano considerate luminari diversi (Fosforo ed Espero).
I Sumeri sapevano già che si trattava dello stesso luminare. La correzione dell’errore chiamato Biforcazione di Venere è attribuita a Pitagora e Parmenide. A sua volta si crede che l’astronomia della Magna Grecia abbia preso molta ispirazione dalla civiltà egiziana e quest’ultima da quella sumera. Successivamente l’astronomia greca si sviluppò in modo autonomo e i pitagorici proposero un modello pirocentrico dell’Universo in cui le stelle, il Sole, la Luna e sei pianeti ruotano attorno al Fuoco Centrale chiamato Estia.
Affinché venisse creato il numero di sfere, – ovvero 10, – i pitagorici dichiararono che il sesto pianeta era l’Antichthon, ovvero l’Anti-Terra. Secondo la loro teoria, sia il Sole che la Luna brillavano di una luce riflessa dell’Estia: questo ha fatto nascere uno dei primi sistemi matematici del mondo.
Astronomia nel Medioevo
Un grande contributo allo sviluppo dell’astronomia nel Medioevo è derivato dai Paesi arabi che hanno dato vita ad astronomi come al-Battānī, Ibn Yunus, al-Bīrūnī, Naṣīr al-Dīn al-Ṭūsī e Uluğ Bek.
Operando in un sistema di coordinate prevalentemente mussulmano, molte delle loro teorie erano filo-islamiche e servivano ad avvalorare le tesi del profeta Muhammad. Ciononostante, tra l’astronomia europea e quella mussulmana ci sono comunque stati degli interessanti punti d’incontro.
Esattamente come gli astronomi arabi, nel Medioevo anche gli astronomi europei osservavano prevalentemente i movimenti visibili dei pianeti, coordinandoli con il sistema adottato da Tolomeo. Interessanti idee cosmologiche si possono trovare negli scritti di Origene di Alessandria, un importante apologeta del cristianesimo primitivo, studente di Filone. Origene consigliò di trattare il Libro della Genesi non letteralmente, ma come un testo simbolico. L’universo, secondo Origene, contiene molti mondi, sia abitati che non. Ogni universo per Origene è finito nel tempo e nello spazio, ma gli universi nascono e muoiono continuatamente, in modo infinito.
Nei secoli XI-XII, le principali opere scientifiche dei Greci e dei loro studenti di lingua araba furono tradotte in latino. Il fondatore dello scolasticismo, Alberto Magno e il suo studente Tommaso d’Aquino, nel 13° secolo dissezionarono gli insegnamenti di Aristotele, rendendoli accettabili per la tradizione cattolica. In quel periodo il sistema di Aristotele-Tolomeo si fuse effettivamente con il dogma cattolico. La ricerca sperimentale della verità è stata sostituita da una metodologia più familiare per la teologia.
Il rilancio dell’astronomia scientifica in Europa iniziò nella penisola iberica, all’incrocio tra il mondo arabo e quello cristiano. Inizialmente, il ruolo decisivo fu svolto dai trattati di Zigi che penetrarono dall’est arabo. Nella seconda metà dell’XI secolo, gli astronomi arabi si radunarono nel califfato di Cordova sotto la guida di al-Zarqali compilando i tavoli di Toledo. Le tabelle ausiliarie per il calcolo delle eclissi nelle tabelle di Toledo sono quasi interamente prese in prestito da al-Battani, che hanno sviluppato la teoria di Tolomeo e perfezionato i suoi parametri che a quel tempo erano obsoleti sulla base di nuove misurazioni più accurate. Nel XII secolo, grazie a Gerardo di Cremona, le tavole penetrarono nel mondo latino e furono adattate al calendario cristiano: non a caso si chiamano tavole di Tolosa. Nel 1252–1270, nella già cristiana Toledo, con il patrocinio di Alfonso X il Saggio, gli astronomi ebrei Isaac Ben Sid e Yehuda bin Moshe compilarono delle tabelle astronomiche più precise di quelle dell’Alfonsin.
Il risultato di questa secolare opera da parte di astronomi di diversi Paesi e popoli fu pubblicato nel 1485 a Parigi.
Astronomia dal Rinascimento all’Età Moderna (Galileo Galilei e altri)
Il Rinascimento ha incluso due eventi importantissimi per lo sviluppo dell’astronomia: la Rivoluzione di Copernico e la costruzione del telescopio. Entrambi hanno modificato l’approccio all’astronomia. Nel XVI secolo, divenne chiaro che il sistema di Tolomeo era inadeguato e portava a errori di progettazione inaccettabilmente grandi. Niccolò Copernico è stato il primo a offrire un’alternativa dettagliata, basata su un modello del mondo completamente diverso.
La sua principale opera fu De Revolutionibus Orbium Coelestium, in cui egli descriveva un sistema astronomico differente, eliocentrico. Copernico non ebbe mai il coraggio di pubblicarlo; a farlo fu uno dei suoi alunni. Il grande scienziato italiano Galileo Galilei accettò con entusiasmo il sistema copernicano e immediatamente respinse il fittizio “terzo movimento”, dimostrando sperimentalmente che l’asse della cima mobile mantiene la sua direzione autonomamente. Per dimostrare la correttezza di Copernico, usò un telescopio.
In realtà le lenti in vetro lucido erano note ancora ai babilonesi; la lente più antica trovata durante gli scavi risale al VII secolo a.C. Nel 1608, il telescopio fu inventato in Olanda. Venendo a conoscenza di ciò nell’estate del 1609, Galileo ne costruì indipendentemente una versione significativamente migliorata, creando il primo telescopio rifrattore al mondo. Inizialmente, l’ingrandimento del telescopio era triplice, poi Galileo aumentò l’ingrandimento fino a 32 volte. Questo gli permise di perfezionare la teoria copernicana. Per esempio, Galileo notò che il diametro delle stelle, a differenza dei pianeti, non aumenta se osservato in un telescopio, e alcune nebulose, anche in forma ingrandita, non si decompongono in stelle. Questo per lui era un chiaro segno che le distanze dalle stelle sono colossali anche rispetto alle distanze nel sistema solare.
L’immagine al telescopio di Galileo non era molto chiara, principalmente a causa dell’aberrazione cromatica. Per questo e altri motivi, il rapporto sulle scoperte di Galileo ha provocato una certa diffidenza in molti intellettuali del tempo. Galileo venne accusato di eresia. Fu ripetutamente costretto a recarsi a Roma per comunicare con il clero superiore e l’Inquisizione. I suoi lavori, però, diedero una notevole spinta allo sviluppo dell’astronomia.
Basandosi sul telescopio di Galileo, William Herschel ne costruì uno nuovo, grazie al quale riuscì a scoprire il settimo pianeta: l’Urano. Herschel fu il primo a utilizzare sistematicamente i metodi statistici in astronomia e con il loro aiuto concluse che la Via Lattea è un’isola stellare isolata che contiene un numero finito di stelle e ha una forma appiattita. Ha stimato le distanze dalle nebulose in milioni di anni luce.
Anche grazie alle scoperte, l’astronomia iniziò a svilupparsi sempre più velocemente. I secoli XIX e XX furono piene di scoperte di vario tipo. Aumentò il numero di osservatori astronomici nel mondo. Le varie scoperte scientifiche e le innovazioni tecnologiche non hanno fatto altro che avvalorare ulteriormente le tesi di Copernico e Galileo, aiutando anche a scoprire dei pianeti e delle stelle nuove, oltre che delle vere e proprie catene di asteroidi. Fino a giungere all’anno 2016, con la nascita dell’astronomia delle onde gravitazionali.
